Elektrofahrzeuge kommen massenhaft. Wie können sich Kommunen, Energiemanager und Städte darauf vorbereiten? Mit dieser Schlüsselfrage beschäftigt sich eine neue Studie, die von Forschern des PNNL, Pacific Northwest National Laboratory, durchgeführt wurde.
„Obwohl wir nicht genau wissen, wann wir den Wendepunkt erreichen werden, werden Flotten von Schnellladefahrzeugen die Art und Weise verändern, wie Städte und Versorgungsunternehmen ihre Energienetze und Infrastruktur verwalten.“ Er sagt es Michael Kintner-Meyer, Elektrotechniker und Erstautor der Studie. "Es ist keine Frage des Ob, sondern des 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 kommt.
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 Last von Elektrofahrzeugen, die das Netz bewältigen 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 Stromversorgungssystem, von der Erzeugung bis zur Übertragung, weit bis zu 24 Millionen Elektrofahrzeuge hält, etwa 9 % des derzeitigen Fahrzeugverkehrs in den Staaten. Wenn wir nach Italien ziehen wollten (ich vertraue darauf, dies zu dokumentieren), würde die Zahl etwa 4,5 Millionen Fahrzeugen entsprechen. Die schlechte Nachricht kommt natürlich bald darauf.
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 ausgeführt, wird die aktuelle Netzplanung nicht ausreichend 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 Photovoltaikanlagen auf. Die Kurve basiert auf einer mäßigen Last am Morgen, einer niedrigen Last während des Tages, wenn die Solaranlagen Strom ins Netz einspeisen, und einer hohen Last in der Nacht, wenn die Leute von der Arbeit nach Hause kommen und die Sonne untergeht.
Mit steigender Nachfrage sinkt die Spannung. Und mit mehr Elektrofahrzeugen, die abends zum Laden angeschlossen werden, wird der Höhenunterschied noch steiler und die Stromkosten steigen.
Intelligente Ladestrategien
Laut der Studie kann das Vermeiden des Aufladens zu Spitzenzeiten am Morgen und am frühen Abend den Spitzenbedarf glätten und die Entenkurve füllen. Der Ansatz hat zwei positive Aspekte. An erster Stelle, tagsüber von relativ "sauberer" Sonnenenergie profitieren würden. Es würde auch die scharfe Abendspitze reduzieren oder eliminieren, wenn die Sonnenenergie nachlässt und andere Quellen den Unterschied ausgleichen.
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 dessen Kapazität auf Landes- und Regionalebene. 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 besonders in Gebieten 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.
