Mengecas enam kereta sekali gus baik. Mengecas 60 juta mungkin sedikit lebih sukar. Nadya Kubik / Shutterstock.com
hari ini, kurang daripada 2 peratus Kenderaan Amerika membeli adalah elektrik. Tetapi dalam masa tiga dekad yang akan datang, beberapa pakar industri automotif mengharapkan kenderaan elektrik dapat membentuk majoriti AS and jualan kereta global.
Semua memberitahu, pemandu Amerika log masuk 3 trilion batu setahun, memakan lebih daripada 170 bilion gelen daripada petrol dan diesel dalam proses itu. Menukar semua batu jalan ke elektrik akan menuntut permintaan baru ke atas sistem negara untuk menghasilkan dan menyampaikan bekalan elektrik.
Sebagai sebahagian daripada major kajian infrastruktur tenaga, kami sedang mencari untuk memahami bagaimana a peningkatan dalam kenderaan elektrik (EV) mungkin berubah bagaimana tenaga is dibekalkan dan dimakan. Setakat ini, kami telah melihat impak kenderaan elektrik bergantung kepada tempat anda tinggal dan ketika ia dikenakan.
Anggarkan berapa banyak EV yang akan diminta
Menggunakan teknik yang sama dipaparkan di dalam kertas kerja baru-baru ini pada kenderaan hidrogen, kami telah menilai penilaian negeri-negeri mengenai jumlah tenaga elektrik yang diperlukan untuk mengenakan bayaran kereta, trak dan SUV terpilih.
Kami bermula dengan menganggarkan jumlah petrol setiap county menggunakan hari ini. Kami kemudian menukarkan batu kenderaan ke keperluan elektrik berdasarkan kecekapan EVs hari ini.
Diakui, kaedah ini mempunyai batasan. Bilangan pengembara jarak jauh boleh berubah dengan ketara jika kenderaan autonomi menjadi biasa dan lebih ramai orang bergantung kepada Uber, Lyft dan lain-lain perkhidmatan perkongsian kenderaan, sebagai contoh. Bagaimanapun, kami percaya pendekatan kami menyediakan titik permulaan yang baik untuk menganggarkan permintaan elektrik masa depan jika EV menjadi norma.
Kesan serantau
Grid elektrik Amerika Syarikat terus berkembang untuk menampung permintaan baru di seluruh dunia abad lalu. Tetapi jika kenderaan negara menjadi pantas menjadi elektrik, grid perlu berubah dengan cepat. Bergantung pada tabiat pemanduan tempatan dan infrastruktur grid yang sudah sedia ada, analisis kami menunjukkan bahawa EV akan mempunyai kesan yang berbeza di rantau yang berbeza.
Sejak Texas dan California mengambil lebih banyak elektrik daripada mana-mana negeri lain, mereka memberikan gambaran yang baik mengenai masa depan yang dipenuhi dengan kenderaan elektrik. Dalam kedua-dua kes, peningkatan dalam EV akan memacu penggunaan lebih tinggi, dengan potensi untuk mengatasi infrastruktur tempatan.
Sekiranya hampir semua kereta penumpang di Texas telah berkuasa pada hari ini, negara akan memerlukan lebih kurang 110 lebih jam terawatt elektrik setiap tahun - penggunaan purata tahunan elektrik 11 juta rumah. Permintaan elektrik tambahan akan menyebabkan peningkatan peratus 30 ke atas penggunaan semasa di Texas.
Sebagai perbandingan, kerana iklim yang lebih sederhana, California mungkin memerlukan hampir 50 peratus lebih banyak elektrik daripada yang kini digunakan jika kenderaan penumpang di negeri ini telah berkuasa tinggi. Itu bermakna California perlu menjana tambahan tenaga elektrik 120 setiap tahun.
Kisah dua grid
Melihat grid dua negara menunjukkan bagaimana pergantungan pada EV untuk mobiliti boleh berbeza dari satu tempat ke tempat.
Pada petang panas musim panas, Texas menggunakan kira-kira separuh daripada elektrik ia menjana kuasa penyaman udara untuk memastikan bangunan menjadi sejuk. Variasi bermusim yang besar dalam permintaan elektrik disebabkan oleh penyaman udara bermakna negeri ini mempunyai loji kuasa yang duduk terbiar sepanjang beberapa jam sepanjang tahun. Kapasiti ganti semasa waktu puncak dapat menjadikan Texas lebih mudah untuk memenuhi permintaan elektrik masa depan EV.
Iklim yang lebih sederhana di California bermakna negeri memerlukan bekalan elektrik yang kurang pada hari-hari musim panas, dan ketidakupayaan permintaan yang kurang pada keseluruhan grid. Akibatnya, California mempunyai kapasiti penjanaan yang kurang daripada Texas untuk memenuhi permintaan pengecasan masa depan dari kenderaan elektrik.
Di 2018, Majlis Elektrik Keandalan Elektrik Texas, organisasi yang menguruskan sebahagian besar grid elektrik Texas, memukul permintaan puncak baru kira-kira 73 gigawatt pada Julai 19. Melihat masa-masa puncak untuk bulan Julai 19, 2018, kami mendapati grid ERCOT mempunyai kapasiti ganti untuk menyediakan lebih daripada 350 gigawatt-jam tambahan elektrik jika pembakaran loji kuasa terus beroperasi sepanjang hari, bukan hanya semasa permintaan puncak.
Berdasarkan kepada anggaran kami, keperluan pengecasan untuk kereta kebal sepenuhnya kereta peribadi di Texas adalah kira-kira jam 290 gigawatt per hari, kurang daripada lebihan kapasiti generasi yang tersedia. Dengan kata lain, grid Texas secara teorinya boleh mengenakan armada kenderaan elektrik sepenuhnya hari ini jika kenderaan dikenakan pada waktu puncak.
Apabila kita melakukan analisis yang sama untuk California, bagaimanapun, kita mendapati bahawa jika EV menjadi norma, ia boleh menolak permintaan keseluruhan untuk elektrik di luar kapasiti sedia ada grid Golden Negara.
Masa adalah segala-galanya
Mungkin lebih penting daripada berapa banyak EV yang akan digunakan adalah persoalan apabila ia akan dimakan.
Kami berdasarkan perkiraan di atas mengenai corak pengecasan yang optimum dan luar puncak. Sekiranya kebanyakan EV akan dikenakan pada sebelah petang, grid elektrik akan memerlukan lebih banyak kapasiti generasi untuk mengelakkan gangguan.
Untuk memenuhi permintaan itu, California dan Texas perlu membina loji kuasa baru atau beli lebih banyak elektrik dari negara jiran berbanding dengan yang mereka lakukan. Negeri-negeri juga mungkin memerlukan infrastruktur penghantaran dan pengedaran tambahan untuk menampung automotif baru pengisian infrastruktur.
Semua memberitahu, peralihan kepada EV dari kenderaan enjin pembakaran dalaman boleh berpotensi kos puluhan bilion dolar di Texas dan lebih banyak lagi di California untuk memasang infrastruktur elektrik baru jika banyak kenderaan dikenakan pada waktu puncak.
Insentif boleh mengurangkan kosnya untuk melengkapkan grid untuk banyak kenderaan elektrik. Sebagai contoh, utiliti boleh mengenakan kadar yang berlainan untuk elektrik pada waktu yang berbeza hari dan pada hari yang berbeza dalam seminggu. Dikenali sebagai masa penggunaan harga, amalan ini boleh menggalakkan pengecasan kenderaan apabila elektrik lebih banyak pada waktu puncak dan oleh itu lebih murah untuk dibekalkan.
California dan kawasan lain, termasuk Austin, Texas, sudah mula menggunakan strategi yang berbeza untuk dilaksanakan kadar masa penggunaan. Kawasan lain mungkin mahu melihat dengan teliti, dan mengamalkan pelajaran yang dipelajari di tempat tersebut kerana bilangan kenderaan elektrik di jalan raya meningkat.
Jalan depan
Walaupun EV mungkin meningkatkan jumlah elektrik yang digunakan oleh AS, pelaburan yang diperlukan untuk menampung mereka mungkin lebih kecil daripada yang ditunjukkan. Ramai wilayah sudah mempunyai kapasiti penjanaan yang mencukupi jika kenderaan dikenakan pada waktu puncak. Penyimpanan tenaga di papan EV boleh memberikan kelenturan yang diperlukan untuk mengalihkan masa pengecasan dan membantu operator grid menguruskan bekalan dan permintaan elektrik dengan lebih baik.
Apa lagi, berdasarkan pengiraan kami, wang Amerika akan menjimatkan kos bahan api sahaja boleh mengimbangi pelaburan ini.
Sebagai contoh, kebanyakan kenderaan California telah dikendalikan oleh 2017, kami menganggarkan bahawa pemandunya akan menyelamatkan sekitar AS $ 25 bilion tahun itu dalam kos bahan api - berdasarkan harga purata untuk elektrik and petrol.
Selain simpanan bahan bakar, beberapa penganalisis pasaran mengharapkan kereta elektrik menjadi lebih murah daripada kenderaan konvensional oleh 2026, satu lagi potensi manfaat ekonomi.
Walaupun ia mencabar untuk meramalkan harga masa depan untuk petrol, elektrik dan kenderaan, kami percaya kemungkinan penggunaan EV yang meluas akan mengurangkan kos keseluruhan pengangkutan di California dan di tempat lain. Penjimatan ini lebih besar jika manfaat alam sekitar, terutama sekali pelepasan karbon yang lebih rendah, diambil kira.
The Union of Concerned Scientists telah meneliti jejak karbon EV berbanding kereta petrol bertenaga.
Tentang Pengarang
F. Todd Davidson, Penyelidik Bersekutu, Institut Tenaga, Universiti Texas di Austin; Dave Tuttle, Felo Penyelidik, The Energy Institute ,, Universiti Texas di Austin; Joshua D. Rhodes, Fellow Penyelidik Tenaga, Universiti Texas di Austin, dan Kazunori Nagasawa, Penyelidik Postdoctoral, Makmal Tenaga Boleh Diperbaharui Kebangsaan
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku-buku yang berkaitan
Pengeluaran: Rancangan Paling Komprehensif yang Pernah Dicadangkan untuk Membalik Pemanasan Global
oleh Paul Hawken dan Tom Steyer
Dalam menghadapi rasa takut dan tidak peduli yang luas, koalisi penyelidik, profesional dan ahli sains antarabangsa telah berkumpul untuk menawarkan satu set penyelesaian yang realistik dan berani terhadap perubahan iklim. Seratus teknik dan amalan dijelaskan di sini-ada yang terkenal; ada yang tidak pernah anda dengar. Mereka terdiri dari tenaga bersih untuk mendidik anak perempuan di negara berpendapatan rendah untuk amalan guna tanah yang menarik karbon dari udara. Penyelesaiannya wujud, bersifat ekonomi, dan masyarakat di seluruh dunia kini menguatkuasakan mereka dengan kemahiran dan keazaman. Tersedia di Amazon
Merancang Penyelesaian Iklim: Panduan Dasar untuk Tenaga Rendah Karbon
oleh Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Dengan kesan perubahan iklim yang menimpa kita, keperluan untuk mengurangkan pelepasan gas rumah kaca global tidak kurang hebatnya. Ini adalah cabaran yang menakutkan, tetapi teknologi dan strategi untuk menanganinya ada sekarang. Sebilangan kecil dasar tenaga, yang dirancang dan dilaksanakan dengan baik, dapat membawa kita ke arah masa depan yang rendah karbon. Sistem tenaga besar dan kompleks, jadi dasar tenaga mesti fokus dan menjimatkan kos. Pendekatan satu ukuran untuk semua tidak akan berjaya. Pembuat dasar memerlukan sumber yang jelas dan komprehensif yang menggariskan dasar tenaga yang akan memberi kesan terbesar pada masa depan iklim kita, dan menerangkan bagaimana merancang polisi ini dengan baik. Tersedia di Amazon
Ini Menukar Semua: Kapitalisme vs Iklim
oleh Naomi Klein
In Ini Menukar Semua Naomi Klein berhujah bahawa perubahan iklim bukanlah satu lagi isu yang perlu difailkan antara cukai dan penjagaan kesihatan. Ini penggera yang menyeru kami untuk memperbaiki sistem ekonomi yang telah gagal dalam banyak cara. Klein dengan teliti membina kes untuk mengurangkan secara besar-besaran pelepasan rumah hijau kami adalah peluang terbaik kami untuk secara serentak mengurangkan ketidaksamaan yang menggerunkan, membayangkan semula demokrasi kami yang patah, dan membina semula ekonomi tempatan kami yang terbuang. Dia mendedahkan keputusasaan ideologi tentang penyangkalan perubahan iklim, khayalan para ahli geoengineers, dan kekalahan tragis terlalu banyak inisiatif hijau arus perdana. Dan dia menunjukkan persis mengapa pasar tidak-dan tidak dapat menyelesaikan krisis iklim tetapi sebaliknya akan membuat keadaan lebih teruk, dengan kaedah ekstraksi yang lebih melampau dan ekologi merosakkan, disertai dengan kapitalisme bencana yang meluas. Tersedia di Amazon
Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, and ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.
