California tiene la oportunidad de garantizar que los vehículos eléctricos mejoren aún más con la carga bidireccional

Jun 10, 2024

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Estamos en el buen camino hacia un futuro de transporte eléctrico, y eso también es algo bueno. La electrificación es una estrategia clave para reducir el calentamiento climático y las emisiones de contaminación atmosférica local del sector del transporte. Por supuesto, los vehículos eléctricos (EV) híbridos enchufables y de batería necesitan obtener electricidad de la red y utilizar esa electricidad directamente como combustible para alimentar sus motores eléctricos. (A los que dudan, les aseguro que hay suficiente electricidad para satisfacer las necesidades cambiantes de los vehículos eléctricos en las carreteras hoy). Lo que es más emocionante acerca de la transición a los vehículos eléctricos es que la relación entre el vehículo y la red no tiene por qué ser unidireccional. Los vehículos eléctricos también pueden respaldar la red aprovechando la capacidad de almacenamiento de las baterías de los vehículos. Como todos sabemos, las relaciones más exitosas son de doble sentido: eso incluye los vehículos eléctricos y la red.

La integración de la red de vehículos es un término que capta cómo los vehículos eléctricos se están convirtiendo en parte del complejo sistema de energía eléctrica. Hay dos categorías clave de integración de la red del vehículo: (1) administrar cómo y cuándo se cargan los vehículos eléctricos y (2) administrar cómo la energía almacenada en una batería del vehículo eléctrico se puede usar para alimentar otras cosas, como proporcionar energía de respaldo para su hogar o devolver energía a la red eléctrica. En cualquier caso, la integración de la red de vehículos tiene como objetivo una interacción perfecta entre los vehículos eléctricos y la red, aprovechando el potencial de las baterías de los vehículos eléctricos para hacer algo más que alimentar su automóvil. Como describo con más detalle a continuación, la integración de la red de vehículos puede generar beneficios para todos, desde una red más resistente y una menor contaminación del aire hasta ahorros de costos tanto para los clientes de servicios públicos como para los propietarios de vehículos eléctricos.

Un vehículo eléctrico no extrae electricidad de la red mientras está en uso como lo hace un refrigerador; consume electricidad cuando está enchufado y almacena energía en su batería para usarla en otro momento. Carga gestionada, gestión de carga, carga inteligente y V1G son términos que se refieren a la carga en una dirección o unidireccionalmente, de una manera que aprovecha la flexibilidad que tienen la mayoría de los vehículos eléctricos en cuanto a cuándo (qué período de tiempo) y cómo (a qué potencia). ellos cobran.

Debido a que muchos vehículos eléctricos permanecen estacionados durante largos períodos de tiempo, los conductores pueden ajustar el tiempo y la velocidad de carga para cambiar la carga de los vehículos eléctricos a horarios que sean mejores para la red y más baratos para los conductores. El cambio puede ser en respuesta a señales de precios (es decir, cobrar en un momento de menor costo con una tarifa eléctrica que varía con el tiempo) o a llamadas directas de un operador de red o de un tercero para reducir o diferir la carga a cambio de un pago. o crédito (es decir, respuesta a la demanda). Ambos pueden automatizarse dentro de parámetros que prioricen las necesidades de transporte de un conductor u operador de flota. De esta manera, la participación en programas de carga gestionada puede reducir o compensar el coste de la electricidad para alimentar un vehículo eléctrico sin muchos inconvenientes, si es que hay alguno, para los conductores y, al mismo tiempo, reducir la tensión en la red eléctrica.

¿Cómo funciona la carga gestionada en la práctica? En un ejemplo, un conductor de vehículo eléctrico inscrito en una tarifa por tiempo de uso con su compañía eléctrica local podría configurar su vehículo o cargador para que comience a cargar poco después de que comience el período nocturno, de menor actividad (es decir, más barato), digamos a las nueve de la mañana. en punto, en lugar de las seis en punto cuando el conductor llega a casa del trabajo o de hacer recados y se enchufa. El conductor se ahorraría la diferencia de precio en las tres horas de carga que podría haber hecho entre las seis y las nueve sin el precio. señal. Mientras tanto, la red se beneficiaría al no tener esa carga de carga que extraiga electricidad durante el período pico de las primeras horas de la tarde, cuando la demanda se dispara y la energía solar disminuye.

A medida que tengamos cada vez más vehículos eléctricos en las carreteras, será cada vez más importante gestionar la carga de forma eficaz. Concentrar la carga en momentos en que abunda la energía renovable y barata puede ayudar a incorporar energía renovable en la red y reducir las emisiones totales derivadas de la conducción y los vehículos eléctricos, y cargar en horas de menor actividad cuando hay holgura en el sistema eléctrico puede aumentar el uso eficiente de la red. recursos. Ambas estrategias pueden ayudar a evitar o posponer la necesidad de aún más capacidad de generación de energía y mejoras en la distribución local por parte de las empresas de servicios públicos que serían necesarias si un número cada vez mayor de vehículos estuvieran cargando en las horas pico del sistema o en momentos en que la infraestructura de distribución local está congestionada.

Más allá de ayudar en el día a día, la carga inteligente de vehículos eléctricos también puede ayudar al sistema en escenarios menos frecuentes y más extremos. En un programa de respuesta a la demanda, un operador de red puede pedir a los participantes que reduzcan el uso de energía para reducir la demanda de la red en momentos de estrés extremo, como una ola de calor que aumenta la demanda de aire acondicionado. Los conductores de vehículos eléctricos que responden a la llamada reduciendo la potencia de carga o deteniendo la carga por completo generalmente reciben un pago o un crédito en la factura por realizar esa acción. Ese pago puede compensar el costo total de la electricidad para alimentar el vehículo. Para ser claros, la respuesta a la demanda es un compromiso cuantitativo de pago por desempeño. No es lo mismo que una alerta flexible que lanza una red amplia, llamando a todos los clientes de electricidad a reducir el consumo de todo tipo durante un evento extremo (como el final de la tarde de un día extremadamente caluroso). La respuesta a la demanda se puede utilizar de manera similar a tarifas variables en el tiempo para evitar o diferir las actualizaciones de la red que serían necesarias para aumentar la capacidad máxima del sistema en ausencia de respuesta a la demanda.

La electricidad de una batería de vehículo eléctrico se puede utilizar para alimentar otros usos finales de la electricidad mediante carga bidireccional. Un vehículo podría cargarse bidireccionalmente para alimentar algo en el lugar donde se encuentra el vehículo; imagine un camión accionando una sierra en un sitio de construcción o un autobús escolar suministrando electricidad a la biblioteca local durante las horas pico de electricidad de las tardes de verano. Es posible que escuche que este tipo de carga bidireccional se conoce como vehículo a carga (V2L), vehículo a edificio (V2B) o vehículo a hogar o (V2H). Un vehículo también podría cargarse bidireccionalmente para enviar energía a la red (es decir, vehículo a red o V2G). Ambas estrategias pueden ayudar a la red de diversas maneras al compensar la demanda de electricidad en la red en un momento determinado.

Es importante destacar que la gestión del tiempo y la tasa de energía que sale de un vehículo eléctrico debe realizarse en combinación con la carga gestionada de la batería del vehículo eléctrico. Así es como la carga bidireccional crea valor: un conductor de vehículo eléctrico (u operador de una flota de vehículos eléctricos) carga un vehículo eléctrico para almacenar electricidad cuando los precios son baratos y los recursos de energía renovables son abundantes, y luego lo descarga cuando los precios son altos y los recursos renovables son insuficientes para satisfacer las necesidades de electricidad. (que podría ser diario o estacional). Desde la perspectiva del conductor, compran barato y venden caro (mientras reservan algo de energía para impulsar el vehículo, dependiendo de las necesidades del conductor). Desde la perspectiva de la red, el vehículo eléctrico absorbe energía barata (o incluso extra) y luego devuelve parte de esa energía, de modo que el costo de operar la red en momentos de alta demanda es menor de lo que sería de otra manera. Una situación en la que todos ganan.

Alternativamente, un vehículo eléctrico podría usarse para alimentar algo (desde un refrigerador hasta una casa entera) en la propiedad del conductor del vehículo eléctrico, en lugar de devolver la electricidad a la red. Esto sigue siendo beneficioso para la red porque compensa el uso de electricidad que de otro modo se retiraría de la red. Además de reducir el consumo de energía en épocas costosas, la carga bidireccional in situ también se puede utilizar en ubicaciones comerciales para controlar la cantidad de cargo por demanda en el que incurre un cliente comercial de electricidad en su factura mensual. Los cargos por demanda se basan en la demanda más alta (en kilovatios) que el cliente extrae de la red en un momento determinado. Entonces, si tiene una carga (como un compresor de aire) que aumentaría los kilovatios de demanda por encima del uso eléctrico básico, un cliente comercial podría usar un vehículo eléctrico para compensar eso.

Todo eso puede parecer complicado. Pero no temas, no es probable que un conductor individual sea quien maneje las transacciones para exportar energía a la red. Más bien, un conductor optaría por formar parte de una agregación (una gran colección de vehículos eléctricos) coordinada por la empresa de servicios públicos o un tercero, y esa entidad coordinadora realizaría las transacciones y transmitiría parte del valor al conductor participante. Esto ya se está haciendo con el almacenamiento de baterías en el hogar, por ejemplo, y ya existen inscripciones para un puñado de programas de exportación de energía para vehículos eléctricos.

Los vehículos de flota son un agregado natural de baterías de vehículos eléctricos. Por lo tanto, un operador de flota podría actuar como entidad coordinadora si tiene la experiencia necesaria internamente. En cualquier caso, la carga bidireccional a la red funcionaría de manera muy similar a la respuesta a la demanda, excepto que la agregación de vehículos eléctricos tendría que exportar energía a la red.

La carga bidireccional a una casa, un centro comunitario o una carga de un sitio crítico (por ejemplo, el refrigerador o la unidad de calefacción/aire acondicionado) tiene el beneficio adicional de servir como energía de respaldo para ese sitio en caso de un corte de energía. Esto es importante porque un vehículo eléctrico puede proporcionar los mismos beneficios que una batería estacionaria o un generador diésel por el costo relativamente menor de una configuración bidireccional para quienes tienen un vehículo eléctrico. Es particularmente importante desplazar los generadores diésel debido al daño que causa la quema de diésel a la calidad del aire local.

Para vehículos personales, los tipos de oportunidades de integración de la red del vehículo a las que tenga acceso dependerán de su rutina de carga y de la situación de carga de su hogar. Ésa es una de las razones por las que necesitamos muchas opciones de programas de integración de vehículos y redes para garantizar que todos los conductores tengan la oportunidad que se adapte a sus circunstancias. Por ejemplo, los habitantes de apartamentos que comparten la carga pueden beneficiarse de una tarifa por tiempo de uso, pero puede no ser apropiado inscribir esos cargadores compartidos en un programa de respuesta a la demanda. Un conductor que tiene su propio cargador individual (por ejemplo, en la entrada de una casa unifamiliar o en un espacio asignado en el garaje de un edificio de apartamentos) podría tener la oportunidad de inscribirse tanto en una tarifa variable en el tiempo como en un programa que exige la exportación de automóviles. energía a la red durante las horas más calurosas de las olas de calor del verano. Otros conductores pueden realizar la mayor parte de la carga en el trabajo o en estaciones públicas, donde la estrategia de integración del vehículo y la red y la aplicabilidad del programa variarán. Cualquiera de esos conductores podría necesitar la capacidad de utilizar su vehículo como generador para alimentar un electrodoméstico o un edificio en caso de emergencia.

Si bien las empresas de servicios públicos de California todavía tienen mucho trabajo por hacer para que la red sea más confiable y resistente, la necesidad de energía de respaldo es actualmente una realidad desafortunada para muchos californianos que enfrentan períodos sin electricidad debido a condiciones climáticas extremas o cortes relacionados con incendios forestales. En principio, se pueden implementar energía de respaldo y todas las demás estrategias de integración de la red de vehículos que hemos discutido. En la práctica, se requiere cierta configuración para el vehículo, el cargador y la conexión a la red.

Es por eso que UCS apoya un proyecto de ley en la legislatura de California, el Proyecto de Ley Senatorial 233, para exigir capacidades de carga bidireccional para vehículos eléctricos para 2030.

Un puñado de vehículos eléctricos ya tienen algún tipo de capacidad de carga bidireccional, más comúnmente la capacidad de alimentar un dispositivo desde una toma de corriente ubicada en el vehículo. Y un número cada vez mayor de fabricantes de automóviles está viendo el valor de ofrecer esta capacidad en sus flotas de vehículos. Sin embargo, el mercado necesita un empujón para garantizar un acceso generalizado a la carga bidireccional que tenga el potencial de conectarse a la red.

La SB 233 derribará esa barrera clave para que los vehículos eléctricos puedan alimentar usos finales fuera del vehículo al garantizar que los vehículos eléctricos estén configurados para cargarse bidireccionalmente cuando salgan de la línea de ensamblaje. Por eso ahora es el momento de establecer un cronograma, como lo hace la SB 233, para garantizar la capacidad de carga bidireccional. De esa manera, la capacidad bidireccional estará disponible cuando el propietario del vehículo la necesite. ¡Hagamos esto ya!

Por Samantha Houston, analista senior de vehículos, cortesía de Union of Concerned Scientists, The Equation.

Imagen destacada cortesía de GM

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