Elektryfikacja obszarów wiejskich 2.0 – elektryczna ciężarówka jest tutaj

Dorastając na wiejskich terenach Ameryki, moim pierwszym pojazdem – podobnie jak wielu moich znajomych – była ciężarówka. Podobnie jak wielu przede mną, przeprowadzka do miasta oznaczała wymianę ciężarówki na bardziej praktyczny i wydajny, przyjazny miastu model. Jednak kiedy wracam do mojego rodzinnego miasta w hrabstwie Nacogdoches w Teksasie, z radością wymieniam kluczyki na ciężarówkę rolniczą.

Niedawno miałem okazję odbyć kilka przejażdżek nowym Fordem F150 Lightning, w pełni elektrycznym kuzynem Forda F150 i najlepiej sprzedającym się samochodem w USA od 40 lat z rzęduw winnicy Singing Waters w Comfort w Teksasie. Podczas gdy Tokio Driftuje po zakrętach na specjalnie zbudowanym Baja polna droga i czołganie się po skałach pokonywanie bardzo stromych tras dla jeepów było bardzo fajne, użyteczność samej elektrycznej ciężarówki – w tym większa moc niż ich benzynowych kuzynów, możliwość zdalnego ładowania narzędzi i sprzętu elektrycznego oraz możliwość tankowania w domu – jest jeszcze bardziej imponująca. Będę szczery, chcę taki! (Ford nie płaci mi za to, że to mówię!)

Pickup jest głęboko zakorzeniony w amerykańskiej psychice, zarówno ze względów kulturowych, jak i praktycznych. Samochody ciężarowe są przydatne, jeśli chodzi o posiadanie i wykonywanie zadań, takich jak przewożenie narzędzi lub holowanie sprzętu, lepiej niż większość innych. Ich ciało na ramie konstrukcja pozwala na większy prześwit na opony ponadgabarytowe i, choćby w postrzeganiu, możliwość dotarcia tam, gdzie większość pojazdów nie jest w stanie.

Jednocześnie sektor transportu jest największym źródłem emisji CO2 w USA. Zdobycie kraju 276 milionów samochodów korzystanie z energii elektrycznej mogłoby znacząco przyczynić się do ograniczenia ich wpływu na środowisko i naszej ciągłej zależności od zagranicznych dostaw energii z krajów takich jak Rosja.

Jest elektryczny

Pierwsza runda elektryfikacji obszarów wiejskich miała miejsce, gdy ustawa o elektryfikacji obszarów wiejskich z 1936 r. zapewniła spółdzielniom energetycznym tanie pożyczki federalne na budowę infrastruktury dostarczającej energię elektryczną milionom mieszkańców obszarów wiejskich w Ameryce. Dostęp do energii elektrycznej znacznie poprawił jakość życia i produktywność społeczności, do których dotarł. Chociaż elektryczność mogła być nowe i nieznane dla osób w okresie elektryfikacji obszarów wiejskich 1.0 następna fala może okazać się czymś znacznie bardziej rozpoznawalnym: niezawodnym pickupem.

W 2021 r. było około 607,000 XNUMX pojazdów elektrycznych (EV). sprzedawany w USA. Pojazdy te stanowią około 10% światowej sprzedaży pojazdów elektrycznych, ale tylko około 4% ze wszystkich sprzedaż nowych samochodów w USA. Spośród masowo produkowanych pojazdów elektrycznych sprzedanych w USA w 2021 r. tylko ok 1,000 to ciężarówki, większość, jeśli nie wszystkie, wykonane przez Startup EV Rivian. Pierwsza prawdziwie masowo produkowana elektryczna ciężarówka, Ford F150 Lightning, zjechała z linii montażowej 26 marca 2022 r., a jej początkowy przebieg wyniósł 150,000 XNUMX egzemplarzy. wyprzedany zanim jeszcze skończył się pierwszy.

Podział wsi i miast

Amerykanie jeżdżą 3 bilionów mil rocznie, zużywając ok 160 miliardów galonów paliwa (obecna wartość: około 1 biliona dolarów) w tym procesie. Przekształcenie wszystkich tych mil w energię elektryczną wymagałoby około 1 biliona dodatkowych kilowatogodzin energii elektrycznej, co stanowi ok. około 20% więcej niż wszystkie elektrownie wiatrowe, słoneczne, wodne i elektrownie na biomasę wyprodukowane razem w 2021 r. Utrzymanie tak dużego nowego zużycia energii elektrycznej wymagałoby zbudowania znacznie większej liczby elektrowni oraz przewodów i słupów do ich podtrzymania.

Nie wszystkie przejechane kilometry rozkładają się równomiernie na całym kontynencie. W Teksasie około 15% populacji mieszka na obszarach wiejskich, ale te same obszary wiejskie stanowią około 31% przejechanych mil pojazdu. Liczby są podobne w całych Stanach Zjednoczonych, gdzie około 70% z 4.1 miliona mil publicznych dróg dojazdowych znajduje się na obszarach wiejskich.

Tak więc, chociaż elektryfikacja transportu będzie wymagać zużycia większości nowej energii elektrycznej na obszarach miejskich, na obszarach wiejskich może nastąpić większy wzrost zużycia energii elektrycznej na mieszkańca, ponieważ ludność ta pokonuje więcej kilometrów, co może zwiększyć obciążenie części sieci, które są już cienko rozłożone.

Przekazywanie mocy na cztery koła

Chociaż energia elektryczna napędzająca pojazd elektryczny w mieście lub na wsi będzie taka sama, systemy, które ją dostarczają, często są bardzo różne. Spółdzielnie energetyczne, które dostarczają energię elektryczną do ponad 55% w USA według masy gruntu, często różnią się od przedsiębiorstw użyteczności publicznej tym, że obsługują zazwyczaj większą liczbę obszarów wiejskich i muszą obsługiwać większą liczbę infrastruktury na dłuższych dystansach, aby obsługiwać swoich klientów.

Choć miejskie przedsiębiorstwa energetyczne mogą obsługiwać dziesiątki liczników energii elektrycznej na milę linii energetycznej, wiejski Użytkowe często służyć właśnie a garstka. Zatem modernizacja infrastruktury w celu wsparcia elektryfikacji transportu może kosztować więcej w przeliczeniu na klienta na obszarach wiejskich, gdzie mniej osób może rozłożyć koszty. Może to stanowić pewne wyzwania dla wiejskich przedsiębiorstw użyteczności publicznej i spółdzielni, które mogą odnotować ogromny wzrost liczby pojazdów elektrycznych, gdy elektryczne ciężarówki staną się bardziej dostępne.

Z definicji obszary wiejskie są mniej zagęszczone, co oznacza, że ​​transformatory i przewody doprowadzające są zaprojektowane tak, aby zapewnić obsługę elektryczną dla znanych obciążeń, ale nie pozwalają na rozwój energii elektrycznej. – Bill Hetherington, dyrektor generalny Bandera Electric Cooperative, Bandera, Teksas

Hetherington zauważył również, że ponieważ wiejskie spółdzielnie energetyczne są na ogół własnością członków, „[są] bardziej oparte na społeczności i skupione”. W związku z tym mogą mieć pewne wyjątkowe zalety, jeśli chodzi o wdrażanie infrastruktury niezbędnej do zmniejszenia obaw związanych z zasięgiem na obszarach wiejskich, takich jak strategicznie rozmieszczone publiczne ładowarki pojazdów elektrycznych.

Czas na ładowanie

Większość ładowania pojazdów elektrycznych będzie prawdopodobnie odbywać się w domu, szczególnie na obszarach wiejskich, gdzie znajdują się publiczne stacje ładowania mniej i dalej. Chociaż możliwe jest ładowanie pojazdu elektrycznego za pomocą zwykłej wtyczki elektrycznej, wielu kierowców pojazdów elektrycznych prawdopodobnie zdecyduje się na zainstalowanie szybszej ładowarki (poziomu 2), która może zatankować samochód około sześć razy szybciej; ładowarki te zużywają mniej więcej tyle samo energii, co duży klimatyzator. Długodystansowy F150 Lightning może ładować jeszcze szybciej, ciągnąc do 19.2 kW za system podwójnego ładowania o mocy 80 A, czyli mniej więcej tyle, ile energii pobierają średnio 3-4 domy. Linie dystrybucji energii elektrycznej w budynkach mieszkalnych są często dobierane dla określonej liczby domów, a każdy z nich ma założony średni pobór mocy, co pozwala na ładowanie wielu pojazdów elektrycznych naraz w danym obwodzie może stanowić problem dla zakładu energetycznego.

Według wewnętrznych prognoz wpływu spółdzielni Bandera Electric Cooperative (BEC) na wewnętrzną sieć pojazdów elektrycznych, bez pewnego rodzaju zarządzania obciążeniem, części systemu dystrybucyjnego będą wymagały znacznej modernizacji do 2030 r.

Niektóre przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, takie jak BEC, chcą zachęcić kierowców pojazdów elektrycznych do ładowania w nocy, gdy infrastruktura jest mniej obciążona, poprzez specjalne, tańsze stawki za pojazdy elektryczne w określonych godzinach. W miarę upowszechniania się pojazdów elektrycznych jednym ze sposobów, w jaki producenci samochodów mogliby pomóc, byłoby ustawienie takich schematów ładowania jako domyślnego ustawienia podczas parkowania samochodu w domu. Badania wykazały, że użytkownicy rzadko zastępują ustawienia domyślne w innych urządzeniach, takich jak inteligentne termostaty.

Przejście tej największej marki samochodów na elektryczne pickupy to mocne oświadczenie na temat przyszłości pojazdów elektrycznych. Przetworniki zajmują pięć miejsc – w tym trzy pierwsze – w rankingu Lista dziesięciu najlepszych z najpopularniejszych samochodów w Ameryce. Lepsza infrastruktura do ładowania i obsługi, szczególnie na obszarach wiejskich, może w dużym stopniu przyczynić się do upewnienia się, że nasza miłość do pojazdów ciężarowych oznacza również dobre zarządzanie planetą. Era elektrycznych ciężarówek dopiero się rozpoczyna, a teraz pytaniem na następną dekadę będzie, czy sieć będzie w stanie dotrzymać kroku.

Uwaga: autor tego artykułu aktywnie współpracuje z firmą Bandera Electric Cooperative w zakresie doradztwa.