Równoważenie odporności energetycznej i mobilności: strategia wielo‑celowa wdrażania współdzielonych autonomicznych pojazdów elektrycznych podczas przerw w dostawie prądu

Samochody, które utrzymują światła

Wyobraź sobie przyszłą awarię zasilania, gdy te same bezzałogowe samochody elektryczne, które zwykle przewożą ludzi po mieście, cicho podjeżdżają, by zasilić domy, kliniki i schroniska. Artykuł bada, jak floty współdzielonych autonomicznych pojazdów elektrycznych (SAEV) mogłyby pełnić tę podwójną funkcję — utrzymując mobilność mieszkańców, a jednocześnie działając jako mobilne baterie pomagające sąsiedztwom przetrwać przerwy w dostawie prądu.

Dwie role jednej floty

SAEV łączą trzy idee, które szybko przekształcają miasta: car sharing, technologię autonomicznej jazdy i napęd elektryczny. Ponieważ te pojazdy są zarządzane centralnie, a nie prywatnie posiadane, operatorzy mogą przekierowywać je tam, gdzie są najbardziej potrzebne, zamiast polegać na tym, że właściciele indywidualni dobrowolnie się zgłoszą. Ich baterie można ładować w normalnych warunkach, a następnie częściowo rozładowywać w budynkach lub lokalnych węzłach, gdy sieć energetyczna zawiedzie. Dzięki temu każdy pojazd staje się małą, elastyczną elektrownią na kółkach. Wadą jest to, że każda minuta, którą samochód poświęca na dostarczanie energii, to minuta, w której nie przewozi pasażerów — dlatego miasta i operatorzy flot muszą zdecydować, jak wyważyć te role.

Testowanie pomysłu w realnym mieście

Aby zbadać ten kompromis, autorzy zbudowali szczegółowy model komputerowy sieci drogowej Montrealu, popytu podróżnego i prawdopodobnych lokalizacji awarii. Założyli flotę średniej wielkości liczącą 100 SAEV, z baterią porównywalną do nowoczesnego samochodu elektrycznego o długim zasięgu. Model śledzi, dokąd ludzie chcą podróżować, jak daleko muszą jeździć pojazdy, jak szybko mogą się ładować i ile zapasowego zasilania mogą potrzebować niektóre obszary centrum miasta podczas dnia z kilkoma typowymi „impulsami” awarii. Kluczowy element to ramy decyzyjne, które traktują przejazdy pasażerskie i dostawy energii jako dwa często konfliktujące cele, a następnie poszukują planów operacyjnych zapewniających najlepsze możliwe kompromisy między nimi.

Znajdowanie złotego środka

Uruchamiając wiele symulacji, badacze wykreślili krzywą możliwych wyników. Na jednym końcu flota skupia się wyłącznie na mobilności, obsługując około 5700 odbiorów pasażerów dziennie, ale nie dostarczając energii do sieci. Na przeciwnym krańcu te same pojazdy priorytetyzują wsparcie energetyczne, dostarczając około 7200 kilowatogodzin — wystarczająco na dzienne zużycie około 180 domów — przy jednoczesnym przewiezieniu zaledwie około 1600 pasażerów. Plan „zrównoważony” leży między tymi biegunami: obsługuje około 3500 przejazdów, a jednocześnie dostarcza blisko 4000 kilowatogodzin do obszarów dotkniętych awarią. Innymi słowy, ta sama flota może zaspokoić około 2% dziennego zapotrzebowania na podróże lub około 28% potrzeb energetycznych w dotkniętych strefach, ale nie oba jednocześnie. Wybór miejsca na tej krzywej jest ostatecznie decyzją polityczną i biznesową.

Co ma większe znaczenie: więcej samochodów czy lepsze ładowarki?

Zespół przetestował także wrażliwość systemu na różne wybory projektowe. Zaskakująco, samo dodanie większej liczby pojazdów niewiele zwiększało liczbę przejazdów, gdy ładowarki były wolne, ponieważ zbyt wiele samochodów stało w kolejce do tankowania. W przeciwieństwie do tego, modernizacja mocy ładowania miała duże znaczenie: szybsze ładowarki pozwalały samochodom szybciej wracać do służby, co umożliwiało znacznie więcej przejazdów pasażerskich i bardziej elastyczne dostawy energii. Podobnie podniesienie stawki za energię awaryjną znacząco zwiększało przychody operatora bez poważnego uszczerbku dla mobilności, podczas gdy obniżenie tej taryfy zniechęcało pojazdy do wspomagania sieci. Wyniki sugerują, że starannie zaprojektowane płatności i dobrze rozmieszczone, wydajne, dwukierunkowe ładowarki mają większe znaczenie niż dodanie kilku dodatkowych aut czy nieco większe baterie.

Dlaczego to ma znaczenie dla przyszłych miast

Dla osób niebędących specjalistami główne przesłanie jest proste: przyszłe floty bezzałogowych taksówek elektrycznych mogłyby robić znacznie więcej niż zapewniać wygodne przejazdy. Jeśli miasta zainwestują we właściwe osiedlowe węzły ładowania i będą uczciwie płacić za energię awaryjną, te pojazdy mogą stworzyć mobilną sieć bezpieczeństwa, łagodząc szczyty obciążeń podczas blackoutów i przyspieszając odbudowę dzielnic. Jednocześnie badanie ostrzega, że rola energetyczna musi być ograniczona. Nadmierne wykorzystanie SAEV jako generatorów mobilnych spowoduje długie oczekiwania na przejazdy dokładnie wtedy, gdy mieszkańcy najbardziej potrzebują dotrzeć do pracy, szpitali czy rodziny. Wypracowanie inteligentnej równowagi — wspieranej przez przemyślane zasady, taryfy i infrastrukturę — może przekształcić jutro współdzielone samochody w ciche, niezawodne partnerzy zarówno dla czystej mobilności, jak i miejskiej odporności energetycznej.

Cytowanie: Augusto Manzolli, J., Yu, J., D’Apice, A.V. et al. Balancing energy resilience and mobility: a multi-objective strategy for deploying shared autonomous electric vehicles during power outages. npj. Sustain. Mobil. Transp. 3, 13 (2026). https://doi.org/10.1038/s44333-026-00081-9

Słowa kluczowe: współdzielone autonomiczne pojazdy elektryczne, miejska odporność energetyczna, przerwy w dostawie prądu, vehicle-to-grid, zrównoważona mobilność