Утром 3 апреля Тайвань сотрясло землетрясение магнитудой 7,4. Буквально через несколько секунд сотни станций обмена батарей ощутили нечто иное: резкое падение частоты электросети. Это был явный сигнал: часть электростанций отключилась из-за стихийного бедствия. Сети пришлось экстренно искать, как покрыть дефицит энергии.
Эти станции, развернутые тайваньской компанией Gogoro для двухколесного электротранспорта (скутеров, мопедов и велосипедов), сработали мгновенно. Согласно данным компании, 590 пунктов обмена батарей Gogoro (некоторые локации включают более одной станции) прекратили потребление энергии из общей сети. Это снизило локальный спрос суммарно на шесть мегаватт — мощность, достаточную для обеспечения тысяч домохозяйств. Сети потребовалось 12 минут на восстановление стабилизации, после чего станции обмена вернулись к штатному режиму работы.
Gogoro — не единственная компания, работающая над технологией обмена батарей для электроскутеров (например, Нью-Йорк недавно запустил пилотный проект, предлагая такой способ зарядки водителям доставки). Однако Gogoro, безусловно, является одним из самых успешных игроков. Основанная в 2011 году, эта фирма имеет сеть из более чем 12 500 станций по всему Тайваню и может похвастаться более чем 600 000 ежемесячных подписчиков, оплачивающих возможность быстрой замены аккумуляторов по мере необходимости. Каждая станция по размеру напоминает два торговых автомата и вмещает около 30 батарей для скутеров.
Теперь компания находит для своей аккумуляторной сети еще одно применение: Gogoro совместно с итальянской Enel X интегрирует станции в систему виртуальной электростанции (VPP), что делает тайваньскую энергосеть более устойчивой в чрезвычайных ситуациях, подобных апрельскому землетрясению.
Станции обмена батарей отлично подходят для программ VPP, поскольку они предлагают гораздо большую гибкость по сравнению с домашней зарядкой. Владелец электровелосипеда обычно имеет одну-две батареи и вынужден заряжать их сразу после разрядки. Имея десятки аккумуляторов на одной станции в качестве буфера спроса, Gogoro может выбирать оптимальное время для их зарядки — например, ночью, когда общее потребление ниже и электричество дешевле. В критические моменты эти же батареи могут отдавать накопленную энергию обратно в сеть, испытывающую перегрузку, — отсюда и сравнение с традиционными электростанциями.
«Прелесть в том, что экономический интерес станций совпадает с интересами энергосети: компании по обмену батарей заинтересованы заряжаться в периоды низкого использования, пользуясь низкой ценой на электроэнергию, а отдавать энергию сети в пиковые часы, получая более высокую цену», — отмечает С. Алекс Янг, профессор анализа операций в Лондонской школе бизнеса.
Gogoro занимает уникальное положение для того, чтобы стать жизненно важной частью сети VPP, поскольку «постоянно присутствует нагрузка (потребление энергии), и одновременно мы находимся в режиме ожидания, когда можем прекратить потребление или начать отдавать энергию сети для обеспечения ее стабильности», — говорит Хорас Люк, соучредитель и генеральный директор Gogoro, в интервью MIT Technology Review.
Люк подсчитал, что в любой момент времени на дорогах для питания скутеров находится только 90% батарей Gogoro. Остальная часть, находящаяся на стойках в ожидании клиентов, становится ценным ресурсом, которым может управлять сеть.
На сегодняшний день из 2 500 локаций Gogoro более 1 000 включены в программу VPP. Компания обещает, что система автоматически обнаружит чрезвычайные ситуации и немедленно снизит свое энергопотребление на заданную величину в ответ на сбой.
Выбор, какие именно станции войдут в VPP, зависит от их расположения и емкости. Небольшая станция прямо у выхода из метро — то есть с высоким спросом и низким запасом — вряд ли сможет позволить себе прекратить зарядку во время ЧП, поскольку райдеры могут прийти в поисках батареи в любой момент. А вот мегастанция со 120 аккумуляторами в жилом районе, вероятно, сможет без проблем остановить зарядку на некоторое время.
Более того, вся станция не отключается — в Gogoro есть встроенная система, которая решает, какая именно батарея или сколько батарей в станции прекратит зарядку. «Мы точно знаем, какие батареи нужно замедлить, какую станцию замедлить, насколько замедлить», — объясняет Люк. — «Все это рассчитывалось в реальном времени на серверной стороне». Система способна даже консолидировать остаточную энергию из нескольких батарей в одну, чтобы клиент, приехавший на станцию, гарантированно уехал с полностью заряженным аккумулятором, даже если вся система работает с пониженной мощностью.
Землетрясение и его последствия на Тайване в этом году стали настоящим испытанием для станций VPP, продемонстрировав силу этой системы. 15 апреля, через 12 дней после первого толчка, сеть Тайваня все еще восстанавливалась, когда произошел очередной скачок падения мощности. На этот раз 818 локаций Gogoro отреагировали за пять секунд, снизив потребление на 11 мегаватт в течение 30 минут.
Такие цифры, как 6 МВт и 11 МВт, «не являются тривиальным объемом энергии, но все же существенно меньше, чем мощность централизованной электростанции», — отмечает Джошуа Пирс, профессор инженерии из Университета Западного Онтарио в Канаде. Для сравнения: сразу после апретрясения Тайвань потерял 3 200 МВт источника питания, и этот разрыв в основном был покрыт солнечной энергией, централизованными системами хранения энергии и гидроэнергетикой. Однако вся тайваньская сеть VPP в совокупности, достигшая мощности в 1350 МВт, способна внести существенный вклад. «Это помогает сети сохранять стабильность во время стихийных бедствий. Чем больше “умных” нагрузок подключено к сети, тем она устойчивее», — добавляет Пирс.
Тем не менее, потенциал этих станций обмена батарей еще не раскрыт полностью, поскольку большинство из них пока не начали отдавать энергию обратно в сеть.
«Техническая система готова, но бизнес и экономика еще не готовы», — заявляет Люк. Десять станций обмена Gogoro оснащены способностью возвращать электричество в сеть в рамках пилотной программы, но остальные станции еще не получили необходимое технологическое обновление.
Модернизация станций до двунаправленной зарядки становится экономически оправданной, только если Gogoro получит возможность получать прибыль от продажи электроэнергии обратно. Хотя тайваньская государственная коммунальная компания на данный момент разрешает частным производителям энергии, таким как солнечные фермы, продавать излишки в сеть по премиальной цене, она пока не предоставила такого права компаниям с накопителями энергии, как Gogoro.
Эта проблема не уникальна для Тайваня. Интеграция технологий, подобных VPP, требует фундаментальных изменений в структуре энергосистемы, что невозможно без соответствующей политической поддержки. «Технологии существуют, но практика сдерживается устаревшими бизнес-моделями коммунальных служб, где они предоставляют все виды электроэнергетических услуг», — считает Пирс. «Необходима справедливая политика, позволяющая владельцам солнечных установок и накопителей энергии участвовать в энергетическом рынке в интересах всех потребителей электричества».
Примечание: История была дополнена, чтобы уточнить, что 90%, а не 10% батарей Gogoro находятся в движении.
