Napredak u tehnologiji baterija za električne automobile može učiniti punjenje konkurentnim s vremenom punjenja goriva, ako infrastruktura za punjenje može pratiti
U tijeku su i infrastrukturni projekti ultra{0}}brzog punjenjakineskigradovima. Peking ima za cilj izgraditi 1 000 ultra-stanica za brzo punjenje do kraja 2025., a Chongqing postaviti 4 000 dodatnih ultra-brzih punjača do kraja 2025. Ovi regionalni planovi također su u skladu s planovima XPenga i Volkswagena za uvođenje 20 000 ultra-brzih punjača u više od 400 kineskih gradova.
Drugdje,Korejabilježi brzi rast zaliha brzih punjača (uključujući ultra-brze), popevši se s 34 000 u 2023. na 47 000 u 2024. U 2025. vlasti planiraju postaviti 4 400 novih brzih punjača u područjima s velikom potražnjom. Ukupni proračun Koreje za poboljšanje infrastrukture za punjenje povećan je za 40% u usporedbi s 2024. na 620 milijardi KRW (korejskih wona) (425 milijuna USD), pri čemu je 60% dodijeljenog proračuna usmjereno na brze punjače, a ostatak je namijenjen sporim pametnim-instalacijama punjenja. UIndija, tri velike vladine-tvrtke za marketing nafte izgradile su gotovo 8 000 brzih-punionica tijekom 2023. i 2024., financirane iz sheme FAME faze II.
Vlasnici električnih vozila navode da im je brzina punjenja najvažniji faktor pri korištenju javnih punjača. Sigurnosna pitanja koja se odnose na tehnologiju baterija za EV dugo su bila ograničavajući čimbenik u postizanju bržeg punjenja, ali nedavne inovacije sada preoblikuju okruženje brzog{1}}punjenja.
Tijekom punjenja, litijevi ioni se oslobađaju s katode na anodu. Ako je proces presporo u usporedbi sa željenom brzinom punjenja, litij se može nakupiti na površini anode, stvarajući dendrite – igličaste-strukture koje mogu probiti bateriju, potencijalno uzrokujući kratke spojeve i nekontrolirane požare. Nedavno su, međutim, neki proizvođači baterija u velikoj mjeri uspjeli riješiti to kroz napredne dizajne anoda, kao što su više-gradijentne slojevite strukture, koje ubrzavaju apsorpciju litija.
CATL je 2023. lansirao bateriju Shenxing, koja je u stanju napuniti oko 30% baterije u samo 5 minuta, osiguravajući 200 km dodatnog dometa. Ovo je dodatno poboljšano 2024., kada su izdali bateriju koja nudi sličnu gustoću energije, ali veće brzine punjenja u suradnji sa SAIC-GM – što omogućuje ponovno punjenje preko 40% kapaciteta baterije u 5 minuta – kao i bateriju s istom brzinom punjenja (30% u 5 minuta), ali povećanom gustoćom energije, koja pruža 300 km dodatnog dometa u 5 minuta. Za usporedbu, tipični Teslin superpunjač može ponuditi oko 100 km dodatnog dometa tijekom istog vremena.
U ožujku 2025. BYD je postavio novo mjerilo sa svojom platformom Super-e, za koju se tvrdi da pruža oko 400 km dometa u 5 minuta. Ovaj skok omogućila je sljedeća-generacija čipova od silicij karbida, potpuno-tekućinsko-hlađenje i 1 000 V arhitektura, koja omogućuje povezivanje s punjenjem od 1 MW. Samo mjesec dana kasnije, CATL je najavio drugu generaciju svoje baterije Shenxing, koja nudi još veće brzine punjenja. Punjenje megavatom prije je bilo ograničeno na teška-vozila, gdje se energija distribuirala kroz baterije otprilike deset puta veće od onih u osobnim automobilima. Sada napredak u tehnologiji baterija i platformi za punjenje donosi ovu mogućnost na tržište osobnih automobila, a prvi modeli već su u prodaji u Kini.
Puno ostvarenje ovih prednosti, međutim, ovisi o implementaciji infrastrukture punjenja ultra-visoke-snage. Megavatni punjači nameću značajna opterećenja mrežama, često zahtijevaju nadogradnje koje bi mogle značajno usporiti ili ograničiti implementaciju, a skuplji su od brzih punjača, što bi moglo rezultirati višim cijenama punjenja za potrošače. Uparivanje ovih punjača s pohranom baterije za ublažavanje vršne potražnje i optimiziranje korištenja mreže moglo bi ponuditi put za ubrzanje njihovog -uvođenja. Kao priznanje infrastrukturnom izazovu, BYD – zajedno sa svojom platformom Super-e – najavio je planove za uvođenje punjača od 4 000 megavata podržanih skladištenjem baterija u Kini. Ova bi evolucija također ojačala međuovisnosti između dva najveća tržišta baterija – EV baterija i pohrane baterija – potencijalno povećavajući konkurentsku prednost proizvođača koji proizvode oboje, kao što su BYD i CATL.
Za većinu potrošača pouzdane mreže brzih punjača koje mogu napuniti vozilo za 15-20 minuta mogu biti dovoljne za putovanja na velike udaljenosti. Međutim, mogućnost punjenja električnih vozila u roku koji se može usporediti s punjenjem konvencionalnih automobila mogla bi dodatno ubrzati prihvaćanje potrošača.
Lokacija i brzina javnih punionica odražavaju tipičnu upotrebu
Većina javnih punionica su spore punionice u urbanim područjima, ali punionice na autocestama čine veći udio kapaciteta
Pojedinačne zemlje i gradovi zauzeli su različite pristupe postavljanju javnih stanica za punjenje, na temelju distribucije stanovništva, dostupnosti kućnog punjenja i cestovnih mreža, iako postoje neke zajedničke točke. Trenutno se u Europi i Sjedinjenim Državama više od dvije-trećine punjača nalazi u urbanim područjima. U Europskoj uniji, implementacija je uglavnom slijedila uzorke stanovanja, a više od 70% stanovništva sada živi unutar 1 kilometra od mjesta za punjenje. U Sjedinjenim Državama, koje imaju nižu gustoću naseljenosti, manje od polovice stanovništva živi unutar 1 kilometra od punjača.
Javna infrastruktura za punjenje u gradovima i urbanim područjima uglavnom se sastoji od sporih punionica (manjih ili jednakih 22 kW), što je relativno nedavno bila najprihvaćenija tehnologija. Samo 15% gradskih javnih punjača u Europi ima snagu veću od 22 kW. Taj je udio nešto veći u Sjedinjenim Državama, gdje je gotovo 30% gradskih javnih punionica brzih. Iako uvođenje brzih punjača može pomoći da se opslužuje više električnih vozila po punjačima svaki dan, ograničeni dostupni mrežni kapaciteti u gradskim središtima ili urbanim područjima mogu predstavljati prepreku.
U prosjeku, u Sjedinjenim Američkim Državama i Europi, između 4% i 6% javnih punionica smješteno je uz autoceste i ima snagu od najmanje 22 kW. Norveška je iznimka, s gotovo 20% njezinih zaliha punjača su brzi punjači smješteni uz autoceste, kao rezultat cilja za 2016. da se brze-stanice za punjenje instaliraju barem svakih 50 km na glavnim cestama kako bi se podržale duga-putovanja. Kada se uzme u obzir snaga punjenja, a ne bodovi, udio postaje još veći, s 35% javnih kapaciteta punjenja smještenih duž autoceste u Norveškoj. U svim razmatranim zemljama, udio punjača za autoceste u smislu ukupne snage veći je nego udio punjača za punjenje, budući da su punjači za autoceste obično najbrži.
Veći europski gradovi obično imaju više punjača po EV od okolnih područja
Različite karakteristike cesta, zgrada i parkirališnih mjesta u različitim gradovima mogu utjecati na strategiju postavljanja javnih punjača. U gradovima kao što je Amsterdam, gdje stambene i uredske zgrade često imaju manje privatnih parkinga, mora biti dostupno više javnih punjača. Javne punionice u gradovima također moraju opsluživati taksi vozila i dostavna vozila, za koje noćno punjenje nije dovoljno, kao i druge posjetitelje grada koji bi trebali puniti tijekom dana. Podjela između noćnog punjenja od strane stanovnika i oportunitetnog punjenja za druga vozila utjecat će na brzinu i raspodjelu javnih naknada, što se odražava u kapacitetu punjenja po EV-u u zalihama.
Europski gradovi imaju različite razine prihvaćanja električnih automobila. Skandinavski gradovi poput Osla, Stockholma i Kopenhagena imaju najveći udio električnih automobila u svojoj floti, s 55%, 35% i 20% automobila na električni pogon. Kao najzrelije tržište, Oslo također ima jedan od najvećih omjera električnih vozila po punjaču (preko 30) i najmanji dostupan kapacitet po električnom vozilu (oko 1 kW). I Kopenhagen i Stockholm imaju manje od 10 električnih vozila po javnom mjestu za punjenje u gradu – što je niže od nacionalnog prosjeka, što ukazuje da je širenje pokrivenosti u gradovima prioritet ispred ruralnih područja oko autocesta.
Gradovi u Nizozemskoj, Njemačkoj i Francuskoj imaju manji udio električnih automobila u voznom parku; u Amsterdamu, Utrechtu, Parizu, Berlinu i Münchenu, između 6% i 13% automobila su električni. U pogledu pokrivenosti i kapaciteta, nizozemski gradovi imaju bolje rezultate u usporedbi s nacionalnim i urbanim prosjekom. Konkretno, jaz između gradskog kapaciteta po EV-u i nacionalnog prosjeka ukazuje na to da su ti gradovi stavili veći naglasak na brže punjače i njihovo instaliranje u većoj gustoći u usporedbi s drugim područjima izvan grada.
Europske autoceste imaju veću pokrivenost punjačima nego autoceste u Sjedinjenim Državama
Krajem 2024. više od 75% europske mreže autocesta imalo je punjače udaljene najviše 50 km, dok je samo 35% sustava međudržavnih autocesta u SAD-u imalo istu razinu pokrivenosti. Unutar Europe pokrivenost je različita: na primjer, u Nizozemskoj, Belgiji, Norveškoj, Njemačkoj i Francuskoj više od 90% mreže autocesta ima mjesto za punjenje svakih 50 km, dok je u Španjolskoj i Poljskoj taj udio ispod 80%. Slično tome, implementacija u Sjedinjenim Državama razlikuje se od regije do regije. U pacifičkoj regiji (npr. Kalifornija, Oregon i Washington), koja ima najveći udio zaliha električnih vozila, 70% autocesta ima infrastrukturu za punjenje svakih 50 km, ali u središtu zemlje taj udio je između 20% i 30%.
Ultra-brzo punjenje (150 kW i više) omogućuje najizravniju usporedbu s konvencionalnim zaustavljanjem na autocesti, gdje vrijeme punjenja od 15 minuta može osigurati dodatnih 150 km dometa vožnje.1 Za duga putovanja međudržavnim ili međunarodnim koridorima, vozači električnih vozila možda će preferirati dužu stanku, što znači da brzo punjenje pri brzinama između 22 kW i 150 kW također može biti privlačna opcija. Ako se uzmu u obzir i brze punionice, pokrivenost punjenja u Europskoj uniji se povećava, s dodatnih 25% cesta koje imaju brzu punionicu barem svakih 50 km. U Sjedinjenim Državama, udio međudržavne cestovne mreže pokrivene stanicom za punjenje također se povećava s gotovo 30%, kada se uzme u obzir isključivo ultra-brzo punjenje, na gotovo 40% kada se uključi i brzo punjenje.
Unatoč velikoj pokrivenosti infrastrukture za punjenje duž europskih cesta, broj brzih-stanica za punjenje uz autoceste i dalje je znatno manji od broja benzinskih postaja. Osiguravanje gušće mreže za punjenje pomoglo bi u rješavanju zabrinutosti oko dometa i pomoglo u ulivanju povjerenja u usvajanje EV-a tako što bi punjenje bilo tako praktično i umirujuće kao i konvencionalno punjenje gorivom. To bi omogućilo veću fleksibilnost u planiranju ruta oko stanica za punjenje i pomoglo u rješavanju najgorih-scenarija, kao što su neočekivana obilaženja, kašnjenja u prometu ili ekstremni vremenski uvjeti.
Javna naplata nije uvijek jednaka pristupačnoj naplati
Oko 20% javnih punjača u Europi zapravo su "polu-javni", što znači da je pristup ograničen na dio stanovništva, poput punjača koje nude hoteli ili supermarketi i koji su dostupni samo kupcima. Takvi punjači također mogu imati fizičke barijere i ograničeno radno vrijeme, što degradira pristup i iskustvo punjenja.
Tehničke prepreke također mogu spriječiti jednostavnost korištenja, čak i za potpuno javne punionice, kao što se može dogoditi s nekompatibilnim vrstama utikača (npr. tip 2, sustav kombiniranog punjenja, CHAdeMO). Drugi čimbenici, kao što je sustav plaćanja ili (u slučaju Tesla punjača), marka vozila, također mogu ograničiti upotrebljivost infrastrukture za punjenje, smanjujući ukupnu dostupnost. Standardizacija, u kombinaciji s pristupom pouzdanim podacima o dostupnosti i cijenama punionica, stoga će biti važna za veću dostupnost javne infrastrukture za punjenje.
Javni kapacitet punjenja za lagana-električna vozila porast će gotovo devet puta do 2030.
Općenito, rani korisnici električnih automobila imali su veće stope pristupa kućnom punjenju od šire populacije. Iako električni LDV-ovi predstavljaju 15% globalnih zaliha 2030. u STEPS-u – što bi se moglo smatrati prelaskom rane-faze usvajanja – očekuje se da će kućno punjenje ostati preferirani način punjenja EV-a kada bude dostupno, s obzirom na pristupačnost i praktičnost. Dostupnost punjenja na drugim privatnim lokacijama, kao što su radna mjesta, i javno punjenje također će podržati šire usvajanje električnih vozila, posebno među stanovništvom koje nema pristup kućnom punjenju ili za putovanja na velike udaljenosti. U STEPS-u se od 2025. do kraja 2030. dodaje oko 150 milijuna punionica, od kojih su gotovo dvije-trećine kućni punjači, 30% ostale privatne punionice, a preostalih 8% javne punionice.
Izgradnja-javnih punionica u STEPS-u ima za cilj odražavati broj potreban za opsluživanje zaliha električnih LDV-ova predviđenih u scenariju. Kao takve, projekcije naplate temelje se na politikama i tržišnim trendovima koji pokreću projekcije vozila, za razliku od jednostavnog usklađivanja-pravila i propisa povezanih s naplatom. Međutim, projekcije mjesta za punjenje uzimaju u obzir regionalne trendove, kao što je povijesna evolucija broja mjesta za punjenje po EV-u, udio i kapacitet javnih brzih punionica te pristup kućnom i drugom privatnom punjenju. Općenito, kako tržišta električnih vozila budu sazrijevala, očekuje se poboljšanje optimizacije javne mreže za punjenje, što znači da se iskoristivost može povećati bez negativnog učinka na korisničko iskustvo. U skladu s tim, u STEPS-u, broj električnih LDV-ova po javnom mjestu za punjenje diljem svijeta povećava se s oko 11 u 2024. na oko 14 u 2030.
Broj dostupnih mjesta za punjenje čini samo jednu metriku pokrivenosti; također je važan instalirani kapacitet punjenja. Javne brze punionice, sa svojim većim kapacitetom punjenja, mogu pružiti više energije i tako poslužiti više električnih vozila dnevno od sporih punionica. Više od polovice instaliranog kapaciteta punjenja za opsluživanje električnih LDV-ova između 2025. i kraja 2030. u STEPS-u ima oblik brzih javnih punionica. To znači da će se javni kapacitet brzog punjenja povećati više od deset puta do 2030., dok će se privatni kapacitet povećati manje od četiri puta.
UKina, relativno nizak omjer električnih LDV-ova i javnih punionica koji se održao tijekom proteklog desetljeća djelomično je zato što su kineski vlasnici električnih vozila uglavnom bili koncentrirani u gusto naseljenim gradovima s ograničenim pristupom kućnom punjenju. U STEPS-u, omjer električnih LDV-ova po javnoj punjačnici ostaje relativno nizak, ali i dalje raste na oko 11. Zaliha javnih punionica u Kini naraste više od tri puta do 2030. u STEPS-u, dosežući preko 12 milijuna punjačnica. Udio javnih brzih punionica nastavlja rasti, kao što je bio tijekom prve polovice ovog desetljeća, povećavajući se s oko 45% u 2024. na preko 50% u 2030. Kina je 2024. dodala oko 850 000 javnih punjačnica. Prosječni godišnji dodaci potrebni za dostizanje zaliha javnih punjača predviđenih u STEPS-u 2030. su oko 75% veći nego što je primijećeno 2024. i 60% veći od dodataka 2023. Da bi Kina dosegla zalihe električnih LDV od oko 140 milijuna 2030., kao u STEPS-u, održavanje omjera od 11 EV po javnom mjestu za punjenje zahtijevalo bi u prosjeku neto dodavanje 1,5 milijuna mjesta za punjenje svake godine. Javni kapacitet punjenja u Kini povećat će se za oko 900 GW do 2030. u STEPS-u. Kako bi ograničila stres koji punjenje električnih vozila stavlja na mrežu, kineska vlada objavila je politiku standardizacije tehnologija-to-mreže, kroz koje se očekuje da će električna vozila osigurati 10 GW fleksibilnog kapaciteta do 2030.
UEuropi, zaliha javnih punionica udvostručit će se do 2030. u STEPS-u i dosegnuti više od 2 milijuna. Udio brzih punjača nastavlja rasti i doseže 30% 2030. u STEPS-u, u odnosu na manje od 20% 2024. Kao takav, javni kapacitet punjenja diljem Europe doseže 115 GW 2030., uključujući spore i brze punionice. Povećanje udjela brzih punjača, kao i rast njihove prosječne snage, znači da dok se omjer električnih LDV-ova po punjačima povećava s manje od 15 u 2024. na blizu 25 u 2030., javni kapacitet punjenja po vozilu povećava se na preko 2 kW po električnom LDV-u. Ova razina javnog kapaciteta punjenja premašuje ciljeve izlazne snage navedene u EU AFIR-u (1,3 kW po baterijskom električnom LDV-u i 0,8 kW po plug-hibridnom). Da bi dosegla razinu javnog punjenja predviđenu u STEPS-u 2030., Europa mora u prosjeku dodati 210 000 javnih punionica godišnje do 2030., što je manje od 275 000 javnih punionica dodanih diljem Europe 2024.
Osim propisa EU-a, postoje nacionalni ciljevi za javnu infrastrukturu za punjenje u Europi. Na primjer, francuska vlada ima za cilj imati 400 000 javno dostupnih stanica za punjenje do 2030., oko dva---puta više od broja dostupnih na kraju 2024. Vlada UK-a postavila je cilj za najmanje 300 000 javnih stanica za punjenje do 2030., oko tri---puta više od zaliha u 2024. Njemačka vlada također je prethodno postavila cilj od 1 milijun javnih punjačnica do 2030., iako su grupe iz energetske industrije kritizirale ovaj cilj da je više nego što će biti potrebno.
uSjedinjene Države, zaliha javnih LDV stanica za punjenje raste s gotovo 200 000 na kraju 2024. na preko 500 000 na kraju 2030. u KORACIMA. To pretpostavlja da se povijesni trend povećanja omjera električnih LDV zaliha po javnom mjestu za punjenje nastavlja i da će 2030. postojati gotovo 40 električnih LDV-ova po javnom mjestu za punjenje, u odnosu na oko 32 u 2024. Iako je ovaj omjer znatno viši od globalnog prosjeka, rezultati nedavne ankete pokazuju da više od 85% vlasnika električnih vozila u SAD-u ima pristup kućnom punjenju. Međutim, s porastom prodaje električnih vozila, očekuje se da će se taj udio smanjiti. Osim toga, većina vlasnika električnih vozila s kućnim punjačima i dalje koristi javne punjače tjedno.
Udio brzih punionica u Sjedinjenim Državama raste s manje od 30% u 2024. na 40% u 2030. u STEPS-u, što znači da dostupni javni kapacitet punjenja po električnom LDV-u raste na preko 1,5 kW po EV. Godine 2024. Sjedinjene Države dodale su oko 35 000 javnih punjačnica diljem zemlje. Da bi dosegle više od 0,5 milijuna predviđenih u STEPS-u 2030., Sjedinjene Države trebale bi izgraditi prosječno 58 000 javnih punjačnica godišnje. Krajem 2024. bilo je u funkciji manje od 200 postaja financiranih putem programa NEVI (što predstavlja manje od 1% javnih dodataka za naplatu 2024.), ali više od 3 500 imalo je uvjetne dodjele ili ugovore. Međutim, budući da se politika na kojoj se temelji provedba programa NEVI Formula sada preispituje, budućnost saveznog financiranja infrastrukture za punjenje električnih vozila je neizvjesna. Unatoč tome, prethodno se procjenilo da NEVI i druge stanice za punjenje koje se financiraju iz savezne države predstavljaju manje od 15% najavljenih implementacija punjenja koja nisu-kućna.
UIndija, broj javnih punionica povećava se s 75 000 na kraju 2024. na oko 375 000 do kraja 2030. u STEPS-u kako bi se podržale zalihe manje od 3 milijuna električnih LDV-ova. Kao rezultat toga, 2030. godine u STEPS-u postoji oko 7 električnih LDV-ova po javnoj punjačnici, što je porast u odnosu na manje od 4 u 2024. Da bi se dosegla ova predviđena zaliha javnih punionica, oko 50 000 stanica za punjenje trebat će dodati u prosjeku svake godine do 2030., oko 30% više od broja dodataka primijećenih 2024. Indijski premijer Shema E-DRIVE uključuje 20 milijardi INR (indijske rupije) (240 milijuna USD) za javne stanice za punjenje električnih vozila, s planovima za podršku ciljanim 22 100 punjačima električnih vozila za električna vozila s četiri{18}}kotača do ožujka 2026.
U drugim zemljama oko 630 000 javnih punjačnica dodano je između kraja 2024. i 2030. u KORACI, ili u prosjeku 105 000 novih javnih punionica godišnje. Vlade diljem svijeta postavile su ciljeve za javne punionice kako bi podržale širenje do 2030. i dalje. Japan cilja na zalihe 300 000 javnih punionica do 2030., oko 9 puta više od zaliha na kraju 2024. Vlada Novog Zelanda ima za cilj imati 10 000 punionica do 2030., što je sedam-struko povećanje u odnosu na kraj 2024. U cijeloj jugoistočnoj Aziji, Indonezija cilja doseći 30 000 stanica za punjenje do 2030. i Tajland 12 000.