Les emissions relacionades amb el transport augmenten a nivell mundial. Actualment, els turismes com ara són les berlines, els SUV o les minivans, contribueixen al voltant del 20 % de les emissions netes de gasos d’efecte hivernacle als Estats Units. Però els estudis han demostrat que canviar el cotxe convencional de gasolina per un vehicle elèctric, en determinades situacions, podria no reduir aquestes emissions.
Un recent estudi publicat al Environmental Science and Technology, fa un pas més enllà en examinar com reduir les emissions associades a la font d’electricitat que s’utilitza per carregar un vehicle elèctric (EV). Tenint en compte els patrons de càrrega regionals i l’efecte de la temperatura ambiental sobre l’economia de combustible dels vehicles, els investigadors de la MIT Energy Initiative (MITEI) troben que l’hora del dia en què es carrega un EV afecta significativament les emissions.
Si es facilita la càrrega en determinats moments, realment es poden augmentar les reduccions d'emissions que resulten del la major producció de les energies renovables que es pot usar per carregar els vehicles elèctrics. Per fer-ho, les tarifes d'electricitat podrien canviar a l'hora del dia en què els conductors de vehicles elèctrics no carreguen. Això permetria dissenyar tarifes elèctriques per descomptar la càrrega quan les xarxes elèctriques disposen de molta energia procedent de les fonts renovables. A les regions amb molta energia solar, és al migdia. A les regions amb força de vent, és aleatori.
Segons les investigacions, a Califòrnia, que hi ha molta energia solar, carregar un vehicle elèctric durant la nit produeix un 70 % més d’emissions que si es carregés al migdia. Mentrestant, a Nova York, on l’energia nuclear i hidràulica constitueixen una part més gran del mix elèctric durant la nit, el millor temps de càrrega és el contrari. En aquesta regió, carregar un vehicle durant la nit redueix realment les emissions en un 20 % respecte a la càrrega diürna.
La infraestructura de càrrega és un altre gran factor determinant a l'hora de facilitar la càrrega en hores concretes, especialment durant el dia. Si s'ha de carregar el EV al migdia, caldria tenir suficients estacions de recàrrega als llocs de treball. Avui en dia, la majoria de la gent carrega els vehicles als seus garatges durant la nit, cosa que produirà emissions més altes en els llocs on és millor carregar durant el dia.
L'estudi fa aquestes observacions en part calculant el percentatge d’error en dos enfocaments comuns de modelització d’emissions, que ignoren la variació horària de la xarxa i la variació de combustible per temperatura. Els resultats troben que l'error combinat d'aquests mètodes estàndard supera el 10 % en el 30 % dels casos i arriba al 50% a Califòrnia, que és on hi han la meitat dels vehicles elèctrics als Estats Units.
Si no es modifica el temps de càrrega i, en canvi, s'assumeix la càrrega amb una potència mitjana anual, es poden cometre errors de càlcul de les emissions de vehicles elèctrics. És bo abocar més energia solar a la xarxa i que hi hagin més vehicles elèctrics que utilitzin aquesta xarxa. No importa quan carregueu el vehicle elèctric als EUA, les seves emissions seran inferiors a un cotxe similar de gasolina; però si es carrega el vehicle elèctric es produeix principalment quan el sol es pon, llavors, no s'obtindrà tants beneficis a l’hora de reduir les emissions com es creu d'acord a un ús d'una mitjana anual ".
Amb l'objectiu de disminuir aquest marge d'error, s'han utilitzat les dades horàries de la xarxa del 2018 i del 2019, juntament amb les dades de càrrega, de conducció i de temperatura per hora, per estimar les emissions de l'ús de vehicles elèctrics en 60 casos als Estats Units. A continuació, s'introdueixen i es validen amb un nou mètode (amb un marge d’error inferior a l’1% per estimar amb precisió les emissions de vehicles elèctrics. Es diu el mètode del "dia mitjà".
S'ha descobert que es pot ignorar l'estacionalitat de les emissions de la xarxa i de l'estalvi de combustible i, tot i així, estimar amb precisió les emissions anuals de vehicles elèctrics i els impactes del temps de càrrega. L'any passat a Kansas, les emissions diàries van augmentar un 80% entre temporades, mentre que la demanda d'energia elèctrica va augmentar aproximadament un 50% a causa dels canvis de temperatura. Estudis anteriors, van especular que ignorar aquests canvis estacionals perjudicaria la precisió de les estimacions d'emissions dels EV , però mai no s'ha quantificat l'error. Es va fer mitjançant diverses mescles de xarxes i climes de manera que es va trobar que l'error era insignificant.
Aquesta troballa té útils implicacions per modelar futurs escenaris d’emissions dels EV. Es pot obtenir més precisió sense complexitat computacional, Amb el mètode del dia mitjà, es possible estimar amb precisió les emissions de vehicles elèctrics i els impactes de la càrrega en un any futur sense haver de simular 8.760 valors d'emissions de la xarxa per a cada hora de l'any. Tot el que cal, és un perfil de dia mitjà, que només significa valors de 24 hores, per a les emissions de la xarxa i altres variables clau. No cal conèixer la variància estacional d'aquests perfils de dies mitjans.
Els investigadors demostren la utilitat del mètode del dia mitjà mitjançant la realització d’un cas d'estudi al sud-est dels Estats Units des del 2018 al 2032 per examinar com el creixement de les renovable d’aquesta regió pot afectar les futures emissions dels vehicles elèctrics. Suposant una projecció conservadora de la xarxa de l’Administració d’informació energètica dels EUA, els resultats mostren que les emissions dels vehicles elèctrics disminueixen només un 16% si la càrrega es produeix durant la nit, però més del 50% si la càrrega es produeix al migdia. En el 2032, en comparació amb un cotxe similar híbrid, les emissions de vehicles elèctrics per milla són un 30 % inferiors si es carreguen durant la nit i un 65 % inferiors si es carreguen al migdia.
El model utilitzat en aquest estudi és un mòdul d’un programa de modelatge més gran anomenat Entorn de modelització d’anàlisi de sistemes d’energia sostenible (SESAME). Aquesta eina, desenvolupada a MITEI, adopta un enfocament a nivell de sistemes per avaluar la petjada de carboni completa del sistema energètic global en evolució actual.
La idea darrere de SESAME és la de prendre les millors decisions per a la descarbonització i entendre la transició energètica des d'una perspectiva de sistemes. Un dels elements clau del SESAME és com es poden connectar diferents sectors junts (acoblament sectorial) i, en aquest estudi, es veu un exemple molt interessant del sector del transport i de l'energia elèctrica. Ara mateix, és impossible tractar aquests dos sistemes sectorials de forma independent, i això és una demostració clara de per què el nou enfocament de modelització de MITEI és realment important, així com de com es pot abordar alguns d’aquests problemes imminents.
En investigacions en curs i futures, s'ampliarà l’anàlisi de càrrega de vehicles individuals a flotes senceres de turismes per tal de desenvolupar estratègies de descarbonització a nivell de flota. El seu treball tracta de respondre a preguntes com ara la prohibició proposada per Califòrnia de les vendes de vehicles de gasolina pel 2035, afectaria les emissions del transport. També s'explora el què pot significar l'electrificació de la flota, no només per als gasos d'efecte hivernacle, sinó també per la demanda de recursos naturals com el cobalt, i si les bateries EV podrien proporcionar un emmagatzematge d'energia a la xarxa.
Per mitigar el canvi climàtic, cal descarbonitzar tant el sector del transport com l'energia elèctrica
Font: MIT Energy Initiative (MITEI)
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada