MVM Partner Energia Akadémia Az elektromobilitás üzemeltetési kihívásai kutatási témák és eredmények Dr. Csiszár Csaba, egyetemi docens Csonka Bálint, PhD hallgató Földes Dávid, PhD hallgató Pauer Gábor, okleveles közlekedésmérnök 2017. március 29. KUKG
Az elektromobilitás technológiai jellemzői Kutatási területek az elektromobilitás területén Nemzetközi kitekintés Töltési keresleti igénymodell Töltőállomások telepítését támogató módszertan SMART GRID rendszerek Ösztönző rendszerek Költségmodell Információs rendszer és szolgáltatások modellje Jövőbeli kitekintés
Az elektromobilitás technológiai jellemzői Elektromobilitás: Villamos erőátvitel közúti járművekben Járműveket kiszolgáló infrastruktúra (pl. töltőállomások) Kommunikációs technológiák a jármű-infrastruktúra(-utazó) között (V2I) E-MOTOR HAGYOMÁNYOS MOTOR AKKUMULÁTOR SMART GRID TÜZELŐ- ANYAG Külső energia forrásból tölthető (Plug-in hibrid) jármű (PHEV) E-MOTOR AKKUMULÁTOR SMART GRID Tisztán elektromos jármű (BEV) Egyszerű és megbízható technológia Magas hatásfok Nincs lokális károsanyag kibocsátás Smart Grid rendszert támogatja Alacsony hatótáv Költséges akkumulátor Hosszú töltési idő
Az elektromobilitás technológiai jellemzői Elektromos jármű töltése Gyakori töltés: jelenleg kapható tisztán elektromos járművek jellemző hatótávja 150 km Eltérő csatlakozó típusok V2G irányú visszatáplálással a csúcsterhelésű órák kisimítása Töltési teljesítmény és idő Típus Teljesítmény Töltési idő Otthoni hálózat 3,7 kw 9-11 óra Normál (lassú) töltő <22 kw 5-11 óra Gyors töltő 22-42 kw 1-4 óra Villám töltő >42 kw 0,5-1 óra
Kutatási területek az elektromobilitás területén Rendszerszemléletű megközelítés Integrálás a közlekedési rendszerbe Üzleti modell, elszámolóház Forgalom (álló, mozgó) és töltés menedzsment Utazó tájékoztatás, tanácsadás (eco-driving) Újszerű közlekedési módok (car-sharing) Energiaipar Megújuló energiaforrások Smart grid fejlesztés ELEKTROMOS JÁRMŰ Jogszabályok Ösztönzők Közigazgatás Alternatív hajtástechnológia Akkumulátor fejlesztés Önvezető jármű fejlesztés Járműipar
Nemzetközi kitekintés Élenjáró országok Norvégia 23,3% Hollandia 9,7% Svédország 2,4% Újonnan eladott elektromos járművek piaci részesedése (2016) Forrás: Transport and Environment 2022 körül megszűnik a hagyományos és elektromos jármű közötti árkülönbség. 2040 körül az újonnan eladott elektromos járművek piaci részesedése eléri a 35%-ot világszinten.
Töltőpontok száma [ezer darab] Nemzetközi kitekintés Élenjáró országok 30 25 20 15 10 5 0 Elektromos jármű/ gyors töltő Hollandia 185 Németország 45 Franciaország 70 Egyesült Királyság 43 Norvégia 89 Svájc 35 Ausztria 30 Svédország 26 Normál töltő (<=22kW) Gyors töltő (>22kW) Magyarország: 163/42/17 Forrás: European Alternative Fuels Observatory
Regisztrációs díj támogatás Adókedvezmé ny, kivéve ÁFA ÁFA mentesség Járműadó kedvezmény Használati díj kedvezmény (parkolási díj) Üzemanyagár (áram) támogatás Adókedvezmé ny flotta üzemeltetőkn ek Buszsáv használata Nemzetközi kitekintés Pénzügyi ösztönzők (Jogszabályi ösztönzők) Jármű beszerzés támogatása Jármű használat támogatása Dél-Korea Egyesült Államok Egyesült Királyság Franciaország Hollandia India Japán Kanada Kína Németország Norvégia Olaszország Portugália Spanyolország Svédország
Nemzetközi kitekintés Töltőtelepítés Best practices Igények felmérésének módszerei: 1. Jármű trajektóriák elemzése: közlekedési és parkolási szokások 2. Töltő infrastruktúra használati adatainak elemzése: töltési igények időbeli változása, kedvelt helyszínek 3. Kérdőíves kikérdezés Legfontosabb megállapítások: A töltőállomásokat a parkolási igényekhez érdemes igazítani a városokban (áruházak, P+R parkolók) Az otthoni és munkahelyi töltés lehetősége kiemelten fontos A hosszútávú utazások során csak a villám töltő a megfelelő Töltési időt hasznosan töltse a felhasználó
Technológiai fejlődés Gazdasági folyamatok Politikai ösztönzők, szabályozás Töltési keresleti igénymodell az elektromos járművek elterjedését támogató tényezők és hatásaik Pesszimista eset Optimista eset 2017 2020 2025 2030 2017 2020 2025 2030 Járművásárlás támogatása (pl. pénzügyi kedvezmények) Járműhasználat támogatása (pl. ingyenes parkolás, buszsáv) Töltőszám növekedésének ösztönzése (pl. telepítések pénzügyi támogatása) Egyéb támogatás (pl. kutatásfejlesztés, szemléletformálás) Járművek piaci árának csökkenése Az elektromos energia árának relatív csökkenése E-járművek üzemeltetési költségeinek csökkenése Akkumulátorok fejlődése (növekvő hatótáv, élettartam) Töltési módok fejlődése (rövidebb töltési idők, új technológiák) Smart grid technológia fejlődése, elterjedése Információs technológiák fejlődése (pl. integrált információs alkalmazás)
Töltési keresleti igénymodell Igények megismerése Magyarországi kérdőíves kikérdezés alapján Autóval átlagosan megtett napi távolság: 40,2 km A megkérdezettek 25%-a évente csak néhány alkalommal tesz meg 100 km-nél hosszabb utat Helyszín Töltési gyakoriság [töltés/nap/jármű] Töltési idő [óó:pp] Otthon 0,72 5:58 Otthonhoz közel, közterületen 0,27 1:50 Munkahelyen 0,59 4:44 Áruházak, piacok parkolójában 0,18 0:43 Közhivatalok, posta, bank közelében 0,09 0:21 P+R parkolókban 0,15 2:09 Autóbusz- és vonatállomások közelében 0,08 1:21 Benzinkutakon/töltőállomásoknál 0,25 0:21 Turisztikai célpontoknál, kulturális és sportlétesítményeknél Töltési gyakoriság és idő helyszínenként 0,12 1:15
Töltési keresleti igénymodell Töltőállomás kihasználtság előrebecslés - országos átjárhatóság Milyen gyakran tesz meg 100 km-nél hosszabb távot egy nap alatt? 1% 4% 3% 14% 34% 44% Soha Évente néhány alkalommal Havonta néhány alkalommal Hetente 2-3 alkalommal Hetente 4-5 alkalommal Naponta
Töltőállomások telepítését támogató módszertan I. Töltőállomások helyszíneinek kijelölése II. A töltési igények ráterhelése a töltőhálózatra Országos átjárhatóság villám töltő állomások helyszíneinek kijelölése Benzinkutak töltőtelepítési potenciálja: Tranzit forgalom nagysága szezonális hatásokkal Töltőállomás vonzáskörzeti lakosszáma: ne csak az átutazók használják a töltőállomást Pihenőhelyek adatai: a töltőállomást használók hasznosan tölthessék az időt míg a jármű tölt Legközelebbi töltőállomás távolsága: szomszédos töltőállomások közti távolság átlagosan 50 km legyen Stratégiailag fontos pontokat Töltőpontok számának meghatározása: A forgalom várható összetételét és az elektromos járművek számát Várható töltési idő mértékét együttműködés a Fotogrammetria és Térinformatika Tanszék (FMT) munkatársaival
Töltőállomások telepítését támogató módszertan Városi gyors töltő állomások helyszíneinek kijelölése Járási telepítési potenciál: Népességszám: legalább 15000 lakosszámú városokban telepítettünk Elektromos járművek száma a járásban Átlagos egy főre jutó éves jövedelem Turisztikai látványosságok A telepíthető összes töltőállomást a járási potenciál szerint osztottuk szét a járások között.
Töltőállomások telepítését támogató módszertan Városi gyors töltő állomások helyszíneinek kijelölése Mikrovizsgálat hexagonok töltőtelepítési potenciálja A meglévő vagy közeljövőben telepítendő töltőállomások celláit figyelmen kívül hagytuk (OTÉK) Szolgáltatások vonzerője (POI hőtérkép)
Töltőállomások telepítését támogató módszertan Városi gyors töltő állomások helyszíneinek kijelölése Mikrovizsgálat hexagonok töltőtelepítési potenciálja Jellemző beépítettség mutató Lakosságszám A töltőpontok számának növelésével együtt a töltőállomások számának növelése
SMART GRID rendszerek Energia és információ áramlás az okos hálózat elemei között Szabályozás - jogi, pénzügyi, irányítástechnikai
Ösztönző rendszerek 1. E-járművek vásárlásának ösztönzése 2. E-járművek használatának ösztönzése 3. Töltőinfrastruktúra telepítés ösztönzése Az elektromobilitás terjedését ösztönző intézkedéstípusok 4. Töltőinfrastruktúra üzemeltetés, fenntartás ösztönzése Járművekre vonatkozó ösztönzők Töltőkre vonatkozó ösztönzők Lágy ösztönzési formák 5. Egyéb (kommunikáció, kutatás-fejlesztés stb.) ösztönzési módok
Ösztönző rendszerek Új jármű vásárlása Vissza nem térítendő támogatás Adókedvezmény Zöld rendszám: buszsáv használat, kedvezményes parkolás, mentesség dugódíj alól, stb. Ingyenes töltési lehetőség Meglévő járművek lecserélése Töltő infrastruktúra bővítése Töltőállomás telepítés feltételeinek egyszerűsítése Töltőállomások kijelölésekor rendszerszemlélet Csatlakozókra vonatkozó követelmények egységesítése Töltőállomások használatának/üzemeltetésének szabályozása Egységes infokommunikációs rendszer/szolgáltatások kidolgozása (töltőállomás keresés és foglalás, egységes fizetés) Közösségi közlekedés fejlesztése Carsharing, bikesharing, taxi, elektromos autóbuszok Sok embert érint, hatékony szemléletformálás Állami járműflották Oktatás és kutatás támogatása Ismeretlentől való félelem csökkentése Innovatív megoldások bevezetése
Költségmodell az elektromos járművek magasabb beruházási költségei a jelenlegi körülmények között is megtérülhetnek (különösen flották esetén)
Információs rendszer és szolgáltatások modellje Funkciók meghatározása a negatívumok alapján Negatívumok N 1 : Drága járművek Funkciók F 1 : Jármű vásárlás támogatása N 2 : Korlátozott hatótáv Tevékenység lánc alapú utazástervezés N 3 : Kevés töltőállomás F 2 : Utazás tervező/ navigáció N 4 : Hosszú töltési idő N 5 : Új technológiától való félelem N 6 : Akkumulátor rövid élettartama F 3 : Töltés támogatás F 4 : Smart Grid technológiák támogatása Szabad kapacitás okos megosztása
Jövőbeli kitekintés Tendenciák 2022: a hagyományos és elektromos járművek ára ekkor lesz egyenlő 2030: becsült hatótáv - 405 km 2040: az összes eladott jármű 35 %-a elektromos; a BEV járművek dominálnak a PHEV járművekkel szemben Kutatás közlekedés üzemeltetés, informatika utazói-járművezetői információkezelési/-szolgáltatási elvárások felmérése információs rendszerek/szolgáltatások modellezése, tervezése felhasználói (utazói) alkalmazások tervezése (pl. töltőpont foglalása, töltési idő számítása, felhasználói profilok, fizetés támogatása) jármű-infrastruktúra(-utazó) közötti információkezelés tervezése távvezérelt töltőpontok (smart meters) adatainak elemzése smart grid rendszerek közlekedés oldali kapacitásigény tervezése
TDK dolgozat, szakdolgozat, diplomaterv, PhD kutatás Publikációk: Csonka, B. Csiszár, Cs.: Integrated Information Service For Plug-in Electric Vehicle Users Including Smart Grid functions Transport (submitted) Pauer, G. Csiszár, Cs.: Concept of Mobile Application Aiding Electromobility 5th IEEE International Conference on Advanced Logistics and Transport, Symposium on Intelligent Transportation Systems (ITS) Krakow, Poland, 1-3 June 2016. Csonka, B. Csiszár, Cs.: Az elektromobilitást támogató utazói információs szolgáltatások fejlesztése Közlekedéstudományi Konferencia, Győr, 2016. március 24-25. Csonka, B. Csiszár, Cs.: Elektromos járművek töltőinfrastruktúrájának kiépítéséhez a felhasználói elvárások feltárása Közlekedéstudományi Konferencia, Győr, 2017. március 30-31. Csonka, B. Csiszár, Cs.: Determination of Charging Infrastructure Locations for Electric Vehicles EWGT EURO Working Group on Transportation Meeting (EWGT) Budapest, 4-6 September 2017 (submitted) Pauer, G. Csiszár, Cs.: Model of Charging Demands of Electric Vehicles EWGT EURO Working Group on Transportation Meeting (EWGT) Budapest, 4-6 September 2017 (submitted)
KÖZLEKEDÉSÜZEMI ÉS KÖZLEKEDÉSGAZDASÁGI TANSZÉK H-1111 BUDAPEST STOCZEK 2., ST ÉPÜLET 403 Dr. CSISZÁR Csaba, egyetemi docens csiszar.csaba@mail.bme.hu +36-70-3360612 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! WWW.KUKG.BME.HU KUKG