Cargar seis autos a la vez está bien. Cargar 60 millones podría ser un poco más difícil. Nadya Kubik / Shutterstock.com
Hoy, menos de 2 ciento De los vehículos que compran los estadounidenses son eléctricos. Pero dentro de las próximas tres décadas, algunos expertos de la industria automotriz esperan que los vehículos eléctricos puedan constituir la mayoría de Estados Unidos y ventas mundiales de automóviles.
Dicho todo esto, los conductores estadounidenses inician sesión 3 billones de millas por año, consumiendo más de 170 mil millones de galones De gasolina y diesel en el proceso. Convertir todas esas millas de carretera en electricidad supondría una nueva demanda para el sistema nacional de producción y suministro de electricidad.
Como parte de un mayor estudio de infraestructura energética, estamos buscando para entender como un Incremento en vehículos eléctricos (VE). podría cambiar como energía is suministrado y consumido. Hasta ahora, hemos descubierto que el impacto de los vehículos eléctricos dependerá de dónde viva y cuándo se carguen.
Estimación de la cantidad de electricidad que requerirán los vehículos eléctricos.
Usando una técnica similar presentada en nuestro trabajo reciente en los vehículos de hidrógeno, desarrollamos una evaluación estado por estado de la cantidad de electricidad que se necesitaría para cargar una flota electrificada de automóviles personales, camiones y SUV.
Comenzamos estimando la cantidad de gasolina que cada condado consume hoy. Luego, convertimos las millas de vehículos que viajamos en requerimientos de electricidad según la eficiencia de los vehículos eléctricos actuales.
Es cierto que estos métodos tienen limitaciones. La cantidad de millas recorridas podría cambiar significativamente si vehículos autónomos se convierten en lugares comunes y más personas confían en Uber, Lyft y otros servicios para compartir vehículos, por ejemplo. Sin embargo, creemos que nuestro enfoque proporciona un buen punto de partida para estimar la demanda futura de electricidad si los EV se convierten en la norma.
Impactos regionales
La red eléctrica de los EE. UU. Ha evolucionado continuamente para adaptarse a las nuevas demandas en todo el siglo pasado. Pero si los vehículos de la nación se convirtieran rápidamente en electricidad, la red tendría que cambiar más rápido. Según los hábitos de conducción locales y la infraestructura de red que ya existe, nuestro análisis muestra que los EV tendrán diferentes impactos en diferentes regiones.
Desde Texas y California consume más electricidad que cualquier otro estado, proporcionan una buena instantánea de cómo podría ser un futuro lleno de vehículos eléctricos. En ambos casos, un aumento en los VE impulsaría un mayor consumo, con el potencial de dañar la infraestructura local.
Si prácticamente todos los automóviles de pasajeros en Texas fueran electrificados hoy, el estado necesitaría aproximadamente 110 más teravatios-hora de electricidad por año, el consumo promedio anual de electricidad de 11 millones de hogares. La demanda de electricidad agregada resultaría en un aumento del 30 en porcentaje sobre el consumo actual en Texas.
En comparación, debido a un clima más templado, California podría requerir casi 50 por ciento mas de electricidad de lo que consume actualmente si los vehículos de pasajeros en el estado estuvieran completamente electrificados. Eso significa que California necesitaría generar un Xnumx adicional de teravatios-hora de electricidad por año.
Un cuento de dos grillas.
Una mirada a las cuadrículas de los dos estados demuestra cómo la dependencia de los EV para la movilidad puede variar de un lugar a otro.
En las calurosas tardes de verano, Texas usa sobre la mitad de la electricidad Se genera para alimentar el aire acondicionado para mantener frescos los edificios. Las grandes variaciones estacionales en la demanda de electricidad debido al aire acondicionado significan que el estado tiene plantas de energía que permanecen inactivas durante muchas horas del año. La capacidad de reserva durante las horas de menor actividad podría hacer más fácil para Texas satisfacer las demandas futuras de electricidad de los EV.
El clima más templado de California significa que el estado necesita menos electricidad en los días de verano y una menor variabilidad de la demanda en la red en general. Como resultado, California tiene menos capacidad de generación disponible que Texas para satisfacer las demandas futuras de carga de los vehículos eléctricos.
En 2018, el Consejo de Confiabilidad Eléctrica de Texas, la organización que administra la mayor parte de la red eléctrica de Texas, alcanzó una nueva demanda máxima de aproximadamente 73 gigawatts en julio 19. Al observar las horas de poca actividad para 19, 2018 en julio, encontramos que la red ERCOT tenía capacidad adicional para proporcionar más de 350 de gigavatios-hora de electricidad adicional si las centrales eléctricas inactivas continuaban operando durante todo el día, no solo durante la demanda máxima.
Según nuestras estimaciones, los requisitos de carga para una flota completamente electrificada de automóviles personales en Texas serían aproximadamente 290 por hora-gigavatios por día, menos que el excedente disponible de capacidad de generación. En otras palabras, la red de Texas teóricamente podría cargar una flota de vehículos completamente electrificada hoy si los vehículos se cargaran durante las horas de menor actividad.
Sin embargo, cuando hicimos el mismo análisis para California, encontramos que si los EV se convirtieran en la norma, podría impulsar la demanda total de electricidad más allá de la capacidad existente de la red de Golden State.
Quizás incluso más importante que la cantidad de electricidad que consumirían los VE es la cuestión de cuándo se consumirá.
Basamos las estimaciones anteriores en patrones de carga óptimos, fuera del pico. Si, por el contrario, la mayoría de los vehículos eléctricos se cargaran en la tarde, la red eléctrica necesitaría más capacidad de generación para evitar cortes de energía.
Para satisfacer esa demanda, California y Texas necesitarían construir nuevas centrales eléctricas o comprar más electricidad de estados vecinos de lo que ya lo hacen. Los estados también pueden necesitar infraestructura adicional de transmisión y distribución para acomodar a los nuevos automotores. infraestructura de carga.
Dicho todo, la transición a vehículos eléctricos de los vehículos con motor de combustión interna potencialmente podría costar decenas de miles de millones de dólares en Texas e incluso más en California para instalar una nueva infraestructura de electricidad si se cargaran muchos vehículos durante las horas pico.
Los incentivos podrían reducir lo que costará equipar la red para muchos vehículos eléctricos. Por ejemplo, los servicios públicos podrían cobrar tarifas diferentes por la electricidad durante diferentes horas del día y en diferentes días de la semana. Conocido como tiempo de uso Esta práctica puede estimular la carga de vehículos cuando la electricidad es más abundante durante las horas de menor actividad y, por lo tanto, más económica de suministrar.
California y otras áreas, incluyendo Austin, Texas, ya han comenzado a utilizar diferentes estrategias para implementar tarifas de tiempo de uso. Es posible que otras regiones quieran observar de cerca y adoptar las lecciones aprendidas en esos lugares a medida que aumenta el número de vehículos eléctricos en la carretera.
El camino por delante
Si bien los EV pueden aumentar la cantidad de electricidad que consumen los EE. UU., La inversión requerida para acomodarlos puede ser menor de lo que parece. Muchas regiones ya tienen suficiente capacidad de generación si los vehículos se cargan durante las horas de menor actividad. El almacenamiento de energía a bordo de los EV podría proporcionar la flexibilidad necesaria para cambiar los tiempos de carga y ayudar a los operadores de la red a gestionar mejor el suministro y la demanda de electricidad.
Además, según nuestros cálculos, el dinero que los estadounidenses ahorrarían solo en costos de combustible podría compensar estas inversiones.
Por ejemplo, si la mayoría de los vehículos de California fueran eléctricos con 2017, estimamos que sus conductores habrían ahorrado alrededor de US $ 25 mil millones ese año en costos de combustible, según el precios medios de electricidad y gasolina.
Además del ahorro de combustible, algunos analistas del mercado esperan que los autos eléctricos sean más barato que los vehículos convencionales Por 2026, otro beneficio económico potencial.
Si bien es difícil predecir los precios futuros de la gasolina, la electricidad y los vehículos, creemos que es probable que el uso generalizado de los EV reduzca los costos generales del transporte en California y en otros lugares. Estos ahorros son aún mayores si los beneficios ambientales, especialmente menores emisiones de carbono, se tienen en cuenta.
La Unión de Científicos Preocupados ha investigado las huellas de carbono de los vehículos eléctricos en comparación con los autos que funcionan con gasolina.
Sobre el Autor
F. Todd Davidson, investigador asociado, Instituto de Energía, Universidad de Texas en Austin; Dave Tuttle, investigador, The Energy Institute, Universidad de Texas en Austin; Joshua D. Rhodes, investigador de energía, Universidad de Texas en Austin, y Kazunori Nagasawa, Investigadora Postdoctoral, Laboratorio Nacional de Energía Renovable
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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