Os veículos elétricos estão chegando, em massa. Como os serviços públicos locais, os gestores de energia e as cidades podem se preparar? Esta é a questão-chave abordada por um novo estudo realizado por pesquisadores do PNNL, Pacific Northwest National Laboratory.
“Embora não saibamos exatamente quando atingiremos o ponto de inflexão, as frotas de veículos de carregamento rápido mudarão a maneira como as cidades e os serviços públicos gerenciam suas redes de energia e infraestrutura”. Ele afirma isso Michael Kintner-Meyer, engenheiro de sistemas elétricos e principal autor do estudo. "Não é uma questão de se, mas quando."
O estudo, publicado hoje, integra e incorpora muitos fatores nunca antes avaliados juntos, como caminhões elétricos para entrega e transporte de longo curso, além de estratégias de carregamento inteligentes. Problemas que ainda parecem fora do alcance dos tomadores de decisão, mas que, no momento anunciado, estão dramaticamente próximos.
A eletrificação dos transportes está chegando.
Como qualquer revolução que se preze, mesmo a elétrica acaba rolando algumas cabeças. De acordo com EV Hub, já existem muitos milhões de veículos elétricos, principalmente carros e SUVs, nas estradas ao redor do planeta. Os pesquisadores obviamente mantiveram o foco apenas nos Estados Unidos, avaliando a capacidade da rede elétrica na próxima década.
Nossas redes serão capazes de gerenciar as frotas crescentes de veículos elétricos de todos os tamanhos, incluindo caminhões, que podem ser conectados a estações de carregamento de residências, empresas e estradas de curta e longa distância?
A análise do GNP revelou a carga máxima de veículos elétricos que a rede poderia suportar sem ter que construir novas usinas de energia e novas linhas de transmissão.
Revolução elétrica, boas e más notícias.
As boas notícias é que até 2028 todo o sistema de fornecimento de energia, da geração à transmissão, comporta bem até 24 milhões de veículos elétricos, cerca de 9% do tráfego atual de veículos nos Estados. Se quiséssemos nos mudar para a Itália (confio em documentar) o número corresponderia a cerca de 4,5 milhões de veículos. A má notícia, é claro, vem logo depois.
Com cerca de 30 milhões de veículos elétricos, as coisas ficam arriscadas. Localmente, podem surgir problemas. Muitos não sabem, alguns sim: um veículo elétrico de carga rápida pode absorver a mesma carga que 50 residências. Se todas as casas de uma rua tivessem um veículo elétrico, um transformador de potência não seria capaz de gerenciar o carregamento de todos ao mesmo tempo.
Suavize a curva do pato
Conforme detalhado no relatório, o planejamento da rede atual não leva em conta adequadamente um afluxo maciço de veículos elétricos. Essa omissão agrava uma situação já estressante: o temível curva de pato.
A curva de pato é um perfil de carga de 24 horas no sistema de energia e geralmente ocorre em áreas com muitas instalações fotovoltaicas. A curva é baseada em uma carga moderada pela manhã, uma carga baixa durante o dia quando as unidades solares alimentam a rede elétrica e uma carga alta à noite quando as pessoas chegam do trabalho e o sol se põe.
À medida que a demanda aumenta, a tensão cai. E com mais veículos elétricos se conectando para carregar à noite, o ganho de elevação se torna ainda mais acentuado e aumenta os custos de eletricidade.
Estratégias de cobrança inteligente
Evitar o carregamento no horário de pico da manhã e do início da noite pode suavizar a demanda de pico e preencher a curva do pato, de acordo com o estudo. A abordagem tem dois aspectos positivos. Em primeiro lugar, se beneficiariam de energia solar relativamente "limpa" durante o dia. Também reduziria ou eliminaria o pico acentuado da noite, quando a energia solar diminui e outras fontes entram para compensar a diferença.
Os cenários plausíveis destacam a necessidade de planejar a rede de energia.
A equipe de pesquisa desenvolveu e modelou cenários plausíveis para 2028. Os cenários incluem uma mistura de veículos rodoviários leves (passageiros), médios (caminhões e vans) e pesados (carga) - a primeira vez que todas as três classes de veículos são incluídas nesta análise. Um modelo de frete rodoviário também foi desenvolvido com estações de recarga em rodovias a cada 80 quilômetros para todas as três classes de veículos.
Os cenários levaram em consideração a evolução da rede de energia e sua capacidade em nível estadual e regional. A equipe se concentrou em cenários com maior potencial de impacto na rede.
Os gargalos devidos ao novo carregamento de veículos elétricos apareceram obviamente especialmente em áreas... com mais veículos elétricos.
Na Califórnia, por exemplo. Los Angeles planeja se tornar totalmente elétrico com sua frota urbana até 2030. O pico veio do crescimento de carros com carregamento rápido e frotas comerciais de caminhões elétricos. Esses veículos podem consumir 400 amperes em um circuito por até 45 minutos, em vez dos 15-20 amperes por 6-8 horas da maioria dos veículos elétricos atuais.
Veículos de carregamento rápido estão entre os maiores desafios para os planejadores de hoje
Legisladores, planejadores, visionários e tomadores de decisão nunca tiveram que pensar em veículos elétricos antes. Agora eles terão que mudar rapidamente os sistemas e operações de distribuição. A chave é entender agora como evitar grandes gastos de capital no futuro. E o desafio não se limita às grandes cidades. Os menores, com recursos limitados, precisam de ajuda para construir sua própria infraestrutura de carregamento e a capacidade de gerar energia.
