Víme, že elektromobily dokážou snížit emise uhlíku – jsou mnohem efektivnější, než například využívají energii, jednoduše tím, že ji neztrácejí vibracemi, a tedy i teplem, které obvykle produkuje spalovací motor.
Do jaké míry však mohou skutečně snížit emise a jak je to ovlivněno typy a rozsahem obnovitelných zdrojů energie přítomných v konkrétních sítích?
Nová studie publikovaná v Environmental Science and Technology od výzkumníků z MIT Energy Initiative (MITEI) demonstruje nový model pro vypracování snížení emisí a ukazuje, že denní doba nabíjení elektrického vozidla má významný dopad na úspory.
Přestože studie pochází z USA, má určitý význam pro Austrálii, zejména proto, že sdílí společné atributy s Kalifornií, která také prochází podstatným přechodem na solární energii.
Výzkumníci zjistili, že v Kalifornii plné slunečních paprsků, pokud je elektrické vozidlo nabíjeno v noci, produkuje o 70 % více emisí, než když je nabíjeno během dne (upozorňují, že během dne stále produkuje méně emisí než jízda v benzinovém nebo naftovém automobilu).
Je zřejmé, že v sítích bohatých na solární energii to má obrovské důsledky pro to, jak efektivně mohou elektrická vozidla přispět ke snížení emisí.
Výzkumníci říkají, že tento druh dat je důležité pochopit, aby bylo zajištěno, že na vhodných místech bude přítomen správný typ nabíjecí infrastruktury.
Pokud například žijete a pracujete v oblasti bohaté na sluneční záření, může být užitečnější mít v práci přístup k nabíjení.
„Infrastruktura nabíjení je...velký určující faktor, pokud jde o usnadnění nabíjení v konkrétních časech – zvláště během dne,“ řekl Emre Gençer, spoluautor a vědecký pracovník MITEI.
„Pokud potřebujete nabít svůj elektromobil v poledne, musíte mít na pracovišti dostatek nabíjecích stanic.“
V New Yorku, který má velké procento jaderné nebo vodní energie – je nejlepší doba pro nabíjení elektromobilu ve skutečnosti přesný opak, protože nabíjením v noci lze ušetřit dalších 20 % emisí.
Ian Miller, hlavní autor studie a vědecký pracovník MITEI, poznamenává, že data vytvořená z jejich modelování mohou být také užitečná pro informování zákonodárců a regulačních orgánů o tom, kdy je nejlepší zavést tarify podle doby používání, aby se podpořilo nabíjení elektromobilů. krát.
„Pokud usnadníte nabíjení v určitých časech, můžete skutečně zvýšit snížení emisí, které je výsledkem růstu obnovitelných zdrojů energie a elektromobilů,“ říká Miller
„Tak jak to uděláme? Sazby za elektřinu podle doby používání se šíří a mohou dramaticky posunout denní dobu, kdy řidiči elektromobilů nabíjejí. Pokud budeme informovat tvůrce politik o těchto velkých dopadech na dobu nabíjení, mohou navrhnout sazby elektřiny tak, aby zlevnily nabíjení, když jsou naše elektrické sítě náročné z obnovitelných zdrojů.“
Výzkumníci poznamenali, že v minulosti nemodelování podle hodinových odchylek v síti nebo teplotních odchylek ve spotřebě paliva může znamenat, že předpokládané údaje o snížení emisí mohou být v téměř třetině případů nižší o 10 %. V solárních sítích, jako je Kalifornie, může být chyba až 50% odchylka.
„Pokud nemodelujete dobu nabíjení a místo toho předpokládáte nabíjení s ročním průměrným výkonem, můžete špatně odhadnout emise EV,“ říká Maryam Arbabzadeh, postdoktorka, která je spoluautorem zprávy.
„Určitě je skvělé získat více solární energie na síť a více elektrických vozidel využívajících tuto síť. Bez ohledu na to, kdy nabijete svůj elektromobil v USA, jeho emise budou nižší než u podobného auta na benzín; ale pokud k nabíjení elektromobilu dochází hlavně při západu slunce, nezískáte tolik výhod, pokud jde o snížení emisí, jak si myslíte, když použijete roční průměr.“
Aby se snížila chybovost, výzkumníci použili hodinová data sítě z let 2018 a 2019 – spolu s hodinovými údaji o nabíjení, jízdě a teplotě – a aplikovali je na nový model, který nazývají metodou „průměrného dne“.
„Zjistili jsme, že můžete ignorovat sezónnost v emisích ze sítě a spotřebě paliva a přesto přesně odhadnout roční emise EV a dopady na dobu nabíjení,“ říká Miller.
"Bylo to příjemné překvapení." V Kansasu loni vzrostly denní emise z rozvodné sítě mezi sezónami asi o 80 procent, zatímco poptávka po elektrické energii vzrostla kvůli změnám teplot asi o 50 procent. Předchozí studie spekulovaly, že ignorování takových sezónních výkyvů by poškodilo přesnost odhadů emisí EV, ale ve skutečnosti nikdy nekvantifikovaly chybu. Udělali jsme to – napříč různými mixy sítí a podnebím – a zjistili jsme, že chyba je zanedbatelná.“
Modelování bylo také použito k projektování budoucích emisí. V tomto případě modelování na jihovýchodě Spojených států v letech 2018 až 2032 ukázalo, že do roku 2032 mohou být emise EV na kilometr ve srovnání s podobným hybridním autem o 30 procent nižší, pokud se nabíjejí přes noc, a o 65 procent nižší, pokud jsou nabíjeny v poledne.
„Abychom zmírnili změnu klimatu, musíme dekarbonizovat jak sektor dopravy, tak sektor elektrické energie,“ říká Gençer.
„Dopravu můžeme elektrifikovat a výrazně to sníží emise, ale tento dokument ukazuje, jak to můžete dělat efektivněji.“
Citace: Hodinové variace napájecí sítě, vzory nabíjení elektrických vozidel a provozní emise
Ian Miller, Maryam Arbabzadeh a Emre Gençer
Věda a technologie v oblasti životního prostředí 2020 54 (24), 16071-16085
DOI:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.0c02312
