טעינת שש מכוניות בבת אחת זה בסדר. חיוב 60 מיליון עשוי להיות קצת קשה יותר. נדיה קוביק / Shutterstock.com
היום, פחות מ 2 אחוזים מהרכבים שאמריקאים קונים הם חשמליים. אך בתוך שלושת העשורים הבאים, חלק מהמומחים בתעשיית הרכב צופים כי כלי רכב חשמליים יוכלו להרכיב את רובם ארצות הברית ו מכירות רכב עולמיות.
על פי כל הנושאים, נהגים אמריקאים מתעדכנים 3 טריליון מיילים בשנה, צורכת יותר מ- 170 מיליארד גלונים בתהליך הבנזין והדיזל. המרת כל אותם קילומטרים דרכים לחשמל תציב דרישות חדשות למערכת האומה לייצור והספקה של חשמל.
כחלק מז'ור לימוד תשתיות אנרגיה, אנחנו מחפשים להבין איך עלייה ברכבים חשמליים (EV) עשוי להשתנות כמה אנרגיה is מסופק ונצרך. עד כה גילינו שההשפעה של כלי רכב חשמליים תלויה במקום מגוריכם ומתי הם טעונים.
להעריך כמה חשמל EV ידרוש
בטכניקה דומה המוצגת ב- העיתון האחרון שלנו על רכבי מימן, פיתחנו הערכה מצבית למדינה של כמות החשמל הדרושה לצורך טעינת צי חשמלי של מכוניות אישיות, משאיות ורכבי שטח.
התחלנו באמידת כמות הבנזין שכל מחוז צורכת כיום. לאחר מכן הסבנו מיילים ברכב שנסענו לדרישות חשמל בהתבסס על היעילות של מכשירי ה- EV של היום.
יש להודות, לשיטות אלה יש מגבלות. מספר המיילים שנסע יכול להשתנות משמעותית אם כלי רכב אוטונומיים הופכים להיות דבר שבשגרה ויותר אנשים מסתמכים על Uber, Lyft ואחרים שירותי שיתוף רכב, לדוגמה. עם זאת, אנו מאמינים כי גישתנו מספקת נקודת פתיחה טובה להערכת דרישת החשמל העתידית אם EVV יהפוך לנורמה.
השפעות אזוריות
הרשת החשמלית של ארה"ב התפתחה ללא הפסקה כדי להתאים לדרישות חדשות ברחבי הארץ המאה הקודמת. אבל אם כלי הרכב של המדינה היו הופכים לחשמל במהירות, הרשת תצטרך להשתנות מהר יותר. בהתאם להרגלי הנהיגה המקומיים ולתשתית הרשת שכבר קיימת, הניתוח שלנו מראה כי לרשת EV יש השפעות שונות באזורים שונים.
מאז טקסס וקליפורניה צורכים יותר חשמל מכל מדינות אחרות, הם מספקים תמונת מצב טובה כיצד נראה עתיד מלא ברכב חשמלי. בשני המקרים, עלייה ברמת EVV תביא לצריכה גבוהה יותר של הצריכה, עם פוטנציאל להתאמץ על התשתיות המקומיות.
אם כמעט כל מכוניות הנוסעים בטקסס היו מחשמלות היום, המדינה הייתה זקוקה לכ 110 שעות טרה-ואט יותר של חשמל לשנה - צריכת החשמל השנתית הממוצעת של 11 מיליון בתים. הביקוש לחשמל הנוסף יביא לעלייה של 30 אחוזים לעומת הצריכה הנוכחית בטקסס.
לשם השוואה, בגלל אקלים ממוזג יותר, קליפורניה עשויה לדרוש כמעט 50 אחוז יותר חשמל ממה שהיא צורכת כיום אם רכבי הנוסעים במדינה היו מחושמלים לחלוטין. המשמעות היא שקליפורניה תצטרך לייצר עוד 120 טרה-ואט חשמל לשנה.
סיפור של שתי רשתות
מבט על הרשתות של שתי המדינות ממחיש כיצד ההסתמכות על EVV לניידות יכולה להשתנות ממקום למקום.
בשעות אחר הצהריים החמות של הקיץ, בטקסס משתמשים בערך מחצית מהחשמל הוא מייצר מיזוג אוויר לחשמל כדי לשמור על קירור של הבניינים. הווריאציות העונתיות הגדולות בביקוש לחשמל כתוצאה ממיזוג אוויר פירושה שלמדינה תחנות כוח שיושבות סרק במשך שעות רבות של השנה. קיבולת הפנוי בשעות מחוץ לשיא עשויה להקל על טקסס לעמוד בדרישות החשמל העתידיות של מכשירי חשמל.
האקלים הממוזג יותר בקליפורניה פירושו שהמדינה צריכה פחות חשמל בימי הקיץ ופחות שונות בביקוש ברשת הכללית. כתוצאה מכך, בקליפורניה יש פחות יכולות ייצור מטקסס כדי לעמוד בדרישות טעינה עתידיות מכלי רכב חשמליים.
ב- 2018, מועצת האמינות החשמלית של טקסס, הארגון שמנהל את מרבית הרשת החשמלית של טקסס, פגעה בביקוש שיא חדש של בערך 73 ג'יגה וואט ביולי 19. בהתבוננות בשעות שאינן שיא בחודש יולי 19, 2018, מצאנו שרשת ERCOT הייתה בעלת יכולת פנויה לספק יותר משעות 350 ג'יגה-וואט של חשמל נוסף אם תחנות כוח סרק ימשיכו לפעול לאורך כל היום, לא רק במהלך שיא הביקוש.
בהתבסס על הערכותינו, דרישות הטעינה עבור צי מכוניות אישיות מחושמל לחלוטין בטקסס יהיו בערך 290 גיגה-ואט שעות ביום, פחות מהעודף הקיים של יכולת הייצור. במילים אחרות, רשת טקסס יכולה תיאורטית להטעין צי רכב חשמלי לחלוטין כיום אם היו טעונים רכבים בשעות שאינן שיא.
אולם, כאשר ביצענו את אותה ניתוח עבור קליפורניה, מצאנו שאם מכשירי EVV יהפכו לנורמה, היא עלולה לדחוף את הביקוש הכולל לחשמל מעבר ליכולת הקיימת ברשת של גולדן סטייט.
תזמון הוא הכל
אולי אפילו יותר חשוב מכמות החשמל של מכשירי חשמל חשמליים חשמליים היו צורכים היא השאלה מתי הוא ייצרך.
ביססנו את האומדנים לעיל על דפוסי טעינה אופטימליים מחוץ לשיא. אם במקום זאת היו טעונים רוב מכשירי ה- EV בשעות אחר הצהריים, רשת החשמל הייתה זקוקה לכושר ייצור רב יותר כדי למנוע הפסקות חשמל.
כדי לענות על דרישה זו, קליפורניה וטקסס יצטרכו להקים תחנות כוח חדשות או לקנות יותר חשמל ממדינות שכנות מכפי שכבר עושים. המדינות עשויות גם להזדקק לתשתיות הולכה והפצה נוספות בכדי להכיל רכב חדש תשתית טעינה.
בסך הכל, המעבר ל- EVs מרכבי מנוע בעירה פנימית יכול לעלות עשרות מיליארדי דולרים בטקסס ועוד יותר בקליפורניה להתקנת תשתיות חשמל חדשות אם היו טעונים רכבים רבים בשעות העומס.
תמריצים עשויים להפחית את עלויות הצטיידות ברשת להרבה רכבים חשמליים. לדוגמה, כלי עזר יכולים לגבות תעריפים שונים עבור חשמל בשעות שונות של יום ובימים שונים של השבוע. ידוע כ זמן השימוש בתמחור, נוהג זה יכול לעודד טעינה של כלי רכב כאשר החשמל שופע יותר בשעות מחוץ לשיא ולכן זול יותר לאספקה.
קליפורניה ואזורים אחרים, כולל אוסטין, טקסס, כבר החלו להשתמש באסטרטגיות שונות ליישום שיעורי זמן השימוש. אזורים אחרים עשויים לרצות לצפות מקרוב, ולאמץ את הלקחים שנלמדו באותם מקומות ככל שמספר הרכבים החשמליים בכביש עולה.
הדרך קדימה
בעוד ש- EVs עשויים להגדיל את כמות החשמל שארצות הברית צורכת, ההשקעה הנדרשת כדי להכיל אותם עשויה להיות קטנה מכפי שהיא נראית. באזורים רבים כבר יש יכולת ייצור מספקת אם טעינה של כלי רכב בשעות שאינן שיא. אחסון האנרגיה על גבי EVV יכול לספק את הגמישות הדרושה כדי לשנות את זמני הטעינה ולסייע למפעילי רשת לנהל טוב יותר את היצע וביקוש החשמל.
יתרה מזאת, על סמך החישובים שלנו, הכסף שאמריקאים יחסכו בעלויות דלק בלבד עלול לקזז את ההשקעות הללו.
לדוגמה, אילו רוב הרכבים בקליפורניה היו חשמליים על ידי 2017, אנו מעריכים כי הנהגים שלה היו חוסכים בסכום של כ 25 מיליארד דולר באותה עלויות דלק - בהתבסס על מחירים ממוצעים לחשמל ו בנזין.
בנוסף לחיסכון בדלק, חלק מהאנליסטים בשוק מצפים שיהיו מכוניות חשמליות זול יותר מכלי רכב רגילים מאת 2026, תועלת כלכלית נוספת.
למרות שמאתגר לחזות את המחירים העתידיים על דלק, חשמל וכלי רכב, אנו מאמינים כי סביר להניח שהשימוש הנרחב במכשירי חשמל לרכב יפחית את עלויות ההובלה הכוללות בקליפורניה ומחוצה לה. חסכון זה גדול עוד יותר אם היתרונות הסביבתיים, במיוחד פליטת פחמן נמוכה יותר, נלקחים בחשבון.
איחוד המדענים המודאגים חקר את עקבות הפחמן של מכשירי חשמל לרכב לעומת מכוניות המונעות על בנזין.
על המחבר
פ. טוד דוידסון, חבר מחקר, מכון אנרגיה, אוניברסיטת טקסס באוסטין; דייב טאטל, עמית מחקר, מכון האנרגיה ,, אוניברסיטת טקסס באוסטין; ג'ושוע רודוס, עמית מחקר באנרגיה, אוניברסיטת טקסס באוסטין, וקזונורי נגסאווה, חוקר פוסט-דוקטורט, המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
ספרים קשורים
הוספה: התוכנית המקיפה ביותר שהציעה אי פעם להפוך את ההתחממות הגלובלית
מאת פול הוקן וטום שטייר
מול פחד ואדישות נרחבים, קואליציה בינלאומית של חוקרים, אנשי מקצוע ומדענים התאגדה כדי להציע מערך של פתרונות מציאותיים ונועזים לשינויי אקלים. מאה טכניקות ושיטות מתוארות כאן-כמה ידוע; כמה שמעולם לא שמעת עליהם. הם נעים מאנרגיה נקייה לחינוך בנות במדינות בעלות הכנסה נמוכה וכלה בפרקטיקות בשימוש בקרקע ששולפות פחמן מהאוויר. הפתרונות קיימים, הם קיימא מבחינה כלכלית, וקהילות ברחבי העולם מיישמות אותם כיום במיומנות ובנחישות. זמין באמזון
עיצוב פתרונות אקלים: מדריך מדיניות אנרגיה מעוטת פחמן
מאת האל הארווי, רובי אורוויס, ג'פרי רסמן
עם ההשפעות של שינויי האקלים כבר עלינו, הצורך לקצץ בפליטת גזי חממה עולמיים הוא לא פחות דחוף. זה אתגר מרתיע, אך הטכנולוגיות והאסטרטגיות לעמידה בו קיימות כיום. קבוצה קטנה של מדיניות אנרגיה, שתוכננה ומיושמת היטב, יכולה להכניס אותנו לנתיב לעתיד נמוך בפחמן. מערכות אנרגיה הן גדולות ומורכבות, ולכן מדיניות האנרגיה חייבת להיות ממוקדת וחסכונית. גישות המתאימות לכל אחד פשוט לא יעשו את העבודה. קובעי המדיניות זקוקים למשאב ברור ומקיף המתאר את מדיניות האנרגיה שתשפיע בצורה הגדולה ביותר על עתידנו באקלים, ומתאר כיצד לתכנן היטב מדיניות זו. זמין באמזון
זה משנה את הכל: קפיטליזם מול האקלים
מאת נעמי קליין
In זה משנה הכל נעמי קליין טוענת כי שינויי אקלים אינם סתם נושא נוסף שמוגש בצורה מסודרת בין מיסים לטיפול בבריאות. זו אזעקה שקוראת לנו לתקן מערכת כלכלית שכבר כושלת אותנו במובנים רבים. קליין בונה בקפדנות את המקרה לכך שהפחתה מאסיבית של פליטת החממה שלנו היא הסיכוי הטוב ביותר שלנו בו זמנית לצמצם את אי השוויון הפעור, לדמיין מחדש את הדמוקרטיות השבורות שלנו ולבנות מחדש את הכלכלות המקומיות המרוויחות שלנו. היא חושפת את הייאוש האידיאולוגי של מכחישי שינויי האקלים, את האשליות המשיחיות של אנשי ההנדסה הגיאולוגית, ואת התבוסתנות הטראגית של יותר מדי יוזמות ירוקות-מיינסטרימיות. והיא מדגימה בדיוק מדוע השוק לא - ולא יכול - לתקן את משבר האקלים, אלא במקום זאת יחמיר את המצב, עם שיטות מיצוי קיצוניות ופוגעות יותר ויותר מבחינה אקולוגית, המלוות בקפיטליזם אסון. זמין באמזון
מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.
