Электромобили как ключ к снижению выбросов и развитию чистой энергетики

Стратегическое использование электромобилей не только для поездок, но и для взаимодействия с общей энергосетью может принести значительную пользу экологии и здоровью населения. К такому выводу пришли ученые из Мичиганского университета и Университета Карнеги – Меллона в своем новом исследовании, посвященном американскому energetическому рынку.

Ключевая идея заключается в том, что массовое внедрение электрокаров способно сократить выбросы парниковых газов и других загрязнителей воздуха в объеме, который превысит выбросы от их зарядки. Это не только смягчит последствия изменения климата, но и уменьшит негативное влияние на здоровье людей. Кроме того, такая система позволит владельцам электромобилей продавать накопленную энергию обратно в сеть, компенсируя часть затрат на зарядку и стимулируя строительство новых возобновляемых источников энергии.

Основная проблема солнечных панелей и ветряных турбин – непостоянство. Они производят почти бесплатную и чистую энергию, но только когда светит солнце или дует ветер. Без надежных систем хранения избыточная энергия, выработанная в моменты низкой потребности, просто пропадает. Исследователи видят решение этой проблемы в гаражах миллионов людей – в аккумуляторах их электромобилей.

В основе концепции лежат две взаимосвязанные технологии. Первая – это «умная зарядка», то есть пополнение аккумулятора в то время, когда в сети много дешевой энергии от возобновляемых источников. Вторая – технология vehicle-to-grid (V2G), позволяющая передавать излишки энергии из батареи автомобиля обратно в общую сеть. Таким образом, владельцы могут продавать накопленную чистую энергию в часы пик, когда спрос высок, и электростанциям пришлось бы сжигать ископаемое топливо для его удовлетворения.

«Можно подумать, что покупая больше электроэнергии, вы создаете больше выбросов, но все наоборот, если вы заряжаете свой автомобиль в правильное время. Мы называем это «отрицательными выбросами автомобиля», – объясняет Джереми Михалек, профессор инженерии и один из соавторов исследования. Вместо того чтобы сжигать ископаемое топливо для покрытия пиковых нагрузок, сеть может использовать чистую энергию, накопленную в электромобилях.

Сочетание умной зарядки и технологии V2G создает систему, которая поощряет строительство большего числа солнечных и ветряных электростанций. «Как только у вас появляются ветряные и солнечные установки, они генерируют энергию в первую очередь. Они вытесняют уголь и природный газ, даже когда электромобили не заряжаются, – отмечает Михалек. – Получается, что электромобили стимулируют создание станций, которые затем работают и вытесняют ископаемое топливо постоянно. Эта низкоуглеродная инфраструктура может снабжать энергией всех остальных потребителей».

Новизна исследования заключается в комплексном подходе. В отличие от предыдущих работ, рассматривавших энергосистему как нечто статичное, новая модель учитывает, как электрификация транспорта повлияет на эволюцию всей энергетической инфраструктуры страны. По словам авторов, невозможно полноценно ответить на вопросы об jednej системе, не учитывая, как она изменит строительство и работу другой.

Выводы исследования остаются в силе даже при самых консервативных прогнозах. Моделирование не учитывало федеральные стимулы, такие как налоговые льготы для возобновляемых источников энергии. Даже в сценариях, где наряду с электромобилями разворачиваются крупные стационарные аккумуляторы, электрокары продолжают приносить «существенную пользу», дополняя общую систему хранения энергии.