Слабая инфраструктура угрожает свести на нет «революцию электромобилей»

С планами запустить в производство не менее 30 электромобилей к середине десятилетия автопроизводители знают, что потенциальные клиенты должны быть уверены, что они смогут найти место для подключения, особенно если они живут в квартире или доме, где они не могут установить частное зарядное устройство.

Ранее в этом месяце General Motors объявила о планах установить 40,000 57,000 общественных зарядных устройств по всей территории США, многие из которых — в сельских районах, где таких устройств по-прежнему мало. И GM не одинок. Ford, Volkswagen, Tesla и ряд других автопроизводителей работают над расширением общедоступной сети зарядки, которая в настоящее время насчитывает всего около XNUMX XNUMX розеток, как и стартапы зарядных компаний, такие как EVgo, Electrify America и ChargePoint.

Продажи электромобилей выросли с 1% рынка новых автомобилей в США в конце 2019 года до почти 7% в последние месяцы. И это может превысить 20% к середине десятилетия, согласно исследованию Car Wars, опубликованному Bank of America Research летом. Но хотя создание легкодоступной сети зарядных устройств будет иметь решающее значение для поддержки «революции электромобилей», необходимо заглянуть дальше вверх по течению и задать еще более важный, но основной вопрос: готова ли национальная электрическая инфраструктура справиться с миллионами аккумуляторов? Ожидается, что электромобили будут ездить по нашим дорогам в ближайшие годы?

Диапазон беспокойства

Беспокойство по поводу запаса хода традиционно было одной из самых больших проблем для потенциальных покупателей электромобилей. Но, по словам Джона МакЭлроя, опытного аналитика и ведущего программы потокового видео Autoline Detroit, с более новыми моделями, обеспечивающими 250, 350 и даже 500 миль на одной зарядке, поиск места для подключения становится более актуальной проблемой.

Положительным моментом является то, что двухпартийный законопроект об инфраструктуре, принятый Конгрессом в 2021 году, выделил 5 миллиардов долларов для финансирования общенационального развертывания, при этом администрация Байдена настаивает на том, чтобы к 500,000 году было установлено 2030 XNUMX общественных зарядных устройств.

«Развитие сети зарядных станций имеет решающее значение для широкого распространения электромобилей», — сказал Келси Петерсон, менеджер по электрификации транспорта в мичиганской коммунальной компании DTE.

Хорошей новостью является то, что количество зарядных устройств быстро растет. По федеральным данным, в середине 42,000 года их было всего 2021 тысячи. Но недостатком является то, что слишком многие из существующих сейчас не работают.

Сломанные пробки

«В дороге у меня возникало множество проблем с зарядными устройствами для электромобилей», — сказала Мерседес Лилиенталь, гонщица и фанатка электромобилей, которая несколько раз оказывалась на грани разрядки электронов, когда искала зарядное устройство, которое было в эксплуатации.

Недавнее исследование, проведенное группой по защите интересов электромобилей Plug In America, показало, что около половины респондентов сталкивались с проблемами при использовании общедоступных зарядных устройств — наиболее частые жалобы на поломки. Спорное исследование, опубликованное в начале 2022 года Калифорнийским университетом в Беркли, показало, что только 72.5% из 657 общественных станций быстрой зарядки в районе залива Сан-Франциско работали в любой момент времени.

Хотя операторы зарядных станций обычно преуменьшают степень проблемы, они не отрицают, что надежность является проблемой. И если «владельцы электромобилей продолжат сталкиваться с зарядными устройствами, которые не работают так, как ожидалось, это замедлит революцию электромобилей», — сказал МакЭлрой.

Постепенный рост

Но сломанные зарядные устройства — далеко не единственная проблема. Более серьезный вопрос заключается в том, достаточно ли в США генерирующих мощностей, и если да, то смогут ли они доставить эту энергию туда, где она понадобится владельцам электромобилей, будь то дома, на работе или на общественных зарядных станциях.

Общее мнение заключается в том, что в США достаточно мощностей по выработке энергии, чтобы покрыть электромобили, которые, вероятно, будут добавлены к национальному автопарку по крайней мере до 2025 года, а возможно, и до 2030 года. Но чем дальше мы продвигаемся, тем выше доля рынка новых автомобилей. Электромобили становятся, тем больше проблема. Местные коммунальные службы «принимают вызов», утверждает Тревор Пол, главный специалист по мобильности в штате Мичиган. И это было поддержано руководителем Consumers Energy, который говорил в фоновом режиме.

«Важно ожидать, что рост электромобилей будет постепенным. Это придет со временем, которое, если вы планируете это, позволит вам быть готовым», — сказал Гэри Силберг, партнер и руководитель глобального автомобильного сектора KPMG. Тем не менее, электрическая инфраструктура страны доведена до предела «еще до того, как вы добавите электромобили», добавил Силберг, и «потребуется много работы».

Объем работы варьируется «от региона к региону, от штата к штату и от коммунального предприятия», — сказал Дэйв Рейтер, директор по маркетингу и коммуникациям NextEra Energy из Джексонвилля, Флорида. Не показывая пальцем, Рейтер беспокоится, что некоторые провайдеры просто не адаптируются к тому, что необходимо в будущем.

Огонь и лед

Это было подчеркнуто несколькими недавними эпизодами, которые оставили миллионы американцев в неведении — или того хуже. В Калифорнии во время аномальной жары прошлым летом потребители столкнулись с перспективой веерных отключений электроэнергии, когда уровни спроса превысили энергоснабжение. В предыдущие несколько лет сильные ветры приводили к обрыву линий электропередач, что вызывало бушующие лесные пожары — один из них стал причиной масштабного пожара в округе Сонома в 2019 году, в результате которого 100,000 XNUMX человек были эвакуированы и были разрушены сотни домов.

Ледяной шторм в начале 2021 года в Техасе разрушил электросеть штата, оставив миллионы людей без света на несколько дней. В том году в Мичигане произошло так много сбоев в электросети, связанных с ураганом, что генеральный прокурор Дана Нессель начала полагаться на DTE для решения своих проблем, в частности, за счет увеличения технического обслуживания своих распределительных линий.

Широко используемый термин «инфраструктура» одновременно всеобъемлющий и немного вводит в заблуждение. На самом деле электрическая сеть состоит из нескольких отдельных элементов, начиная с производства электроэнергии, а также передачи от генераторов к местным сообществам, а затем распределительной сети, доставляющей электроэнергию в отдельные дома и предприятия.

Включение

Эксперты подчеркивают, что явно необходимы новые значительные инвестиции в производство энергии, и эти объекты должны быть должным образом оборудованы и обслуживаться. Но наблюдается быстрый рост генераторов природного газа, заменяющих грязные угольные установки.

И большой всплеск ожидается в секторе возобновляемых источников энергии, когда ветряные, солнечные и другие экологически чистые альтернативы добавляют гигаватт мощности. Ford Motor Co. планирует перевести все свои предприятия в Мичигане на возобновляемые источники энергии в течение нескольких лет, а также новый производственный комплекс BlueOval City EV, который компания строит недалеко от Мемфиса.

Но, как показали проблемы в Калифорнии, Техасе и Мичигане, именно передающие и сетевые части энергосистемы находятся в наихудшем состоянии.

Устаревшая система дистрибуции.

«(Сеть передачи и распределения) очень старая, четверть из них старше 50 лет», — сказала Кристин Умансур, партнер консалтинговой фирмы, энергетическая практика Оливера Ваймана. С положительной стороны, исследования Wyman показывают, что американские коммунальные компании вместе с независимыми поставщиками, которые управляют передачей и распределением, ежегодно инвестируют около 100 миллиардов долларов, чтобы наверстать упущенное в эпоху электромобилей.

В то время как расходы на все, от новых солнечных и ветряных электростанций до поддержания полосы отчуждения в районе, будут иметь решающее значение, эксперты говорят, что коммунальные предприятия должны создать более высокотехнологичную энергетическую сеть, если они хотят достичь максимальной эффективности в будущем. Ожидается, что сетка будущего будет значительно отличаться от того, что мы имеем сегодня.

Во-первых, возникнет проблема выравнивания нагрузки от возобновляемых источников энергии. Ветер не всегда дует, а солнечные батареи ночью бесполезны. Именно поэтому компания NextEra Energy несколько лет назад установила аккумуляторную систему хранения мощностью 945 мегаватт в округе Манати, штат Флорида. Это самая большая система такого рода в мире, она может выдерживать достаточную мощность, чтобы покрывать пиковые нагрузки в течение четырех часов.

Более умная сеть

На более локальном уровне мы, вероятно, увидим более мелкие системы хранения, возможно, до нескольких сотен киловатт, обеспечивающие резервное копирование для отдельных районов. GM, например, эксперименты с так называемыми батареями «второй жизни». Ожидается, что после утилизации таких автомобилей, как Chevrolet Bolt, многие автомобильные аккумуляторы сохранят до 70% своей емкости. Сложите несколько из них в резервную единицу размером с сарай, и вы сможете обеспечить работу района, пока ремонтные бригады приступят к работе на поврежденных линиях.

В то же время, по словам аналитика Умансура и других экспертов, сеть должна стать намного «умнее». Ему нужно будет научиться обнаруживать ошибки и даже предсказывать их до того, как произойдет сбой. Он сможет перенаправить энергию, когда и где это больше всего необходимо. И это будет охватывать все, от больших линий электропередач высокого напряжения до отдельных точек распределения.

На местном уровне, поскольку все больше и больше транспортных средств переходят на электротягу, «мы должны иметь возможность отслеживать» и регулировать работу зарядных устройств на парковке, сказал Р. Дж. Джулиано, исполнительный вице-президент Parkway Corp., фирма из Филадельфии, которая является крупнейшим в стране оператором парковок и сооружений. В крупных городах, где автономные дома менее распространены, владельцам электромобилей придется полагаться на общественную зарядку — будь то быстрые зарядные устройства или более медленные системы уровня 2 в таких объектах, как те, на которых работает Parkway.

Но будут ограничения на количество электроэнергии, которая может быть поставлена ​​во многих старых районах, сказал Джулиано. Чтобы компенсировать это, таким компаниям, как Parkway, потребуются системы управления нагрузкой и зарядные устройства, способные общаться друг с другом, чтобы видеть, как они используются. Они могут вместе или по отдельности замедляться, если превышают доступный источник питания.

Транспортное средство для загрузки

Эти зарядные устройства могут помочь обеспечить бесперебойную работу сети, используя преимущества технологии «транспортное средство для загрузки», на которую способны многие новые электромобили, такие как Ford F-150 Lightning. Аккумуляторная батарея грузовика может обеспечить электричеством дом в случае отключения электроэнергии, отмечает Форд. И в ближайшие годы он также может возвращать электроэнергию в сеть, когда возникает пиковый спрос, по сути, используя свою батарею в качестве резервной сети.

И владельцы транспортных средств могли получать деньги за предоставление этой мощности. Владельцы уже могут установить ограничение на то, сколько энергии можно получить от своих аккумуляторов Lightning, чтобы они не остались с мертвой батареей. Между тем, когда спрос падает, автомобиль снова автоматически начинает заряжаться.

Программное обеспечение для управления технологией «автомобиль-сеть» все еще находится в стадии разработки, но ожидается, что оно станет важной функцией, помогающей энергосистеме завтрашнего дня удовлетворять растущий спрос, поскольку миллионы новых автомобилей переходят на электрические.

Нагрузка на систему

Ясно то, что наступление эры электромобилей одновременно нагрузит и трансформирует национальную инфраструктуру электроэнергетики. В краткосрочной перспективе большинство экспертов считают, что существующая сеть сможет справиться с тем, что ожидается от нее. Однако в долгосрочной перспективе потребуются значительные обновления.

Потребуются новые генерирующие мощности, особенно из возобновляемых источников энергии. И передающие, и распределительные сети должны будут стать умнее и надежнее. Сторонники утверждают, что если правительство и промышленность начнут работать вместе сейчас, переход должен быть плавным. В противном случае EV Revolution может отключиться.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Источник: https://www.thedetroitbureau.com/2022/12/a-creaky-infrastructure-threatens-to-short-circuit-the-ev-revolution/