A adoção de veículos elétricos (EV) está avançando mais rápido do que o previsto até um ano atrás. Projeções recentes dizem que os EVs podem ser responsáveis ​​por 30 a 42 milhões de veículos leves nas estradas dos EUA em 2030. Isso não inclui ônibus municipais e escolares, vans de entrega ou caminhões médios e pesados, que também estão passando por eletrificação. Todos serão novas fontes de consumo de energia valendo-se da rede para carregar suas baterias.

As perguntas para a indústria de energia dos EUA são: a capacidade de geração e a rede serão capazes de atender às necessidades de carregamento? A capacidade correta e as conexões de rede estarão prontas no lugar certo e na hora certa para a construção da infraestrutura de carregamento rápido de corrente contínua (DCFC), quando os períodos de espera já podem chegar a um ano ou mais? E o sistema de distribuição local sofrerá congestionamentos e interrupções quando um bairro inteiro conectar seus VEs no final do dia, como é já está acontecendo na Holanda?

COMENTÁRIO

Necessidade de dimensionamento para nova capacidade de carregamento de VE

Apesar $ 7.5 bilhões em financiamento federal para o carregamento de DCFC EV em corredores de rodovias, isso é apenas a ponta do iceberg do que é realmente necessário para manter os EVs funcionando. De acordo com um novo estudo baseado em dados  do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL), 28 milhões de portas de carregamento serão necessárias para suportar 33 milhões de passageiros EVs, um cenário de adoção de EV de médio alcance, consistindo em:

• 182,000 portas de carregamento DCFC (Nível 3) acessíveis ao público para viagens de longa distância, eletrificação de carona e motoristas que não possuem carregamento residencial
• 1 milhão de portas de carregamento de Nível 2 em locais de acesso público onde as pessoas já estacionam, como bairros de alta densidade, prédios de escritórios e lojas de varejo
• 26 milhões de portas de carregamento de Nível 1 e Nível 2 em locais privados, incluindo residências unifamiliares, residências multifamiliares e locais de trabalho, onde ocorre 80 a 90 por cento do carregamento.

Para comparação, um estudo de 2022 do Edison Electric Institute (EEI) projeta que 140,000 portas de carregamento rápido serão necessárias para suportar 26.4 milhões de veículos elétricos em 2030, juntamente com 12.9 milhões de outros pontos de carregamento. Hoje existem alguns 32,811 portas DCFC públicas e 109,222 portas de carregamento públicas de Nível 2 disponível nos EUA (a partir de 14 de agosto de 2023).

Vários novos participantes do setor de carregamento de VEs estão entrando no mercado para fechar a lacuna significativa de infraestrutura que existe hoje, incluindo serviços públicos de eletricidade. Outros são fabricantes de veículos elétricos, empresas de petróleo e gás, varejistas de lojas de conveniência e paradas de caminhões e operadoras de rede de carregamento de veículos elétricos antigos e novos. Todos estarão competindo por contratos estaduais financiados pelo governo federal para construir locais de carregamento DCFC - e a nova infraestrutura de rede que será necessária.

Uma vantagem que a indústria de energia elétrica tem é que a demanda por novas conexões de rede e maior capacidade para suportar o carregamento de VE acontecerá ao longo do tempo, permitindo a oportunidade de ajustar o fornecimento de acordo com a demanda. Por outro lado, a próxima demanda por suporte de carregamento de EV é “irregular”. Na maioria dos casos, os centros de carregamento de corredores rodoviários em áreas metropolitanas podem ser relativamente fáceis de acomodar, enquanto os postos de carregamento localizados em trechos rurais exigirão atualizações rápidas para conexões de rede.

O mesmo vale para a oferta e demanda de eletricidade. Embora algumas estimativas sugiram que, em nível global, O carregamento de VE representará apenas cerca de 4% da demanda total de eletricidade até 2030. No entanto, essa demanda ocorre em picos - picos matinais para carregamento durante o dia de trabalho, picos no início da noite para carregamento doméstico e picos altamente voláteis para estações públicas de carregamento rápido. De acordo com uma análise, quando a penetração local de VE atinge 25%, o carga de pico local pode aumentar em 30%. Eventualmente, os picos de carga não gerenciados levarão a infraestrutura local além da capacidade e exigirão atualizações.

Reduzindo a expansão da capacidade com gerenciamento de demanda e carregamento inteligente de veículos elétricos

Para clientes residenciais unifamiliares não gerenciados por agregadores de carregamento de VE, as taxas de tempo de uso (ToU) estão se mostrando uma maneira eficaz de gerenciar a demanda de carregamento de VE e reduza as cargas de pico em até a metade, postergando ou evitando investimentos em expansão de capacidade. Esses programas são fáceis de implementar, incentivando motoristas individuais de VE a adiar o carregamento dos horários de pico no início da noite até depois da meia-noite ou a carregar ao meio-dia quando a energia solar é abundante.

As estações de carregamento domésticas inteligentes controladas por aplicativos móveis permitem que os proprietários de veículos elétricos “definam e esqueçam” os temporizadores para começar a carregar em um horário especificado. Para automatizar a participação e evitar o consumo excessivo, as concessionárias podem ser forçadas a exigir que os clientes residenciais de carregamento instalem carregadores que possam receber sinais de resposta à demanda. Para a satisfação do cliente, no entanto, os proprietários de veículos elétricos devem ter uma maneira de suspender a participação no programa para que um veículo possa ser carregado quando necessário.

Os programas de resposta à demanda “na frente do medidor”, combinados com o software de gerenciamento de energia inteligente “atrás do medidor”, permitem que as concessionárias de energia elétrica façam parceria com grandes clientes de carregamento de VE para nivelar a curva de carga durante as operações normais e reduzir seletivamente a demanda para evitar interrupções durante eventos climáticos extremos e outras circunstâncias estressantes da grade. Por exemplo, os programas de resposta à demanda podem incluir limites contratuais de carga máxima, resposta dinâmica às condições da rede em tempo real e redução planejada da demanda em resposta a sinais baseados em eventos ou preços.

Esses grandes clientes de carregamento de VE incluem locais comerciais que oferecem instalações de carregamento no local de trabalho, complexos multifamiliares com carregamento de VE para residentes, operadores de depósitos de frota e operadores de hubs e redes de carregamento públicos ou disponíveis ao público. O software de gerenciamento de energia de carregamento inteligente de EV permite que essas empresas reduzam o consumo de energia da rede enquanto continuam a carregar os veículos, reduzindo a quantidade de eletricidade direcionada a cada porta de carregamento ativa com base nos critérios de prioridade atribuídos a cada EV. O gerenciamento inteligente de energia de carregamento de EV também pode integrar energia da rede com armazenamento de bateria local e fontes renováveis ​​locais, como energia solar no local, para manter os EVs carregando e otimizar os custos.

Transformando EVs em DERs para ajudar no congestionamento da rede

Os programas de resposta à demanda e as parcerias que eles estabelecem entre concessionárias e operadoras de carregamento de VE posicionam as concessionárias de eletricidade a usar os VEs como “baterias sobre rodas”, enviando sua energia armazenada de volta à rede para ajudar a equilibrar e/ou complementar a rede. Vehicle-to-grid (V2G), ou carregamento bidirecional, é a tecnologia nascente que torna isso possível. Quando emparelhado com o gerenciamento inteligente de energia, o V2G pode permitir que os EVs funcionem juntos como um recurso de energia distribuído ou, em escala, uma usina virtual (VPP) - dando às concessionárias a energia para equilibrar a rede enquanto atendem à demanda de carregamento de EV.

Chegou a hora de as concessionárias e reguladores começarem a planejar o V2G e defender sua implementação pelos fabricantes de carregadores automotivos e EV. O resultado será um ganha-ganha-ganha: proprietários de EV podem monetizar seus EVs como ativos de rede e reduzir seus custos de energia; as concessionárias podem reduzir os investimentos em infraestrutura enquanto apoiam a eletrificação; e todos sairão ganhando enquanto recarregamos o planeta com energia limpa e transporte.

-Doron Frenkel é CEO e fundador da Driivz, uma plataforma inteligente de carregamento e gerenciamento de energia de EV.