Napredek v tehnologiji baterij za električne avtomobile lahko naredi polnjenje konkurenčno s časom polnjenja goriva, če lahko infrastruktura za polnjenje sledi
V teku so tudi infrastrukturni projekti ultra{0}}hitrega polnjenjakitajskimesta. Peking namerava zgraditi 1 000 ultra-hitrih polnilnih postaj do konca leta 2025, Chongqing pa uvesti 4 000 dodatnih ultra-hitrih polnilnic do konca leta 2025. Ti regionalni načrti so tudi v skladu z načrti XPeng in Volkswagna za uvedbo 20 000 ultra-hitrih polnilnic v več kot 400 kitajskih mestih.
drugje,Korejaje opazil hitro rast zaloge hitrih polnilnikov (vključno z ultra-hitrimi), ki se je povečala z 34 000 leta 2023 na 47 000 leta 2024. Leta 2025 oblasti načrtujejo uvedbo 4 400 novih hitrih polnilnikov na območjih z velikim povpraševanjem. Celotni proračun Koreje za izboljšanje polnilne infrastrukture se je v primerjavi z letom 2024 povečal za 40 % na 620 milijard KRW (korejskih vonov) (425 milijonov USD), pri čemer je 60 % dodeljenega proračuna namenjeno hitrim polnilnikom, preostanek pa je bil namenjen počasnim pametnim-napravam za polnjenje. noterIndija, so tri velika-vladna podjetja za trženje nafte v letih 2023 in 2024 zgradila skoraj 8 000 hitrih-polnilnih mest, financirana iz sheme FAME Phase II.
Lastniki električnih vozil poročajo, da je hitrost polnjenja njihov najpomembnejši dejavnik pri uporabi javnih polnilnic. Varnostni pomisleki v zvezi s tehnologijo baterij za električna vozila so že dolgo omejevalni dejavnik pri doseganju hitrejšega polnjenja, vendar nedavne inovacije zdaj preoblikujejo pokrajino hitrega{1}}polnjenja.
Med polnjenjem se litijevi ioni sproščajo s katode na anodo. Če je postopek prepočasen v primerjavi z želeno hitrostjo polnjenja, se lahko litij kopiči na površini anode in tvori dendrite – igličaste -strukture, ki lahko prebodejo baterijo, kar lahko povzroči kratke stike in nenadzorovane požare. Nedavno pa je nekaterim proizvajalcem baterij to v veliki meri uspelo rešiti z naprednimi zasnovami anod, kot so strukture z več-gradientnimi plastmi, ki pospešujejo prevzem litija.
Leta 2023 je CATL lansiral baterijo Shenxing, ki je sposobna napolniti približno 30 % baterije v samo 5 minutah, kar zagotavlja 200 km dodatnega dosega. To je bilo še izboljšano leta 2024, ko so v sodelovanju s SAIC-GM izdali baterijo, ki ponuja podobno energijsko gostoto, vendar hitrejše hitrosti polnjenja – kar omogoča ponovno polnjenje več kot 40 % kapacitete baterije v 5 minutah – ter baterijo z enako hitrostjo polnjenja (30 % v 5 minutah), vendar povečano energijsko gostoto, ki zagotavlja 300 km dodatnega dosega v 5 minutah. Za primerjavo, tipičen Teslin kompresor lahko v istem času ponudi približno 100 km dodatnega dosega.
Marca 2025 je BYD postavil novo merilo uspešnosti s svojo platformo Super-e, ki naj bi zagotovila približno 400 km dosega v 5 minutah. Ta preskok so omogočili naslednja-generacija napajalnih čipov iz silicijevega karbida,-tekočinsko-hlajenje in 1 000 arhitektura V, ki omogoča povezovanje z 1 MW polnjenjem. Samo en mesec kasneje je CATL objavil drugo generacijo svoje baterije Shenxing, ki ponuja še višje hitrosti polnjenja. Polnjenje z megavati je bilo prej omejeno na težka-tovorna vozila, kjer je bila energija razporejena po baterijskih paketih, približno desetkrat večjih od tistih v osebnih avtomobilih. Zdaj napredek v tehnologiji baterij in polnilnih platform prinaša to zmogljivost na trg osebnih avtomobilov, pri čemer so prvi modeli že naprodaj na Kitajskem.
Popolna uresničitev teh prednosti pa je odvisna od uvedbe polnilne infrastrukture ultra-visoke-moči. Megavatne polnilnice močno obremenjujejo omrežja, pogosto zahtevajo nadgradnje, ki bi lahko znatno upočasnile ali omejile uvajanje, in so dražje od hitrih polnilnic, kar bi lahko povzročilo višje cene polnjenja za potrošnike. Združitev teh polnilnikov s shranjevanjem baterije za zmanjšanje največjega povpraševanja in optimizacijo uporabe omrežja bi lahko ponudila pot za pospešitev njihove-uvedbe. Kot priznanje za infrastrukturni izziv je BYD – skupaj s svojo platformo Super-e – objavil načrte za uvedbo 4 000 megavatnih polnilnikov, ki jih podpira shranjevanje baterij na Kitajskem. Ta razvoj bi prav tako okrepil soodvisnosti med dvema največjima trgoma baterij – baterijami za EV in shranjevanjem baterij – kar bi potencialno povečalo konkurenčno prednost proizvajalcev, ki proizvajajo oboje, kot sta BYD in CATL.
Za večino potrošnikov lahko zanesljiva omrežja hitrih polnilnic, ki lahko napolnijo vozilo v 15-20 minutah, zadostujejo za potovanja na dolge razdalje. Vendar pa bi zmožnost polnjenja električnih vozil v časovnem okviru, primerljivem s polnjenjem običajnih avtomobilov, lahko dodatno pospešila sprejemanje potrošnikov.
Lokacija in hitrost javnih polnilnih postaj odražata običajno uporabo
Večina javnih polnilnic je počasnih polnilnic v mestnih območjih, vendar avtocestne polnilnice predstavljajo večji delež zmogljivosti
Posamezne države in mesta so ubrale različne pristope k postavitvi javnih polnilnih postaj, ki temeljijo na porazdelitvi prebivalstva, razpoložljivosti domačega polnjenja in cestnih omrežjih, čeprav obstajajo nekatere skupne značilnosti. Trenutno sta v Evropi in Združenih državah več kot dve-tretjini polnilnic v mestnih območjih. V Evropski uniji je uvedba na splošno sledila stanovanjskim vzorcem in več kot 70 % prebivalstva zdaj živi znotraj 1 kilometra od polnilne postaje. V Združenih državah, ki imajo nižjo gostoto prebivalstva, manj kot polovica prebivalstva živi v krogu 1 kilometra od polnilnika.
Javna polnilna infrastruktura v mestih in urbanih območjih je sestavljena predvsem iz počasnih polnilnic (manj kot ali enakih 22 kW), kar je bila do relativno nedavnega najbolj razširjena tehnologija. Samo 15 % mestnih javnih polnilnic v Evropi ima moč nad 22 kW. Ta delež je nekoliko višji v ZDA, kjer je skoraj 30 % mestnih javnih polnilnic hitrih. Medtem ko lahko uvedba hitrih polnilnic pomaga vsak dan oskrbovati več električnih vozil na polnilno mesto, lahko omejena razpoložljiva omrežna zmogljivost v mestnih središčih ali urbanih območjih predstavlja oviro.
V povprečju je v Združenih državah in Evropi med 4 % in 6 % javnih polnilnih mest postavljenih ob avtocestah in imajo vsaj 22 kW moči. Norveška je izjema, saj je skoraj 20 % njene zaloge polnilnikov hitrih polnilnic, postavljenih ob avtocestah, kar je posledica cilja za leto 2016, da se hitre-polnilne postaje namestijo vsaj vsakih 50 km na glavnih cestah za podporo potovanj na dolge-razdalje. Če upoštevamo polnilno moč namesto točk, postane delež še večji, saj je 35 % javnih polnilnih zmogljivosti lociranih ob avtocesti na Norveškem. V vseh obravnavanih državah je delež avtocestnih polnilnic glede na skupno moč višji kot glede na zalogo polnilnih mest, saj so avtocestne polnilnice običajno najhitrejše.
Večja evropska mesta imajo običajno več polnilnikov na EV kot okoliška območja
Različne značilnosti cest, zgradb in parkirnih mest v različnih mestih lahko vplivajo na strategijo uvajanja javnih polnilnic. V mestih, kot je Amsterdam, kjer imajo stanovanjske in poslovne stavbe pogosto manj zasebnih parkirišč, mora biti na voljo več javnih polnilnic. Javne polnilnice v mestih morajo služiti tudi taksijem in dostavna vozila, za katere nočno polnjenje ne zadošča, pa tudi drugim obiskovalcem mesta, ki bodo morda morali polniti čez dan. Razdelitev med nočnim polnjenjem s strani prebivalcev in priložnostnim polnjenjem za druga vozila bo vplivala na hitrost in porazdelitev javnih dajatev, kar se odraža v zmogljivosti polnjenja na EV v zalogi.
Evropska mesta imajo različne stopnje uporabe električnih avtomobilov. Skandinavska mesta, kot so Oslo, Stockholm in Kopenhagen, imajo največji delež električnih avtomobilov v svoji floti, saj je 55 %, 35 % in 20 % avtomobilov električnih. Kot najbolj zrel trg ima Oslo tudi eno najvišjih razmerij električnih vozil na polnilnik (več kot 30) in najnižjo razpoložljivo zmogljivost na električno vozilo (približno 1 kW). Tako Kopenhagen kot Stockholm imata manj kot 10 električnih vozil na javno polnilno mesto v mestu – manj od njunega nacionalnega povprečja, kar kaže, da je bila prednostna naloga razširitev pokritosti v mestih pred podeželskimi območji okoli avtocest.
Nižji delež električnih avtomobilov v voznem parku imajo mesta na Nizozemskem, v Nemčiji in Franciji; v Amsterdamu, Utrechtu, Parizu, Berlinu in Münchnu je med 6 % in 13 % avtomobilov električnih. Kar zadeva pokritost in zmogljivost, nizozemska mesta delujejo bolje v primerjavi z nacionalnim in mestnim povprečjem. Zlasti razlika med mestno zmogljivostjo na EV in nacionalnim povprečjem kaže, da so ta mesta dala večji poudarek hitrejšim polnilnicam in jih namestila v večji gostoti v primerjavi z drugimi območji zunaj mesta.
Evropske avtoceste imajo večjo pokritost s polnilniki kot avtoceste v Združenih državah
Konec leta 2024 je imelo več kot 75 % evropskega avtocestnega omrežja polnilnike, oddaljene največ 50 km, medtem ko je imelo samo 35 % meddržavnega avtocestnega sistema ZDA enako raven pokritosti. Znotraj Evrope je pokritost različna: na primer na Nizozemskem, v Belgiji, Norveški, Nemčiji in Franciji ima več kot 90 % avtocestnega omrežja polnilno mesto na vsakih 50 km, medtem ko je v Španiji in na Poljskem delež pod 80 %. Podobno se uvajanje v Združenih državah razlikuje po regijah. V pacifiški regiji (npr. Kalifornija, Oregon in Washington), ki ima največji delež zalog električnih vozil, ima 70 % avtocest polnilno infrastrukturo vsakih 50 km, v središču države pa je ta delež med 20 % in 30 %.
Ultra{0}}hitro polnjenje (150 kW in več) omogoča najbolj neposredno primerjavo z običajnim postankom na avtocesti, kjer lahko 15-minutni čas polnjenja zagotovi dodatnih 150 km dosega.1 Za dolga potovanja po meddržavnih ali mednarodnih koridorjih imajo vozniki električnih vozil morda raje daljši odmor, kar pomeni, da je hitro polnjenje pri stopnjah med 22 kW in 150 kW lahko tudi privlačna možnost. Če upoštevamo še hitre polnilnice, se pokritost s polnjenji v Evropski uniji poveča, saj ima dodatnih 25 % cest hitro polnilnico vsaj na vsakih 50 km. V Združenih državah se delež meddržavnega cestnega omrežja, ki ga pokriva polnilna postaja, prav tako poveča s skoraj 30 %, če upoštevamo izključno ultra-hitro polnjenje, na skoraj 40 %, če vključujemo tudi hitro polnjenje.
Kljub visoki pokritosti s polnilno infrastrukturo vzdolž evropskih cest ostaja število hitrih-polnilnic ob avtocestah bistveno nižje od števila bencinskih črpalk. Zagotavljanje gostejšega polnilnega omrežja bi pomagalo odpraviti zaskrbljenost zaradi dosega in pomagalo vliti zaupanje v sprejem električnih vozil, tako da bi bilo polnjenje tako priročno in pomirjujoče kot običajno točenje goriva. To bi omogočilo večjo prilagodljivost pri načrtovanju poti okoli postaj za polnjenje in pomagalo pri obravnavi najslabših-možnih scenarijev, kot so nepričakovani obvozi, prometne zamude ali ekstremne vremenske razmere.
Javno polnjenje ni vedno enako dostopnemu polnjenju
Približno 20 % javnih polnilnic v Evropi je dejansko »pol-javnih«, kar pomeni, da je dostop omejen na del prebivalstva, na primer polnilnice, ki jih ponujajo hoteli ali supermarketi in so dostopne le strankam. Takšni polnilniki imajo lahko tudi fizične ovire in bolj omejen delovni čas, kar poslabša dostop in izkušnjo polnjenja.
Tehnične ovire lahko prav tako ovirajo enostavno uporabo, tudi pri povsem javnih polnilnih postajah, kot se lahko zgodi pri nezdružljivih vrstah vtičev (npr. tip 2, kombinirani sistem polnjenja, CHAdeMO). Drugi dejavniki, kot je plačilni sistem ali (v primeru polnilnikov Tesla) znamka vozila, lahko prav tako omejijo uporabnost polnilne infrastrukture, kar zmanjša splošno dostopnost. Standardizacija v kombinaciji z dostopom do zanesljivih podatkov o razpoložljivosti in cenah polnilnih postaj bo zato pomembna za večjo dostopnost javne polnilne infrastrukture.
Zmogljivost javnega polnjenja za lahka-električna vozila se do leta 2030 poveča za skoraj devetkrat
Na splošno so imeli prvi uporabniki električnih avtomobilov večji dostop do domačega polnjenja kot širša populacija. Čeprav električni LDV leta 2030 predstavljajo 15 % svetovne zaloge v STEPS – za kar bi lahko šteli, da smo prešli fazo zgodnjega-uvajanja – se pričakuje, da bo domače polnjenje ostalo najprimernejši način polnjenja EV, ko bo na voljo, glede na cenovno dostopnost in priročnost. Razpoložljivost polnjenja na drugih zasebnih lokacijah, kot je na delovnem mestu, in javno polnjenje bosta prav tako podprla širšo uporabo električnih vozil, zlasti med prebivalci brez dostopa do domačega polnjenja ali za potovanje na dolge razdalje. V okviru STEPS je od leta 2025 do konca leta 2030 dodanih približno 150 milijonov polnilnih mest, pri čemer sta skoraj dve-tretjini teh domačih polnilnic, 30 % drugih zasebnih polnilnic in preostalih 8 % javnih polnilnic.
Izgradnja-javnih polnilnih mest v STEPS naj bi odražala število, potrebno za oskrbo zaloge električnih LDV, predvidenih v scenariju. Kot take projekcije zaračunavanja temeljijo na politikah in tržnih trendih, ki vodijo projekcije vozil, v nasprotju s preprostim ujemanjem s-povezanimi politikami in predpisi. Projekcije polnilnih mest pa upoštevajo regionalne trende, kot je zgodovinski razvoj števila polnilnih mest na EV, delež in zmogljivost javnih hitrih polnilnic ter dostop do domačega in drugega zasebnega polnjenja. Na splošno se pričakuje, da se bo z dozorevanjem trgov električnih vozil izboljšala optimizacija javnega polnilnega omrežja, kar pomeni, da se bo uporaba lahko povečala brez negativnega vpliva na uporabniško izkušnjo. V skladu s tem se v STEPS število električnih LDV na javno polnilno mesto po vsem svetu poveča s približno 11 leta 2024 na približno 14 leta 2030.
Število razpoložljivih polnilnih mest predstavlja samo eno meritev pokritosti; pomembna je tudi nameščena polnilna zmogljivost. Javne hitre polnilnice lahko s svojo večjo polnilno zmogljivostjo zagotovijo več energije in tako oskrbijo več električnih vozil na dan kot počasne polnilnice. Več kot polovica polnilne zmogljivosti, nameščene za oskrbo električnih LDV med letoma 2025 in koncem leta 2030 v okviru STEPS, je v obliki hitrih javnih polnilnic. To pomeni, da se javna zmogljivost hitrega polnjenja do leta 2030 poveča za več kot desetkrat, medtem ko se zasebna zmogljivost za polnjenje poveča za manj kot štirikrat.
noterKitajska, je razmeroma nizko razmerje med električnimi LDV in javnimi polnilnimi točkami, ki se je ohranilo v zadnjem desetletju, delno zato, ker so bili kitajski lastniki EV ponavadi skoncentrirani v gosto naseljenih mestih z omejenim dostopom do domačega polnjenja. V STEPS razmerje električnih LDV na javno polnilno mesto ostaja razmeroma nizko, vendar še vedno raste na približno 11. Zaloga javnih polnilnih mest na Kitajskem se do leta 2030 v STEPS poveča za več kot trikrat in doseže več kot 12 milijonov polnilnih mest. Delež javnih hitrih polnilnic še naprej raste, tako kot v prvi polovici tega desetletja, in se je povečal s približno 45 % leta 2024 na več kot 50 % leta 2030. Leta 2024 je Kitajska dodala približno 850 000 javnih polnilnih mest. Povprečni letni dodatki, potrebni za dosego javne zaloge polnilnic, predvidene v STEPS v letu 2030, so približno 75 % višji, kot je bilo opaženo leta 2024, in 60 % višji od dodatkov v letu 2023. Da bi Kitajska leta 2030 dosegla zalogo električnih LDV okoli 140 milijonov, kot v STEPS, bi ohranjanje razmerja 11 EV na javno polnilno mesto v povprečju zahtevalo neto dodanih 1,5 milijona polnilnih mest vsako leto. Zmogljivost javnega polnjenja na Kitajskem se bo povečala za približno 900 GW do leta 2030 v okviru STEPS. Da bi omejila obremenitev omrežja zaradi polnjenja električnih vozil, je kitajska vlada objavila politiko za standardizacijo tehnologij med--vozili in omrežji, s katerimi naj bi električna vozila do leta 2030 zagotovila 10 GW prilagodljive zmogljivosti.
noterEvropi, se zaloga javnih polnilnih mest do leta 2030 v okviru STEPS podvoji in doseže več kot 2 milijona. Delež hitrih polnilnic še naprej narašča in leta 2030 v STEPS doseže 30 % z manj kot 20 % leta 2024. Kot taka javna polnilna zmogljivost po vsej Evropi leta 2030 doseže 115 GW, vključno s počasnimi in hitrimi polnilnicami. Povečanje deleža hitrih polnilnic, kot tudi rast njihove povprečne nazivne moči, pomeni, da medtem ko se razmerje električnih LDV na polnilno mesto poveča z manj kot 15 leta 2024 na skoraj 25 leta 2030, se javna polnilna zmogljivost na vozilo poveča na več kot 2 kW na električni LDV. Ta raven javne polnilne zmogljivosti presega cilje izhodne moči, določene v EU AFIR (1,3 kW na akumulatorski električni LDV in 0,8 kW na plug-hibrid). Da bi leta 2030 dosegla raven javnega polnjenja, predvidenega v STEPS, mora Evropa do leta 2030 v povprečju dodati 210 000 javnih polnilnih mest na leto, kar je manj od 275 000 javnih polnilnih mest, dodanih po Evropi leta 2024.
Poleg predpisov EU obstajajo nacionalni cilji za javno polnilno infrastrukturo v Evropi. Francoska vlada na primer želi imeti 400 000 javno dostopnih polnilnih postaj do leta 2030, kar je približno dva---krat več, kot je bilo na voljo ob koncu leta 2024. Vlada Združenega kraljestva je navedla cilj za vsaj 300 000 javnih polnilnih postaj do leta 2030, približno tri---kratnik zalog v letu 2024. Nemška vlada je prav tako že prej postavila cilj 1 milijon javnih polnilnih mest do leta 2030, čeprav so skupine energetske industrije kritizirale ta cilj, da je več, kot bo potrebno.
VZdružene države Amerike, zaloga javnih polnilnih mest LDV naraste s skoraj 200 000 konec leta 2024 na več kot 500 000 konec leta 2030 v KORAKIH. To predpostavlja, da se zgodovinski trend naraščajočega razmerja zaloge električnih LDV na javno polnilno mesto nadaljuje in da bo leta 2030 na javno polnilno mesto skoraj 40 električnih LDV, v primerjavi s približno 32 leta 2024. Čeprav je to razmerje bistveno višje od svetovnega povprečja, nedavne ugotovitve raziskave kažejo, da ima več kot 85 % lastnikov EV v ZDA dostop do polnjenja na domu. Z naraščajočo prodajo električnih vozil pa naj bi se ta delež zmanjšal. Poleg tega večina lastnikov električnih vozil z domačimi polnilniki še vedno vsak teden uporablja javne polnilnice.
Delež hitrih polnilnic v Združenih državah se poveča z manj kot 30 % leta 2024 na 40 % leta 2030 v okviru STEPS, kar pomeni, da razpoložljiva javna polnilna zmogljivost na električni LDV naraste na več kot 1,5 kW na EV. Leta 2024 so Združene države dodale približno 35 000 javnih polnilnih mest po vsej državi. Da bi Združene države leta 2030 dosegle več kot 0,5 milijona, predvidenega v STEPS, bi morale zgraditi povprečno 58 000 javnih polnilnih mest na leto. Konec leta 2024 je delovalo manj kot 200 postaj, financiranih prek programa NEVI (kar predstavlja manj kot 1 % dodatnih javnih cen leta 2024), vendar je imelo več kot 3 500 sklenjene pogojne nagrade ali pogodbe. Ker pa so politike, na katerih temelji izvajanje programa NEVI Formula, zdaj v pregledu, je prihodnost zveznega financiranja infrastrukture za polnjenje električnih vozil negotova. Kljub temu je bilo prej ocenjeno, da NEVI in druge polnilne postaje, ki jih financira zvezna država, predstavljajo manj kot 15 % napovedanih uvedb polnjenja, ki niso-doma.
noterIndija, se število javnih polnilnih mest poveča s 75 000 ob koncu leta 2024 na približno 375 000 do konca leta 2030 v okviru STEPS, da bi podprli zalogo manj kot 3 milijonov električnih LDV. Posledično je leta 2030 v STEPS približno 7 električnih LDV na javno polnilno mesto, v primerjavi z manj kot 4 leta 2024. Da bi dosegli to predvideno zalogo javnih polnilnih mest, bi bilo treba do leta 2030 v povprečju vsako leto dodati približno 50 000 polnilnih mest, kar je približno 30 % več kot število dodatkov, opaženih leta 2024. Indijski premier Shema E-DRIVE vključuje 20 milijard INR (indijske rupije) (240 milijonov USD) za javne polnilne postaje za električna vozila z načrti za podporo ciljnih 22 100 polnilnic električnih vozil za električna štiri-kolesna vozila do marca 2026.
V drugih državah je med koncem leta 2024 in 2030 v STEPS dodanih približno 630 000 javnih polnilnih mest ali povprečno 105 000 novih javnih polnilnih mest na leto. Vlade po vsem svetu so postavile cilje za javna polnilna mesta, da bi podprle širitev do leta 2030 in pozneje. Japonska cilja na zalogo 300 000 javnih polnilnih mest do leta 2030, kar je približno 9-kratnik zaloge ob koncu leta 2024. Vlada Nove Zelandije želi imeti 10 000 polnilnih mest do leta 2030, kar je sedem-kratno povečanje od konca leta 2024. V vsej jugovzhodni Aziji želi Indonezija doseči 30 000 polnilnih postaj do leta 2030. 2030 in Tajska 12 000.