Na celém světě jezdí po silnicích více než miliarda aut. Ze spalování paliva při jejich provozu vzniká zhruba pětina všech přímých emisí CO2. I proto se naděje ohledně udržitelnější mobility stále více upínají k elektrickým vozům. K jejich většímu rozšíření mohou přispět i provozovatelé distribučních sítí – ovšem instalace dobíjecích stanic sama o sobě zdaleka nestačí.
Nutnou podmínkou většího rozšíření elektromobility je nárůst počtu veřejných nabíjecích stanic. Evropské směrnice navrhují na základě dosavadních konzultací obecně poměr zhruba 10 elektromobilů na jednu dobíjecí stanici. V ČR ho v současné době plníme, na přibližně 4 000 elektromobilů je k dispozici přes 400 dobíjecích stanic. Z toho více než polovina „rychlonabíjecích“, tedy s příkonem alespoň 50 kW. Teoreticky podle jednoduché aritmetiky by tak během příští dekády měly vzniknout desítky tisíc nových dobíjecích stanic. Pro srovnání: k začátku roku 2019 bylo v ČR zhruba 3 990 čerpacích stanic pohonných hmot.
Elektromobilita je jedním ze současných hitů. Její novodobý vývoj dala do pohybu zejména společnost Tesla, budoucnost v ní ale dnes vidí i tradiční automobilky. Každý, kdo na trhu něco znamená, má aktuálně v nabídce alespoň jeden model na elektrický pohon a tato nabídka se neustále rozšiřuje. Stejně tak se množí informace o plánech jednotlivých automobilek omezit, nebo dokonce ukončit vývoj a výrobu tradičních motorů. V ulicích ale zatím vidíme trochu jiný obrázek. Přes prudký nárůst poptávky se data o celkových prodejích elektromobilů drží, ve srovnání s vozy na plyn nebo na naftu, stále spíše při zemi, byť jejich počty se podle statistik zvyšují stále rychleji. Například podle Evropské asociace výrobců automobilů ACEA bylo v roce 2019 v EU zaregistrováno na 15,8 milionu osobních automobilů, ale pouze ve 3 % se jednalo a elektromobily a plug-in hybridy. Z pohledu ochrany klimatu tedy není nad čím jásat. Silniční doprava totiž vyprodukuje téměř pětinu přímých emisí CO2 na světě. Pokud by všechna auta jezdila na elektřinu z obnovitelných zdrojů, ušetřili bychom přibližně šest gigatun CO2 neboli více než roční produkci skleníkových plynů v celé Evropské unii. K dosažení cílů Pařížské klimatické dohody by pro nás tedy bylo ideální, pokud by se po ulicích proháněla jen elektrická auta. Bohužel to však není tak jednoduché, elektromobilita bude do budoucna tvořit pouze určitou část mixu pohonů osobních automobilů. I tak představuje pro provozovatele distribučních systémů zásadní výzvu, která mezi jinými znamená změnit stávající infrastrukturu, aby bylo možné dobíjet všechna vozidla. Dostatečný počet nových dobíjecích stanic je přitom jen pouhou špičkou ledovce – během nabíjení se totiž spotřebuje nesmírné množství energie.
Jedním ze základních úkolů distribučních společností je proto zajistit, aby nedošlo k přetížení sítě. Rozšíření elektromobilů vede ke zvýšení počtu odběratelů, a proto je klíčové odhadnout, jak rychlým tempem se elektromobilita mezi spotřebiteli ujme. Hlavní roli zde hrají náklady. Podle nejnovější studie společnosti McKinsey by měla být elektroauta na bateriový pohon nejpozději do deseti let levnější než konvenční automobily. Stále více zemí navíc zavádí programy na podporu nízkoemisních pohonných systémů, mj. i zákazy prodeje vozů se spalovacími motory. Mezi průkopníky patří třeba Norsko, které plánuje zakázat prodej nových vozidel se spalovacími motory již v roce 2025. Podobné kroky zvažují i tak obrovské trhy, jako jsou Indie a Čína (od roku 2030), a mnoho dalších států. Podle nejrůznějších scénářů budou do roku 2050 bateriové pohony tvořit 10 až 95 % veškerého vozového parku – a samotné rozpětí tohoto odhadu je důkazem, s jakou nejistotou musejí provozovatelé sítí při plánování systémů počítat. Je vysoce pravděpodobné, že růst zaznamenají ve střednědobém horizontu i další technologie, jako jsou vodíkové pohony nebo syntetická paliva. I ty si vyžádají potřebné změny v infrastruktuře, a tak není vůbec snadné předpovědět vliv budoucích koncepcí mobility na osobní automobilovou dopravu nebo vývoj elektromobilů na baterie.
Ani tak ale provozovatelé přenosových a distribučních soustav nemohou sedět se založenýma rukama. Životnost velké části jejich infrastruktury se totiž pohybuje mezi 40 až 50 lety. Jinými slovy to znamená, že to, co se naplánuje dnes, bude sloužit do roku 2060. Otázkou tedy zůstává, kde a jak se budou elektromobily dobíjet. A kolik jich síť zvládne utáhnout? To jsou záludné otázky…
Pokud se totiž například mezi lidmi ve větší míře rozšíří sdílení aut, změní se tím nároky na dobíjecí infrastrukturu. Když se auta budou sdílet, bude nutné je rychle po každém použití dobít, čímž vyvstává potřeba budování výkonných veřejných dobíjecích stanic. Přetrvá-li však nadále princip vlastnictví, bude nezbytné řešit dobíjení vozu přes noc. U tohoto scénáře nehraje rychlost dobíjení zase tak zásadní roli. Jaké možnosti tedy mají provozovatelé rozvodných soustav, aby je připravili na budoucnost? „V případě integrace budoucí dobíjecí infrastruktury do sítě se doporučují spíše pozvolné kroky,“ říká dr. Adam Slupinski, vedoucí pro rozvodné a decentralizované systémy ve společnosti Siemens. „V první fázi je nezbytné určit budoucí zatížení, jaké elektromobily mohou představovat, a místa, kde se budou připojovat k síti. Na základě těchto poznatků můžeme chod sítě simulovat a využít dlouhodobé plánování k její technické i ekonomické optimalizaci.“ V rámci tohoto procesu síťoví operátoři také zjistí potenciálně kritické zdroje. Následně mohou na základě prediktivního a inteligentního reinvestičního plánování držet náklady na rozšíření kvůli elektromobilitě na minimu. Podle Adama Slupinského se tento přístup vyplatí zejména u sítí vysokého napětí. „V sítích nízkého napětí znamenají problémy s objemem dodávek a vysoká míra nejistoty ohledně budoucích dobíjecích stanic, že budeme muset pro řízení dobíjecích stanic použít systém vyšší úrovně.“
Takový inteligentní systém umožní komunikaci mezi distribučním systémem a dobíjecími stanicemi a zajistí, aby se počet současně nabíjených elektrovozidel omezil pouze na tolik, kolik jich síť zvládne. V budoucnu bude také mnohem rozšířenější využití bateriových úložišť a decentralizovaných energetických systémů (DES). Bateriová úložiště totiž mohou lokálně dodat potřebnou kapacitu pro dobíjení elektromobilů. Pro provozovatele sítí by mohla představovat zajímavé řešení, protože dokážou v případě potřeby poskytnout vyrovnávací energii. Může v nich být dočasně uložena přebytečná energie ze solárních elektráren nebo větrných turbín, nebo mohou zajišťovat stabilitu sítě.
Komplexita stávající situace posouvá osvědčené metody analýzy sítí až k jejím hranicím. Energetická společnost budoucnosti bude potřebovat podrobný a maximálně transparentní digitální model energetického systému. Jinak bude sotva možné plánovat účinné a spolehlivé dodávky, které by splňovaly dané požadavky. Digitální model sítě dokáže víc než jen identifikovat slabá místa ve stávající infrastruktuře. Bude obsahovat i další údaje, například o počtu obyvatel, struktuře a infrastruktuře, a bude brát v úvahu provozní faktory, jako je regulace napětí, přemístění otevřených míst či reaktivní řízení elektřiny. Bude tak sloužit jako podklad pro zátěžové testy založené na scénářích, které ukážou, kdy a kde síť dosáhne svých limitů a jak si poradí s budoucími změnami v chování uživatelů. Transparentnost sítě a flexibilní modely jsou klíčem k optimální připravenosti na elektromobilitu budoucnosti a identifikaci opatření, jichž nebude třeba litovat. Jinými slovy – potřebujeme opatření, která se budou aplikovat již nyní bez ohledu na to, jak bude vypadat konečný scénář. A i opak je pravdou: čím lépe budou provozovatelé sítí připraveni na pohonné technologie budoucnosti, tím rychleji se tyto technologie stanou součástí každodenního života.
Příkladem inteligentního systému, který umožňuje komunikaci mezi distribučním systémem a nabíjecími stanicemi, je E-Car Operation Center. Tato komplexní platforma vyvinutá společností Siemens je zaměřena na správu dobíjecí infrastruktury a poskytování předzpracovaných dat navazujícím systémům, které s nimi dále pracují (vyúčtování, telematika apod.). Systém může být použit jakoukoliv společností či subjektem zapojeným do procesů, které souvisí s elektromobilitou (poskytovatelé dobíjecích služeb, provozovatelé dobíjecích stanic, operátoři na volném trhu s energiemi a distributoři elektrické energie, samosprávy, dopravní společnosti a výrobci automobilů), i koncovým uživatelem.
Siemens nabízí široké portfolio dobíjecích stanic – od dobíjecích stanic na střídavý proud (wallboxy, dobíjecí sloupky) přes vysoce výkonné stanice (50 kW a 150 kW) až po řešení pro dobíjení elektrobusů a e-trucků. Podrobné informace o konkrétních dobíjecích řešeních naleznete na www.siemens.cz/elektromobilita.
Průměrný evropský automobil ujede ročně kolem 13 tisíc kilometrů. Pro pokrytí spotřeby jeho elektrické verze je tedy zapotřebí zhruba 4 MWh elektrické energie ročně. V České republice je dnes 5,7 milionu osobních vozů. Pokud by všechny byly elektrické, na jejich pohon by během roku bylo zapotřebí vyrobit zhruba 23 terawatthodin (TWh) elektrické energie. Stoprocentní elektrifikace je ale utopie, kterou nepředpokládá žádná ze zainteresovaných stran. Čistá výroba českých elektráren se pohybuje v posledních letech kolem 87 TWh za rok. Spotřeba České republiky je zhruba 74 TWh, rozdíl činí tedy zhruba 13 TWh. To je dostatek elektřiny pro přechod více než poloviny všech českých osobních vozů na elektrický pohon. V praxi takové navýšení spotřeby ale přijde jen velmi postupně.
Dne 10. července 2024 byl oficiálně představen první zdroj elektrické energie svého druhu v České republice. Jedná se o tzv. hybridní zdroj, sestávající z šesti plynových turbín o celkovém výkonu 32,4 MW a největšího bateriového úložiště v Česku s kapacitou 22 MWh. Společnost Siemens je generálním dodavatelem tohoto moderního energetického zdroje.
Společnost Siemens dodala decentralizované pohony a řídicí systémy pro firmu Moravia Cans, která vyrábí hliníkové nádobky na aerosolové přípravky pro mnoho významných výrobců a značek kosmetiky. Technika Siemens se zde stará o manipulaci s hotovými nádobkami, jejich balení a intralogistiku. Za zmínku stojí zejména využití decentrálních měničů a zjednodušení realizace bezpečnostních funkcí využitím komunikace PROFIsafe.
Proč se vlastně Česko stalo pivní velmocí? Jak vypadá česká pivovarnická scéna, o který druh piv roste zájem, jaká technologie v posledních letech nejvíce ovlivnila výrobu piva? Nejen na tyto otázky odpovídá Martin Kočí, Siemens odborník na technologie v potravinářství a zejména v pivovarnickém průmyslu.
V říjnu 2024 vstoupila v platnost nová evropská směrnice NIS2, která významně upravuje pravidla kybernetické bezpečnosti. V průběhu příštího roku vstoupí v platnost nový český zákon o kybernetické bezpečnosti. Obojí se dotkne velkého počtu nejen výrobních firem u nás. Jsme na to připraveni? Co můžeme udělat, aby implementace NIS2 proběhla úspěšně a „bezbolestně“? Cenné rady přináší Miroslav Kuric, konzultant pro digitalizaci průmyslu a odborník na kybernetickou bezpečnost ve výrobě ze společnosti Siemens.
