Gaano Karaming Elektrisidad ang Dadalhin sa Power Electric Cars ng Hinaharap?

Ngayon, mas mababa sa dalawang porsiyento ng mga pagbili ng mga Amerikanong sasakyan ay electric. Ngunit sa loob ng susunod na tatlong dekada, ang ilang eksperto sa industriya ng sasakyan ay inaasahan ang mga de-kuryenteng sasakyan ay maaaring bumubuo sa karamihan ng mga benta ng US at pandaigdigang kotse.

Ang lahat ay nagsabi, ang mga driver ng Amerikano ay nag-log tungkol sa 3 trilyon milya kada taon, na nag-aaksaya ng higit sa 170 bilyong galon ng gasolina at diesel sa proseso. Ang pag-convert ng lahat ng mga kilometro ng kalsada sa koryente ay maglalagay ng mga bagong pangangailangan sa sistema ng bansa para sa paggawa at paghahatid ng kuryente.

Bilang bahagi ng isang pangunahing pag-aaral sa pag-aaral ng enerhiya, sinisikap nating maunawaan kung paano maaaring magbago ang pagtaas sa mga de-koryenteng sasakyan (EV) kung paano natustusan at natupok ang enerhiya. Sa ngayon, naiisip namin na ang epekto ng mga de-koryenteng sasakyan ay nakasalalay sa kung saan ka nakatira at kapag sila ay sinisingil.

Pagtatantya Kung Gaano Karami ang Kuryente ng EVs

Gamit ang isang katulad na pamamaraan na itinatampok sa aming kamakailang papel sa mga sasakyan ng haydrodyen, bumuo kami ng pagtatasa ng estado sa pamamagitan ng estado ng halaga ng koryente na kakailanganin upang singilin ang isang nakoryente na sasakyan ng mga personal na kotse, trak, at SUV.

Sinimulan namin sa pamamagitan ng pagtantya sa halaga ng gasolina bawat county consumes ngayon. Kami pagkatapos ay nag-convert ng mga milya ng sasakyan ay naglakbay sa mga kinakailangan sa kuryente batay sa kahusayan ng EVs ngayon.

Tinatanggap, ang mga pamamaraan na ito ay may mga limitasyon. Ang bilang ng mga kilometro na manlalakbay ay maaaring magbago ng makabuluhang kung ang mga autonomous na sasakyan ay naging pangkaraniwan at mas maraming tao ang umaasa sa Uber, Lyft, at iba pang mga serbisyo sa pagbabahagi ng sasakyan, halimbawa. Gayunpaman, naniniwala kami na ang aming diskarte ay nagbibigay ng isang mahusay na panimulang punto para sa pagtantya sa hinaharap na kuryente demand kung EVs maging ang pamantayan.

Mga Impormasyong Pang-rehiyon

Patuloy na lumaki ang electric grid ng Estados Unidos upang matugunan ang mga bagong pangangailangan sa nakaraang siglo. Ngunit kung ang mga sasakyan sa bansa ay mabilis na maging electric, ang grid ay kailangang magbago ng mas mabilis. Depende sa mga lokal na gawi sa pagmamaneho at ang imprastraktura ng grid na nakalagay na, ipinapakita ng aming pag-aaral na ang EVs ay magkakaroon ng magkakaibang epekto sa iba't ibang mga rehiyon.

Dahil ang Texas at California ay kumonsumo ng mas maraming kuryente kaysa sa anumang iba pang mga estado, nagbibigay sila ng isang mahusay na snapshot kung ano ang magiging hitsura ng hinaharap na puno ng mga electric sasakyan. Sa parehong mga kaso, ang isang pagtaas sa EV ay magmaneho ng pagkonsumo ng mas mataas, na may potensyal na pilasin ang lokal na imprastraktura.

Kung halos lahat ng mga pasahero kotse sa Texas ay nakoryente ngayon, ang estado ay nangangailangan ng humigit-kumulang 110 higit na terawatt-oras ng kuryente bawat taon - ang average na taunang pagkonsumo ng kuryente ng 11 milyong mga tahanan. Ang dagdag na demand sa kuryente ay magreresulta sa 30 porsiyento na pagtaas sa kasalukuyang konsumo sa Texas.

Sa pamamagitan ng paghahambing, dahil sa isang mas mapagtimpi klima, California ay maaaring mangailangan ng halos 50 porsiyento ng higit na koryente kaysa sa kasalukuyang gumagamit ng kung ang mga pasahero sasakyan sa estado ay ganap na nakoryente. Iyon ay nangangahulugang ang California ay kailangang gumawa ng karagdagang 120 terawatt-oras ng kuryente kada taon.

Isang Tale ng Dalawang Grids

Ang pagtingin sa mga grids ng dalawang estado ay nagpapakita kung paano maaaring mag-iba ang pag-asa sa mga EV para sa lugar.

Sa mainit na hapon ng tag-init, ginagamit ng Texas ang tungkol sa kalahati ng koryente na bumubuo nito sa air conditioning ng kuryente upang mapanatiling malamig ang mga gusali. Ang malaking pana-panahong mga pagkakaiba-iba sa demand ng kuryente dahil sa air conditioning ay nangangahulugang ang estado ay may mga power plant na umupo sa idle sa maraming oras ng taon. Ang ekstrang kapasidad sa panahon ng mga oras na hindi napupunta ay maaaring gawing mas madali para sa Texas upang matugunan ang hinaharap na pangangailangan sa kuryente ng EV.

Ang mas malimit na klima ng California ay nangangahulugang ang estado ay nangangailangan ng mas kaunting kuryente sa mga araw ng tag-araw, at mas kaunting pagkakaiba-iba sa pangkalahatang grid. Bilang resulta, ang California ay may mas mababang henerasyon na kapasidad na magagamit kaysa sa Texas upang matugunan ang hinaharap na pagsingil ng mga hinihingi mula sa mga electric sasakyan.

Sa 2018, ang Electric Reliability Council of Texas, ang organisasyon na namamahala sa karamihan sa electric grid ng Texas, ay tumama sa isang bagong demand na rurok na humigit-kumulang 73 gigawatts noong Hulyo 19. Sa pagtingin sa mga oras na wala sa oras para sa Hulyo 19, 2018, nakita namin ang ERCOT Ang grid ay may ekstrang kapasidad na magbigay ng higit sa 350 gigawatt-oras ng karagdagang kuryente kung ang idled power plants ay patuloy na nagpapatakbo sa buong araw, hindi lamang sa panahon ng peak demand.

Batay sa aming mga pagtatantya, ang mga kinakailangang pagsingil para sa isang ganap na nakoryente na sasakyan ng mga personal na kotse sa Texas ay magiging tungkol sa 290 gigawatt-oras bawat araw, mas mababa kaysa sa magagamit na sobrang kapasidad ng henerasyon. Sa ibang salita, ang Texas grid ay maaaring theoretically singil ng isang ganap na nakoryente sasakyan matulin ngayon kung ang mga sasakyan ay sisingilin sa panahon ng off-tugatog oras.

Gayunman, nang gawin namin ang parehong pagtatasa para sa California, nalaman namin na kung ang EV ay maging pamantayan, maaari itong itulak ang kabuuang demand para sa kuryente lampas sa kasalukuyang kapasidad ng grid ng Golden State.

Ang Oras ay Lahat

Marahil kahit na mas mahalaga kaysa sa kung magkano ang kapangyarihan EVs ay ubusin ay ang tanong ng kung kailan ito ay natupok.

Base namin ang mga pagtatantya sa itaas sa mga kapansin-pansing, off-peak na mga pattern ng pag-charge. Kung sa halip, ang karamihan sa mga EV ay sisingilin sa hapon, ang kuryente ng kuryente ay nangangailangan ng higit na kapasidad ng henerasyon upang maiwasan ang mga pagkawala.

Upang matugunan ang demand na iyon, kailangan ng California at Texas na bumuo ng mga bagong power plant o bumili ng higit na kuryente mula sa mga kalapit na estado kaysa sa kanilang ginagawa. Maaaring kailanganin din ng mga estado ang karagdagang imprastraktura ng paghahatid at pamamahagi upang mapaunlakan ang bagong automotive charging infrastructure.

Sinabi ng lahat, ang paglipat sa mga EV mula sa panloob na mga sasakyang makina ng pagkasunog ay potensyal na nagkakahalaga ng sampu sa bilyun-bilyong dolyar sa Texas at higit pa sa California upang mag-install ng bagong imprastraktura ng kuryente kung maraming sasakyan ang sisingilin sa mga oras ng peak.

Maaaring mabawasan ang mga insentibo kung ano ang kakailanganin upang ma-equip ang grid para sa maraming mga electric sasakyan. Halimbawa, maaaring mag-charge ang mga utility ng iba't ibang mga rate para sa kuryente sa iba't ibang oras ng araw at sa iba't ibang araw ng linggo. Kilala bilang oras ng paggamit ng pagpepresyo, ang pagsasanay na ito ay maaaring hikayatin ang sasakyan na singilin kapag ang koryente ay mas sagana sa mga oras na wala sa oras at samakatuwid ay mas mura upang matustusan.

Ang California at iba pang mga lugar, kabilang ang Austin, Texas, ay nagsimula na gumamit ng iba't ibang mga estratehiya para sa pagpapatupad ng mga rate ng oras ng paggamit. Maaaring naisin ng iba pang mga rehiyon na panoorin nang mabuti at gamitin ang mga aral na natutunan sa mga lugar na iyon habang ang bilang ng mga de-kuryenteng sasakyan sa daan ay umaangat.

Ang Landas sa Unahan

Habang ang EVs ay maaaring dagdagan ang halaga ng kuryente na ginagamit ng U.S., ang investment na kinakailangan upang mapaunlakan ang mga ito ay maaaring mas maliit kaysa sa lumilitaw. Maraming mga rehiyon na mayroon nang sapat na henerasyon kung ang mga sasakyan ay sisingilin sa mga oras na wala sa oras. Ang imbakan ng enerhiya sa EV board ay maaaring magbigay ng kakayahang umangkop na kailangan upang maglipat ng mga oras ng pagsingil at tulungan ang mga operator ng grid na mas mahusay na pamahalaan ang supply at demand ng kuryente.

Ano pa, batay sa aming mga kalkulasyon, ang pera na Amerikano ay mag-iimpake sa mga gastos sa gasolina na mag-isa ay maaaring mabawi ang mga pamumuhunan na ito.

Halimbawa, ang karamihan sa mga sasakyan ng California ay electric noong 2017, tinatantya namin na ang mga drayber nito ay sana ma-save sa paligid ng $ 25 bilyon na taon sa mga gastos sa gasolina - batay sa average na mga presyo para sa kuryente at gasolina.

Bilang karagdagan sa mga pagtitipid sa gasolina, ang ilang mga analyst sa merkado ay umaasa na ang mga de-kuryenteng sasakyan ay mas mura kaysa sa maginoo na sasakyan sa pamamagitan ng 2026, isa pang potensyal na benepisyong pangkabuhayan.

Habang mahirap na mahulaan ang mga presyo sa hinaharap para sa gasolina, kuryente, at sasakyan, naniniwala kami na malamang na ang malawakang paggamit ng EV ay magbabawas sa pangkalahatang gastos ng transportasyon sa California at sa ibang lugar. Ang mga pagtitipid na ito ay mas malaki pa kung ang mga benepisyo sa kapaligiran, lalo na ang mas mababang carbon emissions, ay isinasaalang-alang.

Ang artikulong ito ay orihinal na inilathala sa The Conversation ni F. Todd Davidson, Dave Tuttle, Joshua D. Rhodes, at Kazunori Nagasawa. Basahin ang orihinal na artikulo dito.