Podporujte snížené emise z elektrických vozidel tím, že budete vědět, kdy se mají nabíjet

Denní doba, kdy se elektromobil (EV) nabíjí, může mít velký dopad na snižování emisí. V Kalifornii, která představuje polovinu amerických napájecích zdrojů, snižuje polední nabíjení emise EV o více než 40 procent ve srovnání s nočním nabíjením.

S: Vědci vyvíjejí nový emisní model ke kvantifikaci účinků modelů nabíjení automobilů, okolní teploty a úrovní emisí.

Emise související s dopravou celosvětově rostou. V současnosti tvoří automobily, zejména automobily jako sedany, SUV nebo minibusy, asi 20 procent čistých emisí skleníkových plynů ve Spojených státech. Studie však ukázaly, že vypnutí vašeho běžného automobilu na plynový pohon pro elektricky poháněné auto může tyto emise významně snížit.

Nedávno publikovaná studie Věda o životním prostředí և technologie To jde o krok dále zkoumáním toho, jak snížit emise ze zdroje energie používaného k nabíjení elektrického vozidla. S přihlédnutím k regionálním způsobům nabíjení – vlivu okolní teploty na spotřebu paliva automobilu, vědci z iniciativy MIT Energy Initiative (MITEI) zjistili, že dobíjení elektromobilu během dne má významný vliv na emise automobilu.

„Pokud usnadníte nabíjení po určitou dobu, můžete skutečně zvýšit emise, které jsou výsledkem nárůstu obnovitelné energie,“ uvedl Ian Miller, výzkumný pracovník a hlavní autor studie MITEI. „Tak jak to uděláme?“ Tarify za elektřinu používanou během používání se šíří, և může dramaticky změnit denní dobu, kdy jsou řidiči elektromobilů účtováni. Pokud informujeme tvůrce politik o těchto hlavních dopadech doby nabíjení, mohou promítat tarify za elektřinu snížením poplatků, protože naše sítě budou obnoveny. Je poledne v hustém sněhu. Přes noc v silném větru, jako je Střední východ. “

Podle jejich studie generuje nabíjení elektromobilu na prudkém slunci v Kalifornii o 70% více emisí přes noc než při odpoledním nabíjení (když do sítě proudí více sluneční energie). V New Yorku, kde jaderné elektrárny tvoří většinu směsi elektřiny v noci, je nejlepší doba nabíjení naopak. Nabíjení automobilu přes noc v této oblasti ve skutečnosti snižuje emise o 20% ve srovnání s denním nabíjením.

„Nabíjecí infrastruktura je velkým faktorem, pokud jde o usnadnění nabíjení v určitých dobách, zejména během dne,“ dodává Emre Genser, spoluautor a výzkumník MITEI. „Pokud potřebujete EV odpoledne nabít, musíte mít na svém pracovišti dostatek nabíjecích stanic. „Většina lidí dnes tankuje do svých garáží přes noc palivo, což způsobí více emisí v oblastech, kde je tankování nejlepší během dne.“

Během studie Miller, Genser և Meriam Arbabzade, MITEI Postgraduate, provedli tato pozorování částečně výpočtem chybovosti ve dvou běžných přístupech modelování emisí EV, které ignorují kolísání času v síti changes změny teploty paliva. Jejich výsledky ukazují, že kombinovaná chyba těchto standardních metod je více než 10% ve 30% případů a až 50% v Kalifornii, což je polovina EV v USA.

„Pokud nemodelujete dobu nabíjení, ale místo toho předpokládáte průměrnou roční kapacitu nabíjení, můžete nesprávně odhadnout emise EV,“ říká Arbabzade. „Určitě je skvělé vidět více světla na mřížce, používat tuto mřížku s více elektromobily. Bez ohledu na to, kdy v USA tankujete palivo, budou jeho emise nižší než u podobných benzínových automobilů. ale pokud k nabíjení EV dojde hlavně při vstupu matky, nebudete mít při průměrném ročním využití tolik výhod snížení emisí, jak si myslíte. “

Ve snaze snížit toto rozpětí chyb vědci používají k odhadu emisí z používání emisí v 60 případech ve Spojených státech hodinová data z mřížky od roku 2018 և 2019 spolu s hodinovými údaji o teplotě vozidla,. Poté zavedou a zavedou novou metodu (míra chyby menší než 1%) pro přesný odhad emisí EV. Říkají tomu metoda „středního dne“.

„Zjistili jsme, že můžete ignorovat síťové emise, sezónnost spotřeby paliva, stále přesně odhadovat roční emise elektřiny, účinky doby nabíjení,“ říká Miller. „Bylo to příjemné překvapení. V Kansasu loni vzrostly denní emise ze sítě mezi ročními obdobími přibližně o 80 procent a poptávka po elektřině vzrostla přibližně o 50 procent v důsledku teplotních změn. Předchozí studie naznačují, že ignorování takových sezónních výkyvů by bylo na škodu přesnost: Odhady emisí EV, ale nikdy chybu skutečně nevyčíslily. Dokázali jsme to prostřednictvím různých síťových směsí – klimatických pásem – považovali jsme chybu za nevýznamnou. “

Toto zjištění má důsledky pro modelování budoucích emisních scénářů EV. „Přesnosti můžete dosáhnout bez potíží s výpočty,“ říká Arbabzade. „Pomocí metody průměrného dne můžete přesně odhadnout účinky nabíjení emisí EV EV v nadcházejícím roce, aniž byste museli napodobovat hodnotu 8760 emisí za každou hodinu roku. Emise typu „all-pass“ – další klíčové proměnné vyžadují průměrný profil pouze jednoho dne, což znamená hodnotu pouze 24 hodin. Nepotřebujete znát sezónní odchylku od profilů průměrného dne. “

Vědci demonstrují užitečnost metody poledne provedením případové studie v jihovýchodních Spojených státech v letech 2018-202032, aby zkoumali, jak by obnovený růst v tomto regionu mohl ovlivnit budoucí emise EV. Za předpokladu předpovědi Konzervativní sítě pro správu energetických informací USA výsledky ukazují, že výpadky proudu se sníží pouze o 16 procent, pokud dojde k nabíjení přes noc, ale o více než 50 procent, pokud dojde k nabíjení odpoledne. V roce 2032 jsou ve srovnání s podobným hybridním vozem emise EV na míli o 30 procent nižší, pokud jsou účtovány přes noc, a o 65 procent nižší, pokud jsou účtovány odpoledne.

Model použitý v této studii je jediným modulem většího modelovacího programu s názvem SESAME (Sustainable Energy Systems Analysis Modeling Environment). Tento nástroj vyvinutý ve společnosti MITEI přivádí systém k úplné uhlíkové stopě současného vyvíjejícího se globálního energetického systému.

„SESAME je založen na lepším rozhodování o uhlovodících, porozumění přenosu energie ze systémového hlediska,“ říká Genser. „Jedním z klíčových prvků SESAME je, jak můžete propojit různé oblasti„ segmentového propojení “. V této studii vidíme velmi zajímavý příklad z odvětví dopravy a elektřiny. Právě teď, jak jsme již argumentovali, je nemožné zacházet s těmito dvěma sektorovými systémy samostatně և և to jasně ukazuje, proč je nový přístup k modelování MITEI opravdu tak důležitý jako to, jak můžeme vyřešit některé z těchto blížících se problémů.

V probíhajícím և budoucím výzkumu tým rozšiřuje analýzu dobíjení z jednotlivých vozidel na celou flotilu osobních automobilů, aby vytvořil strategii dekarbonizace na úrovni vozového parku. Jejich práce se snaží odpovědět na otázky, jako je prodej vozidel na benzínový pohon nabízených Kalifornií v roce 2035, které ovlivňují emise vozidel. Rovněž studují, co může znamenat elektrifikace flotily. Nejen skleníkové plyny, ale také poptávka po přírodních zdrojích, jako je kobalt; zda EV baterie mohou poskytnout významnou dodávku energie ze sítě.

„Abychom zmírnili změnu klimatu, musíme uhlovodíkovat jak dopravu, tak elektřinu,“ řekl Gencher. „Můžeme elektrifikovat dopravu, výrazně to sníží emise, ale tento dokument ukazuje, jak to můžete udělat efektivněji.“

Odkaz. Ian Miller, Meriam Arbabzade և Emre Genser „Hodinové výkyvy elektrické sítě, vzorky nabíjení elektromobilů նական provozní emise“, 2020 26. listopadu Věda o životním prostředí և technologie,
DOI: 10.1021 / acs.est.0c02312:

Tento výzkum je sponzorován společností ExxonMobil Research և Engineering prostřednictvím nízkouhlíkových energetických center MIT Energy Initiative.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Hubble objevil nádhernou hvězdnou školku

po Evropská kosmická agentura / Hubble 8. března 2021 AFGL 5180, školka krásných hvězd v souhvězdí Blíženců (Gemini), byla zachycena Hubbleovým kosmickým dalekohledem. Poděkování: ESA /...

Biologové a matematici z MIT odhalují, jak se vajíčka tak zvětšují

Zasunuté ošetřovatelské buňky ovocných mušek vytlačují jejich obsah do velké vaječné buňky. Uznání: Jasmine Imran Elsus Růst vajec závisí na fyzikálních jevech, které brání...

Nový systém přenosu dat 10krát rychlejší než USB և používá polymerový kabel jako tenký vlas

Vědci vyvinuli systém přenosu dat, který kombinuje vysokofrekvenční křemíkové čipy s polymerovým kabelem do tenkého pramene vlasů. Půjčka Díky vědcům, editoval MIT...

Znepokojující nový důkaz, že vakcíny COVID-19 jsou méně účinné než nové varianty koronaviru

Asistentka lékaře Philana Liang připravuje láhev vakcíny COVID-19 na Lékařském kampusu University of Washington. Nový výzkum na Lékařské fakultě University of Washington v...

Rad solární chlazení – solární ohřev z jednoho systému. Není nutná elektřina

Systém snížil teplotu uvnitř testovacího systému ve venkovním prostředí vystaveném přímému slunečnímu záření o více než 12 stupňů Celsia (22 stupňů Fahrenheita). Půjčka...

Newsletter

Subscribe to stay updated.