Ταχυφόρτιση ακόμα κι εκεί που δεν υπάρχει παροχή ηλεκτρικού ρεύματος – γίνεται;

Πολύς λόγος γίνεται για το θέμα της ταχυφόρτισης, εντούτοις η δημιουργία των σχετικών υποδομών δεν αποτελεί μια απλή υπόθεση.

Μπορεί να βρισκόμαστε ακόμα στη φάση όπου οι περισσότεροι αναρωτιώνται κατά πόσο το μέλλον ανήκει στην ηλεκτροκίνηση, όμως με την ταχεία ανάπτυξή της, το επόμενο ζήτημα συζήτησης θα έχει να κάνει με τις υποδομές φόρτισης, τόσο στην πόλη όσο και στο ταξίδι. Στην τελευταία περίπτωση απαιτούνται ταχυφορτιστές, οι οποίοι δυστυχώς δεν πάντα είναι εύκολο να χωροθετηθούν σε συγκεκριμένα σημεία του οδικού δικτύου, αν δεν υπάρχει η αντίστοιχη υποδομή, ικανή να καλύψει με το ηλεκτρικό ρεύμα που “τραβάει” η εν λόγω συσκευή.

Για παράδειγμα το ηλεκτρικό ρεύμα που χρειάζεται ένας φορτιστής με ισχύ 150 kW, ισοδυναμεί με τις απαιτήσεις ισχύος περίπου 50 νοικοκυριών. Εκεί που το ηλεκτρικό δίκτυο δεν έχει τη δυνατότητα να τροφοδοτήσει επιπλέον 50 νοικοκυριά – ή αντίστοιχα έναν κόμβο ταχείας φόρτισης, απαιτείται να πραγματοποιηθεί μια αναβάθμιση δικτύου. Αυτό όμως είναι κάτι που κοστίζει χρόνο και χρήμα.

Υπάρχουν κάποιες προτάσεις για τη δημιουργία σταθμών, όπου το ρεύμα το οποίο θα χρησιμοποιούν οι ταχυφορτιστές θα προέρχεται από μια μεγάλη συστοιχία από μεταχειρισμένες μπαταρίες ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Αυτές με τη σειρά τους θα φορτίζονται σε όλη τη διάρκεια της ημέρας από μια γραμμή χαμηλότερης ισχύος. Τι γίνεται όμως στην περίπτωση που σε μια περιοχή δεν υπάρχει διαθέσιμη παροχή ηλεκτρικού ρεύματος;

Ταχυφόρτιση χωρίς υποδομές ηλεκτροδότησης

Η ΑΒΒ διαθέτει μια λύση με μια μονάδα ταχυφόρτισης 200 kW που θα χρησιμοποιεί ενεργειακές κυψέλες οι οποίες θα παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιώντας υδρογόνο, ενώ εναλλακτικά προτείνεται η χρήση αμμωνίας.

Μια πιο ευέλικτη λύση προτείνεται από μια νεοφυή γερμανική εταιρεία με έδρα νότια του Βερολίνου, την Me Energy, η οποία ισχυρίζεται πως σύντομα θα βάλει σε παραγωγή μια μονάδα ταχυφόρτισης η οποία θα χρησιμοποιεί βιοαιθανόλη για την παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας. Η αναγγελία αυτή, όπως ήταν φυσικό, συγκέντρωσε τα φώτα της δημοσιότητας, με την υπόσχεση παροχής υπηρεσιών ταχυφόρτισης -εκτός ηλεκτρικού δικτύου- με ισχύ 150 kW και ουδέτερο ανθρακικό αποτύπωμα. Η μονάδα αυτή μπορεί να τοποθετηθεί οπουδήποτε, αρκεί να υπάρχει διαθέσιμος ένας μικρός χώρος στάθμευσης.

Η δεξαμενή αυτού του ταχυφορτιστή χωράει 2.000 λίτρα βιοαιθανόλης, κάτι που θεωρητικά ισοδυναμεί σε μία ενεργειακή δυνατότητα 4.000 kWh, που αρκεί για 200 φορτίσεις στα 20 kW ή 100 στα 40 kW, ενώ προαιρετικά προσφέρει δυνατότητα για μικρότερης ισχύος φόρτιση με εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Το κόστος του ανέρχεται στα 130.000 ευρώ (προς το παρόν απευθύνεται αποκλειστικά στη γερμανική αγορά), με την εταιρεία να αναλαμβάνει έναντι μιας μηνιαίας συνδρομής, την συντήρηση και την ανατροφοδότηση της βιοαιθανόλης.

Εντούτοις τίθεται το εύλογο ερώτημα, με ποιον τρόπο εν προκειμένω παράγεται από τη βιοαιθανόλη το ηλεκτρικό ρεύμα, πόσο αποδοτική είναι η συγκεκριμένη μετατροπή ενέργειας, αλλά και πόσο φιλική προς το περιβάλλον.

Επικοινωνήσαμε με τον Θανάση Δημάρατο, Διδάκτωρα Μηχανολόγο Μηχανικό στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του ΑΠΘ, ο οποίος σχολίασε πως η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από βιοαιθανόλη θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί είτε μέσω καύσης ή με κυψέλες καυσίμου.

Περίπτωση 1η: Καύση βιοαιθανόλης για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

Εδώ έχουμε την εξής ακολουθία: Καύση σε μηχανή εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ) για παραγωγή μηχανικού έργου το οποίο παράγει ηλεκτρική ενέργεια σε γεννήτρια. Εν συνεχεία η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται στον φορτιστή για τη φόρτιση της μπαταρίας του αυτοκινήτου για να μετατραπεί και πάλι σε μηχανικό έργο στον ηλεκτροκινητήρα και να μεταφερθεί τελικά στους τροχούς του αυτοκινήτου. Η απάντηση στο πόσο αποδοτική/οικολογική είναι αυτή η επιλογή δεν είναι και τόσο προφανής, καθώς έχει να κάνει με τους βαθμούς απόδοσης όλων των ενδιάμεσων μετατροπών ενέργειας (αφήνοντας έξω φυσικά την παραγωγή της βιοαιθανόλης).

Το εύλογο ερώτημα εδώ δηλαδή είναι εάν όλο αυτό μπορεί να είναι πιο αποδοτικό σε σχέση με την περίπτωση που η βιαιθανόλη χρησιμοποιούνταν απευθείας ως καύσιμο στο αυτοκίνητο. Εκεί ο βαθμός απόδοσης της ΜΕΚ, βέβαια, είναι χαμηλός και στην καλύτερη περίπτωση, σε έναν βενζινοκινητήρα φτάνει το 35-40%, ενώ παίζει σημαντικό ρόλο σε τι συνθήκες δουλεύει το αυτοκίνητο.

Στην περίπτωση της καύσης βιοαιθανόλης για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, τότε (θεωρητικά) η ΜΕΚ του ηλεκτροπαραγωγού ζεύγους μπορεί να δουλεύει στον βέλτιστο βαθμό απόδοσης (ή τουλάχιστον σε κάποιο σημείο με πολύ καλό βαθμό απόδοσης – υπάρχει βέβαια και εκεί η περίπτωση διακύμανσης φορτίου ανάλογα με τη ζήτηση του δικτύου), οπότε το ερώτημα είναι τι βαθμό απόδοσης έχουν όλες οι άλλες ενδιάμεσες μετατροπές ενέργειας μέχρι την παραγωγή του ωφέλιμου μηχανικού έργου κίνησης του οχήματος.

Περίπτωση 2η: Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από κυψέλες καυσίμου βιοαιθανόλης

Εδώ είναι κάπως διαφορετικά τα πράγματα μιας και είναι τελειώς διαφορετική η παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας (και πιο οικολογική από μια ΜΕΚ), όμως και πάλι δεν είναι γνωστό ποια είναι η ενεργειακή απόδοση τέτοιων fuel cells.

Σε κάθε περίπτωση, αν το ανθρακικό αποτύπωμα μιας τέτοιας λύσης είναι όντως μηδενικό και το κόστος ανταγωνιστικό μιας συμβατικής εγκατάστασης θα μπορούσε να αποτελέσει μια εναλλακτική λύση που θα διευκολύνει τη διεύρυνση της ηλεκτροκίνησης.