Elektrofahrzeuge kommen massenhaft. Wie können sich lokale öffentliche Dienste, Energiemanager und Städte vorbereiten? Dies ist die Schlüsselfrage einer neuen Studie, die von Forschern des PNNL, Pacific Northwest National Laboratory, durchgeführt wurde.
"Auch wenn wir nicht genau wissen, wann wir den kritischen Punkt erreichen, werden Flotten von Schnellladefahrzeugen die Art und Weise verändern, wie Städte und Versorgungsunternehmen ihr Energienetz und ihre Infrastruktur verwalten." Es sagt so Michael Kintner-Meyer, Ingenieur für elektrische Systeme und Hauptautor der Studie. "Es geht nicht darum, ob, sondern wann."
Die heute veröffentlichte Studie, integriert und integriert viele Faktoren, die noch nie zuvor gemeinsam bewertet wurden, wie z. B. Elektrofahrzeuge für die Zustellung und den Transport über große Entfernungen sowie intelligente Ladestrategien. Probleme, die für die Entscheidungsträger immer noch unerreichbar zu sein scheinen, die jedoch für den angekündigten Zeitpunkt dramatisch nahe beieinander liegen.
Die Elektrifizierung des Verkehrs ist auf dem Weg.
Wie bei jeder Revolution mit Selbstachtung wird auch die elektrische am Ende einige Köpfe rollen. Laut EV Hub befinden sich bereits viele Millionen Elektrofahrzeuge, hauptsächlich Autos und SUVs, auf den Straßen rund um den Planeten. Die Forscher konzentrierten sich offensichtlich nur auf die Vereinigten Staaten und bewerteten die Kapazität des Stromnetzes im nächsten Jahrzehnt.
Werden unsere Netzwerke in der Lage sein, die wachsenden Flotten von Elektrofahrzeugen aller Größen, einschließlich Lastkraftwagen, zu verwalten, die an Ladestationen für Häuser, Unternehmen sowie Kurz- und Fernstraßen angeschlossen werden können?
Die BSP-Analyse ergab die maximale Belastung von Elektrofahrzeugen, die das Netz aushalten konnte, ohne neue Kraftwerke und neue Übertragungsleitungen bauen zu müssen.
Elektrische Revolution, gute und schlechte Nachrichten.
Die guten Nachrichten ist, dass bis 2028 das gesamte Kraftstoffsystem von der Erzeugung bis zur Übertragung bis zu 24 Millionen Elektrofahrzeuge gut fasst, was etwa 9% des aktuellen Fahrzeugverkehrs in den USA entspricht. Wenn wir in Italien umsetzen wollten (ich hoffe, dass ich mich selbst dokumentieren kann), würde dies ungefähr 4,5 Millionen Fahrzeugen entsprechen. Die schlechte Nachricht ist natürlich unmittelbar danach.
Mit rund 30 Millionen Elektrofahrzeugen wird es riskant. Vor Ort können Probleme auftreten. Viele wissen es nicht, manche wissen: Ein schnell aufladbares Elektrofahrzeug kann die gleiche Last aufnehmen wie 50 Haushalte. Wenn jedes Haus in einer Straße ein Elektrofahrzeug hätte, wäre ein Leistungstransformator nicht in der Lage, alle Ladevorgänge gleichzeitig zu verwalten.
Glätten Sie die Entenkurve
Wie im Bericht dargelegt, wird die aktuelle Netzwerkplanung nicht angemessen berücksichtigt ein massiver Zustrom von Elektrofahrzeugen. Diese Unterlassung verschlimmert eine bereits stressige Situation: die furchterregende Entenkurve.
Die Entenkurve ist ein 24-Stunden-Lastprofil des Stromnetzes und tritt normalerweise in Gebieten mit vielen PV-Anlagen auf. Die Kurve basiert auf einer mäßigen Last am Morgen, einer geringen Last am Tag, wenn die Solaranlagen Strom in das Netz einspeisen, und einer hohen Last in der Nacht, wenn Menschen von der Arbeit nach Hause kommen und die Sonne untergeht.
Mit steigender Nachfrage sinkt die Spannung. Und wenn abends mehrere Elektrofahrzeuge zum Laden angeschlossen werden, wird der Höhenunterschied noch steiler und die Stromkosten steigen.
Intelligente Ladestrategien
Das Vermeiden eines Nachladens zu Spitzenzeiten am Morgen und am frühen Abend kann laut Studie den Spitzenbedarf glätten und die Entenkurve füllen. Der Ansatz hat zwei positive Aspekte. An erster Stelle, würde tagsüber von relativ „sauberer“ Sonnenenergie profitieren. Es würde auch den scharfen Abendgipfel verringern oder beseitigen, wenn die Sonnenenergie nachlässt und andere Quellen hereinkommen, um den Unterschied auszugleichen.
Die plausiblen Szenarien unterstreichen die Notwendigkeit, das Energienetz zu planen.
Das Forschungsteam entwickelte und modellierte plausible Szenarien für 2028. Die Szenarien umfassen eine Mischung aus leichten (Passagier), mittleren (LKW und Transporter) und schweren (Fracht) Straßenfahrzeugen - das erste Mal, dass alle drei Fahrzeugklassen in diese Analyse einbezogen werden. Für alle drei Fahrzeugklassen wurde außerdem ein Straßengüterverkehrsmodell mit Autobahnladestationen alle 80 Kilometer entwickelt.
Die Szenarien berücksichtigten die Entwicklung des Energienetzes und seine Kapazität auf staatlicher und regionaler Ebene. Das Team konzentrierte sich auf Szenarien mit dem größten Potenzial für Auswirkungen auf das Netzwerk.
Die Engpässe durch das neue Laden von Elektrofahrzeugen sind offensichtlich vor allem in den Bereichen aufgetreten ... mit mehr Elektrofahrzeugen.
In Kalifornien zum Beispiel. Los Angeles plant, seine Stadtflotte bis 2030 vollelektrisch zu machen. Der Höhepunkt ist auf das Wachstum von schnell aufladbaren Autos und kommerziellen Flotten von Elektrofahrzeugen zurückzuführen. Diese Fahrzeuge können 400 Ampere für bis zu 45 Minuten durch einen Stromkreis ziehen, anstatt der 15-20 Ampere für 6-8 Stunden von den meisten heutigen Elektrofahrzeugen.
Schnellladefahrzeuge gehören zu den größten Herausforderungen für die heutigen Planer
Gesetzgeber, Planer, Visionäre und Entscheidungsträger mussten noch nie über Elektrofahrzeuge nachdenken. Jetzt müssen sie die Vertriebssysteme und -abläufe schnell ändern. Der Schlüssel ist, jetzt zu verstehen, wie große Kapitalausgaben in Zukunft vermieden werden können. Und die Herausforderung beschränkt sich nicht nur auf Großstädte. Die kleineren mit begrenzten Ressourcen benötigen Hilfe beim Aufbau ihrer eigenen Ladeinfrastruktur und der Fähigkeit zur Energieerzeugung.
