Сможет ли электросеть справиться с электромобилями? Объяснение распространенного мифа
Машины меняются, и быстро. Если всего несколько лет назад варианты электромобилей были ограничены и часто были низкого качества, сегодня предлагается масса отличных вариантов — и в течение следующих 10 лет они, как ожидается, станут намного лучше и намного дешевле.
Но существует распространенное мнение , что энергосистема на самом деле не может справиться с электрификацией. Но так ли это на самом деле, или это всего лишь заблуждение, распространяемое индустрией ископаемого топлива, которая боится положить конец своим огромным богатствам? Оказывается, сеть действительно сможет справиться с электрификацией транспортных средств — если будут предприняты правильные шаги для обеспечения этой возможности. Как и в случае почти со всем, здесь все немного сложнее.
Сколько энергии нужно электромобилям?
Электромобили предъявляют довольно высокие требования к энергопотреблению. Недавние исследования показывают, что в настоящее время на дорогах США имеется около 1,7 миллиона электромобилей, а по некоторым оценкам, к 2030 году их число вырастет до 26,4 миллиона. Это довольно значительный рост спроса на электроэнергию.
Исследование Министерства транспорта США показывает, что средний американский водитель проезжает на своей машине 13 500 миль в год. Как отмечает EVConnect.com , типичному электромобилю требуется около 3857 киловатт-часов электроэнергии в год. Учитывая, что на дорогах находится 26,4 миллиона электромобилей, это будет соответствовать примерно 102 тераватт-часам (102 миллиардам кВтч) электроэнергии в год. Это 2,5% от того, что энергосистема США произвела в 2020 году, но почти целых 7% энергии ушло на нужды жилых помещений. И хотя это не обязательно звучит так уж много, на самом деле это огромная часть производства энергии. Вы не можете просто добавить 2,5% к производству энергии за одну ночь.
Конечно, нам не придется в одночасье прибавлять к производству энергии 2,5% — это прогнозы на 2030 год, до которого еще шесть лет. Сегодня сеть, очевидно, может справиться с электромобилями на дороге, тем более что многие водители электромобилей заряжаются дома.
«Для стандартных электромобилей для личного использования текущая структура сети может соответствовать темпам внедрения электромобилей потребителями», — сказал Патрик Салливан, генеральный директор и соучредитель EV Realty , компании, которая разрабатывает центры зарядки электромобилей. «Это происходит устойчивыми темпами. в среднем. большинство домашних систем зарядки потребляют всего около 11,81 кВтч в день».
Однако это один из ключей к зарядке электромобилей — медленная зарядка с течением времени и в определенное время меньше нагружает сеть, чем быстрая зарядка на станции быстрой зарядки. Конечно, в конечном итоге подаваемая энергия одинакова, но для быстрых зарядных устройств требуется более развитая инфраструктура и более короткие всплески большой мощности.
Меняющаяся энергосистема
Конечно, на самом деле это часть гораздо более широкой дискуссии об энергосистеме в целом. Дело в том, что, хотя электромобили способствуют увеличению нагрузки на сеть, на самом деле происходит гораздо больше, и электромобили на самом деле играют лишь незначительную роль. Например, такие технологии, как искусственный интеллект, требуют для работы большого количества электроэнергии, и поскольку мы все чаще используем искусственный интеллект в наших технологиях, энергосистеме придется поставлять электроэнергию и для этого. Фактически, по оценкам , потребности ИИ в электроэнергии вырастут до 800 ТВт-ч в 2026 году, что почти в восемь раз превышает ожидаемые потребности электромобилей в 2030 году.
Это, конечно, не умаляет потребности электромобилей в электроэнергии. Но по мере изменения энергосистемы меняется и производство электроэнергии. Все больше и больше людей переходят на солнечную энергию для своих домов, а для тех, кто заряжает электроэнергию дома, это может означать зарядку электромобиля вообще без необходимости полагаться на сеть. И это уменьшает влияние электромобилей на энергосистему — хотя в 2030 году они все равно будут потреблять 102 ТВт-ч энергии, им всем она не понадобится из сети.
Все это очень спекулятивно, и способность сети обеспечить электрификацию транспортных средств действительно зависит от ряда различных факторов.
«Впервые за более чем десятилетие спрос на электроэнергию растет, отчасти благодаря электромобилям и другим происходящим шагам в направлении электрификации, включая крупные центры обработки данных, майнинг криптовалют и появление искусственного интеллекта, если упомянуть несколько дополнительных источников. Это стимулирует спрос», — сказал Стив Кристенсен, исполнительный директор Коалиции за ответственное использование аккумуляторов .
Кристенсен предлагает ряд шагов, которые можно предпринять для укрепления электросетей, в том числе более четкое определение того, где необходимо провести улучшения в энергосистеме, поощрение государственных регулирующих органов требовать инвестиций в энергосистему и даже создание освобожденных от налогов государственных облигаций для финансирования улучшений критически важной инфраструктуры. .
«Не существует единого и простого решения, но если мы хотим, чтобы современное общество управлялось электричеством, время действовать сейчас».
В целом, более интеллектуальные сетевые технологии и более разумные технологии зарядки, вероятно, снизят нагрузку на сеть и сэкономят деньги потребителей. Фактически, уже существуют зарядные устройства для электромобилей, которые можно настроить на зарядку только в определенное время дня, когда энергия немного более доступна и, следовательно, дешевле. Затем, в часы пик, зарядные устройства перестают подавать электроэнергию в автомобиль, помогая экономить деньги. Хорошим примером этого является зарядное устройство Savant EV Charger , которое работает с другими энергетическими решениями Savant в доме для снижения затрат.
Электромобили как решение для хранения энергии
Есть еще один способ, с помощью которого электромобили могут не только снизить нагрузку на энергосистему, но и помочь укрепить и улучшить ее. Это потому, что электромобили, когда они не работают, по сути представляют собой просто большие батареи, и эти батареи можно использовать. В настоящее время владельцы электромобилей обычно заряжают свои машины ночью, когда возвращаются с работы домой. И важно, чтобы электромобили заряжались тогда, когда это необходимо. Но, например, владельцы могут установить необходимый им диапазон заряда и позволить своим электромобилям подавать электроэнергию в остальную часть дома или обратно в сеть, если это необходимо.
Конечно, это потребует некоторых изменений в инфраструктуре. В настоящее время электромобили и зарядные устройства для электромобилей на самом деле не приспособлены для подачи энергии обратно в сеть по мере необходимости. Но у нас уже есть технология, позволяющая подавать электроэнергию от бытовых батарей в сеть. Многие дома с солнечными панелями подключены к батареям, которые накапливают энергию, собранную панелями, и могут возвращать ее в сеть. В некоторых случаях владельцы домов с солнечными батареями фактически получают оплату от энергетической компании вместо того, чтобы платить ее. Конечно, если у вас нет солнечных батарей, вы, скорее всего, не станете рассматривать простое владение электромобилем как источник дохода. Но энергетические компании могли бы, по крайней мере, предоставить владельцам электромобилей, которые решили использовать свои электромобили в качестве источника питания, кредит на свой счет.
«Электронные электромобили — это обоюдоострый меч для нашей энергосистемы: они серьезно истощают нашу текущую инфраструктуру, но также потенциально являются лучшим решением для хранения энергии, доступным нам», — сказал Брет Саймон, руководитель стратегического развития бизнеса в Exodigo . «В настоящее время миллионы владельцев электромобилей заряжают свои автомобили по ночам, когда возвращаются с работы домой, и ожидается, что в ближайшие годы еще миллионы приобретут электромобили. Эти автомобили могут служить в качестве решения для аварийного электропитания для своих владельцев (владельцы электромобилей могут подключиться к своим автомобилям в случае отключения электроэнергии или компенсационного использования в часы пик), но они могут быть гораздо большим — они могут быть гибкими инструментами хранения энергии в сети для всего сообщества».
На самом деле это может выйти за рамки простого упрощения зарядки от сети. Как упомянул Саймон, при правильной настройке электромобиль может обеспечить электроснабжение части или всего дома в случае отключения электроэнергии.
Итак… сможет ли сеть справиться с электромобилями?
В принципе, да. Чтобы внести ясность, сеть не сможет обеспечить зарядку электромобилей, если ничего не будет сделано для ее улучшения, а внедрение электромобилей продолжится в соответствии с текущими тенденциями или ускорится. Но этого не должно произойти. При правильных улучшениях инфраструктуры и производства электроэнергии, а также технологиях, которые могут помочь эффективно использовать энергию, накопленную электромобилями, нет оснований предполагать, что внезапно через несколько лет сеть начнет выходить из строя просто потому, что зарядки электромобилей.