Geleceğin Elektrikli Otomobillerini Güçlendirmek Ne Kadar Elektrik Alır?

Bugün, Amerikalıların satın aldığı araçların yüzde ikiden azı elektrik kullanıyor. Ancak önümüzdeki otuz yıl içinde, bazı otomotiv endüstrisi uzmanları elektrikli araçların ABD ve küresel otomobil satışlarının çoğunluğunu oluşturabileceğini düşünüyor.

Tüm bunlar Amerikan sürücülerin yılda yaklaşık 3 trilyon mil kaydettiklerini ve bu sayede 170 milyar galondan fazla benzin ve dizel tükettiğini belirtti. Tüm bu yol kilometrelerini elektriğe dönüştürmek, ülkenin elektrik üretimi ve dağıtımına yönelik yeni talepler getirecektir.

Büyük bir enerji altyapısı çalışmasının parçası olarak, elektrikli araçlardaki (EV'ler) bir artışın enerjinin nasıl sağlandığını ve tüketildiğini nasıl değiştirebileceğini anlamaya çalışıyoruz. Şimdiye kadar, elektrikli araçların etkisinin nerede oturduğunuza ve ne zaman şarj edildiğine bağlı olacağını belirledik.

EV'lerin Ne Kadar Elektrik Talep Edeceğini Tahmini

Hidrojenli taşıtlar hakkındaki son yazımızda yer alan benzer bir teknik kullanarak, kişisel bir otomobil, kamyon ve SUV elektrikli bir filosunu şarj etmek için ihtiyaç duyulacak elektrik miktarını eyalet bazında değerlendirdik.

Bugün her ilçede tüketilen benzin miktarını tahmin ederek başladık. Ardından, günümüzde EV'lerin verimliliğine dayanarak seyahat edilen araç millerini elektrik gereksinimlerine dönüştürdük.

Kuşkusuz, bu yöntemlerin sınırlamaları vardır. Örneğin, özerk araçlar yaygınlaşırsa ve daha fazla kişi Uber, Lyft ve diğer araç paylaşım servislerine güvenirse, kat edilen mil sayısı önemli ölçüde değişebilir. Bununla birlikte, yaklaşımımızın EV'lerin norm olması durumunda gelecekteki elektrik talebini tahmin etmek için iyi bir başlangıç ​​noktası sağladığına inanıyoruz.

Bölgesel Etkiler

ABD elektrik şebekesi, geçen yüzyıl boyunca yeni talepleri karşılamak için sürekli olarak gelişti. Ancak milletin araçları hızla elektrik olacaksa, şebekenin daha hızlı değişmesi gerekir. Yerel sürüş alışkanlıklarına ve halihazırda mevcut olan ızgara altyapısına bağlı olarak, analizimiz EV'lerin farklı bölgelerde farklı etkilere sahip olacağını göstermektedir.

Teksas ve Kaliforniya, diğer eyaletlerden daha fazla elektrik harcadığından, elektrikli taşlarla dolu bir geleceğin neye benzeyebileceğinin iyi bir görüntüsünü sağlar. Her iki durumda da, EV'lerin artması, yerel altyapıyı zorlama potansiyeli ile tüketimi daha da yükseltir.

Neredeyse Teksas'taki tüm binek otomobilleri bugün elektriklendirildiyse, devletin yılda yaklaşık 110 terawatt-saat elektrik ihtiyacı olacaktı - ortalama 11 milyon evin yıllık elektrik tüketimi. Eklenen elektrik talebi, Teksas'taki tüketimin üzerinde yüzde 30'luk bir artışa yol açacak.

Buna karşılık, daha ılıman bir iklim nedeniyle, Kaliforniya eyalette binek araçlar tamamen elektrikli ise şu anda tükettiğinden yaklaşık yüzde 50 daha fazla elektrik gerektirebilir. Bu, Kaliforniya'nın yılda 120 terawatt saatlik ek bir elektrik üretmesi gerektiği anlamına gelir.

İki Şebeke Masalı

İki eyaletteki şebekelere bakıldığında, mobilite için EV'lere güvenmenin yerinden bölgeye nasıl değişebileceğini göstermektedir.

Sıcak yaz öğleden sonraları, Teksas, binaları serin tutmak için klimayı çalıştırmak için ürettiği elektriğin yaklaşık yarısını kullanır. İklimlendirme nedeniyle elektrik talebindeki büyük mevsimsel değişimler, devletin yılın birkaç saati boşta kalan elektrik santrallerine sahip olduğu anlamına gelir. Yoğun olmayan saatlerdeki yedek kapasite, Teksas'ın gelecekteki EV'lerin elektrik taleplerini karşılamasını kolaylaştırabilir.

Kaliforniya’nın daha ılıman iklimi, devletin yaz günlerinde daha az elektriğe ihtiyacı olduğu ve genel olarak şebekede daha az değişkenlik gerektirdiği anlamına geliyor. Sonuç olarak, California, elektrikli araçların gelecekteki şarj taleplerini karşılamak için Teksas'tan daha az üretim kapasitesine sahiptir.

Teksas elektrik şebekesinin çoğunu yöneten kuruluş olan 2018 yılında Teksas Elektrik Güvenilirliği Konseyi, 19 Temmuz’da kabaca 73 gigawattlık yeni bir talep aldı. 19 Temmuz 2018’teki yoğun olmayan saatlere baktığımızda, ERCOT’u bulduk. elektrik santralleri sadece yoğun talep sırasında değil, gün boyunca çalışmaya devam ederse, 350 gigawatt-saat ek elektrik sağlama kapasitesine sahipti.

Tahminlerimize göre, Teksas'ta tamamen elektrikli bir kişisel araç filosunun şarj gereklilikleri, mevcut üretim fazlası fazlasından daha az, günde yaklaşık 290 gigawatt-saat olacaktır. Başka bir deyişle, Teksas şebekesi, eğer yoğun olmayan saatlerde araçlar şarj edilmişse bugün tamamen elektrikli bir araç filosunu teorik olarak yükleyebilir.

Bununla birlikte, Kaliforniya için aynı analizi yaptığımızda, eğer EV'ler normal hale gelirse, elektrik için toplam talebin Altın Devlet’in şebekesinin mevcut kapasitesinin ötesine geçebileceğini gördük.

Zamanlama herşeydir

Belki de ne zaman elektrik tüketileceğinden daha önemli olan, ne zaman tüketileceği sorusudur.

Yukarıdaki tahminleri en uygun ve en düşük şarj seviyelerine dayandırdık. Bunun yerine çoğu EV öğleden sonra şarj edilecek olsaydı, elektrik şebekesinin kesintileri önlemek için daha fazla üretim kapasitesine ihtiyacı olacaktı.

Bu talebi karşılamak için, Kaliforniya ve Teksas'ın yeni enerji santralleri inşa etmeleri veya komşu ülkelerden hali hazırda olduğundan daha fazla elektrik satın almaları gerekir. Devletlerin ayrıca yeni otomotiv şarj altyapısını yerleştirmek için ek iletim ve dağıtım altyapısına ihtiyacı olabilir.

Bütün bunlar, içten yanmalı motorlu taşıtlardan EV'lere geçişin, eğer yoğun saatlerde çok sayıda araç şarj edilirse yeni elektrik altyapısı kurmak için Teksas'ta ve hatta Kaliforniya'da onlarca milyar dolara mal olabileceğini söyledi.

Teşvikler, birçok elektrikli araç için şebekeyi donatmanın maliyetini azaltabilir. Örneğin, kuruluşlar günün farklı zamanlarında ve haftanın farklı günlerinde elektrik için farklı ücretler alabilirler. Kullanım süresi fiyatlandırması olarak bilinen bu uygulama, yoğun olmayan saatlerde elektrik daha bol olduğu ve dolayısıyla daha ucuz olduğu durumlarda araç şarjını teşvik edebilir.

California ve Austin, Texas da dahil olmak üzere diğer alanlar kullanım zamanlarını uygulamak için farklı stratejiler kullanmaya başlamışlardır. Diğer bölgeler yakından izlemek ve bu yerlerdeki öğrenilen dersleri yoldaki elektrikli araçların sayısı arttıkça almak isteyebilir.

Öndeki yol

EV'ler, ABD'nin harcadığı elektrik miktarını artırabilirken, onları barındırmak için gereken yatırım göründüğünden daha küçük olabilir. Çoğu bölge, yoğun olmayan saatlerde araç şarj edildiğinde zaten yeterli üretim kapasitesine sahip. EV'lerde bulunan enerji depoları, şarj sürelerini değiştirmek ve şebeke operatörlerinin elektrik arz ve talebini daha iyi yönetmelerine yardımcı olmak için gereken esnekliği sağlayabilir.

Dahası, hesaplamalarımıza göre, Amerikalıların tek başına yakıt maliyetlerinde tasarruf edeceği para bu yatırımları dengeleyebilirdi.

Örneğin, Kaliforniya’daki araçların çoğu 2017’ye kadar elektrikli olsaydı, sürücülerinin o yıl yaklaşık 25 milyar dolar tasarruf edeceğini tahmin ediyoruz - elektrik ve benzin için ortalama fiyatlara dayanıyordu.

Yakıt tasarrufuna ek olarak, bazı piyasa analistleri elektrikli otomobillerin 2026 yılına kadar potansiyel bir ekonomik fayda olan geleneksel araçlardan daha ucuz olmasını bekliyorlar.

Benzin, elektrik ve taşıtlar için gelecekteki fiyatları tahmin etmek zor olsa da, EV'lerin yaygın şekilde kullanılmasının Kaliforniya ve başka yerlerdeki genel ulaşım maliyetlerini azaltacağının muhtemel olduğuna inanıyoruz. Çevresel faydalar, özellikle de düşük karbon emisyonları dikkate alındığında, bu tasarruflar daha da artar.

Bu yazı, ilk olarak F. Todd Davidson, Dave Tuttle, Joshua D. Rhodes ve Kazunori Nagasawa tarafından The Talk'ta yayımlandı. Orijinal makaleyi buradan okuyun.