Зарядка электромобилей зимой: бюджет и экология

Электрификация транспорта обещает сокращение выбросов парниковых газов, однако в холодных регионах климатические преимущества напрямую зависят от источников энергии, питающих электросети.

Новое исследование, проведенное докторантом Университета Британской Колумбии Сэндили Валгамой, представляет собой систему принятия решений, которая поможет разработчикам политики определить оптимальный набор источников электроэнергии для растущих потребностей в зарядке электромобилей. В качестве практического примера использована Аляска.

Исследование, опубликованное в журнале Energy Conversion and Management, моделирует, как Аляска могла бы удовлетворить растущий спрос на электроэнергию для электромобилей, используя существующие источники – природный газ, уголь, гидроэнергию, ветровую и солнечную энергию. Оно сравнивает варианты, ориентированные на минимальную стоимость, минимальные выбросы или сбалансированный подход.

«Электромобили часто позиционируются как простая замена бензиновым автомобилям», – отмечает Валгама, ведущий автор исследования. «На самом деле, холодные регионы сталкиваются с ограничениями, которые делают планирование энергетического баланса столь же важным, как и установка зарядных станций. Наша система призвана сделать эти компромиссы явными, чтобы лица, принимающие решения, могли быть лучше информированы».

Ключевые выводы исследования:

• Наиболее экономичные варианты в значительной степени опирались на уголь и природный газ.
• Варианты с наименьшими выбросами в большей степени использовали гидроэнергию, ветровую и солнечную энергию, но были ограничены мощностью и эффективностью в зимний период.
• Сбалансированная стратегия позволила сократить выбросы на 15% по сравнению с наименее затратным вариантом и обошлась на 22% дешевле, чем сценарий с самыми низкими выбросами.

Система объединяет два инструмента: один показывает оптимальное соотношение затрат и выбросов, а другой помогает лицам, принимающим решения, выбрать вариант, соответствующий их приоритетам: стоимость, выбросы или их баланс.

Исследование также подчеркивает, что спрос на зарядку электромобилей и цены на природный газ значительно влияют на то, каким должен быть «лучший» энергетический баланс. Это предполагает, что планировщики должны тщательно тестировать стратегии в различных сценариях роста числа электромобилей и колебаний цен на топливо.

«Этот инструмент планирования может помочь лицам, принимающим решения, комплексно выбирать решения, основанные на жизненном цикле», – говорит соавтор, доктор Касун Хьюидж, профессор инженерного факультета Университета Британской Колумбии в Оканагане. «Он помогает регионам выявлять решения, которые являются экологически, социально и экономически жизнеспособными и остаются разумными, даже при изменении прогнозов спроса и цен на энергию».