Škripajoča infrastruktura grozi s kratkim stikom "EV revolucije"

Ker načrtujejo, da bodo do sredine desetletja začeli proizvajati vsaj 30 baterijsko električnih vozil, proizvajalci avtomobilov vedo, da bodo potencialne stranke morale biti prepričane, da lahko najdejo mesta za priklop – še posebej, če živijo v stanovanju ali domu, kjer ne morejo namestite zasebni polnilnik.

V začetku tega meseca je General Motors objavil načrte za namestitev 40,000 javnih polnilnikov po ZDA, veliko v podeželskih skupnostih, kjer je takšnih naprav le malo. In GM ni edini. Ford, Volkswagen, Tesla in številni drugi proizvajalci avtomobilov si prizadevajo za razširitev javnega polnilnega omrežja – ki trenutno obsega le okoli 57,000 vtičnic – prav tako kot startup podjetja za polnjenje, kot so EVgo, Electrify America in ChargePoint.

Prodaja električnih vozil se je povečala z 1 % ameriškega trga novih vozil konec leta 2019 na skoraj 7 % v zadnjih mesecih. In to bi lahko do sredine desetletja preseglo 20 %, glede na študijo Car Wars, ki jo je poleti objavila Bank of America Research. Toda medtem ko bo vzpostavitev zlahka dostopnega omrežja polnilnikov ključnega pomena za podporo »EV revolucije«, je treba pogledati dlje navzgor in si zastaviti še bolj kritično, a osnovno vprašanje: ali je državna električna infrastruktura pripravljena za obvladovanje milijonov akumulatorjev. električna vozila, ki naj bi v prihodnjih letih vozila po naših cestah?

Razširjena tesnoba

Zaskrbljenost zaradi dosega je tradicionalno ena največjih skrbi potencialnih kupcev električnih vozil. Toda z novejšimi modeli, ki zagotavljajo 250, 350, celo 500 milj z enim polnjenjem, postaja iskanje mesta za priklop vse pomembnejše vprašanje, pravi John McElroy, veteran analitik in voditelj pretočnega video programa Autoline Detroit.

Pozitivna stran je, da je dvostranski zakon o infrastrukturi, ki ga je kongres sprejel leta 2021, namenil 5 milijard dolarjev za financiranje uvedbe po vsej državi, pri čemer si je Bidnova administracija prizadevala, da bi do leta 500,000 postavili 2030 javnih polnilnic.

"Razširitev omrežja polnilnih postaj je ključnega pomena za doseganje široke uporabe električnih vozil," je povedala Kelsey Peterson, vodja elektrifikacije transporta pri podjetju DTE s sedežem v Michiganu.

Dobra novica je, da število polnilnikov hitro narašča. Po zveznih podatkih jih je bilo sredi leta 42,000 samo 2021. Slaba stran pa je, da veliko preveč tistih, ki so zdaj v veljavi, ne delujejo.

Zlomljeni čepi

»Na poti sem imela več težav s polnilniki za električna vozila,« je povedala Mercedes Lillienthal, voznica relija in oboževalka električnih vozil, ki se je znašla v nevarnosti, da bi ji zmanjkalo elektronov, medtem ko je večkrat iskala polnilnik, ki je bil v uporabi.

Nedavna študija skupine za zagovornike električnih vozil Plug In America je pokazala, da je približno polovica anketirancev naletela na težave pri uporabi javnih polnilnikov – pri čemer so pokvarjeni najpogostejša pritožba. Kontroverzna študija, ki jo je v začetku leta 2022 objavila kalifornijska univerza Berkley, je ocenila, da je v danem trenutku delovalo samo 72.5 % od 657 javnih hitrih polnilnic na območju zaliva San Francisco.

Medtem ko operaterji polnilnih postaj na splošno zmanjšajo stopnjo težave, ne zanikajo, da je zanesljivost težava. In če »lastniki električnih vozil še naprej doživljajo polnilnike, ki ne delujejo tako dobro, kot bi pričakovali, bo to upočasnilo revolucijo električnih vozil,« je dejal McElroy.

Postopna rast

A pokvarjeni polnilniki še zdaleč niso edina skrb. Bolj resno vprašanje je, ali imajo ZDA dovolj proizvodnih zmogljivosti in, če je tako, ali lahko to energijo zagotovijo tja, kjer jo potrebujejo lastniki električnih vozil, bodisi doma, v službi ali javne polnilne postaje.

Splošno soglasje je, da imajo ZDA dovolj zmogljivosti za proizvodnjo energije, da pokrijejo električna vozila, ki bodo verjetno dodana državnemu voznemu parku vsaj do leta 2025 in morda do leta 2030. Toda dlje kot gremo – in večji je delež trga novih vozil Ko postajajo električna vozila, večji je izziv. Lokalne komunalne službe so "kos izzivu," trdi Trevor Pawl, glavni uradnik za mobilnost v državi Michigan. In to je ponovil izvršni direktor Consumers Energy, ki je govoril o ozadju.

»Pomembno je pričakovati, da bo rast električnih vozil postopna. Prišlo bo sčasoma, kar vam bo omogočilo, da ste pripravljeni, če to načrtujete,« je povedal Gary Silberg, partner in vodja globalnega avtomobilskega sektorja pri KPMG. Kljub temu je državna električna infrastruktura potisnjena do skrajnih meja, "še preden vržete električna vozila," je dodal Silberg, in "bo potrebno veliko dela."

Koliko dela se razlikuje »od regije do regije, države do države in komunalnega podjetja,« je povedal Dave Reuter, vodja trženja in komunikacij za NextEra Energy s sedežem v Jacksonvillu na Floridi. Ne da bi kazali s prstom, Reuter skrbi, da se nekateri ponudniki preprosto ne prilagajajo temu, kar je potrebno v prihodnje.

Ogenj in led

To je bilo poudarjeno v več nedavnih epizodah, ki so milijone Američanov pustile v temi – ali še huje. V Kaliforniji med vročinskimi valovi preteklega poletja so se odjemalci soočili z možnostjo tekočih izpadov električne energije, ko je raven povpraševanja presegla zaloge energije. V nekaj prejšnjih letih so ostri vetrovi privedli do podrtih električnih vodov, ki so povzročili divjajoče gozdne požare – eden je kriv za ogromen požar leta 2019 v okrožju Sonoma, zaradi katerega so morali evakuirati 100,000 ljudi in uničil na stotine domov.

Ledena nevihta v začetku leta 2021 v Teksasu je sesula državno električno omrežje, zaradi česar so bili milijoni več dni v temi. Tisto leto je Michigan utrpel toliko okvar omrežja, povezanih z neurjem, da se je državna tožilka Dana Nessel začela zanašati na DTE, da bi odpravila svoje težave, zlasti s povečanim vzdrževanjem distribucijskih vodov.

Pogosto uporabljen izraz "infrastruktura" je hkrati vseobsegajoč in nekoliko zavajajoč. V resnici je električno omrežje sestavljeno iz več različnih elementov, začenši s proizvodnjo električne energije, kot tudi prenosom od generatorjev do lokalnih skupnosti, nato pa distribucijsko omrežje, ki dobavlja električno energijo v posamezne domove in podjetja.

Vklop

Očitno so potrebne velike nove naložbe v proizvodnjo energije, te objekte pa je treba ustrezno opremiti in vzdrževati, poudarjajo strokovnjaki. Toda prišlo je do hitre rasti generatorjev zemeljskega plina, ki nadomeščajo umazane objekte za premog.

In velik porast prihaja v sektorju obnovljivih virov energije, z vetrnimi, sončnimi in drugimi, čistimi alternativami, ki dodajajo gigavate zmogljivosti. Ford Motor Co. načrtuje, da bo v nekaj letih vse svoje dejavnosti v Michiganu vodila obnovljiva energija, kot tudi novi proizvodni kompleks za električna vozila BlueOval City, ki ga postavlja v bližini Memphisa.

Toda, kot so poudarile težave v Kaliforniji, Teksasu in Michiganu, se zdi, da sta v najslabšem stanju prenosni in omrežni del omrežja.

Zastarel distribucijski sistem

"(Prenosno in distribucijsko omrežje) je zelo staro, četrtina ga je stara več kot 50 let," je dejala Christine Oumansour, partnerica v svetovalnem podjetju, energetski praksi Oliverja Wymana. Pozitivna stran pa je, da raziskava Wyman kaže, da ameriška komunalna podjetja skupaj z neodvisnimi ponudniki, ki upravljajo prenos in distribucijo, vlagajo približno 100 milijard dolarjev letno, da bi dohitela tisto, kar bo potrebno za dobo električnih vozil.

Medtem ko bo poraba za vse, od novih sončnih in vetrnih elektrarn do vzdrževanja sosedskih pravic ključnega pomena, strokovnjaki pravijo, da morajo komunalna podjetja vzpostaviti bolj visokotehnološko energetsko omrežje, če želijo doseči največjo učinkovitost v prihodnosti. Pričakuje se, da bo omrežje prihodnosti bistveno drugačno od tega, kar imamo danes.

Prvič, obstaja izziv izravnave obremenitve energije iz obnovljivih virov. Vetrovi ne pihajo vedno in sončni kolektorji so ponoči neuporabni. Zato je NextEra Energy pred nekaj leti v okrožju Manatee na Floridi namestila 945-megavatni sistem za shranjevanje baterij. Takrat največji sistem te vrste na svetu, zmore dovolj moči, da pokrije največjo obremenitev do štiri ure.

Pametnejše omrežje

Na bolj lokalni ravni bomo verjetno videli manjše sisteme za shranjevanje, morda do nekaj sto kilovatov, ki zagotavljajo rezervo za posamezne soseske. GM, na primer, je bil eksperimentiranje s tako imenovanimi baterijami »second life«.. Številni avtomobilski akumulatorji naj bi obdržali kar 70 % svoje zmogljivosti, ko bodo vozila, kot je Chevrolet Bolt, razrezani. Zložite jih nekaj v rezervno enoto v velikosti lope in ohranili boste delovanje soseske, medtem ko se ekipe za popravila lotijo ​​dela na izpadlih linijah.

Hkrati bo moralo omrežje postati veliko »pametnejše«, menijo analitik Oumansour in drugi strokovnjaki. Moral se bo naučiti zaznati napake, jih celo predvideti, preden pride do okvare. Energijo bo lahko preusmeril takrat in tja, kjer je to najbolj potrebno. In to bo zajemalo vse od velikih, visokonapetostnih daljnovodov do posameznih distribucijskih točk.

Na lokalni ravni, ko bo vse več vozil na električni pogon, "bomo morali biti sposobni spremljati" in prilagajati način delovanja polnilnikov v parkirni strukturi, je dejal RJ Juliano, izvršni podpredsednik Parkway Corp., podjetje s sedežem v Philadelphii, ki je največji upravljavec parkirišč in objektov v državi. V večjih mestih, kjer so samostojni domovi manj pogosti, se bodo lastniki električnih vozil morali zanašati na javno polnjenje – ne glede na to, ali gre za hitre polnilnice ali počasnejše sisteme 2. stopnje v objektih, kot so tisti, ki jih uporablja Parkway.

Toda v številnih starejših soseskah bo količina električne energije, ki jo je mogoče dostaviti, omejena, je dejal Juliano. Za nadomestilo bodo podjetja, kot je Parkway, potrebovala sisteme za upravljanje obremenitve in polnilnike, ki se bodo lahko pogovarjali med seboj, da bodo videli, kako se uporabljajo. Skupaj ali posamično se lahko upočasnijo, če presežejo razpoložljivo oskrbo z energijo.

Od vozila do tovora

Ti polnilniki bi lahko pripomogli k nemotenemu delovanju omrežja in izkoristili tehnologijo »od vozila do obremenitve«, ki jo zmorejo številna nova električna vozila, kot je Ford F-150 Lightning. Ford ugotavlja, da lahko akumulatorski sklop tovornjaka oskrbuje dom z električno energijo, če pride do izpada električne energije. In v prihodnjih letih bi lahko tudi vrnil energijo nazaj v omrežje, ko je povpraševanje največje, pri čemer bi v bistvu uporabil svojo baterijo kot rezervno omrežno rezervo.

In lastniki vozil bi lahko prejeli plačilo za zagotavljanje te moči. Lastniki že lahko določijo omejitev, koliko energije lahko črpajo iz svojih baterij Lightning, da ne ostanejo s praznim paketom. Ko medtem povpraševanje upade, se bo vozilo znova samodejno začelo polniti.

Programska oprema za upravljanje tehnologije od vozila do omrežja je še vedno v razvojni fazi, vendar se pričakuje, da bo postala pomembna funkcija, ki bo jutrišnjemu energetskemu omrežju pomagala zadovoljiti naraščajoče povpraševanje, ko bodo milijoni novih vozil električni.

Obremenitev sistema

Jasno je, da bo prihod dobe električnih vozil obremenil in preoblikoval državno električno energetsko infrastrukturo. Kratkoročno večina strokovnjakov meni, da obstoječe omrežje zmore vse, kar se pričakuje, da bo vanj priključeno. Dolgoročno pa bodo potrebne znatne nadgradnje.

Potrebovali bomo nove proizvodne zmogljivosti, zlasti iz obnovljivih virov. Tako prenosna kot distribucijska omrežja bodo morala postati pametnejša in robustnejša. Če vlada in industrija zdaj začneta sodelovati, trdijo zagovorniki, bi moral biti prehod gladek. V nasprotnem primeru bi revolucija električnih vozil lahko izginila.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• vir: https://www.thedetroitbureau.com/2022/12/a-creaky-infrastructure-threatens-to-short-circuit-the-ev-revolution/