152
Elektromobilność w Polsce
Rozwój i modernizacja polskiego sektora transportu samochodowego
opartego na pojazdach elektrycznych, zwanego potocznie elektromo-
bilnością, przyspieszył. Ten trend jest również widoczny na całym świe-
cie, mimo że dla większości państw proces wprowadzania pojazdów elek-
trycznych stanowi wyzwanie zarówno organizacyjne, jak i techniczne.
Każdorazowo przy podejmowaniu działań w tym zakresie, należy spraw-
dzić wystarczalność istniejącej krajowej infrastruktury elektroenergetycz-
nej i mogące tu zaistnieć negatywne interakcje pomiędzy powstającym
rozproszonym systemem ładowania pojazdów elektrycznych a istnieją-
cym elektroenergetycznym. Ponadto trzeba określić kierunki jego rozbu-
dowy w celu zaspokojenia potrzeb energetycznych dla elektromobilności.
W związku z tym, że sektor pojazdów elektrycznych oraz stacji ich ładowa-
nia znajduje się dopiero na początkowym etapie rozwoju oraz, zważywszy
na jego interdyscyplinarność, jest on atrakcyjny dla potencjalnych inwe-
storów zarówno w obszarach bezpośrednio związanych z pojazdami elek-
trycznymi, jak i w branżach pochodnych, dotyczących potrzeb własnych
elektromobilności. Obserwując sytuację na globalnym rynku, można
śmiało stwierdzić, że będzie się on rozwijał bardzo dynamicznie.
x x x
Obecna struktura techniczna Krajowego Systemu
Elektroenergetycznego (KSE) w Polsce
Krajowy System Elektroenergetyczny składa się z trzech głównych podsek-
torów: wytwórczego, przesyłowego i dystrybucyjnego. Pierwszy stanowią
wszystkie istniejące obiekty generujące energię elektryczną, czyli elektro-
wnie dołączone do krajowej sieci przesyłowej i dystrybucyjnej. W zależ-
ności od lokalizacji, technologii i mocy zainstalowanej biorą one udział
w bilansowaniu potrzeb energetycznych odbiorcy końcowego, realizu-
jąc również inne usługi systemowe. Podsektor przesyłowy w strukturach,
gdzie funkcjonuje służba dyspozytorska operatora systemu przesyłowego
(OSP), odpowiada za stabilną pracę krajowej sieci przesyłowej, zbudowa-
nej z linii oraz w pełni zautomatyzowanych (sterowalnych) i opomiarowa-
nych stacji elektroenergetycznych, pracujących z napięciami roboczymi
750, 400, 220 oraz 110 kV (tylko niektóre o znaczeniu priorytetowym).
Podsektor dystrybucyjny jest odpowiedzialny za rozdział energii i zasi-
lanie „odbiorcy końcowego” z wykorzystaniem linii i stacji 110 kV oraz
głównie linii średniego i niskiego napięcia (SN i nn). Zasilanie odbiorcy
końcowego jest realizowane z wykorzystaniem stacji elektroenergetycz-
nych WN/SN, najczęściej 110/15 kV. Po stronie wysokonapięciowej część
z nich jest dołączona do krajowej sieci przesyłowej, pracującej w struk-
turze zamkniętej, charakteryzującej się dużą niezawodnością pracy, co
wynika z jej pierścieniowej struktury. Dwustronne zasilanie (dwiema nie-
zależnymi liniami) umożliwia ich działanie nawet w stanach awaryjnych
N-1. Natomiast większość tych stacji, pracująca w obszarze dystrybucji,
zasilająca sieci SN i następnie nn, funkcjonuje w strukturze pierścienio-
wej z rozcięciami, czyli w rzeczywistości w systemie otwartym, w którym
zasilanie odbywa się jednotorowo, co skutkuje niskim poziomem nieza-
wodności takiej sieci. Obecna struktura KSE ujawnia problemy, z jakimi
będzie musiała się zmierzyć w przyszłości polska energetyka, głównie na
poziomie sieci dystrybucyjnych i rozdzielczych, chcąc w dalszym ciągu
prowadzić proces elektryfikacji w sposób ciągły i bezpieczny dla krajo-
wej gospodarki, uwzględniając tu również rozwój elektromobilności. Naj-
ważniejszym wyzwaniem jest pełna automatyzacja sieci dystrybucyjnych
i umożliwienie pracy w układach zamkniętych, co zdecydowanie poprawi
niezawodność zasilania i skompensuje przewidywany negatywny wpływ
nowych technologii dołączonych do KSE po stronie odbiorcy końco-
wego. Proces automatyzacji sieci średniego i niskiego napięcia wpisuje się
w idee typu smart w obszarze nowoczesnej, przyszłościowej elektroener-
getyki i stanowić będzie o bezpieczeństwie energetycznym kraju. Należy
zaznaczyć, że przy obecnej infrastrukturze elektroenergetycznej na pozio-
mie sieci dystrybucyjnej i rozdzielczej, uwzględniając wszystkie jej niedo-
ciągnięcia techniczne, nie można zapewnić odpowiedniego poziomu nie-
zawodności dostaw energii elektrycznej przy jednoczesnym dynamicznym
rozwoju elektromobilności w Polsce.
x x x
Metodyka prowadzenia analiz wystarczalności
technicznej Krajowego Systemu Elektroenergetycznego
W warunkach polskich wystarczalność techniczną KSE pod kątem moż-
liwości wprowadzenia nowych energochłonnych technologii do kra-
jowej gospodarki analizuje się każdorazowo w trzech podsektorach:
wytwórczym, przesyłowym i dystrybucyjnym. Również dla elektromobil-
ności obecnie wykonywane są skrupulatne analizy, które mają wykazać
w poszczególnych podsektorach przygotowanie (lub jego brak) do współ-
pracy z infrastrukturą ładowania pojazdów elektrycznych. Metodykę pro-
wadzenia analiz wystarczalności można przedstawić następująco:
• opracowanie scenariuszy rozwoju elektromobilności w Polsce w ujęciu
ilościowym i obszarowym, definiujących liczbę pojazdów elektrycznych
oraz wymaganą liczbę stacji ładowania dla różnych horyzontów czaso-
wych z uwzględnieniem potrzeb rozpatrywanych społeczności,
• wykonanie analiz rozpływowych systemu elektroenergetycznego, bio-
rących pod uwagę scenariusze ilościowe i obszarowe wprowadzania na
szeroką skalę floty samochodów elektrycznych do Polski,
• opracowanie wyników ww. prac analitycznych i koncepcyjnych w celu
rozpoznania wystarczalności istniejącej infrastruktury elektroenergetycz-
nej KSE i mogących tu zaistnieć negatywnych interakcji pomiędzy roz-
proszoną infrastrukturą ładowania a KSE,
• rozpatrzenie w ujęciu lokalnym, obszarowym i krajowym wpływu
wzrostu udziału generacji rozproszonej (w tym OZE) na funkcjonowanie
infrastruktury KSE wraz z infrastrukturą ładowania pojazdów elektrycz-
nych rozwijaną zgodnie z opracowanymi scenariuszami.
Należy tu zauważyć, że teoretyczne oszacowanie liczby punktów ładowa-
nia pojazdów elektrycznych, bazujące wyłącznie na ich łącznej liczbie, nie
jest wystarczająco dokładne oraz nie oddaje charakteru i sposobu łado-
wania pojazdów tego typu. Infrastrukturę ładowania trzeba bezwzględ-
nie rozpatrywać we wszystkich segmentach transportu samochodowego
(tj. samochodów osobowych, autobusów oraz pojazdów spedycyjnych)
oddzielnie. Techniczne sumowanie wyników musi nastąpić po indywi-
dualnej analizie zapotrzebowania dla wymienionych sektorów w roz-
patrywanej lokalizacji (gmina, miasto, miejscowość, osiedle, centrum
miasta, centrum handlowe, podmiejska strefa mieszkalna, pętla autobu-
sowa, centrum spedycyjne itd.). Ponadto należy przewidzieć/zaprojekto-
wać okresy pracy punktów ładowania dla poszczególnych rodzajów pojaz-
dów elektrycznych w ciągu doby dla dni powszednich i wolnych od pracy.
Przykładowo, okres typowych godzin pracy (godz. 9:00–17:00) charak-
teryzuje się zwiększonym poborem mocy przez odbiorców biurowych,
Elektromobilność w Polsce
dr inż. Mariusz Kłos
Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny,
Instytut Elektroenergetyki, Zakład Elektrowni
i Gospodarki Elektroenergetycznej
