Elementarz ładowania Pojazdów Elektrycznych

 

Występujące w artykule oznaczenia i skróty

SEE – System Elektro-Energetyczny (KSE – Krajowy System Elektro-Energetyczny)

OSD – Operator Systemu Dystrybucyjnego

OZE – Odnawialne Źródło Energii

SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition - System Nadzorujący Przebieg Procesu

OCPP – Open Charge Point Protocol - Międzynarodowy Protokół Komunikacji EVSE z OSD

Prosument, Prosumpcja – Producent i równocześnie konsument, produkcja i równocześnie konsumpcja

UHVDC – Ultrahigh Voltage Direct Current - Linia Stałoprądowa Ultra Wysokiego Napięcia

HVDC – High Voltage Direct Current - linia Stałoprądowa Wysokiego Napięcia

MVDC – Medium Voltage Direct Current - linia Stałoprądowa Średniego Napięcia

LVDC – Low Voltage Direct Current - linia Stałoprądowa Niskiego Napięcia

EV – Electric Vehicle - Pojazd Elektryczny

EVSE – Electric Vehicles Supply Equipment - Stacja Ładowania EV - Ładowarka EV

V2H – Vehicle to Home - Pojazd do Domu, dwukierunkowy przepływ energii

V2G – Vehicle to Grid - Pojazd do SEE, dwukierunkowy przepływ energii

AC – Alternating Current - Prąd Przemienny - Prąd Zmienny

L1 – Line 1 - Pierwsza Linia Zasilania - Pierwsza Faza

L2 – Line 2 - Druga Linia Zasilania - Druga Faza

L3 – Line 3 - Trzecia Linia Zasilania - Trzecia Faza

N – Neutral - Styk Neutralny Zasilania - Styk Zerowy

DC – Direct Current - Prąd Stały

Positive – Plus Zasilania

Negative– Minus Zasilania

PE – Potential Earth - Styk Ochronny, a równocześnie Masa, Uziemienie

Standard Globalny – Standard Złącz lub tryb ładowania stosowany powszechnie lub na dużym bszarze

Standard Korporacyjny – Standard Złącz lub tryb ładowania stosowany przez jedną firmę

GB/T AC – Standard Złącz w Chinach, zmiennoprądowy

GB/T DC – Standard Złącz w Chinach, stałoprądowy

CHAdeMO – Charge de Move - Standard Złącz w Japonii, stałoprądowy

Type 1 – Standard Złącz Typ 1, podstawowa wersja zmiennoprądowa

CCS 1 – Combined Charging System 1 - System Ładowania Combo 1, rozszerzenie Type 1 o moduł stałoprądowy

Type 2 – Standard Złącz Typ 2, podstawowa wersja zmiennoprądowa

CCS 2 – Combined Charging System 2 - System Ładowania Combo 2, rozszerzenie Type 2 o moduł stałoprądowy

CAN – Controller Area Network - Szeregowa Magistrala Komunikacyjna

PLC – Power Line Communication - Komunikacja Linią Energetyczną

CP – Control Pilot - Sygnał Sterujący

PP – Proximity Pilot - Sygnał Zbliżeniowy

CS – Coupler Contact - Sygnał Połączenia

CC – Conection Confirmation - Sygnał Połączenia

 

1. Najbardziej popularne standardy złącz i podstawowe tryby ładowania

Niestety, w różnych częściach świata znane są różne złącza ładowania EV, różne tryby ładowania, oraz różne protokoły komunikacji pomiędzy EV, a EVSE. Na ogół na jednym obszarze obowiązuje jakiś konkretny jeden, spośród tzw. „Standardów Globalnych” (w przeciwieństwie do „Standardów Korporacyjnych”), standard ładowania. Albo jest to standard ładowania wyłącznie DC jak w Japonii CHAdeMO, albo obowiązują 2 niezależnie zaprojektowane złącza, osobne do ładowania AC, i osobne do ładowania DC, jak w Chinach GB/T AC i GB/T DC. Jedynie 2 standardy złącz Type 1 i Type 2, powstały jako złącza AC, po czym zostały rozbudowane o moduły DC. W ten sposób utworzono złącze kompatybilne wstecz Combo 1, znane też pod nazwami: „CCS 1”, „Type 1 / CCS 1”, „Type 1 / Combo 1”, oraz Combo 2, znane też pod nazwami: „CCS 2”, „Type 2 / CCS 2”, „Type 2 / Combo 2”.

Pomimo przyjętego w danej części świata standardu, zawsze należy liczyć się z występowaniem tu różnych, zresztą nie tylko będących „przejazdem”, EV, ze złączami ładowania w różnych standardach, a w związku z tym spotykamy się z występowaniem też różnych EVSE, obsługujących różne standardy złącz ładowania. Tak więc, nie dość, że publicznych EVSE jest wciąż zbyt mało, to na dodatek, zdarza się, że będąc w podróży z deficytem energii, dotarłszy do najbliższej EVSE, stwierdzamy z przykrością, że nie spełnia ona naszych oczekiwań, odnośnie standardu złącza.

Z powodu generalnych braków w infrastrukturze elektroenergetycznej, a więc ze względu na ograniczenia prądowe, znanych nam z życia codziennego linii energetycznych AC, zasilających miejsca ludzkiego egzystowania, w tym ograniczenia prądowe nawet tzw. linii „siłowych”, obecnych niekiedy w naszych garażach czy przydomowych warsztatach, oraz z powodu wciąż wysokich cen EVSE dużych mocy, dziś najczęściej instaluje się EVSE, które nazywane bywają „półszybkimi”, o mocy ładowania 22 kW. Ponad tym magicznym progiem, powyżej którego do ładowania EV, stosuje się już w zasadzie DC, rozpoczyna się królestwo EVSE zwanych „szybkimi”. Najpopularniejszymi w tej grupie EVSE, są urządzenia o mocach ładowania ok. 50 kW. Na ogół nie zapewniają one jednak ładowania naprawdę szybkiego, gdyż nie dysponują mocą umożliwiającą ładowania najszybszego z możliwych, przewidzianego przez producentów wielu, nawet już dzisiejszych, EV osobowych, o średnich i większych energiach akumulatorów. Tu jest potrzebna specjalna EVSE zasilana większą mocą, i równocześnie dostarczająca EV znacznej mocy. Dla tego trybu ładowania używane są EVSE już wyłącznie DC, a więc dostarczające EV prądu stałego, poprzez złącza o zwiększonej wytrzymałości. Obecnie produkowane wersje złączy wytrzymują napięcie do 1000 V i prąd do 500 A. Ostatnio w wielu krajach, w tym także w Polsce, realizowane są projekty, zakładające instalowanie będących w ścisłej czołówce najsilniejszych obecnie na świecie EVSE dysponujących mocą ładowania 350 kW.

Uwzględniając jednak postęp w jakości ogniw, oraz nieodzowny rozwój SEE, należy przyjąć w najbliższej przyszłości, możliwość pojawienia się wielu projektów, mających na celu instalowanie, na trasach przejazdowych, naprawdę bardzo mocnych EVSE , których kable ładujące, aby nie były zbyt grube i ciężkie, chłodzone są cieczą. Takie EVSE zagwarantują osobowemu EV, także takiemu o dużej energii akumulatora, naładowanie go w kilka minut. Nawet akumulator dużego EV, np. sportowego, lub autokaru, można będzie naładować w czasie nie dłuższym, niż potrzebny jest na szybki posiłek dla wycieczkowiczów. Tymczasem inżynierowie wciąż poprawiają parametry nowych generacji akumulatorów, między innymi w zakresie skrócenia czasu ładowania, a więc podniesienia dopuszczalnej mocy ładowania. Może się okazać, że wkrótce powstaną superkondensatory (np. w oparciu o grafen), które umożliwią naładowanie wyposażonego w nie EV w kilkanaście, a może nawet kilka sekund. Przy EV zawierających superkondensatory o naprawdę dużej energii, dopuszczalne więc byłyby moce ładowania kilku MW. Oczywiście są to moce niewyobrażalne dla ładowania ręcznie wtykanymi złączami. Zresztą nie jest powiedziane, że ładowanie musiałoby odbywać się w tempie najszybszym dopuszczalnym przez superkondensatory, skoro nawet znacznie wolniejsze ładowanie byłoby przez użytkowników akceptowalne, ale wtedy jednak bardziej uzasadnione stałoby się istnienie EVSE o mocach, w dzisiejszym rozumieniu, skrajnie dużych, ograniczających czas ładowania EV do kilku minut.

Jednak dla szybkiego ładowania dużych (także wysokich) EV, np. autobusów miejskich, używa się napięcia na ogół DC, oraz pantografów, lub częściej odwróconych pantografów w miejsce ręcznie wtykanych złącz. Na przyszłość, przewiduje się także, nie tylko zresztą wobec dużych EV, możliwość ładowania bezprzewodowego, z wykorzystaniem indukcji magnetycznej, przy wysokiej częstotliwości pola i możliwie dużych wymiarowo cewkach z poziomo ułożonymi uzwojeniami. Jedna z tych cewek umieszczona byłaby w jezdni, a druga pod podwoziem EV, na ogół (choć nie koniecznie) z wymuszoną w tych warunkach, dość dużą szczeliną powietrzną pomiędzy cewkami.

Uwagi ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa przeciwporażeniowego: Wszystkie systemy ładowania DC, wymagają wewnątrz EVSE, galwanicznej separacji pomiędzy obwodami elektroenergetycznej sieci zasilającej, a obwodem DC przeznaczonym do ładowania EV (separację zapewnia typowy dla wszelkiego rodzaju współczesnych zasilaczy, inwerterów i przekształtników transformator wysokiej częstotliwości z rdzeniem ferrytowym, dostosowany wielkościowo do wartości przenoszonej mocy). W przypadku ładowania AC, galwaniczna separacja obwodów, wymagana jest w inwerterze umieszczonym wewnątrz EV. Oczywiście, niezależnie od tych zabezpieczeń, napięcie na akumulatorze EV, nawet niepodłączonego do EVSE, jest niebezpieczne, sięgające kilkuset V. Dla porównania, w stacjonarnych fotowoltaicznych instalacjach Prosumenckich, pomiędzy segmentem instalacji DC z fotopanelami, (często także z akumulatorem magazynującym energię), a segmentem AC, występuje inwerter najczęściej beztransformatorowy, nie zapewniający galwanicznej separacji obwodów(!).

 

1.1. Ameryka Północna

1.1.1. Type 1 AC

Na Rys.1...3., pokazano przyjęte do stosowania w Ameryce Północnej, złącza Type 1 ładowania EV. Widać tu występujące alternatywnie w EV 2 męskie złącza, z których każde zawiera okrągły moduł AC. Widać też żeńskie złącze EVSE AC. Wszystkie złącza Type 1 zawierają 3 styki „siłowe”: L1, L2 i PE, oraz 2 styki sterujące.

W złączu w Ameryce Północnej są 3 styki „siłowe”: L1, L2, PE, w miejsce europejskich pięciu: L1, L2, L3, N i PE. Jest tak, ponieważ w Ameryce Północnej na potrzeby urządzeń o większej mocy, stosuje się zasilanie dwufazowe o napięciu 240 V, przy fazach przesuniętych o kąt półpełny, bez przewodu neutralnego N. Maksymalna moc ładowania w Ameryce Północnej wynosi 19 kW (1 x 240 V x 80 A).

W przypadku ładowania EV wyposażonego w północnoamerykańskie złącze, północnoamerykańskim prądem AC jednofazowym 120 V, przewiduje się podanie linii L1 na styk L1 złącza EV, zaś linii N, na styk L2 złącza EV.

W ten sposób ładowanie AC, EV wyposażonego w północnoamerykańskie złącze Type 1, jest w zasadzie zawsze jednofazowe, a jedynie napięcie ładowania może być różne.

W standardzie Type 1 nie przewiduje się w EVSE złącza innego, jak jedynie na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE.

 

Rys.1...3. Złącza północnoamerykańskie, Type 1, zmiennoprądowe.

 

1.1.2. Type 1 DC (Combo 1)

Jeśli złącze północnoamerykańskie (Type 1) jest w wersji Combo 1, którą pokazują Rys.4...5., zawiera dodatkowy dolny moduł z dwoma „siłowymi” stykami. Podczas ładowania DC, wykorzystywane są właśnie te 2 styki: (+) Positive i (–) Negative oraz styk PE, znajdujący się w górnym okrągłym module złącza. Także 2 styki sterujące są oczywiście aktywne. Jak wynika z parametrów obciążeniowych poszczególnych styków złącza, jedynie styki stałoprądowe, ze względu na wytrzymałość napięciową i prądową, mogą być wykorzystane do tzw. szybkiego ładowania, z maksymalną mocą, na dziś, do 500 kW.

Złącze w wersji Combo 1, to złącze zwane złączem szybkiego ładowania. Jeśli EV jest w nie wyposażony, na ogół możliwe jest ładowanie go zarówno DC, jak i AC.

Dla funkcji ładowania DC, w złączu w wydaniu północnoamerykańskim, nie są używane 2 styki „siłowe”: L1 i L2. Dla porównania, w Europie, 4 styki „siłowe” L1, L2, L3, N, które nie są używane, są pominięte w złączu kabla EVSE.

Wersja Combo 1 złącza będącego zakończeniem kabla EVSE, używana jest wyłącznie do ładowania DC.

W standardzie Combo 1 nie przewiduje się w EVSE złącza innego, jak jedynie na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE.

 

Rys.4...5. Złącza północnoamerykańskie, Combo 1, stałoprądowe.

 

Warto podkreślić, że północnoamerykańskie złącze Combo 1, umożliwia na dziś ładowanie DC z mocą aż do 500 kW.

 

1.2. Europa

1.2.1. Type 2 AC

Na Rys.6...10., pokazano przyjęte do stosowania w Europie, złącza Type 2 ładowania EV. Widać tu występujące alternatywnie w EV 2 męskie złącza, z których każde zawiera okrągły moduł AC. Widać też żeńskie złącza AC EVSE w dwóch wersjach: w pierwszej wersji złącze jest na obudowie EVSE, a w związku z tą wersją, pokazano także typowy żeńsko-męski kabel przyłączeniowy, a w drugiej wersji, złącze jest na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE. Wszystkie złącza Type 2 zawierają 5 styków „siłowych” L1, L2, L3, N i PE, oraz 2 styki sterujące.

W przypadku ładowania EV wyposażonego w europejskie złącze, europejskim AC jednofazowym 230 V, przewiduje się podanie linii L1 na styk L1 złącza EV, zaś linii N, na styk N złącza EV.

Złącze Type 2 umożliwia ładowanie jednofazowe, lub trójfazowe. Maksymalna moc ładowania w Europie wynosi normalnie dla prądu jednofazowego 7,3 kW (1 x 230 V x 32 A), zaś dla prądu trójfazowego 22 kW (3 x 230 V x 32 A). Dla Standardu Korporacyjnego Tesla, tryby ładowania podano w rozdziale 1.3.

W standardzie Type 2, złącze ładowania może być umieszczone na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE. Może być także umieszczone na obudowie EVSE, co wymaga zastosowania osobnego kabla ładowania pomiędzy EVSE, a EV.

Jeśli EVSE w standardzie Type 2, dysponuje trybem ładowania i/lub mocą ponadstandardową, nie przewiduje się w EVSE złącza innego, jak jedynie na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE.

 

Rys.6...10. Złącza europejskie, Type 2, zmiennoprądowe.

 

1.2.2. Type 2 DC (Combo 2)

Jeśli złącze europejskie (Type 2) jest w wersji Combo 2, którą pokazują Rys.11...12., zawiera dodatkowy dolny moduł z dwoma „siłowymi” stykami. Podczas ładowania DC, wykorzystywane są właśnie te 2 styki: (+) Positive i (–) Negative oraz styk PE, znajdujący się w górnym okrągłym module złącza. Także 2 styki sterujące są oczywiście aktywne. Jak wynika z parametrów obciążeniowych poszczególnych styków złącza, jedynie styki stałoprądowe, ze względu na wytrzymałość napięciową i prądową, mogą być wykorzystane do tzw. szybkiego ładowania, z maksymalną mocą, na dziś, do 500 kW.

Złącze w wersji Combo 2, to złącze zwane złączem szybkiego ładowania. Jeśli EV jest w nie wyposażony, na ogół możliwe jest ładowanie go zarówno DC, jak i AC.

Dla funkcji ładowania DC, złącze kabla EVSE w wydaniu europejskim, ma pominięte nieaktywne 4 styki „siłowe”: L1, L2, L3, N. Dla porównania w Ameryce Północnej, tamtejsze złącze posiada wszystkie 5 styków „siłowych”, mimo że 2 z nich: L1 i L2 przy ładowaniu DC nie są aktywne:

Wersja Combo 2 złącza będącego zakończeniem kabla EVSE, używana jest wyłącznie do ładowania DC.

W standardzie Combo 2 nie przewiduje się w EVSE złącza innego, jak jedynie na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE.

 

Rys.11...12. Złącza europejskie, Combo 2, stałoprądowe.

 

Warto podkreślić, że europejskie złącze Combo 2, umożliwia na dziś ładowanie DC z mocą aż do 500 kW.

 

1.2.3. Europejskie złącze podbija świat!

Wywodzące się z Niemiec, a od dawna już na wskroś europejskie złącze Type 2, rozbudowane do Combo 2, podobnie jak północnoamerykańskie, Combo 1, umożliwia ładowanie DC z imponującą mocą. Wytrzymałość współcześnie najlepszych wersji, obecnie najsilniejszych na świecie, złącz Combo 1 i Combo 2, to 500 kW (1000 V x 500 A). Możliwe, że przyszłe lepsze materiały tych złącz, a może nawet przedłużenie na złącze, stosowanego obecnie chłodzenia kabla cieczą, pozwolą przekroczyć półmegawatową granicę. Jednak to właśnie złącze Combo 2 robi światową karierę, gdyż w przeciwieństwie do Combo 1, jest bardziej uniwersalne, umożliwiając obsługę ładowania nie tylko AC jednofazowym, ale i trójfazowym. Jest dziś standardem bezwzględnie przyjętym dla całej Europy, gdzie zdystansował wcześniej występujące w Europie tu i ówdzie, starsze standardy ładowania, ale też najchętniej na świecie zapożyczanym, uznanym do stosowania przez różne kraje, także spoza Starego Kontynentu.

Można już śmiało stwierdzić, że złącze Type 2, oraz rozbudowana do Combo 2 jego wersja, swoimi walorami wybiła się na prowadzenie wśród Standardów Globalnych. Poza Ameryką Północną (Type 1 i Combo 1), Koreą Południową (Type 1 i Combo 1), Chinami (GB/T AC i GB/T DC) oraz Japonią (CHAdeMO), CAŁA RESZTA ŚWIATA już przyjęła, albo rekomenduje do przyjęcia u siebie, standard Type 2 oraz rozbudowaną do Combo 2 jego wersję.

 

1.3. Firma Tesla niefortunnie się wyłamała

1.3.1. Europejskie złącze korporacyjnego standardu Tesla

Producent Tesla dość długo zwlekał z przygotowaniem europejskiej wersji swojego EV, aż w końcu feralnie wyłamał się z przyjętego dla Europy standardu złącz ładowania. Za wszelką cenę chcąc uniknąć wykorzystania europejskiego złącza Combo 2, oczywiście zawierającego dodatkowy moduł stałoprądowy, a przez to większego wymiarowo, a więc trudniejszego do wkomponowania w design EV, tak zmodyfikował materiałowo obie części (gniazdo i wtyczkę) podstawowego złącza Type 2, że poza ładowaniem jednofazowym lub trójfazowym, przy przyjętym standardowym dopuszczalnym obciążeniu złącza, akceptuje ono 4 inne, bardziej wymagające tryby ładowania. Korporacyjny Standard złącza Tesla, ze zmodyfikowanym w stosunku do standardu Type 2, Korporacyjnym Standardem trybu ładowania EV, znany jest jako jeden z kilku przejawów Korporacyjnego Standardu „Tesla Supercharger”. Oczywiście złącze to umożliwia naładowanie EV każdą typową europejską trójfazową EVSE o maksymalnej mocy 22 kW. Jednak, to właśnie dedykowana, wykonana według Korporacyjnego Standardu Tesla, EVSE, wyposażona w zmodyfikowane złącze, wymagana jest zarówno dla jednofazowego ładowania EV ponadstandardową mocą do 16 kW, trójfazowego ładowania EV ponadstandardową mocą do 43 kW, jak też dla całkowicie niezgodnego ze standardem złącza podstawowego Type 2, ładowania DC, zresztą kompromisowego, bo z maksymalną mocą zaledwie 70 kW. Jest to zapewne największa moc, jaką udało się wykrzesać ze złącza podstawowego Type 2, nawet w uszlachetnionej jego wersji.

Z drugiej strony, przewidziany tylko dla EV firmy Tesla, wyjątkowy charakter EVSE wykonanej według Korporacyjnego Standardu Tesla, realizującej ten przejaw Korporacyjnego Standardu „Tesla Supercharger”, nie daje innym EV możliwości wykorzystania w pełni, ponadstandardowej mocy ładowania trójfazowego. W przypadku EV innych niż firmy Tesla, nie jest także możliwe skorzystanie EV, z całkowicie nietypowej dla takiego złącza, funkcji ładowania DC, według Korporacyjnego Standardu Tesla. Na Rys.13...14., pokazano złącze w wersji europejskiej, EV osobowego Tesla, oraz zakończenie kabla ładującego ze złączem dedykowanej EVSE według Korporacyjnego Standardu Tesla. Podano także niestandardowe tryby ładowania, według Korporacyjnego Standardu Tesla dla europejskiej wersji EV tej firmy i oczywiście także dla europejskiej wersji EVSE dedykowanej dla EV firmy Tesla.

W europejskim Korporacyjnym Standardzie Tesla, nie przewiduje się w EVSE złącza innego, jak jedynie na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE.

Wygląda na to, że Korporacyjny Standard Tesla, nie przewiduje dla europejskiej wersji, jakiejkolwiek współpracy pomiędzy własnymi EVSE, a innymi EV, a także pomiędzy innymi EVSE, a własnymi EV, jak jedynie w zakresie AC dla mocy do 22 kW. Jak więc można pomóc kierowcom EV Tesla, którzy chcieliby naładować swój EV szybką EVSE wyposażoną w złącze Globalnego Standardu? Jedyne, co można zrobić, to wyposażyć EVSE w podobną jak na zdjęciu czerwoną szafeczkę z adapterem z CHAdeMO na Korporacyjny Standard Tesla.

 

Rys.13...14. Złącza europejskie, Type 2 - standard Tesla, zmiennoprądowe / stałoprądowe.

 

1.3.2. Północnoamerykańskie złącze korporacyjnego standardu Tesla

Wspomniana wyżej firma Tesla, wcześniej niż w Europie, także na rynku północnoamerykańskim, nietrafnie wyłamała się poza standard złącza przyjęty tam normą, i to może nawet bardziej drastycznie, niż w Europie, wprowadzając, pokazane na Rys.15., własne Korporacyjne złącze szybkiego ładowania, niekompatybilne z innymi, umożliwiające ładowanie maksymalną mocą poniżej 200 kW (początki opiewały na wartość 120 kW). Jest to historycznie pierwszy, a obecnie jeden z kilku przejawów Korporacyjnego Standardu „Tesla Supercharger”.

W północnoamerykańskim standardzie Tesla nie przewiduje się w EVSE złącza innego, jak jedynie na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE.

 

Rys.15. Złącza północnoamerykańskie, „Tesla Supercharger”, stałoprądowe.

 

1.3.3. Czyżby przyszła refleksja?

Można przypuszczać jednak, że ostatnio producent Tesla zreflektował się i rezygnuje z miniaturyzacji za wszelką cenę, swoich złącz ładowania EV. Odstępuje od, zapewne, obowiązującego do niedawna, wymogu „upchnięcia” złącza ładowania w zespole tylnego światła od strony kierowcy. W 2017 roku, po raz pierwszy, firma ta wprowadziła w swoich EV osobną klapkę, podobną do klapki wlewu paliwa, pomiędzy tylnym światłem, a tylnymi drzwiami, umożliwiającą umieszczenie złącz ładowania obowiązujących w Chinach, co pokazano na Rys.16. Nie oznacza to zapewne, aby firma Tesla zrezygnowała z równoległej rozbudowy własnej sieci stacji ładowania EV, w co zaangażowała się w wielu rejonach świata, w tym także w Państwie Środka. Można jednak mieć nadzieję, że firma Tesla, sprzedawane już na całym świecie EV, chce uniezależnić od własnych stacji ładowania, ewentualnie od własnych stacji szybkiego ładowania. Zastosowanie w EV Tesla przeznaczonych na rynek chiński, obu chińskich złączy GB/T DC i GB/T AC, dowodzi dotychczas bodajże najbardziej eleganckiego wobec gospodarzy, rozwiązania problemu ładowania EV tej firmy.

 

Rys.16. Złącza chińskie w Pojeździe Tesla, GB/T DC stałoprądowe i GB/T AC zmiennoprądowe.

 

Wydaje się, że 2 pomysły firmy Tesla: zarówno stworzenie dla Ameryki Północnej, Korporacyjnego Standardu złącza „Tesla Supercharger”, jak i „podrasowanie” dla Europy złącza podstawowego Type 2, były pochopne. Czekamy więc na korektę, na nowe otwarcie dla EV Tesla, aby stały się podobne w tym względzie do wszystkich innych EV, sprzedawanych na rynek północnoamerykański i europejski, a z tym ostatnim, także na rynki wielu krajów korzystających z podbijającego obecnie świat standardu Type 2, oraz rozbudowanej do Combo 2 jego wersji. Trudno zgadnąć, jak sprawy się mają w Ameryce Północnej, ale w Europie czekamy na EV Tesla wyposażony w złącze, dzięki któremu taki EV, mógłby być ładowany naprawdę szybko, z maksymalną mocą dopuszczalną dla coraz lepszych, nowoczesnych baterii, obecności których w swoich EV, firma Tesla prawdopodobnie nie ma zamiaru unikać? Już teraz, europejski Korporacyjny Standard „Tesla Supercharger” wygląda marnie, ze swoimi siedemdziesięcioma kilowatami. Pozostaje w tyle nawet za wcześniejszym własnym, północnoamerykańskim Korporacyjnym Standardem „Tesla Supercharger” (startującym od 120 kW, a obecnie poniżej 200 kW). A przecież oba są już dziś spóźnione. Wszakże złącza Combo (zarówno Combo 1, jak i Combo 2) umożliwiają ładowanie z mocą do 500 kW.

 

1.4. Chińska Republika Ludowa i Republika Chińska

1.4.1. BG/T w wersji AC (BG/T AC)

Występujące licznie na świecie złącza na ogół są zróżnicowane tak wyraźnie, że zewnętrznie nie można ich nawzajem pomylić. Jest jednak wśród nich pewna pułapka. Dość łatwo pomylić: europejskie złącze Type 2 i złącze GB/T AC stosowane w Chinach. Jeśli EVSE jest w wersji ze złączem nie na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE, ale w wersji ze złączem umieszczonym na obudowie EVSE, w obu standardach (rys.6.) i (rys.18.), występują złącza żeńskie bardzo do siebie podobne. Dopiero przy bliższym przyjrzeniu się, zauważamy wyróżniające je widoczne od zewnątrz wycięcie na zatrzask w złączu chińskim, przy jego braku w złączu europejskim. W Pojeździe natomiast jest pomiędzy złączami zasadnicza różnica. W standardzie europejskim w Pojeździe występuje złącze męskie, a w chińskim, w Pojeździe występuje złącze żeńskie. Na Rys.17., pokazano różnice obu kabli ładujących: Po lewej - kabel w standardzie europejskim, żeńsko-męski, ze złączami pozbawionymi klipsów zatrzaskowych; po prawej - kabel w standardzie chińskim, męsko-męski ze złączami wyposażonymi w klipsy zatrzaskowe.

 

Rys.17. Kable ładowania zmiennoprądowego, europejski żeńsko-męski bez klipsów i chiński męsko-męski z klipsami.

 

Chiny relatywnie dość późno przyjęły obowiązujący standard ładowania EV. Wydaje się jednak, że przeanalizowano tam, występujące na świecie standardy i w wyniku tej analizy, uwzględniając ich wady i zalety, stworzono standard łączący w sobie dobre cechy wszystkich znanych wcześniej standardów świata. Szkoda jednak, że nie przyjęto w Chinach standardu na świecie najbardziej popularnego: złącza Type 2, oraz rozbudowanej do Combo 2 jego wersji.

Na Rys.18...20., pokazano przyjęte do stosowania w Chinach, złącze GB/T AC ładowania EV AC. Widać tu oba identyczne złącza: EV oraz EVSE, a także typowy męsko-męski kabel przyłączeniowy. Złącze zawiera 5 styków „siłowych”: L1, L2, L3, N i PE, oraz 2 styki sterujące. Przy ładowaniu prądem trójfazowym, wszystkie „siłowe” styki są aktywne, zaś przy ładowaniu prądem jednofazowym, aktywne są jedynie „siłowe” styki L1, N i PE.

W standardzie GB/T AC, złącze ładowania może być umieszczone na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE. Może być także umieszczone na obudowie EVSE, co wymaga zastosowania osobnego kabla ładowania pomiędzy EVSE, a EV.

 

Rys.18...20. Złącza chińskie, GB/T AC, zmiennoprądowe.

 

1.4.2. BG/T w wersji DC (BG/T DC)

Na Rys.21...22., pokazano przyjęte do stosowania w Chinach, złącze GB/T DC. Jest to złącze zwane złączem szybkiego ładowania. Jeśli EV jest w nie wyposażony, możliwe jest ładowanie go DC.

W standardzie GB/T DC nie przewiduje się w EVSE złącza innego, jak jedynie na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE.

 

Rys.21...22. Złącza chińskie, GB/T DC, stałoprądowe.

 

1.5. Japonia (DC)

Na Rys.23...24., pokazano przyjęte do stosowania w Japonii złącze CHAdeMO ładowania EV. Jest to złącze zwane złączem szybkiego ładowania. Jeśli EV jest w nie wyposażony, możliwe jest ładowanie go DC.

W standardzie CHAdeMO nie przewiduje się w EVSE złącza innego, jak jedynie na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE.

 

Rys.23...24. Złącza japońskie, CHAdeMO, stałoprądowe.

 

Dziś jedynie złącze CHAdeMO obsługuje tryb przepływu energii od EV do EVSE. Możliwość dwukierunkowego przepływu energii pomiędzy EV, a EVSE, nie jest błahą sprawą, gdyż jest niezbędnym warunkiem umożliwiającym realizację koncepcji zarówno V2G, jak i V2H, o których więcej napisano w rozdziale 4.3.

 

2. Praktyczne uwagi dotyczące ładowania EV AC w Europie oraz w Chinach

2.1. W standardzie europejskim - AC Type 2 (podstawowym a więc bez modułu DC), oraz w standardzie chińskim - GB/T AC, złącza wyjściowe z EVSE, mogą być umieszczone na jej obudowie, co wymaga zewnętrznego kabla dla połączenia z EV. Mogą być także umieszczone na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE. W pozostałych omówionych wyżej standardach, nie przewiduje się w EVSE złącza innego, jak jedynie na końcu kabla ładującego wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE.

 

2.2. To że europejska, czy też chińska EVSE jest trójfazowa, że jest zasilana trójfazową „siłową” linią elektroenergetyczną, a więc kablem pięciożyłowym: L1, L2, L3, N, PE, że wreszcie jest wyposażona w wyjście trójfazowe, europejskie na złączu Type 2, lub chińskie na złączu GB/T AC, wcale nie oznacza, że do EV zostanie doprowadzony prąd trójfazowy, który mógłby go naładować. Czasem, mimo prawidłowo zainstalowanej trójfazowej EVSE, tylko jedna faza będzie wykorzystana do ładowania EV. Mimo to jednak, EVSE trójfazowa może mieć wyższość nad EVSE jednofazową, ponieważ ta jedna wykorzystywana faza EVSE trójfazowej, może, choć nie musi, dać większy prąd, niż EVSE jednofazowa.

 

Niezależnie od rzetelnego spełnienia wszystkich trzech wymienionych w powyższym akapicie, podkreślonych linią, warunków instalacyjnych EVSE TRÓJFAZOWEJ, jednak ŁADOWANIE BĘDZIE JEDNOFAZOWE (oczywiście z trzykrotnie mniejszą mocą, na przykład ładowanie które powinno przebiegać z mocą 11 kW, w rzeczywistości osiągnie moc zaledwie 3,7 kW, zaś ładownie, które powinno przebiegać z mocą 22 kW, osiągnie moc jedynie 7,3 kW), gdy zachodzi co najmniej jeden z wymienionych poniżej trzech przypadków:

 

- Jeśli EV wyposażony jest w północnoamerykańskie złącze Type 1, które posiada jedynie 3 styki siłowe: L1, L2, PE, właśnie z nimi będą połączone odpowiednio JEDYNIE 3 STYKI „SIŁOWE”: L1, N, PE, ZŁĄCZA EVSE Type 2 (GB/T AC), zaś 2 pozostałe styki: L2 i L3 będą w złączu EVSE nieobciążone (niewykorzystane).

 

- Jeśli EV posiada, jak mogłoby się wydawać, „trójfazowe”, bo europejskie złącze Type 2 (chińskie złącze GB/T AC), ale w tym złączu jedynie 3 styki „siłowe”: L1, N, PE są przeznaczone do przyjęcia przez EV ładowania AC, zaś 2 pozostałe styki: L2 i L3 są w złączu EV nieaktywne, ZALEDWIE 3 STYKI „SIŁOWE”: L1, N, PE, ZŁĄCZA Type 2 (GB/T AC) EVSE, będą produktywnie połączone odpowiednio z trzema analogicznymi „siłowymi” stykami złącza EV Type 2 (GB/T AC).

 

- Jeśli kabel europejski Type 2 żeńsko-męski, (chiński GB/T AC męsko-męski), łączący EVSE z EV, mimo że, jak mogłoby się wydawać, „trójfazowy”, bo po obu stronach ma złącza trójfazowe, zawiera zamiast pięciu żył „siłowych” oraz dwóch żył sterujących, jedynie 3 żyły „siłowe” oraz dwie żyły sterujące, a takie „oszczędnościowe” kable, nie mające cechy uniwersalności, są niestety produkowane, ZALEDWIE 3 STYKI „SIŁOWE”: L1, N, PE ZŁĄCZA EVSE Type 2 (GB/T AC), będą połączone odpowiednio z analogicznymi trzema „siłowymi” stykami złącza EV Type 2 (GB/T AC). Jedynie w standardach: europejskim Type 2 i chińskim GB/T AC, przewiduje się w EVSE złącze nie koniecznie na końcu kabla ładującego, wyprowadzonego bezpośrednio z EVSE, ale także na złączu zamontowanym na obudowie EVSE. To złącze należy połączyć ze złączem EV, właściwym kablem ładowania, najczęściej wożonym w bagażniku EV. Warto zadbać o to, żeby był to kabel zawierający wszystkie 5 żył siłowych + 2 żyły sterujące.

 

3. Funkcja sterująca złącza ładowania w standardach Type 1 i Type 2

Oprócz styków „siłowych”, w złączu ładującym EV występują także styki sterujące. Nie wchodząc w szczegóły, generalnie, w standardach: północnoamerykańskim (Type 1 oraz Combo 1) i europejskim (Type 2 oraz Combo 2), sterowanie odbywa się w systemie PLC. W standardach: chińskim (GB/T AC oraz GB/T DC) i japońskim (CHAdeMO), mamy do czynienia ze sterowaniem w systemie CAN.

Poniżej, bardziej szczegółowo, przedstawiony jest standard europejski Type 2 (Combo 2). W Europie występują 3 styki sterujące: PP, CP oraz styk PE, który jest stykiem wspólnym: ochronnym dla zasilania AC, ochronnym dla zasilania DC i zarazem stykiem masy (uziemienia) dla sygnałów występujących na stykach sterujących.

Sygnał Zbliżeniowy PP pozwala EV wykryć, kiedy złącze EVSE jest podłączone (wetknięte w złącze EV). Wewnątrz samego złącza EVSE, pomiędzy PP a PE, jest włączona rezystancja którą wykrywa EV. Zatrzaśnięty klips złącza EVSE odpowiada wartości tej rezystancji 150 Ω, a otwarty klips złącza EVSE (tj. naciśnięty dłonią przez użytkownika) odpowiada wartości tej rezystancji 480 Ω. To pozwala wysłać do EV informację wymuszającą otwarcie obwodu ładowania w trakcie czynności rozłączania, aby nie doprowadzać do iskrzenia obciążonych styków. Szczególnie przy ładowaniu DC o dużej wartości napięcia i natężenia, łuk elektryczny powstały podczas wyłączania, mógłby być bardzo destrukcyjny dla styków złącza, a nawet niebezpieczny dla obsługi.

Linia PP łączy z EV jedynie samą wtyczkę EVSE, nie zaś jakiekolwiek inne jej obwody. Pozwala jednak EVSE wykryć, kiedy jest podłączona do EV. I tu znowu, wewnątrz samego złącza EV, pomiędzy PP a PE podłączona jest rezystancja.

 

Rezystancja w EVSE pomiędzy PP a PE ma związek z prądem ładowania:

Rezystancja PP-PE

Max. prąd

Przekrój przewodu

Otwarty (∞ Ω)

6 A

0,75 mm²

1500 Ω

13 A

1,5 mm²

680 Ω

20 A

2,5 mm²

220 Ω

32 A

6 mm²

100 Ω

63 A

16 mm²

50 Ω lub <100 Ω

80 A

25 mm²

 

Różne wartości tej rezystancji generują informacje, które są przekazane przez EV EVSE, która zwrotnie przekazuje je EV za pośrednictwem specjalnego Sygnału Sterującego.

 

Rys.25. Uproszczony schemat sterowania procesem ładowania EV. Standard europejski.

 

Zarówno Sygnał Zbliżeniowy PP, jak i Sygnał Sterujący CP, zaprojektowane są tak, aby były łatwo przetwarzane przez analogową elektronikę. EVSE startuje od stanu „A”. Po wykryciu przez EVSE rezystora 2740 Ω między CP i PE w Pojeździe, EVSE przechodzi do stanu „B” i wysyła Sygnał Sterujący o przebiegu prostokątnym, o częstotliwości 1 kHz ±12 V wartości szczytowej.

Sygnał ten ma istotne 2 parametry: napięcie szczytowe i szerokość impulsu (stopień wypełnienia).

EVSE podaje Sygnał Sterujący ±12 V poprzez rezystancję 1 kΩ, dzięki której zmienia się wartość napięcia szczytowego na linii CP, jako że linia CP jest podłączana w Pojeździe przez diodę i odpowiednią rezystancję zwierającą ją z PE. Na wartość napięcia na linii CP ma wpływ wartość tej rezystancji, którą można zmieniać poprzez przyłączanie dodatkowego, równolegle do zawsze podłączonego rezystora wykrywającego 2740 Ω.

 

Wartości rezystancji w Pojeździe, pomiędzy CP a PE:

Status

Rezystancja CP-PE

Napięcie CP-PE

A

EV odłączony

Otwarty (∞ Ω)

+12 V

B

EV podłączony

2740 Ω

+9 V

C

EV ładowanie

882 Ω

+6 V

D

EV ładowanie (wentylowane)

246 Ω

+3 V

E

Brak zasilania

 

0 V

F

Błąd

 

-12 V

 

EV może zażądać ładowania poprzez zmianę rezystancji pomiędzy CP i PE bez wentylacji na 882 Ω (≈ 1300 Ω ∥ 2740 Ω - dodanie równoległego rezystora) lub z wentylacją na 246 Ω (≈ 270 Ω ∥ 2740 Ω - dodanie równoległego rezystora). Jeśli EV zażąda wentylacji, system ładowania umożliwi ładowanie tylko wtedy, gdy znajduje się w strefie wentylowanej.

EVSE przekazuje sygnał o maksymalnym możliwym prądzie ładowania do EV przez modyfikację szerokości impulsu sygnału pilota: 16% wypełnienia oznacza 10 A, 25% to 16 A, 50% to 32 A, a 90% oznacza opcję szybkiego ładowania.

Przewody robocze („siłowe”) nie są przez EVSE zasilone do chwili pojawienia się złącza EV wpiętego w złącze EVSE, i zażądania przez EV naładowania go (stan „C” lub „D”). Jest to istotne między innymi ze względu na bezpieczeństwo przeciwporażeniowe.

 

4. Co w dziedzinie elektromobilności czeka nas w najbliższych latach?

4.1. Nieco ekonomii

EV jest wciąż niewiele. Niektórzy twierdzą, że tylko dlatego są tak drogie w momencie nabycia, ale też w eksploatacji nie są aż tak tanie, jakby się wydawało, gdyby się brało pod uwagę jedynie ceną energii elektrycznej.

Poniżej przedstawiono kilka przesłanek za i przeciw elektromobilności:

- Cena EV, to dziś wciąż podwójna wartość porównywalnego samochodu spalinowego.

- Nadal jest niewielki zasięg EV, szczególnie gdy się uwzględni trudności dostępu do publicznych EVSE, głównie EVSE szybkich naprawdę, a nie jedynie z nazwy.

- Cena garażowej EVSE, umożliwiającej naładowanie EV od zera do pełna w ciągu nocy (EVSE trójfazowa 22 kW), to kilka tysięcy zł.

- Cena energii elektrycznej ładowania EV, w niskiej taryfie G12 z opłatami przesyłowymi brutto: 27 gr. za 1 kWh, to ok. 5 zł na 100 km jazdy (samochód Tesla S).

- Czas życia akumulatora, przy akceptowalnym spadku jego właściwości, to 8 lat.

- Brak na dziś możliwości korzystnego finansowo dla użytkownika częściowego odzysku zużytych akumulatorów, przed ostateczną ich utylizacją. Brak rynku wtórnego, dopuszczalnej technicznie regeneracji baterii, polegającej na odzyskiwaniu poszczególnych ogniw, sprawnych jeszcze do zastosowań stacjonarnych (ok. 30% spośród tysięcy ogniw występujących w baterii).

- Cena nowego akumulatora to dziś 150 USD za 1 kWh, a standardowy akumulator EV, używającego zależnie od pory roku: klimatyzacji lub ogrzewania, aby zapewniał akceptowalny zasięg EV, musi mieć energię co najmniej 60 kWh. Tak więc cena samego tylko akumulatora, to około 9000 USD, która rozłożona na 8 lat użytkowania, odpowiada kwocie 94 USD na miesiąc. To bardzo ważna przesłanka, szczególnie przy nabywaniu EV używanego.

W tych okolicznościach, masowa elektromobilność w obszarze EV osobowych, prawdopodobnie zostanie w Polsce „przełamana” w sensie zarówno zbudowania istotnej z punktu widzenia ekonomicznego „masy krytycznej”, jak i świadomości społecznej, po pierwsze, przede wszystkim w dużych miastach, a po drugie, głównie poprzez carsharing. W wielu aglomeracjach, wypożyczalnia rowerów sprawdza się od dawna. Natomiast we Wrocławiu powstał pod marką „Cherry Car”, pierwszy w Polsce system car-sharingowy w oparciu o pojazdy hybrydowe i EV. To dobry prognostyk na przyszłość, w rozwoju docelowo planowanego lokalnie zeroemisyjnego transportu.

Należy tu bardzo dobitnie podkreślić słowo „lokalnie”, jako że można mówić jedynie o emisyjności samego EV, nie o innych emisyjnościach związanych z powstaniem i z eksploatacją EV, w tym o emisyjności źródeł pozyskania energii do napędu EV.

Wydaje się, że decydenci chcą rozpocząć rozwój elektromobilności od takich właśnie działań, jak choćby carsharing, ale jednak dobrze wiedzą, że bez wyraźnych zachęt ekonomicznych i mocnej faworyzacji legislacyjnej, nie dopną swego. A wygląda na to, że są zdeterminowani dopiąć.

Jeśli założyć, że wciąż wysokie koszty związane z użytkowaniem EV są jedynie kwestią skali, to pomyślmy, co by było, gdyby powiększyć skalę do poziomu w którym wszystkie EV byłyby elektryczne?

 

4.2. Co z infrastrukturalną wydolnością SEE?

Wypada mieć nadzieję, że ludzie mający wpływ na polityczne decyzje, biorą pod uwagę związaną z elektromobilnością, potrzebę bezprecedensowego rozbudowania szeroko rozumianego SEE, nieporównywalnego z przekroczeniem jakiegokolwiek innego wcześniejszego progu rozwojowego.

Pomijając problem pozyskania ogromnej ilości litu niezbędnego do wytworzenia tak wielu ogniw dla przewidywanej na całym świecie liczby EV, pamiętajmy że używane w EV baterie akumulatorów zawierające ogniwa litowo-jonowe, lub litowo-żelazowo-fosforanowe, bez znaczącego wpływu na ich żywotność, mogą być dziś ładowane od 0 do 100%, w czasie nie krótszym niż 30 minut (przy zachowaniu ich termicznego komfortu, np. poprzez wymuszone chłodzenie, które pochłania część energii obniżając sprawność ładowania). Zakładając więc najszybsze możliwe ładowanie, trzebaby dysponować bardzo dużą mocą elektryczną. Dla przykładu, aby w pół godziny naładować baterię akumulatorów o energii 80 kWh samochodu osobowego Tesla S, trzebaby dysponować mocą ładowania co najmniej 160 kW przy nieosiągalnej w praktyce, szczególnie podczas szybkiego ładowania, stuprocentowej sprawności tego procesu. Jest więc niemożliwe użycie EVSE szybkiego ładowania w miejscu, gdzie występuje jedynie normalne zasilanie jednofazowe 230 V, a nawet w garażu w którym dysponujemy typowym tzw. „siłowym” gniazdem trójfazowym. Poza tym, w funkcji szybkiego ładowania, niemożliwe jest zastosowanie EVSE dostarczającej EV AC, jako że realna możliwość złącza AC EVSE, wtykanego w EV, ograniczona jest do maksymalnego poziomu mocy ładowania w Europie 22 kW, a w Ameryce Północnej 19 kW. Dla nietypowego europejskiego Standardu Korporacyjnego Tesla, tryby ładowania podano w rozdziale 1.3.

Ładowanie najszybsze z możliwych, jakie dopuszcza producent akumulatorów EV, czyli tzw. szybkie ładowanie, zapewnia jedynie EVSE DC, np. północnoamerykańska, lub europejska, każda z nich wyposażona odpowiednio w złącze Combo 1 lub Combo 2, które dzięki modułowi DC, mogą wygenerować moc ładowania EV znacznie przekraczającą wspomniane wyżej poziomy ładowania AC. Złącza Combo są w stanie na dziś przenieść maksymalnie 500 kW mocy ładowania, co wydaje się na najbliższą przyszłość wartością wystarczającą na potrzeby szybkiego ładowania nawet bardzo mocnych samochodów osobowych, a także samochodów dostawczych, oraz „półszybkiego” ładowania autobusów, samochodów ciężarowych i podobnych EV.

Oczywiście nadal byłaby to moc zbyt mała dla szybkiego ładowania dużych i mocnych EV. W tych przypadkach stosuje się jednak ładowanie pantografem, lub częściej odwróconym pantografem, a nie poprzez ręcznie wtykane złącza. W przypadku takich EV szybkie ładowanie może wiązać się z mocami liczonymi w setkach kilowatów na jeden EV. Tak więc, bez przesady można uznać, że na potrzeby zasilenia w energię bazy autobusowej komunikacji miejskiej w wojewódzkim mieście, trzebaby przeznaczyć sporą część mocy dużej elektrowni, albo prawie całą moc elektryczną typowej miejskiej elektrociepłowni. Najlepiej więc taką bazę miejskiej komunikacji, lub bazę transportową, zlokalizować w bezpośredniej bliskości elektrociepłowni w mieście.

Wróćmy jednak do zwykłych EV osobowych. Szybkie ładowanie, nawet małego EV, byłoby możliwe pod warunkiem, że szybka EVSE DC, byłaby zasilona, jeśli z energetycznej linii niskiego napięcia - to raczej krótkiej. W zasadzie stanowisko ładowania powinno być posadowione na przykład w bezpośredniej bliskości stacji transformatorowej. Dodajmy, że na ogół niewiele EV miałoby szansę w ten sposób równocześnie ładować się w jednej lokalizacji. Przypomnieć należy, że jeżeli od zera do pełna, to w ciągu pół godziny. Gdyby ładowanie odbywało się z mniejszą mocą, to odpowiednio dłużej, ale energia ładowania (moc pomnożona przez czas), tak czy inaczej byłaby w przybliżeniu taka sama, czyli bardzo duża.

Gdyby nawet założyć, że w trybie szybkiego ładowania „na poczekaniu”, EV ładowane byłyby rzadko, tylko w trakcie dłuższych podróży, a w znakomitej większości przypadków, ładowałyby się głównie nocą, czy podczas naszej pracy, to aby od zera do pełna naładować wspomniany wyżej akumulator o energii 80 KWh w ciągu 8 godzin, wymagana byłaby EVSE o mocy ładowania co najmniej 10 kW. Tej roli mogłaby sprostać EVSE o typowej wartości mocy ładowania 11 kW, która w Europie na ogół bywa zasilana z typowej „garażowej” trójfazowej linii elektroenergetycznej 230/400 V, a ładuje ona EV prądem po 16 A na jedną fazę. Tylko na potrzebę naładowania jednego EV, trzebaby z północnoamerykańskiej „siłowej” linii dwufazowej niskiego napięcia 240 V, pobierać prąd poniżej 50 A (wymagany „Double Pole” - podwójny bezpiecznik 60 A), a z europejskiej tzw. „siłowej” linii trójfazowej niskiego napięcia 230/400 V, prąd ponad 16 A na każdą fazę (wymagany „Triple Pole” - potrójny bezpiecznik 20 A).

Zapewne jednak trójfazowa EVSE o podwójnie większej mocy, bo 22-kilowatowa, zwana popularnie „półszybką”, ma szansę być jedną z bardziej popularnych w naszych garażach. Rozwijając maksymalną swoją moc 22 kW, ładuje ona EV prądem 3 x 32 A. W normalnych już dziś w Polsce warunkach zasilania w energię elektryczną gospodarstwa domowego (zarówno domu jednorodzinnego, jak i mieszkania w bloku), często unika się doprowadzania gazu, a w zamian, z reguły, jest dociągana zasilająca linia trójfazowa, z bezpiecznikami tzw. przedlicznikowymi, 25 A na każdą fazę. Wewnętrzna w mieszkaniu linia „siłowa” w naszym garażu, może mieć bardzo bliskie tej wartości zabezpieczenie nadprądowe, np. bezpieczniki 3 x 20 A (a choćby i 3 x 25 A). Jeśli więc zmieścimy się w takim poborze prądu, nie musimy u dostawcy energii elektrycznej zamawiać zainstalowania nietypowo większej mocy. We własnym przydomowym garażu, np. korzystając z nocnej tańszej taryfy, w czasie gdy nie używamy innych odbiorników energii o większej mocy, możemy ładować nasz EV, choćby przez całą noc, pobierając z sieci prąd o wartości bliskiej bezpiecznikom, przewidzianym dla linii siłowej garażu naszego domu. Możemy np. pobierać prąd 3 x 24 A, przy bezpiecznikach 3 x 25 A. Dobrym rozwiązaniem, jest zminiaturyzowana EVSE, mogąca pełnić rolę zarówno urządzenia mobilnego jak i stacjonarnego. Cała miniaturowa EVSE umieszczona jest w złączu ładowania, co bynajmniej nie ogranicza zarówno wymaganej komunikacji z EV (np. ryglowanie połączonych wtyków EV i EVSE podczas ładowania, zwalniane dopiero przy otwarciu drzwi pojazdu, co umożliwia korzystanie z takiej EVSE, nawet w miejscu publicznym), jak i możliwości regulacji przez użytkownika prądu ładowania. Służy temu jeden przycisk sterujący, a jedna dioda wskazuje swym kolorem ustawiony prąd ładowania. Tak więc nasza EVSE nie koniecznie musi być fabrycznie ograniczona, np. do mocy 11 kW, ale może rozwijać różne moce, zależnie od potrzeb EV i/lub możliwości elektroenergetycznej linii zasilającej, aż do maksymalnej mocy przewidzianej dla zasilania AC, czyli 22 kW. Oczywiście pożądaną cechą EVSE, jest możliwość jej zdalnej obsługi przez sieć. Wkrótce będzie dostępna, wyposażona w transmisję WiFi i Ethernet (RJ45) wersja tego miniaturowego modelu.

Co by jednak się stało, gdyby swoje pojazdy chciała podobną mocą ładować równocześnie, np. w nocy, większość naszych sąsiadów? Byłoby to niemożliwe, gdyż tak bliskiego jedności, współczynnika jednoczesności dla domów jednorodzinnych z garażami, obecnie nie przewidują SEE. Infrastruktura dystrybucyjna elektroenergetyki, nie byłaby dziś w stanie podołać takiemu wyzwaniu.

Jeszcze gorzej byłoby w przypadku garaży zbiorowych zlokalizowanych obok, lub w podziemiu, pod blokami mieszkalnymi, albo też w zespołach garaży wolnostojących. Tu obecnie w ogóle nie projektuje się „siłowych” przyłączy, aby umożliwić ładowanie choćby kilku EV, a co dopiero wszystkich parkujących (garażujących)?

Związanego z naprawdę gwałtownym rozwojem elektromobilności, wzrostu zapotrzebowania na moc elektryczną, dziś prawdopodobnie nie wytrzymałby SEE żadnego kraju świata. Nawet w europejskiej czy północnoamerykańskiej rzeczywistości, przy niezłej infrastrukturze SEE, nierealny wydaje się stan, w którym, w dowolnym mieście tego obszaru, samochody parkujące dziś w garażach indywidualnych i zbiorowych, na parkingach i osiedlowych uliczkach, a także w zajezdniach autobusowych i bazach transportowych, wystarczająco często, w dowolnie wybranych przez użytkowników terminach, mogły być naładowane, gdyby wszystkie one były EV.

Taka koncentracja EV wymagałaby nie tylko znacznych nakładów na wytworzenie ich samych, co jest oczywiste, ale przede wszystkim ogromnych inwestycji w całą SEE, co jak się wydaje, już tak oczywiste nie jest. Można przedstawić to obrazowo, zakładając brak różnicy pomiędzy sprawnością silnika spalinowego, a sprawnością całego SEE, począwszy od paliwa w elektrowni, a skończywszy na obrocie kół EV: Całość paliw która dziś jet używana do tankowania pojazdów spalinowych (w Polsce rocznie ok. 25 miliardów litrów), albo ich równowartość np. w postaci węgla, czy gazu, trzebaby spalić w dodatkowych elektrowniach (i/lub w istniejących elektrowniach na potrzeby dodatkowych generatorów) i co więcej, energię tę rozprowadzić do wszystkich punktów ładowania EV. Poza tym, przy znacznym upowszechnieniu elektromobilności, trudno byłoby uniknąć szczytów poboru mocy elektrycznej, choć odpowiednimi działaniami, jak na przykład jeszcze głębszymi niż obecnie, zachętami ekonomicznymi dotyczącymi taryf: nocnej i weekendowej, oraz inteligentnymi, sterowanymi przez internet EVSE, możnaby ten problem złagodzić. Najbardziej jednak obiecująca jest Prosumpcja, polegająca na występowaniu licznych i rozproszonych terytorialnie dodatkowych OZE, dostarczanej do SEE.

Nawet gdyby w dziedzinie elektromobilności, w przyszłości miała królować wymieniana akumulatorów w EV, lub wymiana reagentów w akumulatorach przepływowych, to wyczerpane akumulatory, albo wyczerpane reagenty, trzebaby na stacjach ładować. Mimo wszystko, nie uniknęłoby się zasadniczego rozbudowania szeroko rozumianej SEE.

 

4.3. Racjonalne podejście

Jedynym rozsądnym rozwiązaniem może być po pierwsze zdefiniowanie wymogów dla całego systemu powiązanego z elektromobilnością, a po drugie stopniowe zrównoważone realizowanie wielu elementów tego systemu. Między innymi należy wznosić nowe elektrownie, budować linie przesyłowe, najlepiej od razu DC. A w tym UHVDC oraz HVDC, ale także MVDC, być może doprowadzone bezpośrednio do naprawdę szybkich EVSE, i ewentualnie również LVDC, ale to już w ramach teoretycznie w przyszłości możliwej, szerzej zakrojonej rewolucji zasilania w ogóle. Częściowym złagodzeniem obciążeń linii przesyłowych może okazać się budowa małych elektrowni (elektrociepłowni) węglowych lub gazowych, a także OZE w pobliżu dużych miast, oraz produkowanie wodoru tam i wtedy, gdzie i kiedy jest nadmiar energii elektrycznej, i przesyłanie go do miejsc odbioru „mocy”, dla EV z ogniwami paliwowymi. Do tego zastosowania wymagany jest wodór o najwyższej czystości (pięciu dziewiątek), co w zasadzie eliminuje możliwość pozyskania go w inny sposób, niż jedynie poprzez elektrolizę wody.

Niektórzy przewidują na przyszłość ewentualną możliwość dwukierunkowego (sterowanego decyzjami OSD) przepływu energii elektrycznej pomiędzy SEE, a EV podłączonym do EVSE (standard V2G). Inni jednak twierdzą, że ta metoda zapanowania nad zmiennością obciążeń SEE, byłaby zbyt radykalna, trudniejsza do zaakceptowania przez użytkowników, niż łagodniejsza forma kontrolowania mocy ładowania EV, nie uwzględniająca oddawania energii przez EV do SEE, a być może jedynie dająca możliwość magazynowania energii w akumulatorach własnego EV podłączonego w przydomowym garażu do EVSE, nie tylko na potrzeby tegoż EV, ale także na chwilowe (w godzinach szczytu, lub podczas awarii), potrzeby domowe (standard V2H). Być może łatwiejsze do akceptacji przez użytkownika byłoby powierzenie OSD, zdalnego regulowania, choćby od zera, do przyjętej maksymalnej wartości, chwilowej mocy ładowania EV przez EVSE, lub nawet, również chwilowego oddawania mocy EV do sieci domowej, przy oszczędnym, lub nawet zerowym w tym czasie obciążeniu SEE przez sieć domową. Uwzględniając znaczną dobową, tygodniową, terytorialną, a także ogólnie nie do końca przewidywalną, zmienność obciążeń SEE, przy zapewnieniu internetowej (on line) łączności pomiędzy EVSE, a OSD, w czasie rzeczywistym możnaby, na bieżąco (wręcz z sekundy na sekundę), regulować moc pobieraną z SEE, przez EVSE podłączoną do EV i nawet przez gospodarstwo domowe. Przy dużej liczbie EV w ogóle, a więc także EV w każdym momencie podłączonych do EVSE, łatwo byłoby sterując intensywnością ładowania na danym obszarze, dostosować ją do chwilowych możliwości SEE.

Nie wolno zapominać, że koncepcja zarówno V2G, jak i V2H jest możliwa tylko w odniesieniu do EV i w odniesieniu do EVSE, które umożliwiają dwukierunkowy przepływ energii pomiędzy nimi. Dziś taki tryb pracy umożliwia jedynie złącze CHAdeMO pracujące w systemie sterowania CAN. Możliwe jest także wdrożenie dwukierunkowego przepływu energii pomiędzy EV, a EVSE w standardach: północnoamerykańskim Combo 1 i europejskim Combo 2. Przewiduje się dopuścić taką możliwość w najbliższej przyszłości, dla wersji CCS 3.0.

Prywatni Prosumenci - posiadacze fotowoltaicznych paneli w ogrodzie, lub na dachu swojego domu, już dziś wiedzą, że jednak warto dzielić się własną nadmiarową energią z innymi. Po zakończeniu okresu rozliczeniowego, za wyprodukowaną przez siebie i oddaną do SEE nadmiarową, niepotrzebną Prosumentowi w danym momencie energię, operator zwróci równowartość np. 70% własnej ceny sprzedaży. Obecnie całkiem sprawnie funkcjonuje Prosumencki system z dwukierunkowym licznikiem energii, pomiędzy SEE a domem, z wzajemnymi, wielostronnymi, przepływami energii, pomiędzy: po pierwsze - SEE, po drugie - domowymi panelami fotowoltaicznymi, po trzecie - domowymi odbiornikami energii, po czwarte - domowym buforem energii (akumulatorem). Może należałoby w ten system, jedynie inteligentnie wbudować własny EV podłączony do EVSE w przydomowym garażu? Ten EV mógłby stanowić nie tylko jeden z wyżej wymienionych „domowych odbiorników energii”, ale też mógłby ewentualnie uzupełnić funkcjonalnie, a może nawet zastąpić, wyżej wymieniony „bufor energii”. Ukoronowaniem takiego systemu, mogłaby być centralna jego koordynacja przez OSD, z uwzględnieniem także jego potrzeb, oczywiście w ramach zezwoleń/ograniczeń narzuconych przez Prosumenta. Świetnie w roli sterowania tego typu procesami, a w tym procesem dwukierunkowego przepływu energii pomiędzy EVSE, a EV, sprawdza się system SCADA, dzięki któremu, w tym przypadku, przywilej sterowania przypadłby zarówno OSD, jak i Prosumentowi, zapewne nie bez pośrednictwa internetu. Do komunkikacji pomiędzy EVSE, a OSD, stosuje się najczęściej międzynarodowy otwarty protokół OCPP.

W pewnym sensie Prosumentem stałby się każdy, kto zechciałby na zasadzie V2G, ładować własny EV, korzystając z odpowiednio wyposażonych publicznych EVSE, które zapewne wkrótce pojawią się w wielu miejscach, na szeroko rozumianych parkingach i w innych miejscach postojowych. Z pewnego, bardzo istotnego punktu widzenia, ważny jest trwający obecnie projekt, który współtworzą: Politechnika Lubelska i PGE Dystrybucja. Na rok 2020, wspólnie przygotowują możliwość produkcji pięćdziesięciokilowatowych EVSE, zintegrowanych ze słupami oświetleniowymi. Oczywiście przy tych mocach, wymiana lamp na energooszczędne, to za mało. Nieodzowna będzie także wymiana kabli zasilających latarnie. W tym kontekście udział PGE Dystrybucja jest bez mała nieodzowny. Doprowadzenie odpowiednio wydajnych kablowych linii zasilających, a więc szansa na zlokalizowanie bardzo licznych EVSE na naszych parkingach i w innych miejscach postojowych w pobliżu mieszkań, miejsc pracy, a także miejsc świadczenia wszelkich usług, wydaje się jednym z ważniejszych, i wcale nie tak łatwym zadaniem. Nie tylko przy latarniach ulicznych potrzebne będą EVSE, gdyż także w wielu wspóldzielonych garażach, i innych miejscach parkingowych (postojowych) użytkownicy zechcą mieć do dyspozycji EVSE. Tych miejsc odbioru energii, w sumie, docelowo będzie potrzeba znacznie więcej, niż dziś jest ulicznych latarni. Przy ładowaniu z publicznych EVSE, przewiduje się możliwość automatycznego uwierzytelnienia i autoryzacji EV, w celu naliczania właścicielowi opłat, domyślnie doliczanych do rachunku za energię elektryczną.

 

Rys.26. Przykładowe mocowe obciążenie SEE, w trakcie przykładowej doby, na przykładowym obszarze.

 

Na Rys.26., czarna krzywa jest zbiorem punktów określających przykładową chwilową wartość mocy pobieranej w obszarze funkcjonowania konkretnej stacji transformatorowej i w konkretnym czasie konkretnej jednej całej doby. Nie ma tu pełnej powtarzalności z innymi dobami. Potencjalnie najgroźniejsze dla SEE są szczyty poboru mocy. W tym przykładowym dniu, zachowana jest bezpieczna rezerwa pomiędzy wartością popołudniowego szczytu, a maksymalną dopuszczalną mocą SEE dla danego obszaru, Pmax (w praktyce, nie zawsze ta rezerwa jest wystarczająco bezpieczna). Pole powierzchni w kolorze żółtym na wykresie, jest obrazem przecałkowanej po czasie chwilowej wartości MOCY, będącej w rozumieniu fizyki, ENERGIĄ zużytą w ciągu tej przykładowej doby. Pole powierzchni obszaru w kolorze zielonym, stanowi obraz występującej tu rezerwy energii możliwej do zagospodarowania, bez zagrożenia przekroczenia w dowolnej chwili, maksymalnej wartości mocy Pmax, możliwej do pobrania z SEE. Aby umożliwić masowy rozwój elektromobilności, należałoby po pierwsze podnieść poziom wartości Pmax, powiększając obszar zielonej strefy, a po drugie postarać się, aby w każdym momencie każdej doby, różnymi zabiegami, między innymi sterując zdalnie mocami możliwie licznych EVSE podpiętych do EV, poruszając się po zielonym obszarze, zbliżyć się na możliwie małą odległość, do górnej jego granicy. Oczywiście podnoszenie poziomu zużytej energii w obszarze szczytów elektroenergetycznych (żółtych wierzchołków), należałoby ograniczyć jedynie do tych nowopowstałych odbiorników (np. EVSE), które koniecznie muszą pobierać energię, także w czasie szczytu (np. EVSE na trasach przejazdowych). Można jednak, w czasie szczytu energetycznego, ograniczyć inny pobór energii z SEE. Pobór nie tylko przez inne, np. przydomowe EVSE, ale nawet, dzięki V2H, ograniczyć pobór energii przez gospodarstwa domowe w ogóle. Gdyby to się udało, prawdopodobnie nie trzebaby uciekać się aż do V2G, a i tak energetycy byliby uszczęśliwieni. Zapewne użytkownicy mogliby również być szczęśliwsi, gdyż cena energii elektrycznej miałaby szansę nie rosnąć aż tak szybko, mimo niezbędnych inwestycji w SEE, jako że koszty stałe jej dotychczasowego wytworzenia, całego dotychczasowego SEE związanego z przesyłem, itd., rozłożyłyby się na większe wartości sumarycznie sprzedawanej energii (zielone pole na wykresie ma wszakże imponującą powierzchnię, w stosunku do pola żółtego). Można więc przypuszczać, że również dzięki elektomobilności, wreszcie można będzie rozwiązać odwieczny problem SEE, porównywalny jedynie z ewentualnymi chwilowymi niedoborami mocy, a mianowicie dolegliwość nierównomiernego odbioru energii, która, gdy patrzy się na SEE z technicznego, ekonomicznego, organizacyjnego i chyba dowolnego innego punktu widzenia, powinna być produkowana możliwie równomiernie, a także równomiernie odbierana, z uwzględnieniem czasowego magazynowania (buforowania), którego wymaga się szczególnie w tych miejscach, gdzie wytwarzanie i/lub pobór energii mają charakter nieciągły (przerywany, nierównomierny), i szczególnie gdy te fluktuacje dotyczą dużych wartości mocy.

Nie tylko w liniach DC (związanych z ładowaniem EV, fotowoltaiką, czy niektórymi innymi OZE), stosunkowo łatwo jest energię magazynować (buforować), czyli w pewnych momentach pobierać, a w innych oddawać, przy pomocy różnych stacjonarnych buforów energii DC, których rolę pełnią akumulatory, lub w przyszłości prawdopodobnie superkondensatory. Możliwe jest tu także wykorzystanie, jeszcze przed ostateczną utylizacją, częściowo odzyskanych ze zużytych przez EV baterii, sprawnych jeszcze ogniw, do tworzenia stacjonarnych magazynów (buforów) energii. Dzisiejsza łatwość zamiany (przy dużej sprawności) AC na DC i odwrotnie, sprawia, że niemal w dowolnym miejscu także SEE AC (np. w pobliżu stacji ładowania EV), można buforować energię, wspierając SEE, podczas nawet całkiem lokalnych szczytów, a obciążając go w pozostałych momentach.

 

4.4. Częściowa lokalna niskoemisyjność komunikacji zbiorowej, w okresie przejściowym do pełnej lokalnie zeroemisyjnej elektromobilności

Na szczęście „elektromobilność” nie jest jedynym działaniem nakierowanym na lokalnie „czysty transport”. Być może - przynajmniej na jakiś czas - wystarczająco „postępowe” okazałoby się także przeznaczenie mniej czystego, niż wymagany do ogniw paliwowych, wodoru, i innych palnych gazów, w tym pochodzących ze zgazowywania węgla, między innymi także w złożu (pod ziemią), gdzie wzbogaca się go o wodór pochodzący z termorozkładu wody, i dostarczanych siecią rurociągów, lub sprężonych w butlach, jako paliwa dla pojazdów nie elektrycznych (lokalnie zeroemisyjnych), ale wprawdzie spalinowych, lecz lokalnie niskoemisyjnych, głównie autobusów miejskich.

Na naszych oczach już mają miejsce poczynania polityczne, połączone z ekonomicznymi zachętami i naciskami. Powstają kolejne dyrektywy, ustawy i przepisy mające na celu ułatwianie, a nawet wymuszanie, ale jak można sądzić na podstawie innych podobnych wcześniejszych przedsięwzięć - jednak skuteczne wymuszanie, działań w kierunku elektromobilności. Idą za tym, technologiczne ukierunkowania rozwojowe, dotyczące tego tematu, ostatnio coraz częściej potwierdzane licznymi oficjalnymi oświadczeniami i zapowiedziami rzeczników największych producentów pojazdów na świecie, wśród których, na razie nieliczni, ale jednak, wspominają już nawet o zamiarze wygaszania produkcji spalinowych samochodów osobowych. Nie sposób oprzeć się wrażeniu, że stoimy u progu rewolucji w transporcie, porównywalnej z niedawno zainicjowanym momentem zwrotnym w technologii oświetlenia. Dziś jeszcze nie jest pewne, czy przyszłość oświetlenia należy do obecnie najpopularniejszych LEDów, ale z całą pewnością, nie ma już powrotu do tradycyjnych żarówek.

Malkontentom, nie wierzącym w nieodległy w czasie i gwałtowny rozwój elektromobilności, jaki nas niechybnie czeka, warto przypomnieć ten niedawny technologiczny przełom w oświetleniu. Politycznie wymuszony, owszem. Ale jednak realny.

Jeśli nawet nie jest się zwolennikiem działań, które wbrew rynkowi coś wymuszają, to jednak z drugiej strony, warto zdać sobie sprawę z ułomności „demokratycznego” decydowania o kierunkach rozwoju. Wydaje się, że mądra stymulacja i ukierunkowywanie aktywności ludzkiej, a nawet lekki przymus, nie są złe. Pod warunkiem wszakże, że jest to rzeczywiście mądry przymus, a nie dotyczący „krzywizny banana”. Chińska Republika Ludowa jest najlepszym przykładem wzorowego infrastrukturalnego rozwoju, w dużej mierze możliwego dzięki autorytatywnemu rządzeniu tym krajem.

Nota bene, jak w kilku innych ważnych dziedzinach, także w dziedzinie elektromobilności, Chiny ilościowo już dziś przodują na świecie, a dalsze prognozy tamtejszego rozwoju tej branży, są jeszcze bardziej imponujące. Gdzie jak gdzie, ale w drugiej pod względem wielkości gospodarce świata i to gospodarce „planowej”, zadziwiające świat swym rozmachem plany właśnie, jak dotąd, są skrupulatnie i bez opóźnień realizowane. Cel wprowadzenia elektromobilności, zapewne także będzie zrealizowany. A to rokuje bardzo dobrze, również dla reszty świata, bo Chiny, jak żaden inny dziś kraj, są w stanie stworzyć, obecnie najbardziej chyba brakującą w tej gałęzi „skalę”, która w istotny sposób przełoży się na możliwość radykalnego potanienia, a więc rychłego rzeczywistego światowego upowszechnienia elektromobilności.

 

5. Konkluzja

Elektromobilność to w rozwoju cywilizacji kolejny krok. Wystarczająco długo już czekamy na jej rozkwit, bo całe stulecie, od 1897 roku, kiedy to Ferdynand Porsche opatentował silnik elektryczny zespolony z piastą koła. Dzięki technologii 21. wieku, możliwe stało się efektywne wprowadzenie w życie tego pomysłu. Elektromobilność bardzo nam się podoba, chociaż... nowoczesne pojazdy spalinowe z automatycznymi skrzyniami biegów i wszelkimi nowościami technicznymi, funkcjonalnie nie odbiegają znacząco od dobrych EV. Oczywiście docelowo EV mogą być tańsze od pojazdów spalinowych, albo przy podobnej cenie, znacznie bardziej funkcjonalne. Już dziś rysuje się widmo masowych zwolnień pracowników w fabrykach wytwarzających samochody, które w wersji EV są znacznie mniej pracochłonne w produkcji. Nie uważamy także, iż pojazdy spalinowe nas jakoś szczególnie zatruwają. Sądzimy, że współczesne spalinowce mogą już być bardzo niskoemisyjne (oczywiście nie wszystkie są, ale to inny problem). Skutecznie poradziliśmy sobie także z toksycznością spalin wyrzucanych z kominów zakładów przemysłowych, w tym elektrowni węglowych, pozostających nie bez związku z rozwojem elektromobilności. Nadal nieopanowane jednak, są dymiące sadzą kominy domów jednorodzinnych. Z tym problemem także, dobrze byłoby się uporać. Natomiast walka z CO2, to współczesna wersja „polowania na czarownice”. Rośliny, jako pierwsze ogniwo w łańcuchu pokarmowym całej przyrody, mają na ten temat diametralnie odmienne zdanie niż „inkwizycja”. One duszą się bez dwutlenku węgla, więc każdy promil tego gazu więcej w powietrzu, to dla nich większe szanse, tym bardziej, że dodatkowo na Ziemi jest na ogół cieplej, niż było wcześniej. Z ewentualną, lokalnie występującą suszą, ludzie już dziś potrafią świetnie sobie radzić. A nasza bałamutna troska o przyrodę jest zbędna. Przyroda generalnie lubi CO2. Zawsze lepiej się rozwijała, gdy na Ziemi było tego gazu więcej i gdy było cieplej, niż np. w okresie zlodowaceń. Należy postarać się osiągnąć maksymalną korzyść ze sprzyjających warunków dla flory na Ziemi. Także w energetyce. Nie musimy czekać, aż współczesne rośliny zamienią się w węgiel. Uprawiajmy na nieużytkach, na przykład wierzbę energetyczną, i spalajmy ją później. Powstanie podczas tego spalania dokładnie tyle CO2, ile ta roślina pochłonęła dla zbudowania swojej biomasy. A ciepła podczas tego spalania (także podobno niesłusznie ogrzewającego atmosferę) wytworzymy tylko tyle, ile ta roślina wcześniej otrzymała ze słońca, które w tym czasie nie ogrzało powierzchni Ziemi, dokładnie taką samą energią.

 

Ostatnia aktualizacja strony: 2018-04-19
strona główna