Veicolo elettrico per generare entrate per le flotte

In tutti gli Stati Uniti, le flotte di veicoli stanno iniziando a elettrizzarsi. McKinsey stima che entro il 2030 ci saranno circa dieci milioni di veicoli elettrici (EV), sia elettrici a batteria che ibridi plug-in, entro il 2030.1 Analisi del McKinsey Center for Future Mobility. Nel frattempo, le utility stanno gestendo molteplici questioni legate all’integrazione di fonti variabili di energia rinnovabile, come quella solare ed eolica. Si prevede che l'energia totale consumata dalle flotte di veicoli elettrici sarà di circa 50 terawattora, ovvero l'1% del consumo energetico totale degli Stati Uniti.2 Analisi del McKinsey Center for Future Mobility. Generare l’energia necessaria presenterà poche, se non nessuna, sfide. D’altro canto, fornire quella quantità di energia nei tempi e alle velocità necessarie eserciterà pressione sulla rete, in particolare sulle infrastrutture di distribuzione. Le batterie delle flotte di veicoli elettrici offrono un potenziale unico per affrontare queste sfide.

La rete elettrica – la rete di cavi di trasmissione e distribuzione e di sottostazioni che spostano l’energia dalla generazione al consumo – è progettata attorno alla curva di consumo esistente e ai suoi tipici picchi di domanda. I veicoli elettrici potrebbero accentuare questi picchi e creare problemi. Ad esempio, un distributore in un quartiere in cui l’adozione di veicoli elettrici personali è elevato potrebbe improvvisamente avere un picco di carico durante le sere dei giorni feriali, quando i proprietari di veicoli elettrici tendono a ricaricare i propri veicoli. Quel picco potrebbe sovraccaricare il circuito durante quelle ore e richiedere aggiornamenti di sottostazioni o conduttori che costano più delle entrate derivanti dalle vendite incrementali di elettricità. Ciò potrebbe aumentare i tassi per tutti.

Le abbreviazioni utilizzate per identificare i vari tipi di energia generata dal veicolo includono quanto segue:

Le utility spendono miliardi di dollari ogni anno in aggiornamenti delle infrastrutture per aiutare a gestire il flusso di energia, compresi gli aumenti dei picchi locali. Le batterie dei veicoli elettrici hanno il potenziale per contribuire a ridurre significativamente queste spese bilanciando la curva di carico per ridurre lo stress sulla rete, utilizzando batterie per veicoli o la tecnologia Vehicle-to-Everything (V2X) (vedere il riquadro laterale, “Definizione di V2X e altri veicoli generati da veicoli elettrici). terminologia energetica”).

Esistono diversi modi in cui la batteria di un veicolo elettrico può fornire valore alla rete in un caso d’uso V2X. Ciascuno offre vantaggi unici in termini di riduzione dei costi energetici e aumento delle entrate. Questo articolo si concentra sul potenziale delle applicazioni per flotte in un contesto V2X, descritto di seguito. Vale la pena notare che anche il caso d’uso residenziale del veicolo per raggiungere casa è molto promettente.

I programmi di capacità di backup utilizzano le batterie dei veicoli elettrici come accumulo di energia per la scarica di energia a bassa frequenza nei momenti di alto valore in cui l’elettricità è più costosa. I programmi di rete per la capacità di backup possono essere ad hoc, con l'energia fornita in risposta alla domanda (un programma di risposta alla domanda), o fornita alla rete in base a un pagamento contrattato per la capacità durante i periodi di discrepanze critiche tra domanda e offerta (un programma di capacità fissa) . Le flotte di veicoli elettrici possono anche sfruttare le proprie batterie per la resilienza energetica presso le proprie strutture, noto come backup privato.

I programmi di ottimizzazione delle tariffe utilizzano l'energia immagazzinata in un veicolo per tamponare la domanda di energia e ridurre la bolletta dell'edificio a cui è collegato il veicolo. Un tipo di programma di ottimizzazione delle tariffe è l’arbitraggio energetico, in cui l’energia acquistata dalla rete viene rivenduta alla rete a prezzi che allineano il costo dell’elettricità all’ora del giorno in cui viene utilizzata, con prezzi più alti per l’elettricità utilizzata nei periodi di maggiore affluenza. domanda più elevata. Questo tariffario è noto come tariffazione dell'energia in base al tempo di utilizzo. In alternativa, invece di rivendere l’energia alla rete, una flotta di veicoli elettrici potrebbe inviare energia al proprio edificio durante orari di utilizzo elevati e realizzare risparmi energetici per l’intera struttura. Inviando energia a un edificio, una flotta di veicoli elettrici potrebbe ridurre la domanda di energia e i relativi costi. Questo approccio, chiamato peak shaving, invia l'energia scaricata dalla flotta all'edificio durante i picchi di carico, riducendo potenzialmente la domanda di potenza di picco mensile del sito e i costi associati.

I servizi ausiliari bidirezionali aiutano a mantenere l’equilibrio della rete tra produzione e consumo di energia. Un programma di servizi di regolazione della frequenza offre l'opportunità al proprietario di un veicolo elettrico di ricevere pagamenti ad hoc in cambio di elettricità a breve intervallo alimentata o prelevata dalla batteria del proprio veicolo elettrico, che viene utilizzata per bilanciare l'offerta e la domanda sulla rete. Sebbene siano simili ai programmi di regolazione della frequenza, i programmi di capacità di riserva possono comportare l’uso dell’energia dei veicoli elettrici da parte di una rete per un periodo di tempo più lungo per fornire equilibrio durante i periodi di elevata domanda di energia imprevista o di bassa produzione di energia. Questo è un modo per contribuire ad affrontare la sfida della previsione energetica infraora che gli operatori di rete devono affrontare.