Man mano che i veicoli elettrici (EV) diventano il nuovo standard, l’infrastruttura di ricarica diventerà un dettaglio comune che si fonde nel paesaggio, disponibile in una serie di luoghi da una serie di fornitori: stazioni di ricarica gestite privatamente, il parcheggio dell’ufficio, i garage di casa e le posizioni fornite dal governo per colmare le lacune. Abbiamo bisogno di un nuovo progetto energetico per gli Stati Uniti al fine di mantenere una rete stabile per sostenere questo passaggio nazionale alla ricarica dei veicoli elettrici.

L’amministrazione Biden ha annunciato 500.000 stazioni di ricarica da installare a livello nazionale e ulteriori stoccaggio di energia per facilitare il passaggio ai veicoli elettrici. L’integrazione di tutte queste nuove infrastrutture e la transizione richiedono il bilanciamento del traffico sulla rete e la gestione dell’aumento della domanda di energia che va oltre le linee elettriche e lo stoccaggio stesso.

La maggior parte dell’infrastruttura EV trae la sua energia dalla rete, che aggiungerà una domanda significativa quando raggiungerà la scala. In una situazione ideale, le stazioni di ricarica EV avranno la loro generazione di energia rinnovabile co-localizzata con lo stoccaggio, ma sono necessari nuovi programmi e soluzioni per renderla disponibile ovunque. A gamma di scenari per come le energie rinnovabili possono essere utilizzate per alimentare la ricarica dei veicoli elettrici sono state sperimentate negli Stati Uniti negli ultimi anni. Alla fine, i veicoli elettrici saranno probabilmente anche fornire energia alla rete.

Questi progressi tecnologici avverranno man mano che progrediamo nella transizione energetica; in ogni caso, l’infrastruttura EV dipenderà fortemente dalla rete statunitense. Questo rende il coordinamento tra una serie di parti interessate e il cambiamento di comportamento tra il pubblico essenziale per mantenere la rete stabile e soddisfare la domanda di energia.

La Casa Bianca scheda informativa per l’infrastruttura di ricarica EV indica un progetto tecnico su cui il Dipartimento dell’Energia e l’Electric Power Research Institute lavoreranno insieme. È fondamentale che le utility, la gestione dell’energia e le parti interessate allo stoccaggio, e il pubblico in generale siano inclusi nella pianificazione – ecco perché.

Collaborazione degli stakeholder

L’infrastruttura di ricarica è attualmente frammentata negli Stati Uniti. ci sono lamentele che a meno che non si guidi una Tesla, è difficile trovare la ricarica mentre si è in viaggio. Alcuni proprietari di EV sono persino tornati a guidare veicoli a gas. C’è motivo di sperare che questo cambierà rapidamente.

ChargePoint e EVgo sono due aziende che probabilmente diventeranno nomi familiari con l’espansione delle loro reti EV. Una coalizione composta da alcune delle più grandi utility degli Stati Uniti – tra cui American Electric Power, Dominion Energy, Duke Energy, Entergy, Southern Company e la Tennessee Valley Authority – chiamato Electric Highway Coalition, ha annunciato piani per una rete regionale di stazioni di ricarica che abbracciano i loro territori di utilità.

Le reti che sostituiscono le stazioni di servizio private per la ricarica dei veicoli elettrici sono un pezzo del puzzle. Dobbiamo anche garantire che tutti abbiano un accesso a prezzi accessibili e che i tempi di ricarica siano scaglionati – questa è una delle preoccupazioni principali nella mente di ogni stakeholder. Avere la ricarica disponibile in una serie di luoghi distribuisce la domanda, aiutando a mantenere l’energia disponibile e la rete bilanciata.

Le diverse esigenze dei consumatori, tra cui l’ubicazione e l’alloggio, gli orari di lavoro e le situazioni economiche richiedono considerazioni e nuove soluzioni che rendano i veicoli elettrici e la ricarica accessibili a tutti. Ciò che funziona in periferia non si adatta alle aree rurali o urbane, e immaginate qualcuno che lavora nel turno di notte in una densa area urbana.

Biden piano include, “4 milioni di dollari per incoraggiare forti partnership e nuovi programmi per aumentare la carica sul posto di lavoro a livello regionale o nazionale, che contribuiranno ad aumentare la fattibilità di [plug-in electric vehicle] proprietà per i consumatori nelle comunità meno servite”. Partnership e soluzioni creative saranno ugualmente necessarie.

Un’opportunità per coinvolgere pienamente le tecnologie che già abbiamo

“Il cinquanta per cento delle riduzioni che dobbiamo fare per arrivare allo zero netto entro il 2050 o il 2045 verranno da tecnologie che ancora non abbiamo”, John Kerry ha detto recentemente, provocando un po’ di scalpore. In seguito ha chiarito che ora abbiamo anche tecnologie che dobbiamo mettere al lavoro, che hanno ricevuto meno tempo di trasmissione. In realtà, abbiamo appena iniziato a utilizzare le tecnologie rinnovabili e di transizione energetica esistenti; dobbiamo ancora realizzare il loro pieno potenziale.

Attualmente, l’immagazzinamento dell’energia su scala industriale e distribuita è utilizzato per le sue capacità più semplicistiche, cioè per intervenire quando la domanda di energia raggiunge il suo picco e aiutare a mantenere stabile la rete attraverso i servizi indicati come bilanciamento e regolazione della frequenza. Ma con l’aumento della penetrazione dell’energia rinnovabile e l’elettrificazione di carichi come i veicoli elettrici, la domanda di picco sarà esacerbata.

Il ruolo che lo stoccaggio gioca per le stazioni di ricarica EV sembra ben compreso. Lo stoccaggio in loco è usato quotidianamente per fornire energia per la ricarica delle auto in qualsiasi momento. Lo stoccaggio su scala industriale ha le stesse capacità e può essere usato per immagazzinare e poi fornire energia rinnovabile alla rete in grandi quantità ogni giorno per aiutare a bilanciare la domanda dei veicoli elettrici.

Un sistema di alimentazione stabile per i veicoli elettrici combina le utility e lo stoccaggio su scala industriale con una rete di sottosistemi in cui l’accumulo di energia è co-locato con la ricarica dei veicoli elettrici. Tutti i sistemi sono coordinati e sincronizzati per raccogliere e distribuire l’energia in diversi momenti della giornata in base a tutti i fattori che influenzano la stabilità della rete e la disponibilità di energia rinnovabile. Questa sincronizzazione è gestita da un software intelligente di gestione dell’energia che si basa su sofisticati algoritmi per prevedere e rispondere ai cambiamenti in frazioni di secondo.

Questo modello permette anche di gestire il costo dell’elettricità e la domanda EV sulla rete. Questi sottosistemi potrebbero essere luoghi di proprietà comunale in aree a basso reddito. Un tale sottosistema raccoglierebbe l’energia nel suo asset di stoccaggio e fisserebbe il prezzo localmente alle proprie condizioni. Questi sistemi potrebbero incentivare i residenti ad alimentarsi lì in certi momenti della giornata per rendere la ricarica più conveniente, fornendo un’alternativa al costo in tempo reale dell’elettricità durante il picco della domanda quando si usa una presa di casa, per esempio.

Cambiamento di comportamento

La più grande sfida per le utility sarà come gestire i carichi EV e motivare le persone a scaglionare la ricarica dei loro veicoli, piuttosto che aspettare tutti fino a quando non sono a casa la sera durante i periodi di generazione rinnovabile non di punta. Se tutti si collegassero alla stessa ora, finiremmo per cucinare la cena al buio.

Mentre si è parlato di incentivare il pubblico a ricaricare in momenti diversi e a distribuire la domanda, le motivazioni variano a seconda delle fasce demografiche. Con la possibilità di ricaricare a casa e saltare un viaggio alla “stazione di servizio” – o “centrale elettrica”, come potrebbe essere chiamata in futuro – molte persone sceglieranno la convenienza rispetto al costo.

Nel modo in cui operiamo attualmente, l’uso individuale dell’energia sembra un evento indipendente e isolato per i consumatori e le famiglie. I veicoli elettrici richiederanno a tutti – dalle utility e dalle stazioni di ricarica private ai consumatori – di essere più consapevoli della domanda sulla rete e di agire più come comunità che condividono l’energia.

Quindi, una rete di ricarica diversificata da sola non risolverà il problema del sovraccarico della rete. È necessaria una combinazione di un nuovo progetto per la gestione dell’energia sulla rete più un cambiamento di comportamento.

Source link