En knirkende infrastruktur truer med å kortslutte "EV-revolusjonen"

Med planer om å sette minst 30 batterielektriske kjøretøy i produksjon innen midten av tiåret, vet bilprodusentene at potensielle kunder må være sikre på at de kan finne steder å koble til - spesielt hvis de bor i en leilighet eller et hjem der de ikke kan installere en privat lader.

Tidligere denne måneden annonserte General Motors planer om å installere 40,000 57,000 offentlige ladere rundt om i USA, mange i landlige samfunn der slike enheter fortsatt er få og langt mellom. Og GM er ikke alene. Ford, Volkswagen, Tesla og en rekke andre bilprodusenter har jobbet for å utvide det offentlige ladenettverket – som for øyeblikket bare utgjør rundt XNUMX XNUMX plugger – det samme har oppstart av ladeselskaper som EVgo, Electrify America og ChargePoint.

Salget av elbiler har økt fra 1 % av det amerikanske markedet for nye kjøretøy i slutten av 2019 til nesten 7 % de siste månedene. Og det kan toppe 20% innen midten av tiåret, ifølge Car Wars-studien utgitt av Bank of America Research i løpet av sommeren. Men selv om det å sette opp et lett tilgjengelig nettverk av ladere vil være avgjørende for å støtte «EV-revolusjonen», må man se lenger oppstrøms og stille et enda mer kritisk, men grunnleggende spørsmål: er nasjonens elektriske infrastruktur klar til å håndtere millioner av batteri- elbiler som forventes å kjøre på veiene våre i årene som kommer?

Rekkeviddeangst

Rekkeviddeangst har tradisjonelt vært en av de største bekymringene for potensielle elbilkjøpere. Men med nyere modeller som leverer 250, 350, til og med 500 miles per lading, er det å finne et sted å koble til det mer relevante problemet, ifølge John McElroy, en veterananalytiker og vert for streamingvideoprogrammet Autoline Detroit.

På plussiden, den todelte infrastrukturlovforslaget vedtatt av Kongressen i 2021 satte av 5 milliarder dollar til å finansiere den landsomfattende utrullingen, med Biden-administrasjonen som presset på for å ha 500,000 2030 offentlige ladere på plass innen XNUMX.

"Å utvide nettverket av ladestasjoner er avgjørende for at elbiler skal oppnå utbredt bruk," sa Kelsey Peterson, leder for transportelektrifisering for det Michigan-baserte verktøyet DTE.

Den gode nyheten er at antallet ladere vokser raskt. Det var bare 42,000 2021 av dem på plass i midten av XNUMX, ifølge føderale data. Men ulempen er at altfor mange av de som er på plass nå, ikke fungerer.

Ødelagte plugger

"Jeg har hatt flere problemer med EV-ladere mens jeg var på veien," sa Mercedes Lillienthal, en rallysjåfør og EV-fan som har funnet seg farlig nær ved å gå tom for elektroner mens hun søkte etter en lader som var i bruk ved flere anledninger.

En fersk studie fra EV-advokatgruppen Plug In America fant at omtrent halvparten av respondentene har hatt problemer med å bruke offentlige ladere - med ødelagte ladere den hyppigste klagen. En kontroversiell studie publisert tidlig i 2022 av University of California Berkley estimerte at bare 72.5 % av de 657 offentlige hurtigladerne i San Francisco Bay Area var operative til enhver tid.

Mens ladestasjonsoperatører generelt bagatelliserer graden av problemet, benekter de ikke at pålitelighet er et problem. Og hvis "EV-eiere fortsetter å oppleve ladere som ikke fungerer så godt som forventet, vil det bremse el-revolusjonen," sa McElroy.

Gradvis vekst

Men ødelagte ladere er langt fra den eneste bekymringen. Det mer alvorlige spørsmålet er om USA har nok produksjonskapasitet, og i så fall om det kan få den strømmen dit elbileiere vil trenge den, enten hjemme, på jobb eller offentlige ladestasjoner.

Den generelle enigheten er at USA har nok energiproduksjonskapasitet til å dekke elbiler som sannsynligvis vil bli lagt til landets bilpark gjennom minst 2025, og muligens 2030. Men jo lenger ut vi kommer – og jo høyere andel av markedet for nye kjøretøy EL-biler blir jo større utfordringen blir. Lokale verktøy «tar utfordringen», hevder Trevor Pawl, sjef for mobilitet i staten Michigan. Og det ble gjentatt av en leder med Consumers Energy som snakket om bakgrunn.

"Det viktige å forvente er at veksten av elbiler vil være gradvis. Det kommer til å komme over tid som, så lenge du planlegger det, gjør at du kan være klar,” sa Gary Silberg, en partner og Global Automotive Sector Leader hos KPMG. Når det er sagt, blir landets elektriske infrastruktur presset til grensene "selv før du kaster inn elektriske kjøretøy," la Silberg til, og "kommer til å trenge mye arbeid."

Hvor mye arbeid varierer "fra region til region, stat til stat og verktøy til verktøy," sa Dave Reuter, markeds- og kommunikasjonssjef for NextEra Energy, basert i Jacksonville, Florida. Uten å peke fingre, bekymrer Reuter at enkelte tilbydere rett og slett ikke tilpasser seg det som er nødvendig fremover.

Ild og is

Det har blitt fremhevet av flere nylige episoder som har etterlatt millioner av amerikanere i mørket - eller enda verre. I California i løpet av den siste sommerens hetebølger, møtte kunder utsiktene til å rulle strømbrudd når etterspørselsnivået overstrakte energiforsyningen. I flere tidligere år førte harde vinder til nedfelte kraftledninger som har vært i slingring av skogbranner – en av dem har skylden for en massiv brann i 2019 i Sonoma County som fikk 100,000 XNUMX mennesker til å evakuere og ødela hundrevis av hjem.

En tidlig isstorm i Texas i 2021 kollapset statens elektriske nett, og etterlot millioner i mørket i flere dager. Michigan led så mange stormrelaterte nettfeil det året at statsadvokat Dana Nessel begynte å støtte seg på DTE for å fikse problemene, særlig ved å øke vedlikeholdet av distribusjonslinjene.

Det ofte brukte begrepet «infrastruktur» er både altomfattende og litt misvisende. I virkeligheten består det elektriske nettet av flere forskjellige elementer, som starter med kraftproduksjon, samt overføring fra generatorer til lokalsamfunn, og deretter distribusjonsnettverket som leverer strøm til individuelle hjem og bedrifter.

Slår seg på

Det må helt klart gjøres betydelige nye investeringer i energiproduksjon, og disse fasilitetene må være riktig utstyrt og vedlikeholdt, understreker eksperter. Men det har vært en rask vekst av naturgassgeneratorer som erstatter skitne kullanlegg.

Og den store økningen kommer i fornybarsektoren, med vind, sol og andre, rene alternativer som gir gigawatt kapasitet. Ford Motor Co. planlegger å ha alle sine Michigan-operasjoner drevet av fornybare energikilder i løpet av få år, så vel som det nye BlueOval City EV-produksjonskomplekset det settes opp i nærheten av Memphis.

Men som problemene i California, Texas og Michigan har understreket, er det overførings- og nettverksdelene av nettet som virker i verste form.

Et utdatert distribusjonssystem

"(overførings- og distribusjonsnettverket) er veldig gammelt, med en fjerdedel av det over 50 år gammelt," sa Christine Oumansour, en partner i konsulentfirmaet Oliver Wymans energipraksis. På plussiden antyder forskning fra Wyman at amerikanske energiselskaper, sammen med uavhengige leverandører som administrerer overføring og distribusjon, investerer rundt 100 milliarder dollar årlig for å fange opp hva som vil være nødvendig for EV-æraen.

Mens utgifter på alt fra nye solenergi- og vindparker til å opprettholde rettigheter i nabolaget vil være avgjørende, sier eksperter at forsyningsselskaper må etablere et mer høyteknologisk energinettverk hvis de skal oppnå maksimal effektivitet fremover. Fremtidens rutenett forventes å være vesentlig forskjellig fra det vi har i dag.

For det første vil det være utfordringen med å utjevne kraft fra fornybare kilder. Det blåser ikke alltid, og solcellepaneler er ubrukelige om natten. Det er derfor NextEra Energy installerte et 945 megawatt batterilagringssystem i Manatee County, Florida for flere år siden. Da det er det største systemet i sitt slag i verden, kan det håndtere nok kraft til å dekke topplastbehov i opptil fire timer.

Et smartere rutenett

På et mer lokalt nivå vil vi sannsynligvis se mindre lagringssystemer, kanskje ned til noen hundre kilowatt som gir backup for individuelle nabolag. GM, for en, har vært eksperimenterer med såkalte «second life»-batterier. Trekkes når kjøretøyer som Chevrolet Bolt blir skrotet, forventes mange bilbatterier å beholde så mye som 70 % av kapasiteten. Stable opp noen i en reserveenhet på størrelse med en skur, og du kan holde et nabolag i gang mens reparasjonsmannskapene begynner å jobbe på nedlagte linjer.

Samtidig må nettet bli mye "smartere", ifølge analytiker Oumansour og andre eksperter. Den må lære seg å oppdage feil, til og med forutsi dem før en feil oppstår. Den vil kunne omdirigere energi når og hvor det er mest nødvendig. Og det vil dekke alt fra de store, høyspente kraftledningene ned til individuelle distribusjonspunkter.

På lokalt nivå, ettersom flere og flere kjøretøy blir elektriske, "må vi være i stand til å overvåke" og justere måten laderne i en parkeringsstruktur fungerer, sa RJ Juliano, konserndirektør i Parkway Corp., det Philadelphia-baserte firmaet som er landets største operatører av parkeringsplasser og strukturer. I større byer, hvor frittstående hjem er mindre vanlig, vil elbileiere måtte stole på offentlig lading – enten det er hurtigladere eller tregere nivå 2-systemer i anlegg som de Parkway kjører.

Men det vil være grenser for hvor mye strøm som kan leveres i mange eldre bydeler, sa Juliano. For å kompensere vil selskaper som Parkway trenge laststyringssystemer og ladere som kan snakke med hverandre for å se hvordan de blir brukt. De kan kollektivt - eller individuelt - redusere hastigheten hvis de overskrider tilgjengelig strømforsyning.

Kjøretøy for å laste

Disse laderne kan ende opp med å hjelpe til med å holde nettet i gang jevnt, og dra nytte av "bil-til-last"-teknologien som mange nye elbiler, for eksempel Ford F-150 Lightning, er i stand til. Lastebilens batteripakke kan gi strøm til et hjem hvis det er strømbrudd, bemerker Ford. Og i de kommende årene kan den også presse strøm tilbake til nettet når det er høy etterspørsel, i hovedsak ved å bruke batteriet som nettverksbackup.

Og kjøretøyeiere kan få betalt for å gi den kraften. Eiere kan allerede sette en grense for hvor mye strøm som kan trekkes fra Lightning-batteriene deres, slik at de ikke ender opp med en død pakke. Når etterspørselen faller, vil kjøretøyet automatisk begynne å lade opp igjen.

Programvaren for å administrere kjøretøy-til-nett-teknologi er fortsatt i utviklingsstadiet, men den forventes å bli en viktig funksjon som hjelper morgendagens energinett å møte økende etterspørsel ettersom millioner av nye kjøretøy blir elektriske.

Anstrenger systemet

Det som er klart er at fremkomsten av EV-æraen både vil belaste og transformere nasjonens elektriske energiinfrastruktur. På kort sikt tror de fleste eksperter at det eksisterende nettverket kan håndtere det som forventes å bli koblet til det. På lengre sikt vil det imidlertid være behov for betydelige oppgraderinger.

Det vil være behov for ny generasjonskapasitet, spesielt fra fornybar energi. Og både overføringene og distribusjonsnettene må bli både smartere og mer robuste. Hvis regjeringen og industrien begynner å samarbeide nå, hevder talsmenn, bør overgangen være jevn. Hvis ikke, kan EV Revolution bli koblet fra.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• kilde: https://www.thedetroitbureau.com/2022/12/a-creaky-infrastructure-threatens-to-short-circuit-the-ev-revolution/