Rural Electrification 2.0 – Το ηλεκτρικό φορτηγό είναι εδώ

Μεγαλώνοντας στην αγροτική Αμερική, το πρώτο μου όχημα –όπως πολλοί από τους φίλους μου– ήταν ένα φορτηγό. Όπως πολλοί πριν από εμένα, η μετακόμιση σε μια πόλη σήμαινε το εμπόριο με το φορτηγό για το πιο πρακτικό και αποτελεσματικό μοντέλο φιλικό προς την πόλη. Ωστόσο, όταν επιστρέφω στη γενέτειρά μου στην κομητεία Nacogdoches του Τέξας, ανταλλάσσω με χαρά τα κλειδιά μου για το αγροτικό φορτηγό.

Πρόσφατα είχα την ευκαιρία να κάνω μερικές βόλτες με το νέο Ford F150 Lightning, τον πλήρως ηλεκτρικό ξάδερφο του Ford F150 και το αυτοκίνητο με τις περισσότερες πωλήσεις στις ΗΠΑ για 40 συνεχόμενα χρόνια, στο Singing Waters Vineyard στο Comfort του Τέξας. Ενώ το Τόκιο παρασύρεται στις γωνίες στο ειδικά κατασκευασμένο χωμάτινη πίστα baja και σέρνεται βράχος Σε μερικά πολύ απότομα μονοπάτια τζιπ ήταν πολύ δροσερή, η χρησιμότητα του ίδιου του ηλεκτρικού φορτηγού –συμπεριλαμβανομένης της περισσότερης ισχύος από τα ξαδέρφια τους με φυσικό αέριο, της δυνατότητας εξ αποστάσεως φόρτισης εργαλείων και ηλεκτρικού εξοπλισμού και της ικανότητας καυσίμου στο σπίτι– είναι ακόμα πιο εντυπωσιακή. Θα είμαι ειλικρινής, θέλω ένα! (Η Ford δεν με πληρώνει για να το πω αυτό!)

Το pickup τρέχει βαθιά στην αμερικανική ψυχή τόσο για πολιτιστικούς όσο και για πρακτικούς λόγους. Τα φορτηγά είναι εύχρηστα για να έχουν και να εκτελούν εργασίες, όπως η μεταφορά εργαλείων ή ο εξοπλισμός ρυμούλκησης καλύτερα από τα περισσότερα άλλα. Δικα τους σώμα πάνω στο πλαίσιο Η κατασκευή επιτρέπει μεγαλύτερο διάκενο ελαστικών υπερμεγέθους και, έστω και μόνο στην αντίληψη, τη δυνατότητα να πηγαίνετε εκεί που τα περισσότερα οχήματα δεν μπορούν.

Ταυτόχρονα, ο τομέας των μεταφορών είναι η μεγαλύτερη πηγή εκπομπών CO2 στις ΗΠΑ. Λήψη της χώρας 276 εκατομμύρια αυτοκίνητα Η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά στη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεών τους και στη συνεχιζόμενη εξάρτησή μας από ξένες πηγές ενέργειας από χώρες όπως η Ρωσία.

Είναι ηλεκτρικό

Ο πρώτος γύρος ηλεκτροδότησης της υπαίθρου ήρθε όταν ο νόμος περί ηλεκτρισμού της υπαίθρου του 1936 παρείχε ομοσπονδιακά δάνεια χαμηλού κόστους σε ηλεκτρικούς συνεταιρισμούς για την κατασκευή της υποδομής που παρείχε ηλεκτρική ενέργεια σε εκατομμύρια Αμερικανούς της υπαίθρου. Η πρόσβαση στην ηλεκτρική ενέργεια αύξησε σημαντικά την ποιότητα ζωής και την παραγωγικότητα των κοινοτήτων στις οποίες ήρθε. Ενώ η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να ήταν νέο και άγνωστο στους γύρω κατά τη διάρκεια του αγροτικού εξηλεκτρισμού 1.0, το επόμενο κύμα θα μπορούσε να εμφανιστεί ως κάτι πολύ πιο αναγνωρίσιμο: το αξιόπιστο φορτηγό.

Το 2021, ήταν περίπου 607,000 ηλεκτρικά οχήματα (EV). πωλείται στις ΗΠΑ. Αυτά τα οχήματα αντιπροσωπεύουν περίπου 10% των παγκόσμιων πωλήσεων EV, αλλά μόνο περίπου 4% από όλους πωλήσεις νέων αυτοκινήτων στις ΗΠΑ. Από τα μαζικής παραγωγής EV που πωλήθηκαν στις ΗΠΑ το 2021, μόνο περίπου 1,000 ήταν φορτηγά, τα περισσότερα αν όχι όλα φτιαγμένα από τον Startup EV Rivian. Το πρώτο πραγματικά μαζικής παραγωγής ηλεκτρικό φορτηγό, το Ford F150 Lightning, βγήκε από τη γραμμή συναρμολόγησης στις 26 Μαρτίου 2022 και η αρχική κυκλοφορία των 150,000 sold out πριν καν τελειώσει το πρώτο.

Το χάσμα της πόλης και της υπαίθρου

Οι Αμερικανοί κυκλοφορούν 3 τρισεκατομμύρια μίλια ανά έτος, καταναλώνοντας περίπου 160 δισεκατομμύρια γαλόνια καυσίμων (τρέχουσα αξία: περίπου 1 τρισεκατομμύριο δολάρια) στη διαδικασία. Η μετατροπή όλων αυτών των μιλίων σε ηλεκτρική ενέργεια θα απαιτούσε περίπου 1 τρισεκατομμύριο επιπλέον κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας, που είναι περίπου 20% περισσότερο από όλα τα εργοστάσια αιολικής, ηλιακής, υδροηλεκτρικής και βιομάζας που παράγονται μαζί το 2021. Η υποστήριξη αυτής της νέας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας θα απαιτούσε την κατασκευή πολλών περισσότερων σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και τα καλώδια και τους πόλους για την υποστήριξή τους.

Δεν κατανέμονται εξίσου όλα τα διανυόμενα μίλια σε όλη την ήπειρο. Στο Τέξας, περίπου το 15% του πληθυσμού ζει σε αγροτικές περιοχές, αλλά αντιπροσωπεύουν τις ίδιες αγροτικές περιοχές περίπου 31% των διανυόμενων μιλίων οχημάτων. Οι αριθμοί είναι παρόμοιοι σε ολόκληρες τις ΗΠΑ, όπου περίπου 70% από τα 4.1 εκατομμύρια μίλια των δημόσιων δρόμων πρόσβασης βρίσκονται σε αγροτικές περιοχές.

Έτσι, ενώ η ηλεκτροδότηση των μεταφορών θα απαιτήσει το μεγαλύτερο μέρος αυτής της νέας ηλεκτρικής ενέργειας να καταναλώνεται σε αστικές περιοχές, οι αγροτικές περιοχές θα μπορούσαν να δουν μεγαλύτερη αύξηση στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά κεφαλήν επειδή αυτός ο πληθυσμός διανύει περισσότερα μίλια, γεγονός που θα μπορούσε να προσθέσει άγχος σε μέρη του δικτύου που είναι ήδη απλωμένα αραιά.

Μεταφορά ισχύος στους τέσσερις τροχούς

Ενώ η ηλεκτρική ενέργεια που τροφοδοτεί ένα EV στην πόλη ή τη χώρα θα είναι η ίδια, τα συστήματα που τα παρέχουν είναι συχνά πολύ διαφορετικά. Ηλεκτρικοί συνεταιρισμοί, οι οποίοι παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια σε πάνω από το 55% των Η.Π.Α κατά μάζα γης, συχνά διαφέρουν από τις αστικές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας στο ότι γενικά εξυπηρετούν περισσότερες αγροτικές περιοχές και πρέπει να εκτελούν περισσότερες υποδομές σε μεγαλύτερες αποστάσεις για να εξυπηρετήσουν τους πελάτες τους.

Ενώ οι αστικές ηλεκτρικές επιχειρήσεις μπορεί να εξυπηρετούν πολλές δεκάδες ηλεκτρικούς μετρητές ανά μίλι γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας, αγροτικές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας συχνά εξυπηρετούν μόλις a χούφτα. Έτσι, η αναβάθμιση της υποδομής για την υποστήριξη της ηλεκτροδότησης των μεταφορών θα μπορούσε να κοστίσει περισσότερο ανά πελάτη σε αγροτικές περιοχές με λιγότερους ανθρώπους να κατανείμουν το κόστος. Αυτό θα μπορούσε να παρουσιάσει ορισμένες προκλήσεις για τις αγροτικές επιχειρήσεις κοινής ωφελείας και τους συνεταιρισμούς που θα μπορούσαν να δουν μαζική αύξηση στα EV όταν τα ηλεκτρικά φορτηγά γίνουν πιο διαθέσιμα.

Εξ ορισμού, οι αγροτικές περιοχές είναι λιγότερο πυκνές, πράγμα που σημαίνει ότι οι μετασχηματιστές και οι αγωγοί υπηρεσίας έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν ηλεκτρική υπηρεσία για γνωστά φορτία, αλλά δεν επιτρέπουν ηλεκτρική ανάπτυξη. – Bill Hetherington, Διευθύνων Σύμβουλος Bandera Electric Cooperative, Bandera, TX

Ο κ. Hetherington σημείωσε επίσης ότι επειδή οι αγροτικοί ηλεκτρικοί συνεταιρισμοί είναι γενικά ιδιοκτησία μελών «[είναι] πιο κοινοτικοί και εστιασμένοι». Έτσι, μπορεί να έχουν μερικά μοναδικά πλεονεκτήματα όσον αφορά την ανάπτυξη της υποδομής που απαιτείται για τη μείωση του άγχους της εμβέλειας στην ύπαιθρο, όπως οι στρατηγικά τοποθετημένοι δημόσιοι φορτιστές EV.

Ώρα για φόρτιση

Η φόρτιση των περισσότερων ηλεκτρικών οχημάτων είναι πιθανό να γίνει στο σπίτι, ιδιαίτερα σε αγροτικές περιοχές όπου υπάρχουν δημόσιοι σταθμοί φόρτισης λιγότερα και μακρύτερα μεταξύ τους. Ενώ είναι δυνατό να φορτιστεί ένα EV με ένα κανονικό ηλεκτρικό βύσμα, πολλοί οδηγοί EV πιθανότατα θα επιλέξουν να εγκαταστήσουν έναν ταχύτερο φορτιστή (Επίπεδο 2) που μπορεί να τροφοδοτήσει το αυτοκίνητο περίπου έξι φορές πιο γρήγορα. Αυτοί οι φορτιστές χρησιμοποιούν περίπου την ίδια ποσότητα ενέργειας με ένα μεγάλο κλιματιστικό. Η μεγάλης εμβέλειας F150 Lightning μπορεί να φορτίσει ακόμα πιο γρήγορα, τραβώντας έως 19.2 kW για το σύστημα διπλής φόρτισης των 80 amp, που είναι περίπου πόση ισχύ αντλούν 3-4 σπίτια κατά μέσο όρο. Οι οικιακές γραμμές διανομής ηλεκτρικής ενέργειας έχουν συχνά μέγεθος για έναν ορισμένο αριθμό σπιτιών, το καθένα με μια υποτιθέμενη μέση κατανάλωση ενέργειας, επομένως πολλαπλά ηλεκτρικά οχήματα φόρτισης συγχρόνως σε ένα δεδομένο κύκλωμα θα μπορούσε να παρουσιάσει πρόβλημα για το βοηθητικό πρόγραμμα.

Σύμφωνα με τις εσωτερικές προβλέψεις επιπτώσεων του δικτύου ηλεκτρικών ηλεκτρικών οχημάτων της Bandera Electric Cooperative (BEC), χωρίς κάποιο είδος διαχείρισης φορτίου, τμήματα του συστήματος διανομής τους θα χρειαστούν ουσιαστική αναβάθμιση έως το 2030.

Ορισμένες επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, όπως η BEC, προσπαθούν να παρακινήσουν τους οδηγούς EV να φορτίζουν τη νύχτα όταν η υποδομή είναι υπό λιγότερη πίεση μέσω ειδικών, φθηνότερων χρεώσεων EV κατά τη διάρκεια συγκεκριμένων ωρών. Καθώς τα EV γίνονται όλο και πιο διαδεδομένα, ένας τρόπος με τον οποίο θα μπορούσαν να βοηθήσουν οι εταιρείες αυτοκινήτων θα ήταν να κάνουν τέτοια μοτίβα φόρτισης την προεπιλεγμένη ρύθμιση για όταν ένα αυτοκίνητο είναι σταθμευμένο στο σπίτι. Έρευνες έχουν δείξει ότι οι χρήστες σπάνια παρακάμπτουν τις προεπιλεγμένες ρυθμίσεις σε άλλες συσκευές, όπως έξυπνους θερμοστάτες.

Η μετάβαση της μεγάλης μάρκας αυτοκινήτων στα ηλεκτρικά φορτηγά είναι μια ισχυρή δήλωση για το μέλλον των ηλεκτρικών οχημάτων. Οι παραλαβές καταλαμβάνουν πέντε θέσεις—συμπεριλαμβανομένων των τριών κορυφαίων—στο λίστα των δέκα κορυφαίων από τα πιο δημοφιλή αυτοκίνητα στην Αμερική. Η καλύτερη υποδομή φόρτισης και υποστήριξης, ιδιαίτερα στις αγροτικές περιοχές, θα μπορούσε να βοηθήσει πολύ στο να διασφαλίσουμε ότι η αγάπη μας για το φορτηγό σημαίνει επίσης καλή διαχείριση για τον πλανήτη. Η εποχή του ηλεκτρικού φορτηγού μόλις ξεκινά, και τώρα το ερώτημα της επόμενης δεκαετίας θα είναι αν το δίκτυο μπορεί να συμβαδίσει.

Σημείωση: Ο συγγραφέας αυτού του κομματιού έχει ενεργή συμβουλευτική σχέση με την Bandera Electric Cooperative.