Wpływ samochodów elektrycznych na polski system elektroenergetyczny, emisję CO2 oraz inne zanieczyszczenia powietrza

• Autorzy: Radovic U.

Identyfikatory

DOI

10.24425/124366

Warianty tytułu

EN

Effects of electric vehicles on the Polish power generation system, emissions of CO2 and other air pollutants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Samochody elektryczne (SE) są obecnie uważane za jeden z najlepszych sposobów obniżenia emisji zanieczyszczeń powietrza w transporcie drogowym, w tym CO2 i hałasu w miastach. Mogą również w wydatny sposób przyczynić się do zmniejszenia zależności transportu drogowego od importu ropy naftowej. Niemniej jednak zapotrzebowanie na energię elektryczną dużej ilości SE w drogowym transporcie nie jest bez znaczenia i ma wpływ na system elektroenergetyczny. W artykule przeanalizowano potencjalny wpływ SE na popyt, podaż, strukturę i koszty wytwarzania energii elektrycznej oraz emisję CO2 i zanieczyszczeń powietrza w wyniku wprowadzenia na polskie drogi 1 mln SE do 2025 r. oraz potrojenia tej liczby do 2035 r. Do obliczeń wykorzystano model konkurencyjnego rynku energii elektrycznej ORCED. Wyniki analizy wskazują, że niezależnie od strategii ładowania, popyt SE powoduje niewielki wzrost ogólnego zapotrzebowania na energię elektryczną w Polsce i w konsekwencji również niewielki wzrost kosztów wytwarzania. Nawet duży wzrost SE w transporcie drogowym będzie powodował raczej umiarkowane zapotrzebowanie na dodatkowe moce wytwórcze, zakładając że przedsiębiorstwa energetyczne będą miały pewną kontrolę nad trybem ładowana aut. Wprowadzenie SE nie spowoduje obniżenia emisji CO2 w stosunku do samochodów konwencjonalnych w 2025 r., wręcz przeciwnie – zwiększy je niezależnie od strategii ładowania, gdyż energia dla pokrycia popytu SE pochodzi prawie wyłącznie z elektrowni węglowych. W 2035 r. natomiast, wniosek zależy od scenariusza ładowania i możliwe jest obniżenie, jak i wzrost emisji. Pojazdy elektryczne spowodują wzrost emisji netto SO2, przyczynią się natomiast do spadku emisji netto cząstek stałych oraz NOx.

EN

Electric cars (SE) are currently considered to be one of the best ways to reduce CO2 and other air emissions in the transport sector as well as noise in cities. They can reduce the dependency of road transport on imported oil in a visible way. Nevertheless, the demand for electricity for a large amount of SE in road transport is not insignificant and has an impact on the power system. The article analyzes the potential impact of SE on the demand, supply, structure and costs of electricity generation as well as emissions as a result of introducing 1 million SEs by 2025 on Polish roads, and tripling this number by 2035. The competitive electricity market model ORCED was used for the calculations. The results of the analysis indicate that regardless of the charging strategy, the demand for SEs causes a slight increase in the overall electricity demand in Poland and consequently also a slight increase in power generating costs. Even a large increase in SEs in road transport will result in a rather moderate demand for additional generation capacity, assuming that power companies will have some control over the mode of charging cars. The introduction of SEs will not reduce CO2 emissions compared to conventional cars in 2025, on the contrary will increase them regardless of the loading strategy. In 2035 however, the result depends on the charging scenario and both the increase or decrease of emissions is possible. Electric vehicles will increase SO2 net emissions, but they will contribute to a decrease in the net emissions of particulates and NOx.

Słowa kluczowe

PL

samochód elektryczny; system elektroenergetyczny; produkcja krańcowa; wskaźniki niezawodności; emisje; koszt wytwarzania

EN

electric vehicles; electric energy system; reliability indices; marginal generation; emissions; generation costs

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 104
• Strony: 69--83
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Radovic U.

• Agencja Rynku Energii SA, Warszawa

Bibliografia

• [1] ARE SA 2018. Prognoza cen energii elektrycznej w Polsce do 2040 r. Warszawa: Agencja Rynku Energii SA.
• [2] Cambridge Econometrics 2018. Charging Poland. Project coordinated by: Fundacja Promocji Pojazdów Elektrycznych and European Climate Foundation.
• [3] Element Energy and Artelys 2015. EV Grid Synergy Analysis: France. Final report for the European Climate Foundation.
• [4] Gerkensmeyer, C. i in. 2010. Technical Challenges of Plug-In Hybrid Electric Vehicles and Impacts to the US Power System: Distribution System Analysis. Pacific Northwest National Laboratory.
• [5] Hacker, F. i in. 2009. Environmental impacts and impact on the electricity market of a large scale introduction of electric cars in Europe – Critical Review of Literature. ETC/ACC Technical Paper 4.
• [6] Hadly, S.W. i Baek, Y. 2016. The Oak Ridge Competitive Electricity Dispatch Model – ORCED Ver. 9 Documentation, ORNL/TM–2016/382.
• [7] Hadly, S.W. i Tsvetkowa, A. 2008. Potential Impacts of Plug-in Hybrid Electric Vehicles on Regional Power Generation, ORNL/TM–2007/150.
• [8] IEA 2016. Data Set in Annex to the Energy Technology Perspectives 2016. Paris: International Energy Agency (IEA).
• [9] Kasten, P. i in. 2016. Electric mobility in Europe – Future impact on the emissions and the energy systems. Berlin: Öko-Institut e.V.
• [10] Kinther-Meyer, M. i in. 2010. Impact Assessment of Plug-in Hybrid Vehicles on the U.S. Power Grid. The 25th World Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium and Exhibition, Shenzhen, China.
• [11] Loisel, R. i in. 2014. Large-scale deployment of electric vehicles in Germany by 2030: an analysis of grid-to-vehicle and vehicle-to-grid concepts. Energy Policy 65, s. 432–43.
• [12] Lutsey, N. 2015, Global climate change mitigation potential from a transition to electric vehicles. The International Council on Clean Transportation, Working paper 2015-5.
• [13] ME 2016. Plan Rozwoju Elektromobilności w Polsce – Energia dla przyszłości. Warszawa: Ministerstwo Energii.
• [14] NREL 2015. Multi-Lab EV Smart Grid Integration Requirements Study. National Renewable Energy Laboratory, NREL/TP-5400-63963.
• [15] OECD/IEA 2017. Global EV Outlook 2017 – Two million and counting. Paris: International Energy Agency.
• [16] Pasaoglu, G. i in. 2013. Projections for Electric Vehicle Load Profiles in Europe – Based on Travel Survey Data, European Commission JRC Scientific and Policy Reports, ISSN 1831-9424 (online).
• [17] Peterson, S.B. i in. 2011. Net Air Emissions from Electric Vehicles: The Effect of Carbon Price and Charging Strategies. Environ. Sci. Technol. 45, s. 1972–1997.
• [18] POPiHN 2018. Przemysł i handel naftowy 2017. Raport roczny 2017. Polska Organizacja Przemysłu i Handlu Naftowego.
• [19] Pratt, R. 2015. PEV/Grid Integration Study. Pacific Northwest National Laboratory.
• [20] RTE 2016. The impact of electric vehicle development on peak demand and the load curve under different scenarios of EV integration and recharging options. CEEM Conference Electric vehicles and the electricity system, Paris.
• [21] Schill, W.P. i Gerbaulet, C. 2015. Power System Impacts of Electric Vehicles in Germany: Charging with Coal or Renewables?, DIW Berlin, Discussion papers 1442.
• [22] Shafiee i in. 2013. Investigating the Impact of Plug-in Hybrid Electric Vehicles on Power Distribution System. IEEE Transactions on Smart Grid Vol. 4, No. 3, s. 1351–1360.
• [23] SystemX 2017. Les véhicules électriques au service du système électrique en 2050? l’Institut de Recherche Technologique SystemX.
• [24] Wachaczewski, P. 2017. Długookresowa prognoza wpływu rozwoju elektromobilności na pobór energii i mocy w polskim systemie elektroenergetycznym. Praca magisterska, Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Warszawska.
• [25] Waśkiewicz, J. i Pawlak, P. 2017. Prognozy eksperckie zmian aktywności sektora transportu drogowego. Warszawa: Instytut Transportu Samochodowego.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).