Skakel na elektriese voertuie kan die Amerikaanse miljarde bespaar - klimaatsimpakte Climate Impact News
Skakel na elektriese voertuie kan die Amerikaanse miljarde bespaar
Geskryf deur F. Todd Davidson, et al
Om ses motors op een slag te laai, is goed. Die laai van 60 miljoen kan 'n bietjie moeiliker wees. Nadya Kubik / Shutterstock.com
Vandag minder as 2 persent van die voertuie wat Amerikaners koop, is elektries. Maar binne die volgende drie dekades verwag sommige motorbedryfskenners dat elektriese voertuie die meeste kan uitmaak VSA en globale motorverkope.
Al vertel, Amerikaanse bestuurders teken oor 3 triljoen myl per jaar, verteer meer as 170 miljard liter van petrol en diesel in die proses. Die omskakeling van al die padmyl na elektrisiteit sal nuwe eise stel vir die land se stelsel vir die vervaardiging en lewering van elektrisiteit.
As deel van 'n hoofvak energie-infrastruktuurstudie, ons soek om te verstaan ​​hoe 'n toename in elektriese voertuie (EVs) kan verander hoe energie is verskaf en verbruik. Tot dusver het ons uitgepluis die impak van elektriese voertuie sal afhang van waar u woon en wanneer hulle aangekla word.
Beraam hoeveel elektrisiteit EV's sal eis
Gebruik 'n soortgelyke tegniek wat in ons onlangse papier Op waterstofvoertuie het ons 'n state-by-state-evaluering ontwikkel van die hoeveelheid elektrisiteit wat nodig sou wees om 'n elektriese vloot van persoonlike motors, vragmotors en SUV's op te hef.
Maatskappye Sien Klimaatsverandering wat hulle Bottom Lines in die volgende 5 jaar tref
Ons het begin met die skatting van die hoeveelheid petrol wat elke land verbruik vandag. Ons het toe voertuigmyl gereis wat in elektrisiteitsvereistes gereis is, gebaseer op die doeltreffendheid van vandag se EV's.
Toegegeven, hierdie metodes het beperkings. Die aantal kilometers wat gereis word, kan aansienlik verander as outonome voertuie word algemeen en meer mense vertrou op Uber, Lyft en ander voertuigonderdele dienste, byvoorbeeld. Ons glo egter dat ons benadering 'n goeie beginpunt bied vir die bepaling van toekomstige elektrisiteitsvraag as EV's die norm word.
Die Amerikaanse elektriese rooster het voortdurend ontwikkel om nuwe eise reg te stel vorige eeu. Maar as die land se voertuie vinnig elektrisiteit sou word, sal die rooster vinniger moet verander. Afhangende van plaaslike bestuur gewoontes en die rooster infrastruktuur wat reeds in plek is, toon ons analise dat EV's verskillende impakte in verskillende streke sal hê.
Sedert Texas en Kalifornië verbruik meer elektrisiteit as enige ander state, bied hulle 'n goeie foto van wat 'n toekoms vol elektriese voertuie kan lyk. In beide gevalle sal 'n toename in EV's verbruik verhoog, met die potensiaal om plaaslike infrastruktuur te spanning.
As feitlik alle passasiersmotors in Texas vandag ontplof word, sal die staat ongeveer XERUMX meer terawatt-uur elektrisiteit per jaar benodig - die gemiddelde jaarlikse elektrisiteitsverbruik van 11 miljoen huise. Die bykomende vraag na elektrisiteit sal lei tot 'n styging van 30 persentasie bo die huidige verbruik in Texas.
Ter vergelyking, as gevolg van 'n meer gematigde klimaat, kan Kalifornië byna benodig 50 persent meer elektrisiteit as wat dit tans verbruik as passasiersvoertuie in die staat ten volle geëlektrifiseer is. Dit beteken dat Kalifornië 'n addisionele 120-terawatt-uur elektrisiteit per jaar moet genereer.
'N verhaal van twee roosters
'N blik op die twee lande se grids toon hoe afhanklikheid van EV's vir mobiliteit van plek tot plek kan wissel.
Op warm somermiddae gebruik Texas ongeveer die helfte van die elektrisiteit Dit genereer lugreëling om geboue koel te hou. Die groot seisoenale variasies in die vraag na elektrisiteit as gevolg van lugreëling beteken dat die staat kragsentrales het wat gedurende baie ure van die jaar onbeweeglik is. Die spaarkapasiteit gedurende spitstye kan dit vir Texas makliker maak om toekomstige elektrisiteitsvereistes van EV's te ontmoet.
Kalifornië se meer gematigde klimaat beteken dat die staat minder energie nodig het op somer dae, en minder vraagveranderlikheid op die rooster algehele. As gevolg hiervan, Kalifornië het minder generasie kapasiteit beskikbaar as Texas toekomstige laai vereistes van elektriese voertuie te ontmoet.
In 2018, die Elektriese Betroubaarheidsraad van Texas, die organisasie wat die meeste van Texas se elektriese roosters bestuur, het 'n nuwe piekvraag van rofweg getref. 73 gigawatts op Julie 19. As ons na die spitsure vir Julie 19, 2018, kyk, het ons gevind dat die ERCOT-rooster spaarkapasiteit het om meer as 350-gigawatt-ure bykomende elektrisiteit te voorsien as die kragopwekkers in die loop van die dag onbedoelde kragsentrales deurlopend bedryf het, nie net tydens spitsvraag nie.
Op grond van ons ramings sal die laaivereistes vir 'n volle elektriese vloot van persoonlike motors in Texas ongeveer 290 gigawatt-ure per dag wees, minder as die beskikbare oorskot van generasie kapasiteit. Met ander woorde, die Texas-rooster kan teoreties 'n ten volle geëlektrifiseerde voertuigvloot vandag hef as voertuie gedurende buite-spitsure aangekla word.
Toe ons dieselfde analise vir Kalifornië gedoen het, het ons egter bevind dat as EV's die norm word, dit die totale vraag na elektrisiteit kan strek bo die bestaande kapasiteit van die Goue Staat se rooster.
Miskien is selfs belangriker as hoeveel elektrisiteits-EV's sou verbruik, die vraag of dit verteer sou word.
Ons het die bogenoemde skattings gebaseer op optimale, laer spoedpatrone. As die meeste EV's in die namiddag aangekla word, sal die kragnetwerk meer generasie kapasiteit benodig om uitval te voorkom.
Om aan daardie vraag te voldoen, sal Kalifornië en Texas nuwe kragsentrales moet bou koop meer elektrisiteit van buurlande as wat hulle reeds doen. Die state kan ook addisionele transmissie- en verspreidingsinfrastruktuur benodig om nuwe motors te akkommodeer laai infrastruktuur.
Almal het die oorgang na EV's van binnebrandenjins aangedui kan moontlik kos tiene miljarde dollars in Texas en selfs meer in Kalifornië om nuwe elektrisiteitsinfrastruktuur te installeer as baie voertuie gedurende piekure aangekla moet word.
Aansporings kan verminder wat dit sal kos om die rooster vir baie elektriese voertuie toe te rus. Byvoorbeeld, nutsprogramme kan verskillende tariewe vir elektrisiteit hef gedurende verskillende tye van die dag en op verskillende dae van die week. Bekend as tyd-van-gebruik pryse, kan hierdie praktyk voertuigverhoging aanmoedig wanneer elektrisiteit gedurende buitensporige ure oorvloediger is en dus goedkoper is om te voorsien.
Kalifornië en ander gebiede, insluitend Austin, Texas, het reeds begin om verskillende strategieë vir implementering te gebruik tyd-van-gebruik tariewe. Ander streke sal dalk graag wil kyk, en neem die lesse aan wat op daardie plekke geleer word, aangesien die aantal elektriese voertuie op die pad styg.
Terwyl EV's die hoeveelheid elektrisiteit wat die VSA verbruik, kan verhoog, kan die belegging wat nodig is om dit te akkommodeer, kleiner wees as wat dit lyk. Baie streke het reeds genoegsame generasie kapasiteit as voertuie gedurende buite-spitsure gehef word. Die energie berging aan boord EV's kan die buigsaamheid bied wat nodig is om laai tye te skuif en raamoperateurs beter te help om die vraag en aanbod van elektrisiteit te bestuur.
Daarbenewens, op grond van ons berekenings, sou die geld wat Amerikaners in brandstofkoste sou bespaar, hierdie beleggings geneutraliseer kan word.
Byvoorbeeld, het die meeste van Kalifornië se voertuie elektrisiteit deur 2017 gehad, ons skat dat sy bestuurders daardie jaar ongeveer US $ 25 miljard sou spaar in brandstofkoste - gebaseer op die gemiddelde pryse vir elektrisiteit en petrol.
Benewens brandstofbesparings verwag sommige ontleders dat elektriese motors moet wees goedkoper as konvensionele voertuie deur 2026, nog 'n potensiële ekonomiese voordeel.
Alhoewel dit uitdagend is om die toekomstige pryse vir petrol, elektrisiteit en voertuie te voorspel, is dit waarskynlik dat die wydverspreide gebruik van EV's die totale koste van vervoer in Kalifornië en elders sal verminder. Hierdie besparings is selfs groter as die omgewingsvoordele, veral laer koolstofvrystellings, word in ag geneem.
Die Unie van Bekommerde Wetenskaplikes het die koolstofvoetspore van EV's versus petrol aangedrewe motors ondersoek.
F. Todd Davidson, Navorsingsassosiasie, Energie-instituut, Universiteit van Texas in Austin; Dave Tuttle, navorsingsgenoot, The Energy Institute ,, Universiteit van Texas in Austin; Joshua D. Rhodes, Navorsingsgenoot van Energie, Universiteit van Texas in Austin, en Kazunori Nagasawa, Navorsingsdoktorale Navorser, Nasionale Hernubare Energie Laboratorium
China skop die steenkool Gewoonte en deniers verloor 'n rede om nie op te tree nie
Koolstof boerdery: hoe landbou kan beide mense voed en stryd teen klimaatsverandering
Gebruik van yster om alge te versterk, nie 'n antwoord vir geo-ingenieurswese
Universiteit eindig rooivleismaaltye en sny koolstof
Hoe om meer as 'n gedagtevolle verbruiker te wees