A medida que los vehículos eléctricos (EV) se conviertan en el nuevo estándar, la infraestructura de carga se convertirá en un detalle común que se integrará en el paisaje, disponible en una gran cantidad de lugares de una variedad de proveedores: estaciones de carga privadas, estacionamiento de oficinas, garajes domésticos y gobierno. proporcionó ubicaciones para llenar los vacíos. Necesitamos un nuevo plan energético para los Estados Unidos con el fin de mantener una red estable para respaldar este movimiento nacional hacia la carga de vehículos eléctricos.
La administración de Biden anunció que se instalarán 500,000 estaciones de carga a nivel nacional y almacenamiento de energía adicional para facilitar el cambio a los vehículos eléctricos. La integración de toda esta nueva infraestructura y la transición requiere equilibrar el tráfico en la red y gestionar el aumento de la demanda de energía que se extiende más allá de las líneas eléctricas y el almacenamiento en sí.
La mayoría de la infraestructura de vehículos eléctricos extrae su energía de la red, lo que agregará una demanda significativa cuando alcance la escala. En una situación ideal, las estaciones de carga de vehículos eléctricos tendrán su propia generación de energía renovable ubicada junto con el almacenamiento, pero se necesitan nuevos programas y soluciones para que esté disponible en todas partes. En los últimos años, se han probado en los EE. UU. Una variedad de escenarios sobre cómo se pueden usar las energías renovables para alimentar la carga de vehículos eléctricos. Con el tiempo, es probable que los vehículos eléctricos incluso proporcionen energía a la red.
Estos avances tecnológicos sucederán a medida que avancemos en la transición energética; Independientemente, la infraestructura de vehículos eléctricos dependerá en gran medida de la red de EE. UU. Eso hace que la coordinación entre una variedad de partes interesadas y el cambio de comportamiento entre el público en general sean esenciales para mantener la red estable y satisfacer la demanda de energía.
La hoja de datos de la Casa Blanca para la infraestructura de carga de vehículos eléctricos apunta a un plan técnico en el que el Departamento de Energía y el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica trabajarán juntos. Es fundamental que las empresas de servicios públicos, las partes interesadas en la gestión y el almacenamiento de energía y el público en general se incluyan en la planificación. He aquí por qué.
Colaboración de las partes interesadas
La infraestructura de carga está actualmente fragmentada en los EE. UU. Gran parte de ella está privatizada y hay quejas de que, a menos que conduzca un Tesla, es difícil encontrar carga mientras está en la carretera. Algunos propietarios de vehículos eléctricos incluso han vuelto a conducir vehículos a gasolina. Hay motivos para tener la esperanza de que esto cambie rápidamente.
ChargePoint y EVgo son dos empresas que probablemente se convertirán en nombres familiares a medida que se expandan sus redes de vehículos eléctricos. Una coalición formada por algunas de las mayores empresas de servicios públicos de EE. UU., Incluidas American Electric Power, Dominion Energy, Duke Energy, Entergy, Southern Company y la Autoridad del Valle de Tennessee, llamada Electric Highway Coalition, anunció planes para una red regional de estaciones de carga que abarcan sus territorios de servicios públicos.
Las redes que cambian las estaciones de servicio privadas por la carga de vehículos eléctricos son una pieza del rompecabezas. También debemos asegurarnos de que todos tengan un acceso asequible y que los tiempos de carga estén escalonados; esta es una de las preocupaciones principales en la mente de todas las partes interesadas. Tener la carga disponible en una variedad de lugares distribuye la demanda, lo que ayuda a mantener la energía disponible y la red equilibrada.
Las diferentes necesidades de los consumidores, incluida la ubicación y la vivienda, los horarios de trabajo y las situaciones económicas, requieren consideraciones y nuevas soluciones que hagan que los vehículos eléctricos y la carga sean accesibles para todos. Lo que funciona en los suburbios no se adapta a las áreas rurales o urbanas, y solo imagina a alguien que trabaja en el turno de noche en una zona urbana densa.
El plan de Biden incluye, “$ 4 millones para fomentar asociaciones sólidas y nuevos programas para aumentar la carga en el lugar de trabajo a nivel regional o nacional, lo que ayudará a aumentar la viabilidad de [plug-in electric vehicle] propiedad de los consumidores en comunidades desatendidas “. Se necesitarán igualmente alianzas y soluciones creativas.
Una oportunidad para involucrar plenamente a las tecnologías que ya tenemos
“El cincuenta por ciento de las reducciones que tenemos que hacer para llegar a cero neto para 2050 o 2045 provendrán de tecnologías que aún no tenemos”, dijo John Kerry recientemente, causando revuelo. Más tarde aclaró que ahora también tenemos tecnologías que tenemos que poner en funcionamiento, que recibieron menos tiempo de emisión. En realidad, apenas estamos comenzando a utilizar las tecnologías de transición energética y renovables existentes; todavía tenemos que realizar todo su potencial.
Actualmente, el almacenamiento de energía distribuido y a escala de servicios públicos se utiliza para sus capacidades más simplistas, es decir, saltar cuando la demanda de energía alcanza su punto máximo y ayudar a mantener la red estable a través de servicios denominados equilibrio y regulación de frecuencia. Pero a medida que aumenta la penetración de la energía renovable y se electrifican cargas como los vehículos eléctricos, la demanda máxima se exacerbará.
El papel que juega el almacenamiento para las estaciones de carga de vehículos eléctricos parece bien entendido. El almacenamiento en el lugar se utiliza a diario para proporcionar energía para cargar automóviles en cualquier momento. El almacenamiento a escala de servicios públicos tiene las mismas capacidades y se puede utilizar para almacenar y luego suministrar energía renovable a la red en grandes cantidades todos los días para ayudar a equilibrar la demanda de vehículos eléctricos.
Un sistema de energía estable para vehículos eléctricos combina servicios públicos y almacenamiento a escala de servicios públicos con una red de subsistemas donde el almacenamiento de energía se ubica junto con la carga de vehículos eléctricos. Todos los sistemas están coordinados y sincronizados para recolectar y enviar energía en diferentes momentos del día en función de todos los factores que afectan la estabilidad de la red y la disponibilidad de energía renovable. Esa sincronización es manejada por un software inteligente de administración de energía que se basa en algoritmos sofisticados para pronosticar y responder a los cambios en fracciones de segundo.
Este modelo también permite gestionar el coste de la electricidad y la demanda de vehículos eléctricos en la red. Esos subsistemas podrían ser ubicaciones de propiedad municipal en áreas de bajos ingresos. Tal subsistema recolectaría energía en su activo de almacenamiento y fijaría el precio localmente en sus propios términos. Estos sistemas podrían incentivar a los residentes a encenderse allí en ciertos momentos del día para que la carga sea más asequible al brindar una alternativa al costo en tiempo real de la electricidad durante los picos de demanda cuando se usa una toma de corriente doméstica, por ejemplo.
Cambio de comportamiento
El mayor desafío para las empresas de servicios públicos será cómo administrar las cargas de los vehículos eléctricos y motivar a las personas para que escalonen la carga de sus vehículos, en lugar de que todos esperen hasta que estén en casa por la noche durante los períodos de generación renovable fuera de las horas pico. Si todos se conectaran al mismo tiempo, terminaríamos cocinando la cena en la oscuridad.
Si bien se ha hablado de incentivar al público a cobrar en diferentes momentos y distribuir la demanda, los motivadores varían según la demografía. Con la capacidad de cargar en casa y omitir un viaje a la “estación de servicio”, o “estación de energía”, como se la denominará en el futuro, muchas personas elegirán la conveniencia sobre el costo.
La forma en que operamos actualmente, el uso individual de energía parece un evento aislado e independiente para los consumidores y los hogares. Los vehículos eléctricos requerirán que todos, desde los servicios públicos y las estaciones de carga privadas hasta los consumidores, sean más conscientes de la demanda en la red y actúen más como comunidades que comparten la energía.
Por lo tanto, una red de carga diversa por sí sola no resolverá el problema de sobrecargar la red. Se necesita una combinación de un nuevo plan para gestionar la energía en la red más un cambio de comportamiento.
