Зарядити одразу шість автомобілів - це добре. Заряджання 60 мільйона може бути дещо жорсткішим. Надія Кубик / Shutterstock.com
сьогодні, менше 2 відсотків Американці купують транспортні засоби електричні. Але протягом наступних трьох десятиліть деякі експерти з автомобільної промисловості очікують, що електричні транспортні засоби можуть становити більшість нас і глобальний продаж автомобілів.
Все сказане, американські водії входять у систему 3 трильйон миль на рік, споживаючи більше 170 мільярдів галонів бензину та дизеля в процесі. Перетворення всіх цих кілометрів на електроенергію поставить нові вимоги до національної системи виробництва та постачання електроенергії.
Як частина великої дослідження енергетичної інфраструктури, ми шукаємо щоб зрозуміти, як збільшення електромобілів (EV) може змінитися як енергія is поставляється та споживається. Поки ми з'ясували, що вплив електромобілів буде залежати від місця проживання та коли вони стягуються.
Оцінка кількості споживання електроенергії
Використовуючи аналогічну техніку, представлену в наш недавній документ на водневих транспортних засобах ми розробили державну оцінку кількості електроенергії, яка знадобиться для зарядки електрифікованого парку особистих автомобілів, вантажних автомобілів та позашляховиків.
Ми почали з оцінки кількості бензину, який сьогодні споживає кожен графство. Тоді ми перетворили проїзні милі автомобілів у потреби в електроенергії, засновані на ефективності сьогоднішніх електромобілів.
Справді, ці методи мають обмеження. Кількість пройдених миль може суттєво змінитися, якби автономні транспортні засоби стати звичним явищем, і все більше людей покладаються на Uber, Lyft та інших послуги обміну транспортними засобами, наприклад. Однак, ми вважаємо, що наш підхід є гарною відправною точкою для оцінки майбутніх потреб в електроенергії, якщо електроенергія стане нормою.
Регіональні наслідки
Американська електрична мережа постійно розвивалася, щоб задовольнити нові потреби в усьому світі минулого століття. Але якби транспортні засоби країни швидко стали електричними, мережу потрібно було б змінити швидше. Залежно від місцевих звичок водіння та існуючої інфраструктури мережі, наш аналіз показує, що електромобілі матимуть різний вплив у різних регіонах.
З часу Техасу та Каліфорнії споживають більше електроенергії, ніж будь-які інші держави, вони дають хороший знімок того, як може виглядати майбутнє, наповнене електромобілі. В обох випадках збільшення споживання електроенергії призведе до зростання споживання, що потенційно може напружити місцеву інфраструктуру.
Якби сьогодні практично всі пасажирські машини в Техасі були електрифіковані, державі потрібно було б приблизно 110 більше терават-годин електроенергії на рік - середньорічне споживання електроенергії 11 мільйонів будинків. Додатковий попит на електроенергію призведе до збільшення відсотка 30 порівняно з поточним споживанням в Техасі.
Для порівняння, через більш помірний клімат Каліфорнії може знадобитися майже 50 відсотків більше електроенергії ніж він споживає в даний час, якщо пасажирські транспортні засоби в штаті були повністю електрифіковані. Це означає, що Каліфорнії потрібно буде виробляти додаткові 120 терават-години електроенергії на рік.
Казка про дві сітки
Погляд на сітки двох держав демонструє, як залежність від ДВ для мобільності може змінюватися залежно від місця.
У спекотні літні полудні Техас використовує о половина електроенергії він генерує енергетичний кондиціонер, щоб зберігати будівлі в прохолоді. Великі сезонні зміни попиту на електроенергію через кондиціонування означають, що у штаті є електростанції, які простоюють протягом багатьох годин року. Запасна ємність у неробочий час може полегшити Техасу задоволення майбутніх потреб в електроенергії.
Більш помірний клімат Каліфорнії означає, що держава потребує меншої кількості електроенергії в літні дні, і менша мінливість попиту в електромережі загалом. Як результат, Каліфорнія має меншу потужність генерації, ніж Техас, щоб задовольнити майбутні потреби в зарядці електромобілів.
У 2018, Техаська рада надійності електричної галузі Техасу, організація, яка управляє більшою частиною електричної мережі Техасу, досягла нового пікового попиту приблизно 73 гігаватт липня 19. Дивлячись на години піку для липня 19, 2018, ми виявили, що електромережа ERCOT мала запасну потужність, щоб забезпечити більше, ніж 350 гігаватт-годин додаткової електроенергії, якщо електростанції, що не працюють, продовжували працювати протягом дня, а не лише під час пікових потреб.
Виходячи з наших оцінок, вимоги до зарядки для повністю електрифікованого парку особистих автомобілів в Техасі становитимуть приблизно 290 гігават-годин на день, менше, ніж наявний надлишок виробничих потужностей. Іншими словами, Техаська сітка теоретично могла б сьогодні зарядити повністю електрифікований парк транспортних засобів, якби транспортні засоби стягувались у неробочий час.
Однак, коли ми зробили той же аналіз для Каліфорнії, ми виявили, що якщо електростанції стануть нормою, це може висунути загальний попит на електроенергію за межі існуючої потужності енергосистеми Голден-Стейт.
Timing is everything
Можливо, навіть важливіше, ніж скільки споживають електроенергії, - це питання, коли воно буде спожито.
Наведені вище оцінки базувались на оптимальних моделях зарядки поза піком. Якщо б замість цього більшість електроенергій заряджати в другій половині дня, електромережі знадобиться більша потужність генерації, щоб уникнути відключень.
Щоб задовольнити цей попит, Каліфорнії та Техасу потрібно було б побудувати нові електростанції або купуйте більше електроенергії з сусідніх держав, ніж вони вже роблять. Штатам також може знадобитися додаткова інфраструктура передачі та розподілу для розміщення нових автомобілів інфраструктура зарядки.
Все сказане, перехід на електростанції з двигунів внутрішнього згоряння може потенційно коштувати десятки мільярдів доларів в Техасі і навіть більше в Каліфорнії, щоб встановити нову електроенергетичну інфраструктуру, якщо багато транспортних засобів потрібно було б заряджати в години пік.
Стимули можуть зменшити, що буде коштувати обладнати електромережу для багатьох електромобілів. Наприклад, комунальні підприємства можуть стягувати різні тарифи на електроенергію в різний час доби та в різні дні тижня. Відомий як час використання Ціноутворення, ця практика може заохочувати зарядку автомобіля, коли електроенергія є більш рясною в години пік і, отже, дешевше постачати.
Каліфорнія та інших областях, у тому числі Остін, штат Техас, вже почали використовувати різні стратегії реалізації ставки часу використання. Інші регіони, можливо, захочуть уважно спостерігати та приймати уроки, засвоєні в тих місцях, коли кількість електромобілів на дорозі зростає.
Дорога попереду
Хоча електромережі можуть збільшити кількість електроенергії, яку споживають США, інвестиції, необхідні для їх розміщення, можуть бути меншими, ніж здається. Багато регіонів вже мають достатню потужність, якщо транспортні засоби стягуються у неробочий час. Зберігання енергії на бортових електромережах може забезпечити гнучкість, необхідну для зміни часу зарядки та допомогти операторам енергоресурсів краще керувати пропозицією та потребою електроенергії.
Більше того, виходячи з наших підрахунків, гроші, які американці заощадили б лише на витратах на пальне, можуть компенсувати ці інвестиції.
Наприклад, якби більшість транспортних засобів Каліфорнії були електричними за допомогою 2017, ми вважаємо, що її водії заощадили б близько $ 25 млрд у цьому році на витратах на пальне - виходячи з середні ціни на електроенергію і бензин.
Окрім економії палива, деякі аналітики ринку очікують, що електричні машини будуть дешевше звичайних транспортних засобів 2026 - ще одна потенційна економічна вигода.
Хоча складно передбачити майбутні ціни на бензин, електроенергію та транспортні засоби, ми вважаємо, що ймовірно, що широке використання електромобілів зменшить загальні витрати на перевезення в Каліфорнії та інших місцях. Ці заощадження ще більше, якщо екологічні переваги, особливо зниження викидів вуглецю, враховуються.
Спілка стурбованих вчених дослідила викиди вуглецю в атмосферу від автомобілів на бензині.
про автора
Ф. Тодд Девідсон, науковий співробітник Інституту енергетики, Техаський університет в Остіні; Дейв Таттл, науковий співробітник Інституту енергетики, Техаський університет в Остіні; Джошуа Д. Родос, науковий співробітник енергетики, Техаський університет в Остініта Казунорі Нагасава, докторський дослідник, Національна лабораторія відновлюваної енергії
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Суміжні книги
Недолік: Найбільш всеосяжний план, який пропонувався змінити глобальне потепління
Пол Хоукен і Том Стейер
В умовах поширеного страху та апатії міжнародна коаліція дослідників, професіоналів та вчених зібралася, щоб запропонувати набір реалістичних та сміливих рішень щодо зміни клімату. Тут описано сто прийомів і практик - деякі добре відомі; про які ви, можливо, ніколи не чули. Вони варіюються від чистої енергії до навчання дівчат у країнах з низьким рівнем доходу до використання методів землекористування, які витягують вуглець з повітря. Рішення існують, є економічно вигідними, і громади в усьому світі в даний час приймають їх з вмінням і рішучістю. Доступний на Amazon
Проектування кліматичних рішень: Посібник з політики щодо енергії з низьким вмістом вуглецю
Гал Харві, Роббі Орвіс, Джефрі Ріссман
З урахуванням наслідків зміни клімату, необхідність зменшення глобальних викидів парникових газів є не менш терміновою. Це страшний виклик, але сьогодні існують технології та стратегії для його вирішення. Невеликий набір енергетичної політики, розроблений та реалізований добре, може поставити нас на шлях до майбутнього з низьким рівнем вуглецю. Енергетичні системи є великими та складними, тому енергетична політика повинна бути цілеспрямованою та економічно ефективною. Універсальні підходи просто не дозволять зробити роботу. Політики потребують чіткого, всебічного ресурсу, який би окреслював енергетичну політику, яка матиме найбільший вплив на наше кліматичне майбутнє, та описував, як правильно розробляти цю політику. Доступний на Amazon
Це змінює все: капіталізм проти клімату
автор: Наомі Кляйн
In Це змінює все Наомі Кляйн стверджує, що зміни клімату - це не лише одна проблема, яку слід акуратно подати між податками та охороною здоров'я. Це тривога, яка закликає нас виправити економічну систему, яка вже багато в чому нас не дає. Клейн ретельно будує випадок того, наскільки масово скорочення викидів парникових газів - це наш найкращий шанс одночасно зменшити розбіжність нерівності, переосмислити наші розбиті демократії та відновити наші поглиблені місцеві економіки. Вона висловлює ідеологічне відчай заперечувачів зміни клімату, месіанські марення потенційних геоінженерів та трагічний дефектизм занадто багатьох зелених ініціатив. І вона точно демонструє, чому ринок не (і не може) виправити кліматичну кризу, а навпаки, погіршить ситуацію із все більш екстремальними та екологічно згубними методами видобутку, що супроводжуються бурхливим капіталізмом катастроф. Доступний на Amazon
Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, і ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.
