Podobnie jak wiele innych nowych trendów technicznych, elektromobilność musi udowodnić swoją użyteczność i zmierzyć się z licznymi uprzedzeniami. Nie brakuje wśród nich nieprawdziwych, ale często propagowanych twierdzeń – na przykład dotyczących szybkiego ładowania, które pozwala pojazdom elektrycznym uzyskać duży zasięg bez konieczności wielogodzinnego „tankowania” prądem. Zdaniem sceptycznych „ekspertów” możliwość naładowania akumulatora w krótkim czasie rodzi wiele problemów, a częste korzystanie z takiej funkcji powoduje uszkodzenia baterii. Wielu z nich przypomina też, że brakuje odpowiedniej infrastruktury.
Skomplikowane i problematyczne ładowanie? Niewystarczająca infrastruktura? Uszkodzenia akumulatora? Jürgen Schenk, szef integracji napędów elektrycznych w koncernie Daimler AG, uśmiecha się: „W szybkim ładowaniu nie ma niczego skomplikowanego. Nasze pojazdy elektryczne z boku będą miały gniazdo pozwalające na ładowanie zarówno prądem zmiennym, jak i stałym”. To tzw. złącze CCS (Combined Charging System), które jest standardem obowiązującym w Europie. W przypadku szybkiego ładowania za pomocą prądu zmiennego teoretycznie możliwe jest ładowanie o mocy 43 kW. „W praktyce” – wyjaśnia Schenk – „ładowarki oferują obecnie moc od 7 do 22 kilowatów. Aby umożliwić ładowanie akumulatora, pojazd musi być odpowiednio wyposażony – w układ przekształcający prąd zmienny w stały. Większość samochodów dysponuje obecnie systemem odpowiednim dla ładowania o mocy 11 kW, dzięki czemu ich akumulator można »nabić« prądem wystarczającym do pokonania 500 kilometrów w ciągu około 7-8 godzin”.
A co z czasem poświęcanym na tankowanie i ładowanie? Jeśli przyjąć,że tankujemy samochód średnio co tydzień – 50 razy w roku – i z każdym trwa to 6 min, a do tego doliczyć 10 dodatkowych tankowań w trasie (również 6-minutowych), czas poświęcony na uzupełnianie baku w ciągu jednego roku wyniesie 360 min (60 * 6 min). Dla porównania, ładowanie pojazdu elektrycznego w domu lub w pracy 2 razy w tygodniu wymaga jedynie podłączenia i odłączenia kabla – co zajmuje 1 minutę (50 tygodni * 2 min).Do tego dochodzi 10 dodatkowych, szybkich ładowań podczas długich wypraw (25 min każde). Razem: 350 min rocznie. Statystycznie, ładowanie zamiast tankowania może więc pozwolić zaoszczędzić 10 minut w ciągu jednego roku.
100 kilometrów zasięgu w 4 minuty
Dzięki złączu prądu stałego teoretycznie można uzyskać moc ładowania dochodzącą do 350 kW. Dziś ładowarki prądu stałego zapewniają mocna poziomie 50 kW, a zatem pozwalają uzyskać energię niezbędną na 500 km zasięgu w ciągu około 2 godzin. Schenk wyjaśnia, że przy autostradach „powstają obecnie stacje ładowania, które mogą ładować pojazd energią wystarczającą na pokonanie 300 kilometrów w ciągu 30 minut – z mocą do 150 kilowatów”.
Tymczasem najbardziej zaawansowana technologia – tzw. High Performance Charging, czyli wysokowydajne ładowanie – oferuje moc 350 kW, dzięki czemu 100 km zasięgu uzyskuje się już po 4 min ładowania. „Mniej więcej odpowiada to czasowi, jaki zajmuje dziś tankowanie pojazdu z konwencjonalnym układem napędowym”. W rezultacie w przyszłości możliwe będzie tworzenie specjalnych parków ładowania z różnymi typami ładowarek.
W przypadku najbardziej podstawowej techniki ładowania taka stacja dostarczy 1 megawat energii, dzieląc ją na 16 ładowarek o mocy 150 kilowatów każda. Jeśli zdarzy się, że pojazdy zostaną podłączone do wszystkich 16 punktów jednocześnie, moc ładowania odpowiednio się zmniejszy. Schenk uważa, że w nadchodzących latach infrastruktura ładowania w Niemczech drastycznie przewyższy tempo rozwoju rynku pojazdów elektrycznych. „A od 2022 roku powinniśmy przestać obawiać się jakichkolwiek utrudnień”.
Daimler współpracuje z innymi firmami samochodowymi nad stworzeniem ogólnoeuropejskiej sieci szybkiego ładowania
Daimler jest obecnie częścią spółki joint venture z innymi producentami samochodów (Ford, VW i BMW) i pracuje z nimi przy budowie ogólnoeuropejskiej sieci szybkiego ładowania. „Zakładamy, że infrastruktura publiczna będzie zdominowana przez ładowarki o mocy 150 kW. Ma to swoje zalety, ponieważ nie wszystkie małe pojazdy (technicznie) będą mogły poradzić sobie z mocą ładowania (na poziomie) 350 kilowatów. W związku z tym planujemy wprowadzić wysoką moc ładowania w pojazdach wyższych segmentów”.
W przypadku małych samochodów, które nie muszą być przystosowane do pokonywania dłuższych zasięgów, nakłady techniczne na większą wydajność ładowania nie będą opłacalne. Schenk uważa więc, że „do jazdy na dalekich dystansach będą przeznaczone głównie pojazdy przystosowane do ładowania o mocy 350 kilowatów”. Samochody kompaktowe będą prawdopodobnie miały ograniczenie mocy ładowania do 150 kilowatów. Z przyczyn czysto kosztowych technika 350 kW nie rozwinie się w tym segmencie rynku.
Ładowanie z typowego domowego gniazdka
W przyszłości poza korzystaniem z szybkiego ładowania pojazdy elektryczne nadal będzie można bezproblemowo ładować w domu lub w pracy. Właśnie tu będzie liczyć się sprawdzona technika o mocy 11 kW. „Można ją w optymalny sposób wykorzystywać w istniejącej, prywatnej infrastrukturze. Mam tu na myśli typowe domowe przyłącza elektryczne, które nie wymagają żadnych modernizacji” – wyjaśnia Schenk.
A co z akumulatorami? Jak poradzą sobie z regularnym szybkim ładowaniem? Albo powiedzmy inaczej: jak często technika szybkiego ładowania będzie rzeczywiście stosowana w codziennej eksploatacji? Jürgen Schenk wyjaśnia: „Głęboko wierzymy, że możemy szybko ładować akumulatory z mocą do 350 kW bez zauważalnego starzenia się akumulatora”. Niewielkie jest zresztą prawdopodobieństwo, że kierowca będzie regularnie korzystał ze stacji szybkiego ładowania: „Według naszych badań typowy klient – zamiast korzystać z szybkiego ładowania – około 85 procent wszystkich ładowań przeprowadzi w domu, głównie poprzez ładowanie w ciągu dnia pracy”. Ostatecznie szybkie ładowanie można brać więc pod uwagę w przypadku mniej niż 30 podróży rocznie. W ciągu 10 lat oznacza to około 300 szybkich ładowań.
A co z problemem licznych dostawców energii elektrycznej i firm rozliczających ładowania? Dziś Niemcy – jako jeden z ogromnych dostawców energii – są podzielone na małe i duże regiony, w których każdy dostawca energii stosuje własne metody płatności. Jürgen Schenk prognozuje jednak, że z pewnością powstanie zharmonizowany system płatności na stacjach ładowania, niezależnie od dostawcy.
Albo jeszcze lepiej: „W przyszłości samochody będą same płacić za prąd, po wstępnej identyfikacji na stacji ładującej, a rachunek zostanie później przesłany bezpośrednio do dostawcy przypisanego do numeru identyfikacyjnego pojazdu. Można to traktować niczym roaming energii elektrycznej”. Co więcej, podczas podróży – za pomocą aplikacji na smartfon – będzie można zarezerwować stację ładowania z określonym złączem. Która stacja benzynowa oferuje taką usługę?
