Ökningen av elbilsägande kan belasta elnäten om de flesta förare fortsätter att ladda i första hand hemma över natten. Investeringar i alternativ för laddning under dagtid kommer att vara avgörande för att hjälpa Göteborgs elnät att hantera efterfrågan med uppskattningsvis 50 procent av förarna som använder elbilar år 2030.
Detta fynd kommer från datormodeller som tittar på hur förarens laddningsbeteende och tillgänglig laddstationsinfrastruktur i hemmet och på offentliga platser kan påverka den maximala nettoefterfrågan på el – det högsta elbehovet minus energi från sol- och vindkraft.
Om förare i första hand laddar fordon hemma under natten, kan det leda till en ökning med 25 procent av den maximala nettoefterfrågan på el när städer når 50 procent elfordonsägande, och eventuellt överträffa nätkapaciteten vid ännu högre ägandenivåer.
Men utökade laddningsmöjligheter på dagtid skulle kunna minska den ökningen av den maximala nettoefterfrågan på el till bara 7,5 procent och hjälpa till att minska kostnaderna för att utöka nätkapaciteten.
”Ett av de stora resultaten från vår studie är att bara förändringen av vilken laddningsinfrastruktur du bygger och var du uppmuntrar folk att ladda är en enorm skillnad i resultatet för nätet”, säger Siobhan Powell vid Swiss Federal Institute of Technology i Zürich, Schweiz, som ledde studien vid Stanford University i Kalifornien.
Powell och hennes kollegor använde datormodeller för att analysera laddningsmönster från beteendet hos 27 700 elfordonsförare i San Francisco Bay Area.
Sådan verklig data gjorde det möjligt för datormodellerna att förutsäga hur en utökad befolkning på 48,6 miljoner framtida elfordonsägare kan påverka det västra amerikanska elnätet som betjänar 11 delstater, inklusive Kalifornien.
Fynden visar också hur en övergång till laddningsmönster under dagtid kan hjälpa västra USA:s elnät att effektivt använda sin överskottssolenergi, säger Ram Rajagopal vid Stanford University.
Dagsladdning kan utnyttja solenergi när den är omedelbart tillgänglig, istället för att kräva att elnätsoperatörer investerar i mer energilagring för att lagra solenergi under dagtid för nattladdning.
Datormodellerna visade att ha fler förare som laddar under dagen kan minska nätets energilagringsbehov med mellan 700 miljoner och 1,5 miljarder dollar, jämfört med ett business-as-usual-scenario med många förare som laddar hemma under natten.
Att komma till den punkt där 50 procent av personliga fordon är elektriska i USA år 2035 verkar optimistiskt, säger Gil Tal vid University of California, Davis, som inte var inblandad i studien.
Han noterade också att en del av den förväntade ökningen av efterfrågan på laddning över natten kan mildras av det faktum att, med fler människor som arbetar hemifrån, kan vissa elbilar laddas hemma under dagen.
Men totalt sett säger han att studiens resultat är uppmuntrande, vilket tyder på att framtida elbilsantagande bör vara hanterbar.
”Deras analys visar att efterfrågan på el från transporter är en mycket flexibel efterfrågan”, säger Tal. ”Och många av problemen kan lösas genom att ändra tiden för användning och användningsdagen.”
Medan denna forskning pågick antog den amerikanska kongressen en infrastrukturproposition som undertecknades i lag av president Joe Biden i november 2021 som inkluderade 7,5 miljarder dollar specifikt för ett nationellt nätverk av laddningsstationer för elfordon.
”Det var inte nödvändigtvis baserat på någon form av undersökning som visar påverkan på nätet, det baserades på andra överväganden”, säger Rajagopal.
”Men det visade sig att saker och ting bara passade perfekt för det här.”