La Ley de Equilibrio de Carga Lenta y Rápida

Con la atención puesta en los esfuerzos federales y estatales para implementar infraestructura de carga rápida de vehículos eléctricos (EV) a lo largo de las carreteras del país, también necesitamos un acceso confiable a una buena carga lenta donde vivimos, trabajamos y jugamos.

Hay una cosa acerca de los automóviles y camionetas personales de los estadounidenses: permanecen en las entradas de las casas y en los estacionamientos el 95% del tiempo, esperando que vayamos a alguna parte. Todo este tiempo inactivo crea oportunidades para cargar vehículos eléctricos en nuestros hogares y lugares de trabajo, así como en destinos como centros comerciales, hoteles y atracciones. Los vehículos eléctricos pueden cargarse en cualquier lugar donde haya acceso a la electricidad, que es casi todos los lugares a los que van los automóviles; no requieren el modelo de gasolinera del que dependemos para abastecer de combustible nuestros coches y camiones. Sin duda, el acceso a la carga rápida es necesario para permitir los viajes de larga distancia. Pero el acceso a una carga lenta de Nivel 1 y Nivel 2, conveniente y más asequible, es igualmente importante para que los vehículos eléctricos sigan funcionando día tras día.

El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) publicó recientemente un estudio, La red nacional de carga 2030: Estimación de la demanda de infraestructura de carga de vehículos eléctricos de vehículos livianos en EE. UU. El estudio confirma que Estados Unidos necesita construir rápidamente una sólida red de carga rápida a nivel nacional; y destaca la necesidad de muchas estaciones de carga públicas de Nivel 2 y privadas de Nivel 1 y 2 donde vivimos, trabajamos y jugamos.

Entre los hallazgos clave: necesitamos implementar mucha infraestructura de carga para satisfacer la demanda de carga prevista para 2030 de los 30 a 42 millones de vehículos eléctricos que se esperan en las carreteras. NREL estima que necesitaremos una red nacional de ~28 millones de puertos de carga, compuesta por:

Es difícil acceder a la cantidad total de estaciones de carga privadas que se han implementado en residencias y lugares de trabajo hasta la fecha, pero la cantidad de estaciones de carga públicas es bastante conocida y da una idea del desafío de escala. Actualmente tenemos alrededor de 137.000 puertos de carga de acceso público y, según la investigación del NREL, necesitaremos 1,8 millones en siete años. Hay mucho trabajo por hacer.

La carga residencial es fundamental y la falta de acceso a la carga doméstica es la mayor barrera para la adopción de vehículos eléctricos. El hogar es donde los conductores de vehículos eléctricos realizan alrededor del 85% de la carga y obtienen los ahorros más significativos porque las tarifas de electricidad residencial son mucho más baratas que un galón de gasolina en el surtidor o la electricidad en un cargador rápido público. Además, cargar en casa es muy cómodo; vuelve a casa, enchufa, vete a la cama, despierta con la batería llena, repite. Sin acceso a la carga en casa, por ejemplo en el caso de viviendas de varias unidades como apartamentos, condominios y casas con estacionamiento en la calle, la propiedad de vehículos eléctricos se convierte en un inconveniente y un desafío de costos que la mayoría de los consumidores no estarán dispuestos a afrontar. Por lo tanto, garantizar que todos puedan enchufarse en casa es el desafío de carga de vehículos eléctricos más urgente que hay que superar.

La carga en el lugar de trabajo puede ayudar a cerrar la brecha de carga residencial, brindando a los consumidores sin carga en casa acceso a la carga en el trabajo, donde su automóvil a menudo permanece parado durante ocho horas durante el día. La carga en el lugar de trabajo respalda la propiedad de vehículos eléctricos para los consumidores con viajes largos, lo cual es un problema importante, especialmente en muchas comunidades rurales. Los cargadores en el trabajo también son útiles para los propietarios de vehículos eléctricos más antiguos y de menor autonomía. Para los lugares de trabajo con personal de ingresos bajos y moderados, proporcionar estaciones de carga es un beneficio para los empleados que puede permitir a las personas comprar vehículos eléctricos usados ​​de menor costo y menor alcance y respaldar una transición a los vehículos eléctricos más equitativa.

Encuestas recientes muestran que aproximadamente un tercio de los consumidores están considerando comprar un vehículo eléctrico. Se trata de una demanda inminente significativa, considerando que los vehículos eléctricos actualmente representan alrededor del 8% de las ventas de automóviles nuevos. Sin embargo, el acceso a cargadores rápidos para ampliar la autonomía de los vehículos eléctricos y permitir viajes de larga distancia sigue siendo una barrera de compra. Esta es la razón por la que los formuladores de políticas federales elaboraron el programa de Infraestructura Nacional para vehículos eléctricos (NEVI, por sus siglas en inglés) de $5 mil millones de la Ley Bipartidista de Infraestructura para impulsar el despliegue de una red de carga rápida a nivel nacional.

Los cargadores rápidos actuales son realmente rápidos y los nuevos modelos de vehículos eléctricos pueden consumir mucha electricidad rápidamente. Un vehículo eléctrico moderno típico en un viaje por carretera necesita detenerse cada 150 a 200 millas para una carga rápida de 15 a 20 minutos porque, al igual que no vaciarías el tanque de gasolina antes de llenarlo, no descargas la batería antes de detenerte. cargar. De manera óptima, los conductores de vehículos eléctricos se detienen en un cargador rápido cuando la capacidad de la batería alcanza el 15%-25% restante y cargan hasta alrededor del 60%-70%. Entre el 70% y el 100%, las baterías de vehículos eléctricos comienzan a reducir significativamente la velocidad de carga. Esto ayuda a proteger la salud de la batería a largo plazo, pero también hace que permanecer conectado a un cargador rápido para recargar el último 30% sea ineficiente. Ahorrará tiempo en su viaje por carretera desenchufándose a aproximadamente el 70% y recorriendo la carretera otras 150-200 millas hasta el siguiente cargador rápido.

Incluso cuando logremos el objetivo de implementar cargadores rápidos a lo largo de las carreteras del país, de mar a mar, los conductores de vehículos eléctricos enfrentan desafíos cuando su viaje por carretera termina en un destino sin cargador. Muchos destinos, especialmente hoteles y atracciones, incluidos parques estatales y nacionales, carecen de estaciones de carga. Por lo tanto, hoy en día es más probable que termine sin acceso al cargador de destino, especialmente si su destino es una ubicación más rural o remota.

Por ejemplo, recientemente hice un viaje por carretera de 1.000 millas con vehículos eléctricos a la remota isla de Ocracoke en los Outer Banks de Carolina del Norte, donde experimenté la falta de carga de vehículos eléctricos en el destino.

Mi esposa y yo hicimos el viaje por carretera en un Tesla Model Y de 330 millas de alcance desde nuestra casa en las montañas del oeste de Carolina del Norte, cerca de Asheville. Cargamos a lo largo del camino en estaciones de carga rápida confiables y convenientes que forman parte de la red Supercharger de Tesla. Nuestra última carga rápida fue en las afueras de New Bern, Carolina del Norte. Una vez que salimos del New Bern Supercharger, no había otras estaciones de carga en el mapa. De allí fuimos a Cedar Island por unos días antes de abordar el ferry a Ocracoke. Cuando llegamos a Ocracoke, nos quedaba un 50% de carga de batería, suficiente para regresar al New Bern Supercharger cuando terminó nuestra semana en Ocracoke, pero apenas.

Es fundamental acceder a una carga rápida confiable y conveniente para llegar a su destino, pero eso no servirá de nada a los conductores si terminan atascados. No importa lo bonito que pueda parecer quedarme varado en una preciosa isla de Outer Banks, ese no era mi deseo. Por suerte para nosotros, hay muchos carritos de golf en Ocracoke, y pudimos fingir que nuestro vehículo eléctrico era uno durante unos días, conectándolo estilo Nivel 1 a tomas estándar montadas en un poste de madera de 4 x 4 y obteniendo la carga. necesitábamos disfrutar de la isla y llegar a casa sin preocupaciones. Sin embargo, me tomó alrededor de 30 horas agregar un 30% a la batería del Tesla, lo que definitivamente no es ideal ni sostenible.

Mi historia de Ocracoke tiene dos caras: una muestra la necesidad de invertir en carga de destino de nivel 2 y la otra muestra que se puede enchufar un vehículo eléctrico en cualquier lugar.

La carga residencial, laboral y de destino puede integrarse bien con los sistemas eléctricos existentes en hogares, edificios y la red eléctrica. Como puede ver arriba, los vehículos eléctricos se pueden enchufar a un tomacorriente de pared normal de 120 voltios, como cargar su teléfono, aunque, como experimenté, la carga es extremadamente lenta.

Una opción mucho mejor es agregar un cargador de Nivel 2 a un circuito de 240 voltios, como para una estufa o secadora, que puede cargar un vehículo eléctrico en 4 a 10 horas, perfecto para cargar durante la noche o en un día laboral. A diferencia de la carga rápida, que consume niveles muy altos de electricidad rápidamente, los cargadores de Nivel 2 consumen electricidad mucho más lentamente durante períodos prolongados. Por lo tanto, los cargadores de Nivel 2 pueden ejercer menos presión sobre la red eléctrica. Y si el cargador de Nivel 2 está conectado en red (un término que se refiere a la capacidad de un cargador para comunicarse), las empresas de servicios eléctricos pueden utilizar herramientas técnicas e incentivos de comportamiento de carga para gestionar la carga de vehículos eléctricos. Las empresas de servicios públicos han demostrado tener éxito a la hora de alentar a los conductores de vehículos eléctricos a cargar cuando la red eléctrica tiene un amplio suministro de energía para evitar un impacto negativo en el rendimiento de la red.

Cuanta más demanda de carga puedan satisfacer los cargadores de Nivel 2 más lentos, más oportunidades tendrán las empresas de servicios públicos para gestionar la transición a la electricidad como combustible para el transporte. A medida que aumenta la cuota de mercado de los vehículos eléctricos, gestionar la carga de forma eficaz es la mejor estrategia para evitar añadir nueva y costosa generación de electricidad. Aún serán necesarias mejoras en la red eléctrica, incluida la transmisión (llevar la energía desde donde se genera hasta donde se necesita) y la distribución (garantizar que las comunidades tengan suficiente capacidad eléctrica), pero si utilizamos la carga administrada de manera inteligente, podemos evitar nuevas y costosas centrales eléctricas en el corto plazo. .

Una red de carga rápida en carretera accesible, confiable y conveniente permitirá a los propietarios de vehículos eléctricos conducir en cualquier lugar y en cualquier momento. Pero sin acceso a la carga residencial, la propiedad de vehículos eléctricos no es realista para la mayoría de los consumidores. La carga en el lugar de trabajo puede ayudar a complementar la falta de acceso a la carga residencial y ayudar a los consumidores con viajes largos al trabajo y vehículos eléctricos más antiguos y de menor alcance. Y para ampliar el valor de las inversiones en carga rápida en autopistas, también necesitamos carga accesible en nuestros destinos.

Para satisfacer las necesidades del creciente público de vehículos eléctricos, debemos centrarnos simultáneamente en la carga rápida en las carreteras y en la carga más lenta donde vivimos, trabajamos y jugamos. Es una tarea difícil, pero necesaria. En conjunto, estas inversiones en infraestructura respaldarán la adopción de vehículos eléctricos para todos.

El programa Electrify the South de la Alianza del Sur para la Energía Limpia aprovecha la investigación, la promoción y la divulgación para acelerar la transición equitativa al transporte eléctrico en todo el Sudeste. Visite ElectrifytheSouth.org para obtener más información y conectarse con nosotros.