一度に6台の車を充電するのは問題ありません。 60 100万を充電するのは少し難しいかもしれません。 ナディア・クビック/ Shutterstock.com
今日、 2％未満 アメリカ人が買う車の中には電気があります。 しかし、今後30年以内に、一部の自動車業界の専門家は、電気自動車が自動車産業の大部分を占めていると予想しています。 米国 および グローバル自動車販売.
アメリカの運転手は約記録する 3兆マイル 年間消費量は 十億ガロン ガソリンとディーゼルの製造過程 これらすべての走行距離を電力に変換することは、電力を生産し配給するための国家のシステムに新たな要求を課すことになります。
専攻の一部として エネルギーインフラ研究, 私たちは求めています どのように理解する 電気自動車（EV）の増加 変わるかもしれない エネルギー is 供給および消費。 これまでのところ、電気自動車の影響はあなたが住んでいる場所と充電されている時期に依存することがわかっています。
電気自動車が必要とする電力量の見積もり
同様のテクニックを使用して 私たちの最近の論文 水素自動車では、私たちは、自動車、トラック、SUVなどの電化された車両を充電するために必要な電力量の州ごとの評価を開発しました。
私たちは、今日、各郡が今日消費するガソリンの量を推定することから始めました。 次に、走行距離を今日のEVの効率に基づいて電力要件に変換しました。
確かに、これらの方法には制限があります。 走行距離は、次の場合に大きく変わる可能性があります。 自律車両 一般的になり、より多くの人々がUber、Lyft、その他に頼るようになる 車両共有サービス、 例えば。 ただし、EVが一般的になった場合、将来の電力需要を見積もるには、このアプローチが良い出発点になると考えています。
地域への影響
米国の電力網は、世界中の新しい需要に対応するために絶えず進化してきました。 前世紀。 しかし、もしその国の自動車が急速に電気を帯びるようになるとすれば、グリッドはもっと早く変わる必要があるでしょう。 地域の運転習慣やすでに導入されているグリッドインフラストラクチャに応じて、私たちの分析はEVが地域によって異なる影響を与えることを示しています。
テキサスとカリフォルニア以来 他のどの州よりも多くの電力を消費する、彼らは電気自動車で満たされた未来がどのように見えるかについての良いスナップショットを提供します。 どちらの場合も、EVの増加は消費を増やし、地域のインフラに負担をかける可能性があります。
テキサス州のほぼすべての乗用車が今日電化されている場合、州は年間約110テラワット時の電力を必要とします。 11百万世帯。 追加の電力需要は、テキサス州の現在の消費量に対して30パーセントの増加をもたらすでしょう。
比較すると、より温暖な気候のために、カリフォルニアはほぼ必要とするかもしれません 50パーセントより多くの電気 州内の乗用車が完全に電化されている場合、現在消費されている量よりも少なくなります。 つまり、カリフォルニア州では年間120テラワット時の電力を追加で発電する必要があります。
二つの格子の物語
両州のグリッドを見てみると、モビリティのEVへの依存が場所によって異なる可能性があることがわかります。
暑い夏の午後に、テキサス州は約を使用します 電力の半分 それは建物を涼しく保つために冷房を動かすために発生する。 空調による電力需要の季節変動が大きいということは、州には1年の何時間にもわたりアイドル状態にある発電所があることを意味します。 オフピーク時の空き容量により、テキサス州が将来のEVの電力需要を満たすのが容易になる可能性があります。
カリフォルニアの気候が温暖であるということは、夏の日に州が必要とする電力が減り、電力網全体の需要の変動が少なくなることを意味します。 その結果、カリフォルニア州はテキサス州よりも電気自動車からの将来の充電需要を満たすのに利用できる発電容量が少ない。
2018では、テキサス州の電力網の大部分を管理している組織であるテキサス州電気信頼性評議会が、およそピーク時の新しいピーク需要を迎えました。 7月の73ギガワット19。 7月の19、2018のオフピーク時間を見ると、アイドル状態の発電所がピーク需要時だけでなく1日を通して稼働し続ける場合、ERCOTグリッドには350ギガワット時を超える追加電力を供給するための余裕があることがわかりました。
私たちの推定によると、テキサス州の個人用自動車のフル電化艦隊の充電要件は1日当たり約290ギガワット時であり、発電能力の利用可能な余剰より少ないでしょう。 言い換えれば、テキサスグリッドは、ピークを過ぎた時間帯に車両が充電された場合、今日の理論上は完全に電化された車両を充電することができます。
しかし、カリフォルニア州でも同じ分析を行ったとき、電気自動車が標準になれば、総電力需要がゴールデンステートの既存の電力容量を超える可能性があることがわかりました。
タイミングが全てだ
EVがどれだけの電力を消費するよりもさらに重要なのは、いつ消費されるかという問題です。
上記の見積もりは、最適なオフピーク課金パターンに基づいています。 その代わりに、ほとんどの電気自動車が午後に充電されるのであれば、停電を避けるために電力網はより多くの発電容量を必要とするでしょう。
その需要を満たすために、カリフォルニアとテキサスは新しい発電所を建設する必要があるでしょう。 もっと電気を買う 彼らが既にしているよりも近隣諸国から。 州はまた新しい自動車に対応するために追加の送配電インフラを必要とするかもしれない 充電インフラ.
みんなが言った、内燃機関車からEVへの移行 潜在的に費用がかかる ピーク時に多くの自動車が充電された場合、テキサス州では数千億ドル、さらにカリフォルニア州ではさらに多くの電気インフラを設置する必要がありました。
インセンティブは、多くの電気自動車用のグリッドを装備するのにかかるコストを減らすことができます。 例えば、公益事業者は、一日のうちの異なる時間帯と異なる曜日の間に異なる料金で電気料金を請求することができる。 として知られている 使用時間 価格設定、この習慣はオフピーク時に電気がより豊富でありそしてそれ故に供給するのにより安いときに自動車の充電を促進することができる。
カリフォルニア その他の分野 テキサス州 オースティン、すでに実装のための異なる戦略を使用し始めている 使用時間率。 他の地域では注意深く見たいと思うかもしれず、道路上の電気自動車の数が増えるにつれてそれらの場所で学んだ教訓を採用してください。
前方の道路
電気自動車は米国が消費する電気の量を増加させるかもしれませんが、それらを収容するのに必要な投資は見かけよりも小さいかもしれません。 多くの地域では、オフピーク時に自動車が充電された場合、すでに十分な発電容量があります。 EVに搭載されたエネルギー貯蔵は、充電時間をシフトし、電力会社が電力の需要と供給をより適切に管理するのに役立つ柔軟性を提供する可能性があります。
さらに、私たちの計算によると、アメリカ人が燃料費だけで節約できるお金はこれらの投資を相殺することができます。
例えば、カリフォルニアの自動車のほとんどが2017によって電気自動車であったならば、我々はその運転者がその年の燃料費でおよそ25十億ドルを節約したであろうと見積もる。 電気の平均価格 および ガソリン.
燃料節約に加えて、何人かの市場アナリストは電気自動車が 従来車より安い 2026によって、もう一つの潜在的な経済的利益。
ガソリン、電気、および自動車の将来の価格を予測するのは困難ですが、EVを広く使用することで、カリフォルニア州およびその他の地域における全体的な輸送コストが削減される可能性が高いと考えられます。 環境への利益、特に 低炭素排出、考慮されます。
関心のある科学者連合は、EVとガソリン車のカーボンフットプリントを調査しました。
著者について
F. Todd Davidson、エネルギー研究所、リサーチアソシエート、 テキサス大学オースティン校; Dave Tuttle、エネルギー研究所研究員、 テキサス大学オースティン校; Joshua D. Rhodes、エネルギー研究員、 テキサス大学オースティン校そして、長澤和則博士研究員 国立再生可能エネルギー研究所
この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.
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