21.5.2022 | Svátek má Monika


ELEKTROMOBIL: Nabíjecí stanice pro „dummies“

28.1.2022

Minule jsme si řekli nějaký ten základ o akumulátorech a proč je zásadní rozdíl mezi časem u pumpy a u stojanu. Dnes si něco povíme o samotných nabíjecích stanicích.

Čas u auto-krmelců se tedy s přechodem na elektrony z oktanů prodlouží. Co to bude znamenat pro samotné stojany?

Nedávno ČEZ oslavil svůj stý instalovaný kousek, což je pro elektroautomobilisty dobrá zpráva. Nebo také ne. Důvod pro jistou skepsi je doba, za kterou instalaci tolika stojanů zvládli. Vzhledem k tomu, že se o rozvoji EV hovoří již dobře dekádu, je tento pokrok velmi pomalý. Podobně na tom jsou ostatní společnosti, které se stavbou a provozováním nabíjecích stojanů zabývají.

K datu sepsání tohoto článku bylo na území naší maličké země necelých osm set nabíjecích míst se zásuvkami pro cca patnáct set vozidel. Je to impozantní číslo, dokud si neuvědomíme, že se je u nás na čtyři tisíce čerpacích stanic, což rovná se přibližně dvacet tisíc naráz použitelných stojanů. (Je to ve skutečnosti více, ale pro zjednodušení počítejme s tímto číslem).

Nyní je na jeden nabíjecí bod přibližně sedm elektrovozů, takže riziko, že se v jednom okamžiku potkají dva, je relativně malé. Navíc, dnes již existují přímo ve vozech aplikace, které by měly řidiče navádět k nejbližší volné zásuvce a ty jsou od sebe i v těch méně vytížených oblastech do dvaceti kilometrů.

Pokud ovšem dojde k masivnímu nárůstu elektřinou poháněných automobilů, což je plán nejen v Evropě, zcela logicky se tento příznivý poměr začne měnit. Bude se muset zrychlit výstavba nabíjecích bodů, což není zase tak snadné, jak to na první pohled vypadá.

To relativně nejmenší úskalí je samotná lokace stojanů. Když to přeženeme, tak v laických očích nebude problém „lupnout“ jeden dva kousky na každé trochu připravenější parkoviště. Fyzicky to přece nebude až tak náročné. Částečně to pravda je, ale jen částečně. Někde to tak opravdu půjde, ale jinde už ne.

Například dnešní benzinky, třeba MOL už se k tomu veřejně zavázala, na každé své pumpě přistaví jeden, dva, tři, kolik to jen půjde, elektrických stojanů. To minimálně v první vlně několika let pomůže udržet průměrný počet elektrovozů na stojan relativně nízko.

V praxi už se mohou vyskytovat problémy zvláště v rámci dálnic a živějších tahů, kdy budou muset elektromobilisté odbočovat z trasy na méně frekventované stojany vzdálenějších pump, ale v celkovém pohledu to bude vypadat stále velmi dobře.

Ovšem nezapomínejme, že nabíjení trvá čtyřikrát až pětkrát tak déle než tankování, takže vzhledem k počtu existujících čerpacích stojanů zde hovoříme o potřebě až sto tisíc nabíjecích stojanů. Jinak řečeno, místa u benzinek nepokryjí ani desetinu toho stavu.

Místa na parkovištích obchodních domů dojdou posléze, pak přijdou na řadu větší obecní parkoviště, nakonec i menší a již se dostáváme do budoucnosti, kdy bude velmi obtížné místo na takové stojany vůbec najít. Budou se muset přistavovat další, co bude složité mimo jiné i pro získání povolení.

On totiž v reálném světě nemůže takový stojan stát úplně všude, kam se fyzicky vejde. Zde přicházejí do hry na první pohled neviditelné faktory.

První je legislativa a normy.

Již jsem se zmínil o případném stavebním povolení pro parkoviště, ale i bez toho se musí se dodržet technologicky dané podmínky, kde může stojan stát, jak daleko od všeho ostatního, jak bezpečně a podobně. Nezapomínejme, že jde o zařízení pod napětím. Každý bezpečnostní a požární technik by jistě z hlavy vysypal hned celou hromadu předpisů a vyhlášek, které je nutné u podobné kratochvíle, jako je zapojování elektricky vodivých částí do sebe pomocí kabelů a jejich koncovek venku, v létě či zimě, ve vlhku, dokonce v dešti splňovat.

Tato omezení budou budování nových stojanů brzdit. Nejprve relativně málo, ale časem čím dál víc. I byrokracie má své zákonitosti, které nelze překonat. Často ani silou. Dokonce někdy ani hlasováním, a to už je co říci.

Dalším oříškem, který částečně plyne z výše uvedeného, je cena celého tohoto podniku.

Někdo hned vykřikne magické slůvko „dotace“, aniž si uvědomí, že to znamená něco úplně jiného, než si představuje. Není to, že se magicky objeví peníze a použijí se tam, kde je z nějakého důvodu autorita vidí jako nejvíce užitečné v rámci její agendy. Ve skutečnosti to jsou daně vybrané od všech daňových poplatníků, ať už elektromobil mají, či nikoliv, přerozdělené ve prospěch těch, kteří by jinak postavili nabíjecí stojany za své. Aby si poté náklady amortizovali v rámci provozování svého hotového díla.

V praxi nastanou, jak lze celkem úspěšně předpokládat na základě příkladů z celého světa, obě varianty. Některá nabíjecí místa budou vybudována „za své“, jiná za různé pobídky.

Nic to však nezmění na faktu, že to bude stát balík.

Jeden samotný stojan se dá pořídit za řádově milión korun. Například na Alze si ho můžete koupit sami, pokud vám tedy uvedený obnos zrovna překáží pod slamníkem. Cena stojanu bohužel představuje jen přibližně třetinu až dokonce desetinu reálných nákladů na vytvoření celé infrastruktury. Kromě samotného zařízení totiž je potřeba připočíst vybudování kabeláže, rozvodných stanic, betonových základů, samotných parkovacích míst, někde dokonce posílení transformátoru, což vysvětlím později.

Konečný účet za řádově sto tisíc potřebných elektrostojanů může být částka někde nad třemi sty miliardami korun českých. Rozdělených na deset až patnáct příštích let, protože plán je v roce čtyřicet pět již jít čistě elektrickou cestou.

Česká republika už několik let odkládá nákup nových bojových vozidel pěchoty, přestože ty současné jsou skoro padesát let staré, protože na ně nemá, ale teď bude muset nějak získat minimálně šestkrát větší částku jen a pouze na elektřinu vydávající stojany. Otázkou je, kde?

Jistě, ty první, postupem času, mohou zaplatit stavbu těch dalších, ale otázkou je, za jak dlouho se tedy splatí ona počáteční investice, když, jak jsme už zmínili, nyní tvoří průměrný počet zákazníků sedm na stojan.
Zkusme si, cvičně, udělat takový výpočet, který ukáže, jak obrovská to ve skutečnosti bude investice ze strany koncového zákazníka, protože miliardy, a to si přiznejme, jsou poněkud imaginární čísla. Vycházejme tedy z částky na vybudování stojanu tři milióny, životnosti dvacet let a maximální množství zákazníků na stojan dvacet čtyři, jak se říká, dveře se tam netrhnou. Všechno to jsou velmi optimistická čísla, praxe asi bude tvrdší, ale alespoň budeme mít představu. Tři milióny děleno dvaceti lety po třech stech šedesáti pěti dnech (nepočítejme přestupné roky, berme to jako dny údržby) a dvaceti čtyřech hodinách/zákaznících. To dělá na každého zákazníka 17 Kč v okamžiku, kdy se u stojanu budou opravdu střídat jeden za druhým. Což jistě uznáte je prakticky nemožné. Minimálně o tolik více tedy bude stát každé jedno nabíjení u stojanu, než kdyby ta energie přišla z pomalé domácí zásuvky. A na tu se ještě dostane.

Pokud by tedy tento stojan chtěl vydělat na sebe a jakýkoliv další, už to bude částka mnohem vyšší, v lepším případě dvojnásobná, spíše trojnásobná. To může dělat pětiprocentní „rychlostní přirážku“ za hodinové stání na stojanu. Při jednom nabíjení to peněženka elektromobilisty ještě poznat příliš nemusí, ale nezapomínejme, že ten k tomu stojanu jezdí mnohem častěji, než majitel “ropáka“ k pumpě.

Vraťme se na chvíli k energii. Do stojanů se elektřina musí nějak dostat. To je další překážka, kterou bude nutno překonat a možná ještě horší než lokace nebo legislativa.

Dovolte mi teď trochu odbočit a upnout vaši pozornost na vaše vlastní účty za elektřinu. Všimněte si, že na každém z nich je položka lidově zvaná „za hodiny“, tedy, že váš prodejce pro vás dedikoval jistý maximální proud, osmnáct, dvacet, pětadvacet, nebo třeba pětatřicet ampérů na každou ze tří fází. Za to chce po vás peníze. Nechce je jen tak jako nějaké nestoudné vydřidušství, ale dává to smysl. Celá elektrická síť musí být naplánována, podobně jako je tomu u silnic. Kde je větší provoz, více silových spotřebičů, je nutno mít také silnější elektrické vedení. „Silnější“ síť přestavuje větší náklady, o čemž si tu povíme posléze.

Řekněme, že máte předplaceno od vašeho prodejce elektřiny dvacet pět ampérů. Totéž všichni sousedé na ulici. Přívod do ulice pak musí s tímto potenciálním odběrem počítat. S koeficientem, kterému se říká agregace. Je totiž téměř jisté, že nenastane situace, kdy by všichni v ulici naráz zapnuli cirkulárku, začali péct v elektrické troubě krocana, rozsvítili všechna světla včetně vánočních a průtokovým ohřívačem ohřívali bazén. Takže na deset domů nepřipadne dvě stě padesát ampérů, ale (a teď zjednodušuji, ten výpočet je poněkud složitější a nezahrnuje jednu krátkou ulici) třeba jen sto.

Na nějakou čtvrť tak připadne jeden transformátor, který má několik výstupů a dává dohromady (opět zjednodušení na vysvětlení principu) pět set ampérů. Místo napětí, které máme v zásuvkách, tedy 230 V, respektive 3x400 V, do transformátorů již teče 22 kV. Sada takových částí s 22 kV transformátory pak tvoří síť třeba i celého města napojenou na 110 kV, a dále již máme vedení 220 kV a páteřní 400 kV. K těm nevyšším jsou již připojeny zdroje elektřiny, jednotlivé elektrárny. Velké provozy mají pak vlastní 22kV transformátory, někdy i několik. Na vesnicích je jich, logicky, méně ve městech více. Celá síť je vyvážena tak, aby každá oblast byla zásobována vice méně rovnoměrně. U všech nižších úrovní ale stále platí jistá agregace.

A do tohoto systému tak trochu vrazí vidle nabíjecí stojany. Stojan 60 kW je připojen na 3x400 V a v okamžiku, kdy nabíjí, si řekne nikoliv o 25 ampérů jako domácnost, ale o jistých a nutných 250 ampérů! Jinými slovy, supluje celou onu naši imaginární ulici o deseti domech, která jako by spustila všechny své spotřebiče naráz a zase je po ukončení nabíjení stejným způsobem i vypne. Protože takové chování transformátory a potažmo celá síť nemá ráda, musí se tedy stojan napojit takovým způsobem, aby jeho výkyv nebyl skokově z nuly na sto a zpět, ale díky ostatním spotřebitelům daného „elektrického okrsku“ snesitelná změna o maximálně desítky procent.

Další možností, a vlastně i nutností, je potom celou elektrickou síť posílit, vždyť každá nabíječka je jako nová ulice, což znamená sto tisíc takových virtuálních ulic. V přepočtu mluvíme tedy o miliónu nových (byť neexistujících, ale myslím, že jako příklad srozumitelných) domácností. Podle posledního sčítání lidu jich je v tomto okamžiku v celé republice řádově milión a čtvrt. Takže prakticky jakoby zdvojnásobení celé infrastruktury.

Jestli vám těch sedmnáct až šedesát korun za samotný stojan připadalo jako ještě celkem snesitelná částka za komfort relativně rychlého nabití vašeho elektro-miláčka, rád bych vás tímto utěšil, že je to sotva desetina toho, co se zaúčtuje za vybudování sítě, která onen stojan bude napájet.

Útěchou vám může být to, že tuhle částku nezaplatíte jen vy, s elektromobilem, ale bude, zcela férově, rozprostřena mezi všechny uživatele (nové, krásné, silnější) elektrické sítě. ČEZ tuto částku odhadl na až několik set miliard, ročně.

Ale nemusíte se bát, stavba posílené elektrické sítě s sebou nese taková úskalí, že se do deseti až patnácti let, kdy bude potřeba, rozhodně nemůže stihnout. Například v Německu, když se měla stavět posílená páteřní síť, která by ulehčila té současné nedostačující, byla celá stavba hned v zárodku potlačena těmi, kteří elektromobily doslova vyžadují. Ano, pochopili jste správně, německá strana Zelených. Pokud vám to připadá trochu schizofrenní, nebudu vám to vymlouvat.

Místo toho se pojďme tedy soustředit na reálná a realistická řešení.

Jak vyplynulo z předchozích odstavců, je jisté, že nemalé množství rychlých nabíjecích stojanů se podaří postavit, najde se pro ně místo, někdo bude mít peníze na investici do jeho stavby, dokonce i elektřina se odněkud „vyškrábne“. A v okamžiku, kdy „to začne drhnout“, se začnou hledat i alternativy.

Ta nejjednodušší, kterou bych zde rád zmínil, je domácí nabíjecí stanice. Již dnes je mnohé automobilky ke svým elektrovozům nabízejí. Za velmi rozumné peníze lze tzv. Wallboxy, podle parametrů, získat za částku od deseti do cirka šedesát tisíc korun. To v přepočtu na poplatky za nabíjení předčí komerční nabíjecí stojan hned o celý řád. Jen nabíjení trvá deset a více hodin.

Musí to být na škodu? Ne nutně.

Řekněme, že máte elektromobil s dojezdem cca tři sta kilometrů, co už dnes není žádný superluxus, ale dosažitelná hodnota u automobilu, který je cenově ekvivalentem třeba Superba. Jezdíte s ním do práce a na nákupy, což je kolem dvaceti až třiceti kilometrů denně, ve výjimkách do padesáti. Takže v pátek večer (pokud jste to nedělali každý den) zapojíte auto do zásuvky a v sobotu dopoledne, pokud nikam nejedete na víkend, může být plně, i když pomalu, nabité. Vydáte-li se na chatu, k rodičům, na výlet, auto vás tam doveze, a dokonce i zpět, a přes noc z neděle na pondělí se do něj opět „našťouchá“ prakticky celý obsah.

Podmínkou je ovšem právě ta vlastní zásuvka. Ať už v garáži vlastního domu, což znamená dobré řešení pro vesnice a předměstí, nebo garáže činžovního domu (řekněme do půl tuctu kousků). Pro sídliště to pak je celkem oříšek. Tam holt budou muset nastoupit řešení jiná.

Nicméně z celkového počtu nabíjecích stojanů to může odebrat, podle odhadů, dvacet až třicet procent.

Navíc, pokud se začnou více prosazovat k Wallboxům i tzv. Powerwally, tedy domácí bateriová úložiště, a solární články, začne vznikat docela zajímavá alternativa. On sice proces nabití úložiště přes den a pak přesun této energie v noci do auta bude ztrátový, ale za relativně nízké provozní náklady. Přes léto tak mohou tyto elektromobily jezdit, teoreticky, bez toho, aby se vůbec k centrální elektrické síti připojily (pár oblačných letních dní a elektřina ze solárů nemusí stačit). Horší to bude v zimě, ale ty přece díky globálnímu oteplování, pardon, změně klimatu, už vůbec nebudou.

Omlouvám se za toto drobné jízlivé rýpnutí, snad se nebudete zlobit, máme zrovna hluboce pod nulou, takže výrok nositele Nobelovy ceny Ala Gora z roku 2009, že do roku 2012 budou zimy věcí minulosti, je poněkud vzdálen. Minimálně deset let.

Ale mohu jej použít jako malý oslí můstek ke shrnutí celé problematiky.

Optimisté, jako byl Al Gore, jsou přesvědčeni, že přechod na elektřinou poháněná vozidla bude více či méně bezbolestný. Že výstavba nabíjecích stanic se zrychlí a kromě ní se začnou podporovat i domácí alternativy všude tam, kde to bude možné. Zatím zde tato možnost je. Díky relativně nízké penetraci trhu elektromobily je jistý čas, řekněme těch deset let k tomu, aby se síť nabíječek začala stavět a dostala se do stádia takové použitelnosti, že jejich uživatelům nebude vadit čas, který na nich stráví. Zatím je čas hledat alternativy, třeba pro sídliště. Otázkou je, jestli se tak děje.

Jak vidíte, tato problematika také není zcela jednoduchá a je nutno o ní přemýšlet více než jen stylem ano/ne. Bude na každém budoucím uživateli elektromobilu rozhodnout se, jak se s nabíjením popasuje, jestli zvolí jednoduchou verzi aplikace, která ho povede k nejbližšímu možnému stojanu, jestli si předkoupí nabíjení u oblíbené čerpací stanice, nebo dokonce pořídí vlastní „krmítko“ do garáže.

Tímto určité potíže okolo elektromobility nekončí a budou popsány v následujících článcích.