En knarrig infrastruktur hotar att kortsluta "EV-revolutionen"

Med planer på att sätta minst 30 batteridrivna fordon i produktion i mitten av decenniet vet biltillverkare att potentiella kunder måste vara säkra på att de kan hitta ställen att koppla in - speciellt om de bor i en lägenhet eller ett hem där de inte kan installera en privat laddare.

Tidigare denna månad tillkännagav General Motors planer på att installera 40,000 57,000 offentliga laddare runt om i USA, många på landsbygden där sådana enheter fortfarande är få och långt mellan. Och GM är inte ensam. Ford, Volkswagen, Tesla och ett antal andra biltillverkare har arbetat för att utöka det offentliga laddningsnätverket – som för närvarande bara uppgår till cirka XNUMX XNUMX pluggar – liksom startups som laddningsföretag som EVgo, Electrify America och ChargePoint.

Försäljningen av elbilar har ökat från 1 % av den amerikanska marknaden för nya fordon i slutet av 2019 till nästan 7 % under de senaste månaderna. Och det kan toppa 20% i mitten av decenniet, enligt Car Wars-studien som släpptes av Bank of America Research under sommaren. Men även om det kommer att vara avgörande att sätta upp ett lättillgängligt nätverk av laddare för att stödja "EV-revolutionen", måste man titta längre uppströms och ställa en ännu mer kritisk men grundläggande fråga: är landets elektriska infrastruktur redo att hantera miljontals batterier? elfordon som förväntas färdas på våra vägar under de kommande åren?

Räckvidd

Räckviddsångest har traditionellt sett varit ett av de största problemen för potentiella elbilsköpare. Men med nyare modeller som levererar 250, 350, till och med 500 miles per laddning, blir det mer relevant att hitta en plats att koppla in, enligt John McElroy, en veterananalytiker och värd för streamingvideoprogrammet Autoline Detroit.

På den positiva sidan, lagförslaget om tvåpartsinfrastruktur som antogs av kongressen 2021 avsatte 5 miljarder dollar för att finansiera den rikstäckande utbyggnaden, där Biden-administrationen pressade på för att ha 500,000 2030 offentliga laddare på plats senast XNUMX.

"Att utvidga nätverket av laddstationer är avgörande för att elbilar ska få en bred användning", säger Kelsey Peterson, chef för transportelektrifiering för det Michigan-baserade DTE.

Den goda nyheten är att antalet laddare växer snabbt. Det fanns bara 42,000 2021 av dem på plats i mitten av XNUMX, enligt federala uppgifter. Men nackdelen är att alldeles för många av de som finns nu inte fungerar.

Trasiga pluggar

"Jag har haft flera problem med EV-laddare när jag var på resande fot", säger Mercedes Lillienthal, en rallyförare och EV-fan som har funnit sig farligt nära att få slut på elektroner när hon letade efter en laddare som var i drift vid flera tillfällen.

En nyligen genomförd studie av EV-förespråkargruppen Plug In America fann att ungefär hälften av de tillfrågade har stött på problem med att använda offentliga laddare - med trasiga laddare det vanligaste klagomålet. En kontroversiell studie publicerad i början av 2022 av University of California Berkley uppskattade att endast 72.5 % av de 657 offentliga snabbladdarna i San Francisco Bay Area var i drift vid varje given tidpunkt.

Även om laddstationsoperatörer i allmänhet toner ner graden av problemet, förnekar de inte att tillförlitlighet är ett problem. Och om "EV-ägare fortsätter att uppleva laddare som inte fungerar så bra som förväntat, kommer det att sakta ner EV-revolutionen", säger McElroy.

Gradvis tillväxt

Men trasiga laddare är långt ifrån det enda problemet. Den mer allvarliga frågan är om USA har tillräckligt med produktionskapacitet och, om så är fallet, om det kan få den kraften dit EV-ägare kommer att behöva den, oavsett om det är hem, arbete eller offentliga laddstationer.

Den allmänna överenskommelsen är att USA har tillräckligt med energiproduktionskapacitet för att täcka elbilar som sannolikt kommer att läggas till landets fordonsflotta under åtminstone 2025, och möjligen 2030. Men ju längre ut vi kommer – och desto högre andel av marknaden för nya fordon Elbilar blir desto större utmaning. Lokala företag "antar utmaningen", hävdar Trevor Pawl, chief mobility officer för delstaten Michigan. Och det upprepades av en chef med Consumers Energy som talade om bakgrunden.

"Det viktiga att förvänta sig är att tillväxten av elbilar kommer att ske gradvis. Det kommer att komma med tiden vilket, så länge du planerar för det, gör att du kan vara redo”, säger Gary Silberg, partner och Global Automotive Sector Leader hos KPMG. Som sagt, landets elektriska infrastruktur pressas till gränserna "även innan du kastar in elfordon", tillade Silberg, och "kommer att behöva mycket arbete."

Hur mycket arbete varierar "från region till region, stat till stat och verktyg till verktyg", säger Dave Reuter, marknadschef och kommunikationschef för NextEra Energy, baserad i Jacksonville, Florida. Utan att peka fingrar oroar Reuter att vissa leverantörer helt enkelt inte anpassar sig till vad som är nödvändigt framöver.

Eld och is

Det har belysts av flera senaste episoder som har lämnat miljontals amerikaner i mörkret - eller ännu värre. I Kalifornien, under den gångna sommarens värmeböljor, stod kunderna inför utsikten att bryta ner när efterfrågan överbelastade energitillförseln. Under flera tidigare år ledde hårda vindar till nedstängda kraftledningar som har berört rasande skogsbränder - en anklagade för en massiv eldsvåda 2019 i Sonoma County som fick 100,000 XNUMX människor att evakuera och förstöra hundratals hem.

En isstorm i Texas i början av 2021 kollapsade statens elnät och lämnade miljoner i mörkret i dagar. Michigan drabbades av så många stormrelaterade nätfel det året att justitieminister Dana Nessel började luta sig mot DTE för att åtgärda sina problem, särskilt genom att öka underhållet av dess distributionslinjer.

Den vanliga termen "infrastruktur" är både allomfattande och lite missvisande. I verkligheten består elnätet av flera distinkta element, som börjar med elproduktion, såväl som överföring från generatorer till lokala samhällen, och sedan distributionsnätet som levererar ström till enskilda hem och företag.

Startar upp

Det måste helt klart göras betydande nya investeringar i energiproduktion, och dessa anläggningar måste vara ordentligt utrustade och underhållna, betonar experter. Men det har skett en snabb tillväxt av naturgasgeneratorer som ersätter smutsiga kolanläggningar.

Och den stora ökningen kommer inom den förnybara sektorn, med vind, sol och andra, rena alternativ som lägger till gigawatts kapacitet. Ford Motor Co. planerar att få all sin Michigan-verksamhet att drivas av förnybara energikällor inom några år, liksom det nya BlueOval City EV-tillverkningskomplexet som det inrättar nära Memphis.

Men, som problemen i Kalifornien, Texas och Michigan har understrukit, är det överförings- och nätverksdelarna av nätet som verkar i värst form.

Ett föråldrat distributionssystem

"Transmissions- och distributionsnätverket är mycket gammalt, med en fjärdedel av det över 50 år gammalt," sa Christine Oumansour, en partner i konsultföretaget Oliver Wymans energiverksamhet. På den positiva sidan tyder forskningen från Wyman på att amerikanska elbolag, tillsammans med oberoende leverantörer som hanterar överföring och distribution, investerar cirka 100 miljarder dollar årligen för att komma ikapp med vad som kommer att behövas för elbilseran.

Även om det kommer att vara avgörande att spendera på allt från nya sol- och vindkraftsparker till att upprätthålla grannskapsrättigheterna, menar experter att elbolag måste inrätta ett mer högteknologiskt energinätverk om de ska uppnå maximal effektivitet framöver. Framtidens rutnät förväntas vara väsentligt annorlunda än vad vi har idag.

För det första kommer det att finnas utmaningen att utjämna effekt från förnybara källor. Vindar blåser inte alltid och solpaneler är värdelösa på natten. Det var därför NextEra Energy installerade ett batterilagringssystem på 945 megawatt i Manatee County, Florida för flera år sedan. Då det största systemet i sitt slag i världen, kan det hantera tillräckligt med kraft för att täcka toppbelastningskrav i upp till fyra timmar.

Ett smartare rutnät

På en mer lokal nivå kommer vi sannolikt att se mindre lagringssystem, kanske ner till några hundra kilowatt som ger backup för enskilda stadsdelar. GM, för en, har varit experimenterar med så kallade "second life"-batterier. Dras när fordon som Chevrolet Bolt skrotas, många bilbatterier förväntas behålla så mycket som 70% av sin kapacitet. Stapla ihop några i en reservenhet i skjulstorlek och du kan hålla ett område igång medan reparationspersonal börjar arbeta på nedskjutna linjer.

Samtidigt måste nätet bli mycket "smartare", enligt analytikern Oumansour och andra experter. Den kommer att behöva lära sig att upptäcka fel, till och med förutsäga dem innan ett fel inträffar. Den kommer att kunna omdirigera energi när och där det behövs som mest. Och det kommer att täcka allt från de stora högspänningsledningarna ner till enskilda distributionspunkter.

På lokal nivå, när fler och fler fordon blir elektriska, "måste vi kunna övervaka" och justera hur laddarna i en parkeringsstruktur fungerar, säger RJ Juliano, vice vd för Parkway Corp., det Philadelphia-baserade företaget som är landets största operatörer av parkeringsplatser och strukturer. I större städer, där fristående hem är mindre vanliga, kommer elbilsägare att behöva förlita sig på offentlig laddning - oavsett om det är snabbladdare eller långsammare nivå 2-system i anläggningar som de som Parkway kör.

Men det kommer att finnas gränser för hur mycket ström som kan levereras i många äldre stadsdelar, sa Juliano. För att kompensera kommer företag som Parkway att behöva lasthanteringssystem och laddare som kan prata med varandra för att se hur de används. De kan kollektivt - eller individuellt - sakta ner om de överskrider den tillgängliga strömförsörjningen.

Fordon att lasta

Dessa laddare kan sluta hjälpa till att hålla nätet igång smidigt genom att dra nytta av "vehicle-to-load"-tekniken som många nya elbilar, som Ford F-150 Lightning, kan. Lastbilens batteripaket kan ge ström till ett hem om det blir strömavbrott, konstaterar Ford. Och under de kommande åren kan den också trycka tillbaka strömmen till nätet när det är hög efterfrågan, och i huvudsak använda batteriet som nätverksbackup.

Och fordonsägare kan få betalt för att tillhandahålla den kraften. Ägare kan redan sätta en gräns för hur mycket ström som kan dras från deras Lightning-batterier så att de inte slutar med ett dött pack. När efterfrågan minskar, skulle fordonet automatiskt börja laddas igen.

Mjukvaran för att hantera fordon-till-nät-teknik är fortfarande i utvecklingsstadiet, men den förväntas bli en viktig funktion som hjälper morgondagens energinät att möta den ökande efterfrågan när miljontals nya fordon blir elektriska.

Anstränger systemet

Vad som är uppenbart är att tillkomsten av EV-eran både kommer att belasta och omvandla landets infrastruktur för elektrisk energi. På kort sikt tror de flesta experter att det befintliga nätverket kan hantera det som förväntas vara anslutet till det. På längre sikt kommer dock betydande uppgraderingar att krävas.

Det kommer att finnas ett behov av ny produktionskapacitet, särskilt från förnybar energi. Och både överförings- och distributionsnäten kommer att behöva bli både smartare och mer robusta. Om regering och industri börjar arbeta tillsammans nu, menar förespråkarna, bör övergången vara smidig. Om inte, kan EV-revolutionen kopplas ur.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Källa: https://www.thedetroitbureau.com/2022/12/a-creaky-infrastructure-threatens-to-short-circuit-the-ev-revolution/