심층 전기 자동차 채택으로 인한 그리드 영향을 줄이기 위한 충전 인프라 액세스 및 운영

Nature Energy 7권, 932~945페이지(2022)이 기사 인용

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측정항목 세부정보

전기 자동차는 미국의 배출량 감소에 기여할 것이지만 충전은 전력망 운영에 어려움을 겪을 수 있습니다. 우리는 미국 서부 상호 연결에서 미래 채택자의 다양한 충전 행동을 포착하는 데이터 기반의 현실적인 충전 수요 모델을 제시합니다. 우리는 충전 부하를 형성하는 중요한 요소로서 충전 제어 및 인프라 구축을 연구하고, 2035년 세부 경제 급전 모델을 통해 급속한 전기 자동차 도입에 따른 그리드 영향을 평가합니다. 우리는 예측 채택으로 최대 순 전력 수요가 최대 25%까지 증가하고 완전 전력화를 통한 스트레스 테스트에서는 50%까지 증가한다는 것을 발견했습니다. 지역적으로 최적화된 제어와 높은 가정용 충전은 전력망에 부담을 줄 수 있습니다. 대신 통제되지 않는 주간 충전으로 전환하면 저장 요구 사항, 과도한 비화석 연료 생성, 램핑 및 배출을 줄일 수 있습니다. 우리의 결과는 정책 입안자들이 유틸리티 요금에 세대 수준의 영향을 반영하고 가정에서 주간 충전으로의 전환을 촉진하는 충전 인프라를 구축할 것을 촉구합니다.

탈탄소화 전력망과 결합된 전기 자동차(EV)의 사용은 미국이 배출 감소 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다1,2. 업계 분석가들은 2035년까지 전 세계적으로 경량 EV와 충전 플러그의 수가 각각 3억 대와 1억 7,500만 대 이상으로 늘어날 것으로 예상합니다. 이는 20213년에 비해 10배 이상 증가한 수치입니다. 두 부문의 변화는 배출량 감소라는 공통 목표에도 불구하고 크게 조정되지 않았습니다4,5,6,7,8,9,10. 그리드에 대한 교통 전기화의 영향은 낮은 단기 채택 수준에서 연구되었지만 EV 채택의 깊은 수준에서 시스템 결과를 식별하고 완화하는 것은 다양한 행동과 조건을 포착하는 모델이 필요하기 때문에 여전히 중요한 과제로 남아 있습니다. 미래의 드라이버11.

충전 인프라, 제어 및 운전자의 행동은 그리드 운영에 영향을 미치므로 높은 전기화 시나리오에서 일일 충전 수요를 지원하기 위한 장기 계획을 어렵게 만듭니다. 운전자 행동은 매우 이질적이고 확률론적입니다12,13,14,15,16; 운전자가 플러그인을 선택하는 위치, 시기 및 빈도는 그리드에 대한 부하 형태와 수요를 결정합니다. 다양한 충전 옵션의 가용성을 늘리거나 줄여 충전 제어를 추가하고 충전 인프라의 환경을 변경하는 것은 충전을 재구성하여 향후 EV 채택의 심층 수준에서 그리드 영향을 개선할 수 있는 강력한 도구를 나타냅니다. 스마트 충전 또는 관리형 충전이라고도 하는 충전 제어는 충전을 미리 설정된 시간으로 지연하거나 전기 가격에 따라 차량 충전 세션 전반에 걸쳐 전달되는 전력을 조절하여 수요를 재구성합니다. 충전 인프라 네트워크의 설계와 지리는 충전 위치와 시간을 변경하여 운전자가 선택할 수 있는 선택 사항을 변경하고 시스템 전반의 충전 수요를 재구성합니다(예: 집에서 충전하는 경우 야간부터 직장에서 충전하는 경우 정오까지). ).

충전 액세스는 EV 채택과 지속적인 사용에 장벽이 될 수 있는 충전 불편을 피하는 데 중요합니다16,17,18,19,20. 단독 주택(SFH)의 부유한 거주자는 초기 EV 채택자 사이에서 과도하게 대표되며 가정 충전에 접근할 가능성이 높습니다21. 한편, 저소득층 가구, 임차인 및 아파트 건물 또는 다세대 주택(MUD) 거주자는 목표 보조금에도 불구하고 주택 충전12,13,16,17,22,23을 이용할 가능성이 적습니다24. 충전 인프라의 사용이 얼리 어답터 행동과 계속해서 일치할 것이라고 가정하면 미래 운전자의 선택을 잘못 나타낼 수 있으며 가정, 유틸리티 및 규제 기관을 위한 귀중한 기회를 놓칠 수 있습니다.