A grande maioria dos proprietários de veículos elétricos carrega seus carros em casa à noite ou durante a noite. Estamos fazendo isso errado, de acordo com um novo estudo de Stanford.
Em março, a equipe de pesquisa publicou um artigo sobre um modelo que eles criaram para cobrar a demanda que pode ser aplicado a uma variedade de populações e outros fatores. No novo estudo, publicado em 22 de setembro na revista Nature Energy , eles aplicaram seu modelo a todo o oeste dos Estados Unidos e examinaram o estresse que a rede elétrica da região sofrerá até 2035 devido à crescente propriedade de VEs. Em pouco mais de uma década, eles descobriram que o rápido crescimento de EVs por si só poderia aumentar a demanda máxima de eletricidade em até 25%, assumindo um domínio contínuo do carregamento residencial noturno.

Para limitar os altos custos de toda essa nova capacidade de geração e armazenamento de eletricidade, dizem os pesquisadores, os motoristas devem passar para o carregamento diurno no trabalho ou em estações de carregamento públicas, o que também reduziria as emissões de gases de efeito estufa. Essa descoberta tem implicações políticas e de investimento para a região e suas concessionárias, especialmente desde que a Califórnia se mudou no final de agosto para proibir a venda de carros e caminhões leves movidos a gasolina a partir de 2035.

“Encorajamos os formuladores de políticas a considerar as tarifas de serviços públicos que incentivam o carregamento diário e incentivam o investimento na infraestrutura de carregamento para transferir os motoristas de casa para o trabalho”, disse o coautor sênior do estudo, Ram Rajagopal, professor associado de engenharia civil e ambiental em Stanford. .

Em fevereiro, as vendas acumuladas de veículos elétricos na Califórnia atingiram 1 milhão, representando cerca de 6% dos carros e caminhões leves. O estado tem como meta 5 milhões de EVs nas estradas até 2030. Quando a penetração atingir 30% a 40% dos carros nas estradas, a rede sofrerá estresse significativo sem grandes investimentos e mudanças nos hábitos de carregamento, disse Rajagopal. Construir essa infraestrutura requer um lead time significativo e não pode ser feito da noite para o dia.

"Consideramos toda a região oeste dos EUA, porque a Califórnia depende muito das importações de eletricidade de outros estados ocidentais. O carregamento de VEs e todos os outros usos de eletricidade têm consequências para toda a região oeste, dada a natureza interconectada de nossa rede elétrica", disse Siobhan Powell, autor principal do estudo de março e o novo.

"Conseguimos mostrar que com menos carregamento doméstico e mais carregamento diurno, o oeste dos EUA precisaria de menos capacidade de geração e armazenamento, e não desperdiçaria tanta energia solar e eólica", disse Powell, Ph.D em engenharia mecânica. '22.

"E não é apenas a Califórnia e os estados ocidentais. Todos os estados podem precisar repensar as estruturas de preços de eletricidade à medida que suas necessidades de carregamento de veículos elétricos aumentam e sua rede muda", acrescentou Powell, que recentemente assumiu uma posição de pesquisa de pós-doutorado na ETH Zurich.

Uma vez que 50% dos carros nas estradas são movidos a eletricidade no oeste dos EUA – dos quais cerca de metade da população vive na Califórnia – mais de 5,4 gigawatts de armazenamento de energia seriam necessários se os hábitos de carregamento seguissem seu curso atual. Essa é a capacidade equivalente a 5 grandes reatores de energia nuclear. Uma grande mudança para carregar no trabalho em vez de em casa reduziria o armazenamento necessário para EVs para 4,2 gigawatts.

Alterar incentivos

As taxas atuais de tempo de uso incentivam os consumidores a mudar o uso de eletricidade para a noite sempre que possível, como ligar a máquina de lavar louça e carregar VEs. Essa estrutura tarifária reflete o tempo anterior ao fornecimento significativo de energia solar e eólica, quando a demanda ameaçava exceder a oferta durante o dia, especialmente no final da tarde no verão.

Hoje, a Califórnia tem excesso de eletricidade no final da manhã e no início da tarde, graças principalmente à sua capacidade solar. Se a maioria dos EVs carregasse durante esses períodos, a energia barata seria usada em vez de desperdiçada. Alternativamente, se a maioria dos EVs continuar a carregar à noite, o estado precisará construir mais geradores – provavelmente movidos a gás natural – ou armazenamento de energia caro em grande escala. A eletricidade que vai primeiro para uma bateria enorme e depois para uma bateria EV perde energia na parada extra.

No nível local, se um terço das casas em um bairro tiver VEs e a maioria dos proprietários continuar a definir a cobrança para começar às 23h. ou sempre que as tarifas de eletricidade caem, a rede local pode se tornar instável.

"As descobertas deste artigo têm duas implicações profundas:a primeira é que os sinais de preço não estão alinhados com o que seria melhor para a rede - e para os pagadores de tarifas. A segunda é que exige considerar investimentos em uma infraestrutura de cobrança para onde as pessoas trabalho", disse Ines Azevedo, outra coautora sênior do novo artigo e professora associada de ciência e engenharia de energia na Stanford Doerr School of Sustainability, inaugurada em 1º de setembro.

“Precisamos avançar rapidamente para a descarbonização do setor de transporte, que responde pela maior parte das emissões na Califórnia”, continuou Azevedo. "Este trabalho fornece informações sobre como chegar lá. Vamos garantir que sigamos políticas e estratégias de investimento que nos permitam fazê-lo de forma sustentável."

Outro problema com o design de preços de eletricidade é cobrar grandes taxas de clientes comerciais e industriais com base em seu pico de uso de eletricidade. Isso pode desincentivar os empregadores de instalar carregadores, especialmente quando metade ou mais de seus funcionários têm VEs. A equipe de pesquisa comparou vários cenários de disponibilidade de infraestrutura de carregamento, juntamente com várias taxas de uso residencial e cobranças de demanda comercial diferentes. Algumas mudanças de taxa pioraram a situação no nível da rede, enquanto outras a melhoraram. No entanto, um cenário de infraestrutura de carregamento que incentiva mais carregamento diurno e menos carregamento doméstico forneceu os maiores benefícios, segundo o estudo. + Explorar mais

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