Skrzypiąca infrastruktura grozi zwarciem „rewolucji EV”

Planując wprowadzenie do produkcji co najmniej 30 pojazdów z napędem elektrycznym do połowy dekady, producenci samochodów wiedzą, że potencjalni klienci będą musieli mieć pewność, że znajdą miejsca do podłączenia — zwłaszcza jeśli mieszkają w mieszkaniu lub domu, w którym nie mogą zainstalować prywatną ładowarkę.

Na początku tego miesiąca General Motors ogłosił plany zainstalowania 40,000 57,000 publicznych ładowarek w całych Stanach Zjednoczonych, wiele w społecznościach wiejskich, gdzie takich urządzeń jest niewiele. A GM nie jest sam. Ford, Volkswagen, Tesla i wielu innych producentów samochodów pracuje nad rozbudową publicznej sieci ładowania – która obecnie liczy tylko około XNUMX XNUMX wtyczek – podobnie jak start-upy firm ładujących, takie jak EVgo, Electrify America i ChargePoint.

Sprzedaż pojazdów elektrycznych wzrosła z 1% rynku nowych pojazdów w USA pod koniec 2019 r. do prawie 7% w ostatnich miesiącach. A to może przekroczyć 20% do połowy dekady, zgodnie z badaniem Car Wars opublikowanym przez Bank of America Research w lecie. Ale podczas gdy stworzenie łatwo dostępnej sieci ładowarek będzie miało kluczowe znaczenie dla wsparcia „rewolucji pojazdów elektrycznych”, należy spojrzeć dalej w górę i zadać jeszcze bardziej krytyczne, ale podstawowe pytanie: czy krajowa infrastruktura elektryczna jest gotowa do obsługi milionów baterii- pojazdów elektrycznych, które mają jeździć po naszych drogach w nadchodzących latach?

Lęk przed zasięgiem

Obawa przed zasięgiem była tradycyjnie jedną z największych obaw potencjalnych nabywców pojazdów elektrycznych. Jednak w przypadku nowszych modeli zapewniających 250, 350, a nawet 500 mil na jednym ładowaniu, znalezienie miejsca do podłączenia staje się coraz bardziej istotnym problemem, według Johna McElroya, doświadczonego analityka i gospodarza programu do przesyłania strumieniowego wideo Autoline Detroit.

Plusem jest ponadpartyjna ustawa infrastrukturalna przyjęta przez Kongres w 2021 r., która przeznaczyła 5 miliardów dolarów na sfinansowanie ogólnokrajowego wdrożenia, a administracja Bidena naciska na zainstalowanie 500,000 2030 publicznych ładowarek do XNUMX r.

„Rozwój sieci stacji ładowania ma kluczowe znaczenie dla powszechnego przyjęcia pojazdów elektrycznych” — powiedział Kelsey Peterson, kierownik ds. elektryfikacji transportu w firmie DTE z siedzibą w Michigan.

Dobra wiadomość jest taka, że ​​liczba ładowarek szybko rośnie. Według danych federalnych w połowie 42,000 roku było ich zaledwie 2021 XNUMX. Ale wadą jest to, że zbyt wiele z tych, które są teraz na miejscu, nie działa.

Uszkodzone wtyczki

„Miałem wiele problemów z ładowarkami pojazdów elektrycznych podczas jazdy” — powiedziała Mercedes Lillienthal, kierowca rajdowy i fan pojazdów elektrycznych, która znalazła się niebezpiecznie blisko wyczerpania elektronów, szukając ładowarki, która była używana przy kilku okazjach.

Niedawne badanie przeprowadzone przez grupę rzeczników pojazdów elektrycznych Plug In America wykazało, że około połowa jej respondentów napotkała problemy z korzystaniem z publicznych ładowarek – a zepsute są najczęstszą skargą. Kontrowersyjne badanie opublikowane na początku 2022 roku przez University of California Berkley oszacowało, że tylko 72.5% z 657 publicznych szybkich ładowarek w rejonie Zatoki San Francisco działało w danym momencie.

Podczas gdy operatorzy stacji ładujących na ogół bagatelizują skalę problemu, nie zaprzeczają, że niezawodność jest problemem. A jeśli „właściciele pojazdów elektrycznych nadal będą mieli do czynienia z ładowarkami, które nie działają tak dobrze, jak oczekiwano, spowolni to rewolucję pojazdów elektrycznych” — powiedział McElroy.

Stopniowy wzrost

Ale zepsute ładowarki to nie jedyny problem. Poważniejszym pytaniem jest, czy Stany Zjednoczone mają wystarczającą moc wytwórczą, a jeśli tak, to czy mogą dostarczyć tę moc tam, gdzie będą jej potrzebować właściciele pojazdów elektrycznych, czy to w domu, pracy, czy w publicznych stacjach ładowania.

Ogólna zgoda jest taka, że ​​Stany Zjednoczone mają wystarczającą zdolność wytwarzania energii, aby pokryć pojazdy elektryczne, które prawdopodobnie zostaną dodane do krajowej floty samochodowej przynajmniej do 2025 r., a być może 2030 r. Ale im dalej się posuwamy — i tym większy jest udział w rynku nowych pojazdów EV stają się coraz większym wyzwaniem. Lokalne przedsiębiorstwa użyteczności publicznej „stają na wysokości zadania” — twierdzi Trevor Pawl, dyrektor ds. mobilności w stanie Michigan. I to zostało powtórzone przez dyrektora z Consumers Energy, który przemawiał w tle.

„Należy się spodziewać, że wzrost EV będzie stopniowy. To przyjdzie z czasem, o ile to zaplanujesz, co pozwoli ci być gotowym” – powiedział Gary Silberg, partner i globalny lider sektora motoryzacyjnego w KPMG. To powiedziawszy, krajowa infrastruktura elektryczna jest przesuwana do granic „nawet zanim wrzucisz pojazdy elektryczne”, dodał Silberg, i „będzie wymagać dużo pracy”.

Ile pracy różni się „w zależności od regionu, stanu i zakładu użyteczności publicznej” – powiedział Dave Reuter, dyrektor ds. Marketingu i komunikacji w NextEra Energy z siedzibą w Jacksonville na Florydzie. Nie wskazując palcami, Reuter martwi się, że niektórzy dostawcy po prostu nie dostosowują się do tego, co jest konieczne w przyszłości.

Ogień i lód

Zostało to podkreślone przez kilka ostatnich epizodów, które pozostawiły miliony Amerykanów w ciemności – lub gorzej. W Kalifornii, podczas fal upałów minionego lata, klienci stanęli przed perspektywą ciągłych przerw w dostawie prądu, gdy poziom popytu nadwyrężył dostawy energii. W kilku poprzednich latach silne wiatry doprowadziły do ​​zerwania linii energetycznych, które wywołały szalejące pożary – jeden z nich obwinia się za ogromny pożar w hrabstwie Sonoma w 2019 r., który spowodował ewakuację 100,000 XNUMX ludzi i zniszczenie setek domów.

Burza lodowa na początku 2021 r. w Teksasie załamała stanową sieć elektryczną, pozostawiając miliony ludzi w ciemności na wiele dni. Michigan doznało w tym roku tak wielu awarii sieci związanych z burzami, że prokurator generalny Dana Nessel zaczął polegać na DTE, aby rozwiązać swoje problemy, zwłaszcza poprzez zwiększenie konserwacji swoich linii dystrybucyjnych.

Powszechnie używany termin „infrastruktura” jest zarówno wszechogarniający, jak i nieco mylący. W rzeczywistości sieć elektryczna składa się z wielu odrębnych elementów, począwszy od wytwarzania energii, poprzez przesył z generatorów do lokalnych społeczności, a następnie sieć dystrybucyjną dostarczającą energię do indywidualnych domów i firm.

Włączanie

Bez wątpienia potrzebne są nowe znaczące inwestycje w wytwarzanie energii, a obiekty te muszą być odpowiednio wyposażone i konserwowane, podkreślają eksperci. Ale nastąpił szybki rozwój generatorów gazu ziemnego zastępujących brudne obiekty węglowe.

Nadchodzi wielki wzrost w sektorze energii odnawialnej, gdzie energia wiatrowa, słoneczna i inne czyste alternatywy dodają gigawaty mocy. Ford Motor Co. planuje, że w ciągu kilku lat wszystkie operacje w stanie Michigan będą zasilane energią odnawialną, podobnie jak nowy kompleks produkcyjny BlueOval City EV, który powstanie w pobliżu Memphis.

Ale, jak pokazały problemy w Kalifornii, Teksasie i Michigan, to części sieci przesyłowej i sieciowej wydają się być w najgorszym stanie.

Przestarzały system dystrybucji

„(Sieć przesyłowa i dystrybucyjna) jest bardzo stara, z czego jedna czwarta ma ponad 50 lat” — mówi Christine Oumansour, partner w firmie konsultingowej Oliver Wyman' Energy Practice. Z drugiej strony badania Wymana sugerują, że amerykańskie przedsiębiorstwa użyteczności publicznej wraz z niezależnymi dostawcami, którzy zarządzają przesyłem i dystrybucją, inwestują około 100 miliardów dolarów rocznie, aby nadrobić zaległości w erze pojazdów elektrycznych.

Podczas gdy wydatki na wszystko, od nowych farm fotowoltaicznych i wiatrowych po utrzymanie sąsiedzkich praw przejazdu, będą miały kluczowe znaczenie, eksperci twierdzą, że przedsiębiorstwa użyteczności publicznej muszą wprowadzić bardziej zaawansowaną technologicznie sieć energetyczną, jeśli chcą osiągnąć maksymalną wydajność w przyszłości. Oczekuje się, że sieć przyszłości będzie znacznie różnić się od tej, którą mamy dzisiaj.

Po pierwsze, wyzwaniem będzie wyrównywanie obciążenia ze źródeł odnawialnych. Wiatry nie zawsze wieją, a panele słoneczne są bezużyteczne w nocy. Dlatego kilka lat temu firma NextEra Energy zainstalowała system magazynowania energii o mocy 945 megawatów w hrabstwie Manatee na Florydzie. To największy system tego typu na świecie, który może obsłużyć moc wystarczającą do pokrycia zapotrzebowania szczytowego obciążenia nawet przez cztery godziny.

Inteligentniejsza siatka

Na bardziej lokalnym poziomie prawdopodobnie zobaczymy mniejsze systemy pamięci masowej, być może o mocy do kilkuset kilowatów, zapewniające kopie zapasowe dla poszczególnych dzielnic. GM, na przykład, był eksperymentowanie z tak zwanymi bateriami „drugiego życia”.. Oczekuje się, że w przypadku złomowania pojazdów takich jak Chevrolet Bolt wiele akumulatorów samochodowych zachowa nawet 70% swojej pojemności. Ustaw kilka w jednostce zapasowej wielkości szopy, a będziesz mógł utrzymać dzielnicę w ruchu, podczas gdy ekipy naprawcze zajmą się naprawami uszkodzonych linii.

Jednocześnie, według analityka Oumansoura i innych ekspertów, sieć będzie musiała stać się dużo „inteligentniejsza”. Będzie musiał nauczyć się wykrywać usterki, a nawet przewidywać je, zanim wystąpi awaria. Będzie w stanie przekierować energię tam, gdzie jest ona najbardziej potrzebna. A to obejmie wszystko, od dużych linii wysokiego napięcia po poszczególne punkty dystrybucji.

Na poziomie lokalnym, ponieważ coraz więcej pojazdów przechodzi na elektryczność, „będziemy musieli być w stanie monitorować” i dostosowywać sposób działania ładowarek na parkingach, powiedział RJ Juliano, wiceprezes Parkway Corp. firma z siedzibą w Filadelfii, która jest największym w kraju operatorem parkingów i konstrukcji. W dużych miastach, gdzie wolnostojące domy są mniej powszechne, właściciele pojazdów elektrycznych będą musieli polegać na publicznym ładowaniu – czy to szybkich ładowarkach, czy wolniejszych systemach poziomu 2 w obiektach takich jak te, które obsługuje Parkway.

Ale będą ograniczenia co do ilości energii, którą można dostarczyć w wielu starszych dzielnicach, powiedział Juliano. Aby to zrekompensować, firmy takie jak Parkway będą potrzebowały systemów zarządzania obciążeniem i ładowarek, które będą w stanie rozmawiać ze sobą, aby zobaczyć, jak są używane. Mogą zbiorowo — lub indywidualnie — zwolnić, jeśli przekroczą dostępne zasilanie.

Pojazd do załadunku

Ładowarki te mogą pomóc w utrzymaniu płynnej pracy sieci, wykorzystując technologię „pojazd do obciążenia”, do której zdolnych jest wiele nowych pojazdów elektrycznych, takich jak Ford F-150 Lightning. Akumulator ciężarówki może zapewnić zasilanie domu w przypadku awarii zasilania, zauważa Ford. A w nadchodzących latach może również skierować energię z powrotem do sieci, gdy występuje szczytowe zapotrzebowanie, zasadniczo wykorzystując baterię jako kopię zapasową sieci.

A właściciele pojazdów mogliby zarabiać za dostarczanie tej mocy. Właściciele mogą już ustawić limit mocy, jaką można pobrać z ich baterii Lightning, aby nie skończyć z martwym pakietem. W międzyczasie, gdy zapotrzebowanie spadnie, pojazd automatycznie rozpocznie ponowne ładowanie.

Oprogramowanie do zarządzania technologią pojazd-sieć jest wciąż w fazie rozwoju, ale oczekuje się, że stanie się ważną funkcją, która pomoże przyszłym sieciom energetycznym sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu, ponieważ miliony nowych pojazdów przechodzą na elektryczność.

Przeciążanie systemu

Jasne jest, że nadejście ery pojazdów elektrycznych zarówno nadwyręży, jak i przekształci krajową infrastrukturę energetyczną. Większość ekspertów uważa, że ​​w perspektywie krótkoterminowej istniejąca sieć może obsłużyć to, co ma być do niej podłączone. Jednak w dłuższej perspektywie konieczne będą znaczne ulepszenia.

Będzie potrzeba nowych mocy wytwórczych, zwłaszcza ze źródeł odnawialnych. Zarówno sieci przesyłowe, jak i dystrybucyjne będą musiały stać się zarówno inteligentniejsze, jak i bardziej niezawodne. Zwolennicy twierdzą, że jeśli rząd i przemysł zaczną teraz współpracować, przejście powinno przebiegać płynnie. Jeśli nie, rewolucja EV może zostać odłączona.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.thedetroitbureau.com/2022/12/a-creaky-infrastructure-threatens-to-short-circuit-the-ev-revolution/