Da Elektrofahrzeuge (EVs) zum neuen Standard werden, wird die Ladeinfrastruktur zu einem alltäglichen Detail, das sich in die Landschaft einfügt und an vielen Orten von verschiedenen Anbietern verfügbar ist: privat betriebene Ladestationen, der Büroparkplatz, Heimgaragen und staatliche vorgesehene Orte, um die Lücken zu füllen. Wir brauchen einen neuen Energieplan für die Vereinigten Staaten, um ein stabiles Netz aufrechtzuerhalten, um diesen nationalen Übergang zum Laden von Elektrofahrzeugen zu unterstützen.
Das teilte die Biden-Administration mit 500,000 Ladestationen national und zusätzlich zu installieren Energiespeicher um den Umstieg auf Elektrofahrzeuge zu erleichtern. Die Integration all dieser neuen Infrastruktur und der Übergang erfordert einen Ausgleich des Verkehrs im Netz und die Bewältigung des erhöhten Energiebedarfs, der über Stromleitungen und Speicher selbst hinausgeht.
Der Großteil der EV-Infrastruktur bezieht seinen Strom aus dem Netz, was die Nachfrage erheblich erhöhen wird, wenn sie skaliert wird. Im Idealfall verfügen Ladestationen für Elektrofahrzeuge über eine eigene erneuerbare Stromerzeugung neben dem Speicher, aber es sind neue Programme und Lösungen erforderlich, um diese überall verfügbar zu machen. EIN Reihe von Szenarien In den USA wurden in den letzten Jahren Pilotprojekte zur Nutzung erneuerbarer Energien zum Laden von Elektrofahrzeugen durchgeführt. Irgendwann werden sich Elektroautos wahrscheinlich sogar ausgleichen Strom ins Netz einspeisen.
Diese technologischen Fortschritte werden im Zuge der Energiewende stattfinden; Unabhängig davon wird die EV-Infrastruktur stark vom US-Netz abhängen. Dies macht die Koordination zwischen einer Reihe von Interessengruppen und Verhaltensänderungen in der Öffentlichkeit unerlässlich, um das Netz stabil zu halten und gleichzeitig den Energiebedarf zu decken.
Das Weiße Haus Merkblatt zur Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge weist auf einen technischen Entwurf hin, an dem das Department of Energy und das Electric Power Research Institute gemeinsam arbeiten werden. Es ist wichtig, dass Versorgungsunternehmen, Energiemanagement- und Speicherbeteiligte sowie die breite Öffentlichkeit in die Planung einbezogen werden – hier ist der Grund.
Zusammenarbeit mit Stakeholdern
In den USA ist die Ladeinfrastruktur derzeit fragmentiert. Vieles davon ist privatisiert und es gibt Beschwerden dass es schwierig ist, unterwegs eine Aufladung zu finden, es sei denn, Sie fahren einen Tesla. Einige Besitzer von Elektrofahrzeugen sind sogar wieder zum Fahren von Benzinfahrzeugen zurückgekehrt. Es gibt Grund zur Hoffnung, dass sich dies schnell ändern wird.
ChargePoint und EVgo sind zwei Unternehmen, die mit der Erweiterung ihrer EV-Netzwerke wahrscheinlich zu bekannten Namen werden werden. Eine Koalition aus einigen der größten US-Versorger – darunter American Electric Power, Dominion Energy, Duke Energy, Entergy, Southern Company und die Tennessee Valley Authority – namens Electric Highway Coalition. angekündigt Pläne für ein regionales Netz von Ladestationen über ihre Versorgungsgebiete hinweg.
Netze, die private Tankstellen gegen das Laden von Elektrofahrzeugen austauschen, sind ein Teil des Puzzles. Wir müssen auch sicherstellen, dass jeder einen erschwinglichen Zugang hat und die Ladezeiten gestaffelt sind – dies ist eines der Kernanliegen aller Interessengruppen. Durch die Bereitstellung von Lademöglichkeiten an verschiedenen Orten wird die Nachfrage verteilt, wodurch Strom verfügbar und das Netz ausgeglichen bleibt.
Unterschiedliche Verbraucherbedürfnisse wie Standort und Wohnort, Arbeitszeiten und wirtschaftliche Situationen erfordern Überlegungen und neue Lösungen, die Elektrofahrzeuge und das Laden für jedermann zugänglich machen. Was in den Vororten funktioniert, passt nicht in ländliche oder städtische Gebiete, und stellen Sie sich vor, jemand arbeitet in einem dicht besiedelten Stadtgebiet in der Nachtschicht.
Bidens Plan umfasst: „4 Millionen US-Dollar zur Förderung starker Partnerschaften und neuer Programme zur Steigerung der regionalen oder nationalen Gebührenerhebung am Arbeitsplatz, was dazu beitragen wird, die Machbarkeit des Besitzes von [Plug-in-Elektrofahrzeugen] für Verbraucher in unterversorgten Gemeinden zu erhöhen.“ Partnerschaften und kreative Lösungen werden gleichermaßen benötigt.
Eine Gelegenheit, Technologien, die wir bereits haben, voll zu nutzen
„Fünfzig Prozent der Reduzierungen, die wir vornehmen müssen, um bis 2050 oder 2045 Netto-Null zu erreichen, werden von Technologien herrühren, die wir noch nicht haben“, sagte John Kerry sagte sorgte kürzlich für Aufsehen. Später stellte er klar, dass wir jetzt auch Technologien haben, die wir einsetzen müssen, die weniger Sendezeit haben. In Wirklichkeit fangen wir gerade erst damit an, bestehende erneuerbare Technologien und Energiewendetechnologien zu nutzen; wir müssen ihr volles Potenzial erst noch ausschöpfen.
Derzeit werden Energiespeicher im Versorgermaßstab und verteilte Energiespeicher aufgrund ihrer einfachsten Fähigkeiten verwendet, dh sie springen ein, wenn der Energiebedarf seinen Höhepunkt erreicht, und tragen durch Dienste, die als Ausgleichs- und Frequenzregelung bezeichnet werden, dazu bei, das Netz stabil zu halten. Da jedoch die Verbreitung erneuerbarer Energien zunimmt und Lasten wie Elektrofahrzeuge elektrifiziert werden, wird sich die Spitzennachfrage verschlimmern.
Die Rolle, die Speicher für EV-Ladestationen spielt, scheint gut verstanden zu sein. Der Vor-Ort-Speicher wird täglich verwendet, um Strom zum Laden von Autos zu jeder Zeit bereitzustellen. Speicher im Versorgungsmaßstab haben die gleichen Fähigkeiten und können verwendet werden, um erneuerbaren Strom zu speichern und dann täglich in großen Mengen in das Netz einzuspeisen, um den Bedarf von Elektrofahrzeugen auszugleichen.
Ein stabiles Stromversorgungssystem für Elektrofahrzeuge kombiniert Versorgungsunternehmen und Speicher im Versorgungsmaßstab mit einem Netzwerk von Subsystemen, in denen die Energiespeicherung mit dem Aufladen von Elektrofahrzeugen zusammengelegt wird. Alle Systeme sind koordiniert und synchronisiert, um Energie zu unterschiedlichen Tageszeiten zu sammeln und zu verteilen, basierend auf allen Faktoren, die die Netzstabilität und die Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom beeinflussen. Diese Synchronisierung übernimmt eine intelligente Energiemanagement-Software, die auf ausgeklügelten Algorithmen beruht, um Änderungen innerhalb von Sekundenbruchteilen vorherzusagen und darauf zu reagieren.
Dieses Modell ermöglicht es auch, die Stromkosten und die Nachfrage von Elektrofahrzeugen im Netz zu steuern. Bei diesen Subsystemen könnte es sich um gemeindeeigene Standorte in einkommensschwächeren Gebieten handeln. Ein solches Subsystem würde Strom in seinem Speicher sammeln und den Preis vor Ort zu seinen eigenen Bedingungen festlegen. Diese Systeme könnten Anwohner dazu anregen, dort zu bestimmten Tageszeiten Strom zu tanken, um das Laden kostengünstiger zu machen, indem sie beispielsweise in Spitzenlastzeiten eine Alternative zu den Echtzeit-Stromkosten bieten, wenn sie beispielsweise eine Haushaltssteckdose nutzen.
Verhaltensänderung
Die größte Herausforderung für Energieversorger wird darin bestehen, die Lasten von Elektrofahrzeugen zu managen und die Menschen zu motivieren, ihre Fahrzeuge gestaffelt aufzuladen, anstatt alle abends zu warten, bis sie zu Hause sind, während der Energiesparzeiten erneuerbarer Energien. Wenn alle gleichzeitig einstecken würden, würden wir das Abendessen im Dunkeln kochen.
Während davon gesprochen wurde, die Öffentlichkeit dazu zu motivieren, zu unterschiedlichen Zeiten aufzuladen und die Nachfrage zu verteilen, variieren die Motivatoren je nach Demografie. Mit der Möglichkeit, zu Hause aufzuladen und eine Fahrt zur „Tankstelle“ – oder „Kraftwerk“, wie es in Zukunft genannt werden könnte – zu überspringen, werden viele Menschen Komfort statt Kosten wählen.
So wie wir derzeit vorgehen, erscheint der individuelle Energieverbrauch für Verbraucher und Haushalte wie ein eigenständiges, isoliertes Ereignis. Elektrofahrzeuge werden von allen – von Versorgungsunternehmen und privaten Ladestationen bis hin zu Verbrauchern – verlangen, dass sie sich der Netznachfrage bewusster sind und mehr als Gemeinschaften agieren, die Energie teilen.
Ein vielfältiges Ladenetz allein wird die Überlastung des Stromnetzes also nicht lösen. Eine Kombination aus einem neuen Entwurf für das Energiemanagement im Netz und einer Verhaltensänderung ist erforderlich.
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