Een krakende infrastructuur dreigt de "EV-revolutie" kort te sluiten

Met plannen om tegen het midden van het decennium minstens 30 batterij-elektrische voertuigen in productie te nemen, weten autofabrikanten dat potentiële klanten erop moeten kunnen vertrouwen dat ze plaatsen kunnen vinden om aan te sluiten, vooral als ze in een appartement of huis wonen waar ze dat niet kunnen installeer een eigen oplader.

Eerder deze maand kondigde General Motors plannen aan om 40,000 openbare opladers in de VS te installeren, veel in de plattelandsgemeenschappen waar dergelijke apparaten maar weinigen zijn. En GM is niet de enige. Ford, Volkswagen, Tesla en een aantal andere autofabrikanten hebben gewerkt aan de uitbreiding van het openbare oplaadnetwerk - dat momenteel in totaal slechts ongeveer 57,000 stekkers telt - evenals start-ups van oplaadbedrijven zoals EVgo, Electrify America en ChargePoint.

De verkoop van elektrische voertuigen is gestegen van 1% van de Amerikaanse markt voor nieuwe voertuigen eind 2019 tot bijna 7% in de afgelopen maanden. En dat zou tegen het midden van het decennium kunnen oplopen tot 20%, volgens de Car Wars-studie die in de zomer door Bank of America Research is gepubliceerd. Maar terwijl het opzetten van een gemakkelijk toegankelijk netwerk van opladers van cruciaal belang zal zijn om de "EV-revolutie" te ondersteunen, moet men verder stroomopwaarts kijken en een nog kritischere, maar fundamentelere vraag stellen: is de elektrische infrastructuur van het land klaar om de miljoenen accu's aan te kunnen? elektrische voertuigen die naar verwachting de komende jaren over onze wegen zullen rijden?

Bereik angst

Bereikangst is van oudsher een van de grootste zorgen voor potentiële EV-kopers. Maar met nieuwere modellen die 250, 350, zelfs 500 mijl per lading leveren, wordt het vinden van een plaats om in te pluggen een relevanter probleem, volgens John McElroy, een ervaren analist en gastheer van het streaming videoprogramma Autoline Detroit.

Positief is dat de tweeledige infrastructuurwet die in 2021 door het Congres is aangenomen, $ 5 miljard opzij heeft gezet om de landelijke uitrol te financieren, waarbij de regering-Biden aandringt op 500,000 openbare opladers tegen 2030.

"Het uitbreiden van het netwerk van laadstations is van cruciaal belang voor EV's om wijdverbreide acceptatie te bereiken", zegt Kelsey Peterson, manager transportelektrificatie voor het in Michigan gevestigde nutsbedrijf DTE.

Het goede nieuws is dat het aantal opladers snel groeit. Volgens federale gegevens waren er medio 42,000 slechts 2021 van hen op hun plaats. Maar het nadeel is dat veel te veel van degenen die nu op hun plaats zijn niet werken.

Kapotte stekkers

"Ik heb meerdere problemen gehad met EV-opladers terwijl ik onderweg was", zegt Mercedes Lillienthal, een rallyrijder en EV-fan die tijdens het zoeken naar een oplader die meerdere keren in gebruik was, gevaarlijk dicht bij een tekort aan elektronen kwam te staan.

Uit een recent onderzoek van de EV-advocatuurgroep Plug In America bleek dat ongeveer de helft van de respondenten problemen heeft ondervonden bij het gebruik van openbare opladers – met kapotte opladers als meest voorkomende klacht. Een controversiële studie die begin 2022 werd gepubliceerd door de University of California Berkley schatte dat slechts 72.5% van de 657 openbare snelladers in de San Francisco Bay Area op een bepaald moment operationeel was.

Hoewel exploitanten van laadstations over het algemeen de ernst van het probleem bagatelliseren, ontkennen ze niet dat betrouwbaarheid een probleem is. En als "EV-bezitters laders blijven ervaren die niet zo goed werken als verwacht, zal dat de EV-revolutie vertragen", aldus McElroy.

Geleidelijke groei

Maar kapotte opladers zijn verre van de enige zorg. De serieuzere vraag is of de VS voldoende opwekkingscapaciteit hebben en, zo ja, of ze die stroom daar kunnen krijgen waar EV-bezitters het nodig hebben, of het nu thuis, op het werk of bij openbare laadstations is.

De algemene overeenstemming is dat de VS voldoende energieopwekkingscapaciteit hebben om EV's te dekken die waarschijnlijk in ten minste 2025 en mogelijk 2030 aan het wagenpark van het land zullen worden toegevoegd. Maar hoe verder we gaan - en hoe groter het aandeel van de markt voor nieuwe voertuigen. EV's worden, hoe groter de uitdaging. Lokale nutsbedrijven "gaan de uitdaging aan", beweert Trevor Pawl, chief mobility officer voor de staat Michigan. En dat werd herhaald door een directeur van Consumers Energy die op de achtergrond sprak.

“Het belangrijkste om te verwachten is dat de EV-groei geleidelijk zal zijn. Het zal in de loop van de tijd komen en zolang je het plant, kun je er klaar voor zijn”, zegt Gary Silberg, partner en Global Automotive Sector Leader bij KPMG. Dat gezegd hebbende, wordt de elektrische infrastructuur van het land tot het uiterste gedreven "zelfs voordat je elektrische voertuigen erin gooit", voegde Silberg eraan toe, en "zal veel werk vergen."

Hoeveel werk varieert "van regio tot regio, van staat tot staat en van nutsbedrijf tot nutsbedrijf", zegt Dave Reuter, hoofd marketing en communicatie bij NextEra Energy, gevestigd in Jacksonville, Florida. Zonder met de vinger te wijzen, maakt Reuter zich zorgen dat sommige providers zich gewoon niet aanpassen aan wat in de toekomst nodig is.

Vuur en ijs

Dat is benadrukt door verschillende recente afleveringen die miljoenen Amerikanen in het ongewisse hebben gelaten - of erger. In Californië werden klanten tijdens de hittegolven van afgelopen zomer geconfronteerd met het vooruitzicht van voortdurende black-outs wanneer de vraagniveaus de energievoorziening overbelasten. In verschillende voorgaande jaren leidden harde wind tot neergehaalde hoogspanningslijnen die woedende bosbranden hebben veroorzaakt - een die de schuld kreeg van een enorme brand in Sonoma County in 2019 die ervoor zorgde dat 100,000 mensen moesten evacueren en honderden huizen verwoestten.

Een ijsstorm begin 2021 in Texas deed het elektriciteitsnet van de staat instorten, waardoor miljoenen dagenlang in het donker achterbleven. Michigan leed dat jaar zoveel stormgerelateerde netstoringen dat procureur-generaal Dana Nessel op DTE begon te leunen om zijn problemen op te lossen, met name door meer onderhoud aan zijn distributielijnen.

De veelgebruikte term 'infrastructuur' is zowel allesomvattend als een beetje misleidend. In werkelijkheid bestaat het elektriciteitsnet uit meerdere afzonderlijke elementen, te beginnen met stroomopwekking, evenals transmissie van generatoren naar lokale gemeenschappen, en vervolgens het distributienetwerk dat stroom levert aan individuele huizen en bedrijven.

Opstarten

Er moeten duidelijk nieuwe investeringen in energieopwekking worden gedaan, en die faciliteiten moeten goed worden uitgerust en onderhouden, benadrukken experts. Maar er is een snelle groei van aardgasgeneratoren die vuile kolenfaciliteiten vervangen.

En de grote stijging komt eraan in de hernieuwbare sector, met wind, zon en andere schone alternatieven die gigawatt aan capaciteit toevoegen. Ford Motor Co. is van plan om binnen een paar jaar al zijn activiteiten in Michigan op duurzame energie te laten draaien, evenals het nieuwe BlueOval City EV-productiecomplex dat het in de buurt van Memphis gaat opzetten.

Maar, zoals de problemen in Californië, Texas en Michigan hebben onderstreept, zijn het de transmissie- en netwerkgedeelten van het netwerk die in de slechtste staat lijken te zijn.

Een verouderd distributiesysteem

"Het (transmissie- en distributienetwerk) is erg oud, waarvan een kwart meer dan 50 jaar oud is", zegt Christine Oumansour, een partner in adviesbureau Oliver Wyman' energiepraktijk. Aan de positieve kant suggereert Wyman-onderzoek dat Amerikaanse nutsbedrijven, samen met onafhankelijke providers die transmissie en distributie beheren, jaarlijks ongeveer $ 100 miljard investeren om in te halen wat er nodig zal zijn voor het EV-tijdperk.

Hoewel uitgaven voor alles, van nieuwe zonne- en windparken tot het behoud van doorgangsrechten voor buurten, van cruciaal belang zullen zijn, zeggen experts dat nutsbedrijven een meer hightech energienetwerk moeten opzetten als ze in de toekomst maximale efficiëntie willen bereiken. Het netwerk van de toekomst zal naar verwachting aanzienlijk verschillen van wat we vandaag hebben.

Enerzijds zal er de uitdaging zijn van load-nivellerende stroom uit hernieuwbare bronnen. De wind waait niet altijd en zonnepanelen zijn 's nachts nutteloos. Daarom installeerde NextEra Energy enkele jaren geleden een batterijopslagsysteem van 945 megawatt in Manatee County, Florida. Dan is het het grootste systeem in zijn soort ter wereld, het kan genoeg vermogen aan om piekbelastingen tot vier uur lang te dekken.

Een slimmer net

Op een meer lokaal niveau zullen we waarschijnlijk kleinere opslagsystemen zien, misschien tot een paar honderd kilowatt, die back-up bieden voor individuele buurten. GM, voor een, is geweest experimenteren met zogenaamde “second life” batterijen. Wanneer voertuigen zoals de Chevrolet Bolt worden gesloopt, zullen veel autobatterijen naar verwachting maar liefst 70% van hun capaciteit behouden. Stapel er een paar in een back-upeenheid ter grootte van een schuur en je kunt een buurt draaiende houden terwijl reparatieploegen aan het werk gaan op kapotte lijnen.

Tegelijkertijd zal het net een stuk ‘slimmer’ moeten worden, aldus analist Oumansour en andere experts. Het zal moeten leren fouten op te sporen, zelfs te voorspellen voordat er een storing optreedt. Het zal in staat zijn om energie om te leiden waar en wanneer dat het meest nodig is. En dat omvat alles, van de grote hoogspanningslijnen tot aan individuele distributiepunten.

Op lokaal niveau, naarmate steeds meer voertuigen elektrisch gaan, "zullen we in staat moeten zijn om de werking van de opladers in een parkeerstructuur te controleren" en aan te passen, aldus RJ Juliano, de uitvoerende vice-president van Parkway Corp., het in Philadelphia gevestigde bedrijf dat de grootste exploitant van parkeerplaatsen en constructies in het land is. In grote steden, waar alleenstaande woningen minder gebruikelijk zijn, zullen EV-bezitters moeten vertrouwen op openbaar opladen - of het nu gaat om snelladers of langzamere Level 2-systemen in faciliteiten zoals die van Parkway.

Maar er zullen grenzen zijn aan de hoeveelheid stroom die in veel oudere wijken kan worden geleverd, zei Juliano. Ter compensatie hebben bedrijven als Parkway laadbeheersystemen nodig en laders die met elkaar kunnen praten om te zien hoe ze worden gebruikt. Ze kunnen collectief - of individueel - vertragen als ze de beschikbare stroomvoorziening overschrijden.

Voertuig-naar-lading

Die laders zouden kunnen helpen om het elektriciteitsnet soepel te laten werken, door gebruik te maken van de "vehicle-to-load"-technologie waar veel nieuwe EV's, zoals de Ford F-150 Lightning, toe in staat zijn. Het batterijpakket van de vrachtwagen kan een huis van stroom voorzien als er een stroomstoring is, merkt Ford op. En in de komende jaren zou het ook stroom kunnen terugleveren aan het net wanneer er een piekvraag is, waarbij de batterij in wezen wordt gebruikt als back-up van het netwerk.

En voertuigeigenaren kunnen betaald worden voor het leveren van die stroom. Eigenaren kunnen al een limiet instellen voor hoeveel stroom er uit hun Lightning-batterijen kan worden gehaald, zodat ze niet met een dood pakket eindigen. Wanneer de vraag ondertussen daalt, begint het voertuig automatisch weer op te laden.

De software voor het beheer van vehicle-to-grid-technologie bevindt zich nog in de ontwikkelingsfase, maar zal naar verwachting een belangrijk onderdeel worden om het energienet van morgen te helpen voldoen aan de stijgende vraag naarmate miljoenen nieuwe voertuigen elektrisch gaan.

Het systeem belasten

Wat duidelijk is, is dat de komst van het EV-tijdperk zowel de elektrische energie-infrastructuur van het land zal belasten als transformeren. Op de korte termijn denken de meeste experts dat het bestaande netwerk aankan wat er naar verwachting op wordt aangesloten. Op langere termijn zullen echter aanzienlijke upgrades nodig zijn.

Er zal behoefte zijn aan nieuwe opwekkingscapaciteit, vooral uit hernieuwbare bronnen. En zowel de transmissie- als de distributienetwerken zullen zowel slimmer als robuuster moeten worden. Als overheid en bedrijfsleven nu gaan samenwerken, zo stellen voorstanders, zou de overgang soepel moeten verlopen. Zo niet, dan zou de EV Revolution los kunnen komen.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• Bron: https://www.thedetroitbureau.com/2022/12/a-creaky-infrastructure-threatens-to-short-circuit-the-ev-revolution/