Uma infraestrutura instável ameaça causar um curto-circuito na “Revolução EV”

Com planos de colocar pelo menos 30 veículos elétricos a bateria em produção até meados da década, as montadoras sabem que os clientes em potencial precisarão ter certeza de que podem encontrar lugares para se conectar - especialmente se moram em um apartamento ou casa onde não podem. instale um carregador privado.

No início deste mês, a General Motors anunciou planos para instalar 40,000 carregadores públicos em todo os EUA, muitos nas comunidades rurais onde tais dispositivos permanecem poucos e distantes entre si. E a GM não está sozinha. Ford, Volkswagen, Tesla e várias outras montadoras têm trabalhado para expandir a rede pública de carregamento – que atualmente totaliza apenas cerca de 57,000 plugues – assim como startups de empresas de carregamento como EVgo, Electrify America e ChargePoint.

As vendas de veículos elétricos subiram de 1% do mercado de veículos novos nos EUA no final de 2019 para quase 7% nos últimos meses. E isso pode chegar a 20% em meados da década, de acordo com o estudo Car Wars divulgado pelo Bank of America Research no verão. Mas, embora a criação de uma rede de carregadores prontamente acessível seja crítica para apoiar a “Revolução EV”, é preciso olhar mais adiante e fazer uma pergunta ainda mais crítica, mas básica: a infraestrutura elétrica do país está pronta para lidar com os milhões de baterias? veículos elétricos devem circular em nossas estradas nos próximos anos?

Ansiedade de alcance

A ansiedade de alcance tem sido tradicionalmente uma das maiores preocupações dos potenciais compradores de veículos elétricos. Mas, com os modelos mais novos entregando 250, 350, até 500 milhas por carga, encontrar um lugar para conectar está se tornando a questão mais relevante, de acordo com John McElroy, analista veterano e apresentador do programa de streaming de vídeo Autoline Detroit.

No lado positivo, o projeto de lei bipartidário de infraestrutura aprovado pelo Congresso em 2021 reservou US$ 5 bilhões para financiar o lançamento nacional, com o governo Biden pressionando para ter 500,000 carregadores públicos instalados até 2030.

“Aumentar a rede de estações de carregamento é fundamental para que os EVs alcancem uma adoção generalizada”, disse Kelsey Peterson, gerente de eletrificação de transporte da concessionária DTE com sede em Michigan.

A boa notícia é que o número de carregadores está crescendo rapidamente. Havia apenas 42,000 deles em vigor em meados de 2021, segundo dados federais. Mas a desvantagem é que muitos dos que estão em vigor não estão funcionando.

Plugues quebrados

“Tive vários problemas com carregadores de VE enquanto estava na estrada”, disse Mercedes Lillienthal, uma piloto de rally e fã de VE que se viu perigosamente perto de ficar sem elétrons enquanto procurava um carregador que estava em serviço em várias ocasiões.

Um estudo recente do grupo de defesa de EV Plug In America descobriu que cerca de metade de seus entrevistados tiveram problemas ao usar carregadores públicos - com os quebrados sendo a reclamação mais frequente. Um estudo polêmico publicado no início de 2022 pela Universidade da Califórnia Berkley estimou que apenas 72.5% dos 657 carregadores rápidos públicos na área da baía de São Francisco estavam operacionais a qualquer momento.

Embora os operadores de estações de carregamento geralmente subestimem o grau do problema, eles não negam que a confiabilidade seja um problema. E, se “os proprietários de veículos elétricos continuarem a experimentar carregadores que não funcionam tão bem quanto o esperado, isso vai desacelerar a revolução dos veículos elétricos”, disse McElroy.

crescimento gradual

Mas carregadores quebrados estão longe de ser a única preocupação. A questão mais séria é se os EUA têm capacidade de geração suficiente e, em caso afirmativo, se podem levar essa energia para onde os proprietários de VEs precisarem, seja em casa, no trabalho ou em estações de recarga públicas.

O consenso geral é que os EUA têm capacidade de geração de energia suficiente para cobrir EVs que provavelmente serão adicionados à frota de veículos do país até pelo menos 2025 e possivelmente 2030. Mas quanto mais longe formos - e maior será a participação no mercado de veículos novos EVs se tornam, maior o desafio. As concessionárias locais estão “enfrentando o desafio”, afirma Trevor Pawl, diretor de mobilidade do estado de Michigan. E isso foi repetido por um executivo da Consumers Energy, que falou em segundo plano.

“O importante é esperar que o crescimento de EV seja gradual. Isso acontecerá com o tempo, o que, desde que você esteja planejando, permita que você esteja pronto”, disse Gary Silberg, sócio e líder global do setor automotivo da KPMG. Dito isso, a infraestrutura elétrica do país está sendo levada ao limite “mesmo antes de você lançar veículos elétricos”, acrescentou Silberg, e “vai precisar de muito trabalho”.

A quantidade de trabalho varia “de região para região, estado para estado e concessionária para concessionária”, disse Dave Reuter, diretor de marketing e comunicações da NextEra Energy, com sede em Jacksonville, Flórida. Sem apontar o dedo, Reuter teme que alguns provedores simplesmente não estejam se adaptando ao que é necessário daqui para frente.

Fogo e gelo

Isso foi destacado por vários episódios recentes que deixaram milhões de americanos no escuro - ou pior. Na Califórnia, durante as ondas de calor do verão passado, os clientes enfrentaram a perspectiva de apagões contínuos quando os níveis de demanda sobrecarregaram os suprimentos de energia. Em vários anos anteriores, ventos fortes levaram à queda de linhas de energia que desencadearam incêndios florestais violentos - um deles culpado por um grande incêndio em 2019 no condado de Sonoma, que causou a evacuação de 100,000 pessoas e destruiu centenas de casas.

Uma tempestade de gelo no início de 2021 no Texas destruiu a rede elétrica do estado, deixando milhões no escuro por dias. Michigan sofreu tantas falhas de rede relacionadas a tempestades naquele ano que o procurador-geral Dana Nessel começou a confiar na DTE para consertar seus problemas, principalmente aumentando a manutenção de suas linhas de distribuição.

O termo comumente usado, “infraestrutura”, é abrangente e um pouco enganador. Na realidade, a rede elétrica consiste em vários elementos distintos, começando com a geração de energia, bem como a transmissão dos geradores para as comunidades locais e, em seguida, a rede de distribuição que fornece energia para residências e empresas individuais.

Ligando

Claramente, há necessidade de novos investimentos significativos em geração de energia, e essas instalações precisam ser adequadamente equipadas e mantidas, enfatizam os especialistas. Mas tem havido um rápido crescimento de geradores de gás natural substituindo instalações de carvão sujo.

E a grande onda está chegando no setor renovável, com energia eólica, solar e outras alternativas limpas adicionando gigawatts de capacidade. A Ford Motor Co. planeja ter todas as suas operações em Michigan operadas por energias renováveis ​​dentro de alguns anos, bem como o novo complexo de fabricação BlueOval City EV que está montando perto de Memphis.

Mas, como os problemas na Califórnia, Texas e Michigan enfatizaram, são as porções de transmissão e rede da rede que parecem estar em pior estado.

Um sistema de distribuição desatualizado

“A (rede de transmissão e distribuição) é muito antiga, com um quarto dela com mais de 50 anos”, disse Christine Oumansour, sócia da consultoria de energia Oliver Wyman. No lado positivo, a pesquisa de Wyman sugere que as concessionárias americanas, junto com provedores independentes que gerenciam transmissão e distribuição, estão investindo cerca de US$ 100 bilhões anualmente para alcançar o que será necessário para a era EV.

Embora seja crítico gastar em tudo, desde novos parques solares e eólicos até a manutenção dos direitos de passagem da vizinhança, especialistas dizem que as concessionárias devem implementar uma rede de energia de alta tecnologia se quiserem alcançar a máxima eficiência no futuro. Espera-se que a grade do futuro seja significativamente diferente da que temos hoje.

Por um lado, haverá o desafio de nivelar a carga de energia de fontes renováveis. Os ventos nem sempre sopram e os painéis solares são inúteis à noite. É por isso que a NextEra Energy instalou um sistema de armazenamento de bateria de 945 megawatts, em Manatee County, Flórida, há vários anos. Então o maior sistema de seu tipo no mundo, ele pode lidar com energia suficiente para cobrir demandas de carga de pico por até quatro horas.

Uma rede mais inteligente

Em um nível mais local, provavelmente veremos sistemas de armazenamento menores, talvez até algumas centenas de quilowatts, fornecendo backup para bairros individuais. A GM, por exemplo, foi experimentando as chamadas baterias de “segunda vida”. Puxadas quando veículos como o Chevrolet Bolt são descartados, espera-se que muitas baterias automotivas retenham até 70% de sua capacidade. Empilhe alguns em uma unidade de backup do tamanho de um galpão e você poderá manter um bairro funcionando enquanto as equipes de reparo trabalham nas linhas desativadas.

Ao mesmo tempo, a rede terá que se tornar muito “mais inteligente”, de acordo com o analista Oumansour e outros especialistas. Ele precisará aprender a detectar falhas, até mesmo predizê-las antes que ocorra uma falha. Ele será capaz de redirecionar a energia quando e onde for mais necessário. E isso cobrirá tudo, desde as grandes linhas de alta tensão até os pontos de distribuição individuais.

No nível local, à medida que mais e mais veículos se tornarem elétricos, “teremos que ser capazes de monitorar” e ajustar a maneira como os carregadores em uma estrutura de estacionamento operam, disse RJ Juliano, vice-presidente executivo da Parkway Corp., a empresa sediada na Filadélfia que é a maior operadora de estacionamentos e estruturas do país. Nas grandes cidades, onde as residências independentes são menos comuns, os proprietários de veículos elétricos terão que contar com o carregamento público - sejam carregadores rápidos ou sistemas de nível 2 mais lentos em instalações como as da Parkway.

Mas haverá limites para a quantidade de energia que pode ser entregue em muitos bairros mais antigos, disse Juliano. Para compensar, empresas como a Parkway precisarão de sistemas de gerenciamento de carga e carregadores capazes de conversar entre si para ver como estão sendo usados. Eles podem desacelerar coletivamente — ou individualmente — se excederem a fonte de alimentação disponível.

Veículo para carga

Esses carregadores podem acabar ajudando a manter a rede funcionando sem problemas, aproveitando a tecnologia “veículo para carregar” de que muitos novos veículos elétricos, como o Ford F-150 Lightning, são capazes. A bateria do caminhão pode fornecer energia para uma casa se houver um blecaute, observa Ford. E, nos próximos anos, ele também pode enviar energia de volta à rede quando houver demanda de pico, usando essencialmente sua bateria como backup de rede.

E os proprietários de veículos poderiam ser pagos por fornecer esse poder. Os proprietários já podem definir um limite de quanta energia pode ser extraída de suas baterias Lightning, para que não acabem com um pacote morto. Quando a demanda cai, entretanto, o veículo começa automaticamente a carregar novamente.

O software para gerenciar a tecnologia do veículo para a rede ainda está em fase de desenvolvimento, mas espera-se que se torne um recurso importante para ajudar a rede de energia do futuro a atender à demanda crescente à medida que milhões de novos veículos se tornarem elétricos.

Sobrecarregando o sistema

O que está claro é que o advento da era EV irá sobrecarregar e transformar a infraestrutura de energia elétrica do país. A curto prazo, a maioria dos especialistas acredita que a rede existente pode lidar com o que se espera que seja conectado a ela. A longo prazo, no entanto, atualizações significativas serão necessárias.

Haverá necessidade de nova capacidade de geração, especialmente de fontes renováveis. E as redes de transmissão e distribuição precisarão se tornar mais inteligentes e robustas. Se o governo e a indústria começarem a trabalhar juntos agora, afirmam os proponentes, a transição deve ser suave. Caso contrário, o EV Revolution pode ser desconectado.

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• Fonte: https://www.thedetroitbureau.com/2022/12/a-creaky-infrastructure-threatens-to-short-circuit-the-ev-revolution/