เจ้าของรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ชาร์จรถยนต์ที่บ้านในตอนเย็นหรือข้ามคืน เรากำลังทำผิดตามการ ศึกษาใหม่ ของ Stanford
ในเดือนมีนาคม ทีมวิจัยได้ตีพิมพ์ บทความ เกี่ยวกับแบบจำลองที่พวกเขาสร้างขึ้นเพื่อเรียกเก็บอุปสงค์ ซึ่งสามารถนำไปใช้กับกลุ่มประชากรและปัจจัยอื่นๆ ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 22 กันยายนใน Nature Energyพวกเขาใช้แบบจำลองของพวกเขากับทั้งฝั่งตะวันตกของสหรัฐอเมริกา และตรวจสอบความเครียดที่กริดไฟฟ้าของภูมิภาคจะอยู่ภายใต้ 2035 จากการเป็นเจ้าของ EV ที่เพิ่มขึ้น ในช่วงกว่าทศวรรษที่ผ่านมา พวกเขาพบว่าการเติบโตของ EV อย่างรวดเร็วเพียงอย่างเดียวสามารถเพิ่มความต้องการไฟฟ้าสูงสุดได้ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ สมมติว่ามีการชาร์จสำหรับที่อยู่อาศัยและในเวลากลางคืนอย่างต่อเนื่อง
นักวิจัยกล่าวว่า เพื่อจำกัดค่าใช้จ่ายที่สูงของกำลังการผลิตใหม่ทั้งหมดสำหรับการผลิตและจัดเก็บไฟฟ้า ผู้ขับขี่ควรเปลี่ยนไปใช้การชาร์จในที่ทำงานหรือสถานีชาร์จสาธารณะในเวลากลางวัน ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้เช่นกัน การค้นพบนี้มีนัยยะด้านนโยบายและการลงทุนสำหรับภูมิภาคและระบบสาธารณูปโภค โดยเฉพาะอย่างยิ่งตั้งแต่แคลิฟอร์เนียได้ย้ายเมื่อปลายเดือนสิงหาคมเพื่อห้ามการขายรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซินและรถบรรทุกขนาดเล็กที่เริ่มในปี 2578
“เราสนับสนุนให้ผู้กำหนดนโยบายพิจารณาอัตราค่าสาธารณูปโภคที่ส่งเสริมการชาร์จรายวันและกระตุ้นการลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จเพื่อเปลี่ยนคนขับจากที่บ้านไปที่ทำงานเพื่อเรียกเก็บเงิน” Ram Rajagopalผู้เขียนอาวุโสร่วมของการศึกษากล่าว รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมที่ Stanford กล่าว .
ในเดือนกุมภาพันธ์ ยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าสะสมในแคลิฟอร์เนียสูงถึง 1 ล้านคัน คิดเป็นประมาณร้อยละ 6 ของรถยนต์และรถบรรทุกขนาดเล็ก รัฐได้ตั้งเป้าหมายไว้ที่ 5 ล้าน EV บนท้องถนนภายในปี 2573 เมื่อการบุกทะลวงไปถึง 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ของรถยนต์บนท้องถนน ตารางจะพบกับความเครียดอย่างมากโดยไม่ต้องลงทุนครั้งใหญ่และการเปลี่ยนแปลงในพฤติกรรมการชาร์จ Rajagopal กล่าว การสร้างโครงสร้างพื้นฐานนั้นต้องใช้เวลาในการดำเนินการที่สำคัญและไม่สามารถทำได้ในชั่วข้ามคืน
“เราพิจารณาทั้งภูมิภาคตะวันตกของสหรัฐฯ เนื่องจากแคลิฟอร์เนียต้องพึ่งพาการนำเข้าไฟฟ้าจากรัฐทางตะวันตกอื่นๆ เป็นอย่างมาก การชาร์จ EV และการใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ ทั้งหมดมีผลกระทบต่อภูมิภาคตะวันตกทั้งหมดเนื่องจากลักษณะการเชื่อมต่อระหว่างโครงข่ายไฟฟ้าของเรา” Siobhan Powellผู้เขียนหลักของการศึกษาในเดือนมีนาคมและการศึกษาใหม่กล่าว
“เราสามารถแสดงให้เห็นว่าด้วยการชาร์จที่บ้านน้อยลงและการชาร์จในเวลากลางวันที่มากขึ้น ทางตะวันตกของสหรัฐฯ จะต้องการกำลังการผลิตและการจัดเก็บน้อยลง และจะไม่เปลืองพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมมากนัก” พาวเวลล์ ปริญญาเอกสาขาวิศวกรรมเครื่องกล ’22 กล่าว
“และไม่ใช่แค่แคลิฟอร์เนียและรัฐทางตะวันตกเท่านั้น ทุกรัฐอาจต้องคิดใหม่โครงสร้างราคาไฟฟ้าเนื่องจากความต้องการการชาร์จ EV ของพวกเขาเพิ่มขึ้นและการเปลี่ยนแปลงกริดของพวกเขา” พาวเวลล์ซึ่งเพิ่งรับตำแหน่งการวิจัยดุษฎีบัณฑิตที่ ETH ซูริคกล่าวเสริม
เมื่อ 50% ของรถยนต์บนท้องถนนใช้พลังงานจากไฟฟ้าในภาคตะวันตกของสหรัฐฯ ซึ่งประมาณครึ่งหนึ่งของประชากรอาศัยอยู่ในแคลิฟอร์เนีย จะต้องใช้แหล่งกักเก็บพลังงานมากกว่า 5.4 กิกะวัตต์ หากพฤติกรรมการชาร์จเป็นไปตามแนวทางปัจจุบัน นั่นคือความจุเทียบเท่ากับเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ขนาดใหญ่ 5 เครื่อง การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในการชาร์จที่ทำงานแทนการชาร์จที่บ้านจะลดพื้นที่จัดเก็บที่จำเป็นสำหรับ EV เหลือ 4.2 กิกะวัตต์
การเปลี่ยนแปลงแรงจูงใจ
อัตราเวลาในการใช้งานในปัจจุบันกระตุ้นให้ผู้บริโภคเปลี่ยนการใช้ไฟฟ้าเป็นเวลากลางคืนเมื่อทำได้ เช่น เปิดเครื่องล้างจานและชาร์จ EV โครงสร้างอัตรานี้สะท้อนถึงช่วงเวลาก่อนการจัดหาพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมที่มีนัยสำคัญ เมื่อความต้องการคุกคามเกินอุปทานในระหว่างวัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงบ่ายแก่ๆ ของฤดูร้อน
วันนี้ แคลิฟอร์เนียมีไฟฟ้าเกินในช่วงเช้าตรู่และช่วงบ่ายแก่ๆ เนื่องด้วยความจุพลังงานแสงอาทิตย์เป็นหลัก หาก EV ส่วนใหญ่ชาร์จในช่วงเวลาเหล่านี้ พลังงานราคาถูกจะถูกใช้แทนการสิ้นเปลือง อีกทางหนึ่ง หาก EV ส่วนใหญ่ยังคงชาร์จในเวลากลางคืน รัฐจะต้องสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่มเติม ซึ่งน่าจะขับเคลื่อนด้วยก๊าซธรรมชาติ หรือการจัดเก็บพลังงานราคาแพงในขนาดใหญ่ ไฟฟ้าไปที่แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ก่อน จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นแบตเตอรี่ EV จะสูญเสียพลังงานจากการหยุดพิเศษ
ในระดับท้องถิ่น หากบ้านหนึ่งในสามในละแวกใกล้เคียงมีรถยนต์ไฟฟ้า และเจ้าของส่วนใหญ่ยังคงตั้งค่าการชาร์จให้เริ่มเวลา 23.00 น. หรือเมื่อใดก็ตามที่อัตราค่าไฟฟ้าลดลง โครงข่ายไฟฟ้าในพื้นที่อาจไม่เสถียร
“ผลการวิจัยจากบทความนี้มีความหมายที่ลึกซึ้งสองประการ: ประการแรกคือสัญญาณราคาไม่สอดคล้องกับสิ่งที่ดีที่สุดสำหรับกริด – และสำหรับผู้จ่ายอัตรา อย่างที่สองคือ เรียกร้องให้พิจารณาการลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานที่มีการชาร์จสำหรับสถานที่ที่ผู้คนทำงาน” Ines Azevedoผู้เขียนอาวุโสร่วมและรองศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์พลังงานและวิศวกรรมพลังงานของ Stanford Doerr School of Sustainabilityกล่าวซึ่งเปิดเมื่อ 1 ก.ย.
“เราจำเป็นต้องดำเนินการอย่างรวดเร็วเพื่อกำจัดคาร์บอนในภาคการขนส่ง ซึ่งถือเป็นการปล่อยมลพิษจำนวนมากในแคลิฟอร์เนีย” อาเซเวโดกล่าวต่อ “งานนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการไปที่นั่น ให้มั่นใจว่าเราดำเนินตามนโยบายและกลยุทธ์การลงทุนที่ช่วยให้เราทำได้อย่างยั่งยืน”
ปัญหาอีกประการหนึ่งของการออกแบบราคาไฟฟ้าคือการเรียกเก็บค่าธรรมเนียมจำนวนมากจากลูกค้าในเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมโดยพิจารณาจากการใช้ไฟฟ้าสูงสุด การทำเช่นนี้อาจทำให้นายจ้างไม่ต้องติดตั้งที่ชาร์จ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพนักงานครึ่งหนึ่งหรือมากกว่ามีรถยนต์ไฟฟ้า ทีมวิจัยได้เปรียบเทียบสถานการณ์ต่างๆ ของการชาร์จความพร้อมของโครงสร้างพื้นฐาน พร้อมด้วยอัตราเวลาในการใช้งานที่อยู่อาศัยและค่าใช้จ่ายสำหรับอุปสงค์ในเชิงพาณิชย์ที่แตกต่างกัน การเปลี่ยนแปลงอัตราบางอย่างทำให้สถานการณ์ในระดับกริดแย่ลง ขณะที่บางรายการก็ปรับปรุงให้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม สถานการณ์ของการมีโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จที่ส่งเสริมการชาร์จในเวลากลางวันมากขึ้นและการชาร์จที่บ้านน้อยลงนั้นให้ประโยชน์สูงสุด
Rajagopal และ Azevedo ยังเป็นผู้อำนวยการร่วมของ Bits & Watts Initiative ที่สถาบัน Precourt Institute for Energy ของสแตนฟอร์ด ผู้เขียนร่วมคนอื่น ๆ ของการศึกษานี้คือ Gustavo Cezarนักศึกษาระดับปริญญาเอกและวิศวกรของห้องปฏิบัติการ SLAC National Accelrator ของสแตนฟอร์ด และ เหลียง หมิน กรรมการผู้จัดการ Bits & Watts Iniatiave
