Электромобили идут массово. Как местные государственные службы, энергетические менеджеры и города могут подготовиться? Это ключевой вопрос, на который отвечает новое исследование, проведенное исследователями PNNL, Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.
«Хотя мы не знаем точно, когда мы достигнем переломного момента, парки быстрозаряжающихся автомобилей изменят то, как города и коммунальные службы управляют своими энергетическими сетями и инфраструктурой». Он утверждает это Майкл Кинтнер-Мейер, инженер по электрическим системам и ведущий автор исследования. «Вопрос не в том, если ли, а в том, когда».
Исследование, опубликованное сегодня, объединяет и учитывает многие факторы, которые никогда ранее не оценивались вместе, например, электрические грузовики для доставки и транспортировки на дальние расстояния, а также умные стратегии зарядки. Проблемы, которые все еще кажутся недосягаемыми для лиц, принимающих решения, но которые для заявленных сроков, существенно близки.
Грядет электрификация транспорта.
Как и любая уважающая себя революция, даже электрическая революция в конечном итоге закатывает головы. По данным EV Hub, на дорогах по всей планете уже есть много миллионов электромобилей, в основном автомобилей и внедорожников. Исследователи, очевидно, сосредоточили свое внимание только на Соединенных Штатах, оценивая мощность электросети в течение следующего десятилетия.
Смогут ли наши сети управлять растущим парком электромобилей всех размеров, включая грузовые автомобили, которые могут быть подключены к зарядным станциям для домов, предприятий и коротких и дальних дорог?
Анализ ВНП показал максимальную нагрузку электромобилей, которую сеть могла выдержать без необходимости строительства новых электростанций и новых линий электропередач.
Электрическая революция, хорошие и плохие новости.
Хорошие новости заключается в том, что до 2028 года вся система энергоснабжения, от генерации до передачи, будет обслуживать до 24 миллионов электромобилей, что составляет около 9% текущего автомобильного движения в Штатах. Если бы мы хотели переехать в Италию (я доверяю документам), цифра соответствовала бы примерно 4,5 миллионам автомобилей. Плохие новости, конечно, вскоре после.
С примерно 30 миллионами электромобилей все становится рискованным. Локально могут возникнуть проблемы. Многие не знают, некоторые знают: Быстро заряжающийся электромобиль может выдерживать ту же нагрузку, что и 50 домов. Если бы в каждом доме на улице был электромобиль, силовой трансформатор не смог бы управлять зарядкой всех одновременно.
Сгладить утиную кривую
Как указано в отчете, текущее сетевое планирование не учитывает должным образом массовый приток электромобилей. Это упущение усугубляет и без того напряженную ситуацию: грозный утиная кривая.
Утиная кривая представляет собой 24-часовой профиль нагрузки на энергосистему и обычно возникает в районах с большим количеством фотоэлектрических установок. Кривая основана на умеренной нагрузке утром, низкой нагрузке днем, когда солнечные батареи подают электроэнергию в сеть, и высокой нагрузке ночью, когда люди возвращаются с работы домой, а солнце садится.
По мере увеличения спроса напряжение падает. А с увеличением количества электромобилей, подключающихся к зарядке в вечернее время, набор высоты становится еще круче и увеличивает затраты на электроэнергию.
Умные стратегии зарядки
Согласно исследованию, отказ от зарядки в утренние и ранние вечерние часы может сгладить пиковый спрос и заполнить утиную кривую. Этот подход имеет два положительных аспекта. В первую очередь, выиграет от относительно «чистой» солнечной энергии в течение дня. Это также уменьшит или устранит резкий вечерний пик, когда солнечная энергия спадает и другие источники компенсируют разницу.
Правдоподобные сценарии подчеркивают необходимость планирования энергосистемы.
Исследовательская группа разработала и смоделировала вероятные сценарии на 2028 год. Сценарии включают сочетание легких (легковых), средних (грузовые автомобили и фургоны) и тяжелых (грузовых) транспортных средств - в этот анализ впервые включены все три класса транспортных средств. Также была разработана модель грузовых автомобильных перевозок с автомобильными зарядными станциями каждые 80 километров для всех трех классов транспортных средств.
Сценарии учитывали эволюцию энергосистемы и ее мощности на государственном и региональном уровне. Команда сосредоточилась на сценариях с наибольшим потенциалом воздействия на сеть.
Узкие места из-за новой зарядки электромобилей явно появились особенно в районах… с большим количеством электромобилей.
Например, в Калифорнии. Лос-Анджелес планирует полностью перейти на электричество со своим городским автопарком к 2030 году. Пик пришелся на рост быстрозарядных автомобилей и коммерческого парка электрических грузовиков. Эти автомобили могут потреблять 400 ампер в цепи в течение 45 минут вместо 15-20 ампер в течение 6-8 часов, как у большинства современных электромобилей.
Быстро заряжающиеся автомобили - одна из самых больших проблем для сегодняшних планировщиков.
Законодателям, планировщикам, провидцам и лицам, принимающим решения, никогда раньше не приходилось думать об электромобилях. Теперь им придется быстро менять распределительные системы и операции. Ключ в том, чтобы понять сейчас, как избежать крупных капиталовложений в будущем. И задача не ограничивается большими городами. Меньшие, с ограниченными ресурсами, нуждаются в помощи для создания своей собственной зарядной инфраструктуры и способности генерировать энергию.
