Por qué el auge de los vehículos eléctricos podría ejercer una gran presión sobre nuestra red eléctrica

Se espera que más de la mitad de todos los autos nuevos vendidos en los EE. UU. para 2030 sean vehículos eléctricos. Eso podría ejercer una gran presión sobre la red eléctrica de nuestra nación, un sistema envejecido construido para un mundo que funciona con combustibles fósiles.

Se espera que la demanda doméstica de electricidad en 2022 aumente hasta un 18 % para 2030 y un 38 % para 2035, según un análisis realizado por Rapid Energy Policy Evaluation and Analysis Toolkit, o REPEAT, un proyecto de política energética de la Universidad de Princeton. Ese es un gran cambio con respecto al aumento de aproximadamente el 5% que vimos en la última década.

“Así que tenemos mucha demanda de energía en este país cuando realmente no la tuvimos durante los últimos 25 años”, dijo Rob Gramlich, fundador y presidente de Grid Strategies, un grupo de políticas de transmisión.

Si bien muchas partes de la economía se están alejando de los combustibles fósiles hacia la electrificación (piense en electrodomésticos como estufas y calefacción para hogares y oficinas), el sector del transporte está impulsando el aumento. Se prevé que los vehículos ligeros, un segmento que excluye los camiones grandes y la aviación, utilicen hasta un 3360 % más de electricidad para 2035 que en la actualidad, según datos de Princeton.

Pero la electrificación solo es una solución efectiva de descarbonización si se combina con una gran acumulación de energía renovable. “Así que tenemos impulsores tanto del lado de la oferta como del lado de la demanda de las grandes necesidades de la red”, dijo Gramlich.

Eso significa que necesitamos cambios importantes en la red: más líneas de transmisión de alto voltaje para transportar electricidad desde las plantas de energía solar y eólica rural hasta los centros de demanda; líneas de distribución más pequeñas y transformadores para la entrega de electricidad de última milla; y hardware como inversores que permiten a los clientes con baterías domésticas, vehículos eléctricos y paneles solares devolver el exceso de energía a la red.

No va a ser barato. En un estudio encargado por la Comisión de Servicios Públicos de California, la empresa de análisis de redes Kevala pronostica que solo California tendrá que gastar $ 50 mil millones para 2035 en actualizaciones de la red de distribución para cumplir con sus ambiciosos objetivos de vehículos eléctricos.

La carga de vehículos eléctricos consume bastante electricidad. Si bien una comparación directa con los electrodomésticos depende de muchas variables, el propietario de un nuevo Tesla Model 3 que maneja el promedio nacional de alrededor de 14,000 millas por año usaría aproximadamente la misma cantidad de electricidad cargando su vehículo en casa que con su agua eléctrica calentador en el transcurso de un año, y alrededor de 10 veces más electricidad de la que se necesitaría para hacer funcionar un refrigerador nuevo y de bajo consumo. Los vehículos eléctricos más grandes, como el Ford F-150 Lightning, generalmente usarían más electricidad que una unidad central de aire acondicionado en una casa grande.

Lydia Krefta, directora de transporte de energía limpia de PG&E, dijo que la empresa de servicios públicos tiene actualmente alrededor de 470,000 vehículos eléctricos conectados a la red en su territorio de servicio del norte y centro de California y apunta a 3 millones para 2030.

Dado que el territorio de PG&E cubre aproximadamente 1 de cada 7 vehículos eléctricos en los EE. UU., la forma en que maneja la transición EV podría servir como modelo para la nación. No es una tarea fácil. La empresa de servicios públicos está vinculada a un ciclo de financiación de cuatro años para las actualizaciones de la infraestructura de la red, y su última solicitud de financiación fue en 2021. Ahora esa financiación definitivamente no alcanzará lo que se necesita, dijo Krefta.

“Gran parte del análisis que se incluyó en esa solicitud provino de pronósticos de 2019 o 2020, en particular algunos de esos pronósticos de vehículos eléctricos más antiguos que no anticiparon parte del crecimiento que creemos que es más probable que veamos ahora. dijo Krefta. Esta situación ha hecho que PG&E solicite numerosas subvenciones estatales y federales que podrían ayudarlo a cumplir sus objetivos de electrificación.

“Creo que en este momento la gente tiene una visión demasiado simplista de lo que significa la electrificación del transporte”, dijo el director ejecutivo de Kevala, Aram Shumavon. “Si se hace bien, será fenomenal; si se administra mal, habrá mucha gente molesta, y eso es un riesgo real. Eso es un riesgo para los reguladores. Eso es un riesgo para los políticos, y eso es un riesgo para las empresas de servicios públicos. “

Shumavon dijo que si la infraestructura de la red no se mantiene al día con el auge de los vehículos eléctricos, los conductores pueden esperar dificultades de carga, como largas colas o solo poder cargar en ciertos momentos y lugares. Una red demasiado sobrecargada también será más vulnerable a los fenómenos meteorológicos extremos y propensa a los apagones, como los que experimentó California en 2020.

La forma más sencilla de satisfacer la creciente demanda de electricidad es poner en línea más fuentes de energía, preferiblemente verdes. Pero aunque es fácil ubicar plantas de carbón y gas natural cerca de los centros de población, los mejores recursos solares y eólicos suelen ser más rurales.

Eso significa que lo que EE. UU. realmente necesita son más líneas de transmisión de alto voltaje, que puedan transportar los recursos solares y eólicos a través de las fronteras entre condados y estados.

Pero Gramlich dijo que, si bien gastamos dinero constantemente en reemplazar y mejorar las líneas antiguas, apenas estamos construyendo nuevas. “Creo que probablemente necesitamos alrededor de $ 20 [million] o $30 millones al año en nueva capacidad, nuevas millas de línea y nueva capacidad de entrega. Estamos gastando casi cero en eso ahora mismo”.

Existen importantes obstáculos regulatorios cuando se trata de construir nuevas líneas de transmisión, que a menudo atraviesan múltiples condados, estados y áreas de servicios públicos, todos los cuales deben aprobar la línea y acordar cómo financiarla.

“Si solo piensa en una línea que cruza dos o tres docenas de territorios de servicios diferentes, tienen una manera de recuperar sus costos en su sistema local, pero se dan por vencidos cuando hay algo que beneficia a tres docenas de servicios públicos, y quién se supone que pagar, cuánto y cómo vamos a decidir?” dijo Gramlich.

La concesión de permisos también es un gran obstáculo. Todos los nuevos proyectos de energía deben someterse a una serie de estudios de impacto para evaluar qué nuevos equipos de transmisión se requieren, cuánto costará y quién pagará. Pero la lista de proyectos atascados en este proceso es enorme. La cantidad total de generación de electricidad en las colas, casi en su totalidad renovable, excede la capacidad de generación total en la red actual.

La Ley de Reducción de la Inflación tiene el potencial de reducir las emisiones en alrededor de mil millones de toneladas para 2030, según el proyecto REPEAT de Princeton. Pero según este mismo análisis, si la construcción de la infraestructura de transmisión no supera el doble de su tasa de crecimiento histórica del 1% anual, se podría perder más del 80% de estas reducciones.

Se están realizando esfuerzos para acelerar la construcción de la infraestructura energética. En particular, el senador Joe Manchin, DW.Va., presentó un proyecto de ley de reforma de permisos en mayo después de que medidas similares fracasaran el año pasado. El presidente Joe Biden ha brindado su apoyo al proyecto de ley, que aceleraría los permisos para todo tipo de proyectos de energía, incluida la infraestructura de combustibles fósiles. Sin embargo, la política será difícil de navegar, ya que muchos demócratas ven el proyecto de ley como demasiado favorable a los intereses de los combustibles fósiles.

Pero incluso si el ritmo de obtención de permisos se acelera y comenzamos a gastar mucho en transmisión pronto, todavía tomará años construir la infraestructura que se necesita.

“Va a haber un período intermedio en el que la necesidad sea muy alta, pero la transmisión no se puede construir durante el período de tiempo en el que ocurre la necesidad, y los recursos de energía distribuidos jugarán un papel muy activo en la gestión de ese proceso”. , porque no habrá otros recursos disponibles”, explicó Shumavon.

Eso significa que los recursos como los sistemas residenciales de energía solar y baterías podrían ayudar a estabilizar la red a medida que los clientes generan su propia energía y venden el exceso de electricidad a la red. Los fabricantes de automóviles también están equipando cada vez más sus vehículos eléctricos con capacidades de carga bidireccional, lo que permite a los clientes usar sus paquetes de baterías EV gigantes para alimentar sus hogares o devolver electricidad a la red, al igual que un sistema de batería doméstico normal. tesla actualmente no ofrece esta funcionalidad, pero ha indicado que lo hará en los próximos años, mientras que otros modelos como el Vado F-150 Lightning y Nissan Leaf ya lo hacen.

También es probable que se haga mayor hincapié en la eficiencia energética y el uso oportuno de la energía. PG&E, por ejemplo, está pensando en cómo optimizar los tiempos de carga para grandes flotas de vehículos eléctricos.

“Algo que estamos tratando de hacer es trabajar con algunas de estas empresas que están realizando cargas sustanciales para proporcionar restricciones de carga flexibles donde podemos decir que solo puede cargar 50 vehículos eléctricos a las 7 p. m., pero a las 2 a. m. puede cargar los 100”, dijo Krefta.

Sin embargo, Krefta espera que las restricciones en los tiempos de carga sean temporales y dijo que, en el futuro, PG&E busca incentivar a los consumidores a través de precios dinámicos, en los que los precios de la electricidad son más altos durante los momentos de máxima demanda y más bajos en las horas de menor demanda. Y la empresa de servicios públicos está trabajando con los fabricantes de automóviles para descubrir cómo los vehículos eléctricos pueden brindar el máximo beneficio a la red.

“¿Qué tipo de cosas necesita hacer en su garaje para permitir que su vehículo alimente su hogar? ¿Cómo puede aprovechar su vehículo para cargar cuando hay energías renovables en la red y son limpias y de bajo costo y luego descargar de nuevo a la rejilla durante las horas de la tarde?” Krefta dijo que son preguntas como estas las que ayudarán a crear la red verde del futuro.

Mire el video para obtener más información sobre cómo la red eléctrica de EE. UU. puede prepararse para el auge de los vehículos eléctricos.