Czy miasta mogą działać jak jedna wielka bateria?

Wyobraźmy sobie miasto, które nie tylko zużywa energię, ale jednocześnie ją magazynuje i oddaje z powrotem do sieci jak wielka, pulsująca bateria.

Nie jest to futurystyczna wizja rodem z filmów science fiction, lecz scenariusz coraz bliższy rzeczywistości. Nowe badania Australijskiego Uniwersytetu Narodowego (ANU) pokazują, że elektryfikacja miast może zmienić sposób, w jaki myślimy o infrastrukturze energetycznej i roli zwykłych mieszkańców w transformacji energetycznej.

Zespół badawczy, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie Renewable Energy, wziął pod lupę australijską stolicę Canberre i sprawdził, jak samochody elektryczne i systemy podgrzewania wody mogą zmieniać obraz zużycia prądu w skali miejskiej. Wynikiem tego każdy mieszkaniec w pełni zelektryfikowanego miasta mógłby dysponować średnio 46 kilowatogodzinami (kWh) elastycznej pojemności magazynowej co jest odpowiednikiem trzech-czterech popularnych domowych akumulatorów Tesla Powerwall.

Największy potencjał drzemie w tym, co dziś uważamy za wadę: samochody elektryczne stoją zaparkowane przez około 90% czasu. Jak podkreśla dr. Bin Lu, główny autor badania, w rzeczywistości to ogromny atut jeśli odpowiednio zarządzać ładowaniem, można wykorzystać te „uśpione” baterie do wyrównywania obciążeń sieci. Kluczowe jest tu pojęcie elastycznego popytu, który pozwala przesuwać zużycie prądu z godzin szczytu na godziny, gdy sieć jest mniej obciążona i energia (zwłaszcza z OZE) tańsza.

Z punktu widzenia operatorów sieci, taka elastyczność to złoto. Nieodpowiedzialne zarządzanie nowymi, dużymi odbiornikami, samochodami elektrycznymi i elektrycznym ogrzewaniem mogłoby podnieść szczytowe zapotrzebowanie nawet o 30%, zmuszając sieci do kosztownych modernizacji. Badania ANU pokazują, że przesunięcie choćby połowy tego obciążenia na godziny pozaszczytowe pozwala zredukować presję na sieć o połowę.

Warto podkreślić, że podobne pomysły nie są już tylko teorią. W Danii, Holandii czy Norwegii trwają pilotaże z udziałem tzw. vehicle-to-grid (V2G), czyli dwukierunkowego ładowania samochodów elektrycznych. Nissan już kilka lat temu testował w Europie flotę Leafów, które ładowały się, gdy prąd był tani, a w szczycie oddawały energię z powrotem do sieci, przynosząc realne oszczędności użytkownikom.

Podobnie działa rosnący trend tzw. wirtualnych elektrowni (VPP). Firmy takie jak Tesla czy sonnen w Niemczech łączą setki tysięcy małych domowych baterii w inteligentne klastry, które reagują na potrzeby operatorów sieci wyrównując wahania podaży i popytu. Badania ANU idą o krok dalej: pokazują, że do tego samego celu można wykorzystać nie tylko baterie domowe, ale także gorącą wodę w bojlerach czy flotę aut zaparkowanych na osiedlach i pod biurowcami.

Szczególnie ciekawe są wnioski dotyczące tzw. „hotspotów magazynowania” gęsto zabudowanych stref biurowych, gdzie elastyczne zarządzanie ładowaniem EV czy ogrzewaniem wody może mieć największy wpływ. To podpowiedź dla samorządów i biznesu: miejsca pracy mogą stać się węzłami nowoczesnej infrastruktury energetycznej, jeśli połączą dynamiczne taryfy, ładowarki V2G i cyfrowe platformy koordynujące tysiące urządzeń.

Australijskie badanie stawia kluczowe pytanie, czy nasze miasta są gotowe na inteligentną elektryfikację? Potencjał jest ogromny, ale wymaga zmiany myślenia od technicznego planowania sieci, przez budowę punktów ładowania, po edukację mieszkańców. Jak pokazuje przykład Canberry, potrzebna jest też bliska współpraca władz lokalnych, operatorów sieci i sektora prywatnego. Sam Sachse z Evoenergy podkreśla, że zrozumienie zachowań nowych odbiorników prądu to warunek konieczny, by sieci były stabilne i gotowe na przyszłość.

Zamiast więc bać się „przeciążonych” sieci i kosztownych modernizacji, możemy spróbować zbudować miasta, które będą aktywnymi graczami w transformacji energetycznej z samochodem elektrycznym, który nie tylko wozi nas do pracy, ale wracając do garażu, zasila sąsiada. Jeśli dodamy do tego rosnącą moc paneli fotowoltaicznych na dachach, elastyczne taryfy i cyfrowe narzędzia, powstaje wizja, w której każdy blok czy osiedle staje się małym, rozproszonym magazynem energii.

Szymon Ślubowski