Rozwój sieci dystrybucyjnej na potrzeby rozwoju elektromobilności Sławomir Bogucki Lublin, 14 listopada 2017 r.
W stronę inteligentnych sieci elektroenergetycznych
Regulacje: Pakiet na rzecz czystego powietrza Fundusz Niskoemisyjnego Transportu Projekt ustawy o elektromobilności i paliwach alternatywnych (13.10.2017 r.) Plan Rozwoju Elektromobilności w Polsce obszary i fazy rozwoju elektromobilności wraz z propozycją narzędzi interwencji Krajowe Ramy w zakresie rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych określenie celów i narzędzi rozwoju infrastruktury Fundusz Niskoemisyjnego Transportu narzędzia finansowe wspierające rozwój infrastruktury paliw alternatywnych oraz tworzenie rynku pojazdów na te paliwa Ustawa o elektromobilności i paliwach alternatywnych Eliminacja barier i stworzenie ram dla nowego rynku
Krajowe ramy polityki rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych Oddzielna ustawa dedykowana paliwom alternatywnym?
Krajowe ramy polityki rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych Planowana liczba pojazdów elektrycznych i punktów ładowania w 32 aglomeracjach i obszarach gęsto zaludnionych w roku 2020 Szacunkowe ilości dla większych miast: 54 tys. aut 6,8 tys. publicznych punktów ładowania 300 szybkich ładowarek
Ustawa o elektromobilności i paliwach alternatywnych (projekt z dnia 13.10.2017 r.) Procedura budowy ogólnodostępnych punktów ładowania Budowa ogólnodostępnych punktów ładowania Raport Plan Program Realizacja Planu przez OSD Budowa przez podmioty trzecie (do 31.12.2019) Operator ogólnodostępnych punktów ładowania może być również dostawcą usługi ładowania Wójt/burmistrz/prezy dent miasta sporządza raport o ogólnodostępnych punktach ładowania 15 stycznia 2020 r. data przygotowania raportu Przygotowanie planu budowy ogólnodostępnych punktów ładowania w przypadku nie osiągnięcia minimalnej (określonej w ustawie) liczby punktów Plan określa liczbę i lokalizację ogólnodostępnych punktów ładowania o mocy normalnej i dużej Konsultacje planu z mieszkańcami Plan jest uzgadniany z OSD i na jego podstawie powstaje Program przyłączania Program określa techniczne i ekonomiczne warunki przyłączenia wraz z terminem przyłączenia Na przygotowanie programu i uzgodnienie planu OSD mają minimum 30 dni Budowa przez OSD ogólnodostępnych punktów ładowania Terminy budowy zgodne z planem i programem OSD nie może pełnić roli dostawcy usługi ładowania Koszt budowy i przyłączenia = koszty uzasadnione działalności
Studium przypadku 50 kw nn centrum miasta Granica/miejsce dostawy: zestaw złączowy z pomiarem ZK4a+1P Lokalizacja licznika: w złączu pomiarowym Zakres przyłącza i rozbudowy sieci: z rozdzielnicy nn projektowanej stacji transformatorowej wyprowadzić odcinek linii kablowej 4 x 240 mm2 do zestawu złączowego. Budowa stacji transformatorowej prefabrykowanej z 3-polową rozdzielnicą SN. Projektowaną stację włączyć do linii kablowej SN relacji stacja transformatorowa 649-977. W projektowanej stacji zabudować transformator 21/0,4 kv o mocy 250kVA. Decyzje formalne: opracowanie dokumentacji technicznej i prawnej. Uzyskanie zgód właścicieli działek dla inwestycji oraz ustanowienie służebności przesyłu. Pozwolenie na budowę, Decyzja o zajęciu pasa drogowego. Projekt organizacji ruchu. Orientacyjny czas przyłączenia: 18 miesięcy Orientacyjne koszty po stronie OSD: 125 tyś. PLN netto Opłata przyłączeniowa: 50 kw * 61,60 zł/kw = 3,08 tyś. PLN netto Parking przy drodze krajowej, centrum miasta
Studium przypadku 50 kw nn centrum miasta Bariery Ograniczenia w możliwości budowy sieci w pasach drogowych (5 m od pasa drogowego) ustawa o drogach Brak regulacji umożliwiających pozyskanie tzw. prawa drogi dla nowych linii oraz dostępu do istniejących urządzeń (brak ustawy o korytarzach przesyłowych) Długotrwałe procedury w zakresie uzyskania pozwolenia na budowę sieci nn i SN Pozyskanie zgód właścicieli gruntów oraz w niektórych wypadkach zgody konserwatora zabytków Jak je przezwyciężyć? Dobra komunikacja z OSD właściciel stacji ładowania powinien uwzględniać aspekty przyłączeniowe już na etapie planowania przedsięwzięcia i ustalania lokalizacji stacji. Skrócenie czasu przyłączenia w przypadku wprowadzenia zmian regulacyjnych, o których mowa m.in. w Krajowych ramach OSD będą w stanie szybciej realizować swój zakres umów o przyłączenie stacji ładowania. Parking przy drodze krajowej, centrum miasta
Nakłady na przyłączenie i modernizację sieci Założenia Liczba punktów ładowania zgodna z dokumentem Krajowe Ramy Polityki Rozwoju Infrastruktury Paliw Alternatywnych Moc punktów ładowania: Typ punktu ładowania Moc [kw] Punkty wolnego ładowania 14 Punkty szybkiego ładowania (w tym sieci handlowe) 200 Punkty szybkiego ładowania na stacjach paliw 400-500 Autobusy ładowarki pantografowe na trasach (tzw. opportunity charging) 500 Autobusy szybie ładowarki na zajezdniach 1500-2000 Punkty wolnego ładowania będą przyłączane do sieci nn; punkty szybkiego ładowania w większości będą przyłączone do sieci SN (zakłada się, że 50% punktów szybkiego ładowania zabudowywanych na stacjach paliw będzie przyłączonych do sieci nn); W jednym miejscu przyłączenia planuje się zabudowę dwóch ogólnodostępnych punktów ładowania (z wyłączeniem stacji paliw (4 szt.), zajezdni i przystanków końcowych komunikacji miejskiej); Koszty modernizacji sieci uwzględniają m.in. zwiększone nakłady wynikające z nasycania się sieci punktami ładowania; Analiza nie uwzględnia budowy punktów ładowania przez TAURON Dystrybucja S.A. w rozumieniu projektu ustawy o elektromobilności (zakup urządzeń, instalacja, zarządzanie, utrzymanie)
Nakłady na przyłączenie i modernizację sieci Założenia Typ punktu ładowania Punkty wolnego ładowania Punkty szybkiego ładowania (w tym sieci handlowe) Zakres przyłącza Złącze nn, odcinek linii kablowej nn (dł. 50 m) Złącze kablowe SN, odcinek linii kablowej SN (dł. 300 m) Jednostkowy koszt przyłączenia w tys. zł. 1 8,95 107,5 Punkty szybkiego ładowania na stacjach paliw Złącze kablowe SN lub stacja SN/nN, odcinek linii kablowej SN (dł. 300 m) 2 147,5 Autobusy ładowarki pantografowe na trasach (tzw. opportunity charging) Autobusy szybie ładowarki na zajezdniach Złącze kablowe SN, odcinek linii kablowej SN (dł. 300 m) Złącze kablowe SN, odcinek linii kablowej SN (dł. 600 m) 107,5 175 1 stała wartość nakładów do 2027 roku (nie uwzględniono inflacji) 2 50% punktów ładowania zabudowywanych na stacjach paliw zostanie przyłączonych do sieci nn (wymagana budowa stacji SN/nN)
Liczba [szt.] Prognozowana liczba punktów ładowania 10000 1000 100 10 1 2200 360 360 170 170 60 3500 3500 3300 3000 7 7 2500 2000 1500 320 320 320 320 320 320 250 270 310 320 200 200 40 40 40 3 3 30 30 2 2 20 20 1 1 2019-2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 Punkty wolnego ładowania Punkty szybkiego ładowania (w tym sieci handlowe) Punkty szybkiego ładowania (stacje paliw) Autobusy - ładowarki na trasach Autobusy - szybkie ładowarki na zajezdniach Liczba punktów ładowania przyłączonych do sieci TD do roku 2027 Ilość [szt.] Punkty wolnego ładowania 21500 Punkty szybkiego ładowania (w tym sieci handlowe) Punkty szybkiego ładowania na stacjach paliw Autobusy ładowarki pantografowe na trasach (tzw. opportunity charging) Autobusy szybie ładowarki na zajezdniach 1890 2640 280 Lata 2023-2024 pierwsze dane o wykorzystaniu poszczególnych punktów ładowania rozwój najbardziej obleganych; Lata 2023-2024 ograniczenie liczby przyłączanych stacji wolnego ładowania, wzrost przyłączania punktów szybkiego ładowania; Po roku 2027 zastępowanie punktów wolnego ładowania punktami szybkiego ładowania. 26
Moc zainstalowana [MW] Przyrost mocy zainstalowanej punktów ładowania 800 700 600 500 Przyrost mocy zainstalowanej na poziomie 90 MW rocznie; Moc zainstalowana w 2027 r. równa 800 MW; Współczynnik jednoczesności wykorzystania infrastruktury zależny od ilości samochodów elektrycznych. 400 300 200 100 0 2019-2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027
Szacowane nakłady na przyłączenie i modernizację sieci w latach 2019-2027 350 300 250 200 150 100 50 0 Koszty przyłączeni Koszty modernizacji Opłata przyłączeniowa Opłaty za przyłączenie (zgodnie z projektem ustawy) 1/16 stawki nakładów na przyłączenie Szacowane nakłady do 2027 r. ok. 600 mln zł
Struktura nakładów na przyłączenie 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2019-2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 Punkty wolnego ładowania Punkty szybkiego ładowania (w tym sieci handlowe) Punkty szybkiego ładowania (stacje paliw) Autobusy - ładowarki na trasach Autobusy - szybkie ładowarki na zajezdniach Po roku 2023 większa liczba przyłączanych punktów szybkiego ładowania przy ograniczeniu przyłączania punktów wolnego ładowania; Prognozujemy większe zapotrzebowanie na szybkie ładowanie samochodów maksymalnie do 30 min. np. podczas zakupów, wizyty w urzędzie, itp. Ładowanie wolne planowane do zabudowy na terenach osiedli, miejsc pracy itp., gdzie można zaplanować długi proces ładowania.
Struktura nakładów na modernizację sieci Struktura nakładów na modernizację sieci 100% 90% 80% 70% 60% Nakłady na modernizację sieci rozkładają się mnij więcej po 50% na sieć niskiego jak i średniego napięcia. Wśród nich można wyróżnić zwiększenie przekroju obwodów nn i ciagów SN, wymianę transformatorów SN/nN oraz WN/SN. 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2019-2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 Punkty wolnego ładowania Punkty szybkiego ładowania - w tym stacje paliw, ładowarki na trasach autobusów Autobusy - szybkie ładowarki na zajezdniach
Wpływ EMOBI na sieć energetyczną Rozwój elektromobilności będzie miał wpływ na sieć dystrybucyjną szczególnie nn i SN, ale również WN Potencjalne problemy będą zależeć od lokalizacji i sposobu wykorzystywania/ładowania aut Istotne parametry: - Wolumen - Moc ładowania - Profil ładowania - Lokalizacja stacji ładowania - Nasycenie stacjami ładowania na danym obszarze - Godzina ładowania (szczyt, dolina) Ładowanie auta bez zarządzania popytem
PROGNOZOWANIE ROZWOJU SIECI WN z WYKORZYSTANIEM ANALIZ SCENARIUSZOWYCH POGLĄDOWA SIEĆ WN ROZWÓJ RYNKU EMOBI Analiza raportów, prognoz, wypowiedzi: - zmiany prognoz w czasie - analiza istotnych parametrów wpływu Założenia wyjściowe obszaru sieci WN: - wysoko zurbanizowany obszar - powierzchnia ok. 2500 km2 - ok. 800 tys. mieszkańców - poziom obciążenia ok. 900 MW - przepustowość sieci w 2016 r. ok. 1000 MW - przepustowości sieci w 2025 r. ok. 1100 MW - wartość odtworzeniowa sieci ok. 800 mln. zł - planowane nakłady inw. ok. 30 mln zł/rok - okres realizacji zadań liniowych ok. 8 lat ZAGROŻENIE PRZECIĄŻENIA! Założenia wyjściowe odnośnie ilości aut: - ilość nowych samochodów 23 tys. szt. (2016 r.) 36 tys. szt. (2025 r.) Założenia wyjściowe poboru energii przez SE: - ładowanie SE w domach 5 kw (1f) - ładowanie metodą szybką - 40-60 kw (3f) - maks. obciążenie sieci - szczyt wieczorny - 80% kierowców pokonuje do 50 km/dzień
PROGNOZOWANIE ROZWOJU SIECI WN z WYKORZYSTANIEM ANALIZ SCENARIUSZOWYCH
DZIAŁANIA OSD w zakresie ROZWOJU SIECI Trzy filary optymalnej strategii działania: - monitorowanie kluczowych wskaźników rozwoju EMOBI - cykliczne przeprowadzanie projekcji możliwych scenariuszy - działania wewnętrzne i zewnętrzne redukujące zagrożenia wynikające z rozwoju SE Działania redukujące zagrożenia dla sieci wynikające z rozwoju SE: Działania zasadne i mało ryzykowne: - wykorzystanie technologii szybkiego wzrostu przepustowości linii. - rozwój technologii inteligentnego zarzadzania popytem i podażą energii - rozwój technologii inteligentnego zarzadzania siecią - promowanie racjonalnego i efektywnego zużycia energii elektrycznej Działania zależne od oceny monitorowanych wskaźników: - wprowadzanie taryf zachęcających do odpowiedniego ładowania baterii - wzrost nakładów inwestycyjnych na modernizację sieci - wyprzedzające przygotowanie dokumentacji projektowej - przeprowadzenie szczegółowych analiz technicznych sieci - rozwój technologii magazynowania energii
Podsumowanie wpływu EMOBI na funkcjonowanie OSD Konieczność poniesienia nakładów na przyłączenia i ew. budowę infrastruktury ładowania Konieczność poniesienia nakładów na rozwój sieci, w szczególności nn i SN, i ew. WN Konieczne zapewnienie regulacji i stworzenie mechanizmów wsparcia Konieczność monitorowania kluczowych wskaźników rozwoju SE i wprowadzania odpowiednich działań w zakresie rozwoju sieci Wyzwanie i szansa na poprawę jakości i efektywności funkcjonowania sieci (nowe technologie, inteligentne sieci, magazynowanie energii)
Dziękuję za uwagę