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El análisis de IRENA explora el potencial y el impacto de los vehículos eléctricos de carga inteligente en la transición energética
Hoy en día, el automóvil promedio funciona con combustibles fósiles, pero la creciente presión por la acción climática, la caída de los costos de las baterías y las preocupaciones sobre la contaminación del aire en las ciudades, ha dado vida al vehículo eléctrico una vez «sobrevalorado» y descuidado.
Con muchos vehículos eléctricos nuevos (EV) que ahora superan las capacidades de sus homólogos de energía fósil en la carretera, los planificadores de energía buscan llevar innovación al garaje: el 95% del tiempo de un automóvil se pasa estacionado. El resultado es que con una planificación cuidadosa y la infraestructura adecuada en su lugar, los vehículos eléctricos aparcados y enchufados podrían ser los bancos de baterías del futuro, estabilizando las redes eléctricas alimentadas por energía eólica y solar.
Una estación de carga de vehículos eléctricos alimentada por energía solar fotovoltaica
“Los vehículos eléctricos a escala pueden crear una gran capacidad de almacenamiento de electricidad, pero si todos cargan sus automóviles simultáneamente en la mañana o en la noche, las redes eléctricas pueden sufrir estrés. El momento de la carga es, por lo tanto, crítico. La ‘carga inteligente’, que carga vehículos y soporta la red, desbloquea un círculo virtuoso en el que la energía renovable hace que el transporte sea más limpio y los vehículos eléctricos admiten una mayor proporción de energías renovables ”, dice Dolf Gielen, Director del Centro de Innovación y Tecnología de IRENA.
Mirando ejemplos reales, un nuevo informe de IRENA, Innovation Outlook: carga inteligente para vehículos eléctricos , guía a los países sobre cómo explotar el potencial de complementariedad entre la electricidad renovable y los vehículos eléctricos. Proporciona una guía para los responsables políticos sobre la implementación de una estrategia de transición energética que aproveche al máximo los vehículos eléctricos.
Implementación inteligente
La carga inteligente significa adaptar el ciclo de carga de los vehículos eléctricos a las condiciones del sistema eléctrico y a las necesidades de los usuarios del vehículo. “La carga inteligente es una de las innovaciones queIRENA sigue de cerca y que presenta múltiples beneficios. Al disminuir el estrés de carga de EV en la red, la carga inteligente puede hacer que los sistemas eléctricos sean más flexibles para la integración de energía renovable, y proporciona una opción de electricidad baja en carbono para abordar el sector del transporte, al tiempo que satisface las necesidades de movilidad ”, dice Gielen.
La rápida adopción de vehículos eléctricos en todo el mundo significa que la carga inteligente podría ahorrar miles de millones de dólares en inversiones en la red necesarias para satisfacer las cargas de vehículos eléctricos de manera controlada. Por ejemplo, el operador del sistema de distribución en Hamburgo, Stromnetz Hamburg, está probando un sistema de carga inteligente que utiliza tecnologías digitales que controlan la carga de vehículos en función de los sistemas y los requisitos de los clientes. Cuando se implemente por completo, esto reduciría la necesidad de inversiones en la red en la ciudad debido a la carga de cargar vehículos eléctricos en un 90%.
El análisis de IRENA indica que si la mayoría de los vehículos de pasajeros vendidos desde 2040 en adelante fueran eléctricos, más de mil millones de vehículos eléctricos podrían estar en camino para 2050, en comparación con los 6 millones actuales, lo que reduciría la capacidad de la batería estacionaria. Las proyecciones sugieren que en 2050, alrededor de 14 horas de vatios de tierra (TWh) de baterías EV podrían estar disponibles para proporcionar servicios de red, en comparación con solo 9 TWh de baterías estacionarias.
La implementación de sistemas de carga inteligente varía de básica a avanzada, dice Francisco Boshell, un analista de IRENA que monitorea el desarrollo y la implementación de estrategias EV en todo el mundo. “Los enfoques más simples alientan a los consumidores a diferir su cobro de los períodos pico a los períodos pico. En un futuro cercano, los enfoques más avanzados que utilizan tecnología digital (PDF), como los ‘mecanismos de control directo’, pueden servir al sistema eléctrico al ofrecer servicios de equilibrio de energía y servicios auxiliares en tiempo real, ”explica Boshell.
Formas avanzadas de carga inteligente
Un enfoque avanzado de carga inteligente, llamado Vehicle-to-Grid (V2G), permite a los vehículos eléctricos no solo retirar la electricidad de la red, sino también inyectar electricidad de nuevo a la red. La tecnología V2G puede crear un caso de negocios para los propietarios de automóviles, a través de agregadores (PDF), para proporcionar servicios auxiliares a la red. Sin embargo, para ser atractivo para los propietarios de automóviles, la carga inteligente debe satisfacer las necesidades de movilidad, lo que significa que los automóviles deben cargarse cuando sea necesario, al costo más bajo, y los propietarios posiblemente deberían ser remunerados por proporcionar servicios a la red. Los instrumentos de política, como los descuentos para la instalación de puntos de carga inteligentes, así como las tarifas por tiempo de uso (PDF), pueden incentivar un amplio despliegue de la carga inteligente.
«Hemos visto esto probado en el Reino Unido, Holanda y Dinamarca», dice Boshell. “Por ejemplo, desde 2016, Nissan, Enel y Nuvve se han asociado y trabajado en una solución de administración de energía que permite a los propietarios de vehículos y usuarios de energía operar como centros de energía individuales. Sus dos proyectos piloto en Dinamarca y el Reino Unido han permitido a los propietarios de vehículos eléctricos Nissan ganar dinero enviando energía a la red a través de los cargadores bidireccionales de Enel «.
¿Solución perfecta?
Si bien los vehículos eléctricos tienen mucho que ofrecer para acelerar el despliegue variable de energía renovable, su adopción también conlleva desafíos técnicos que deben superarse.
El análisis de IRENA sugiere que la carga no controlada y simultánea de vehículos eléctricos podría aumentar significativamente la congestión en los sistemas de energía y la carga máxima. Resultando en limitaciones para aumentar la participación de energía solar fotovoltaica y eólica en sistemas de energía, y la necesidad de costos de inversión adicionales en infraestructura eléctrica en forma de reemplazo y cables adicionales, transformadores, interruptores, etc., respectivamente.
Un aumento en la conducción autónoma y de ‘movilidad como servicio’, es decir, innovaciones para compartir el automóvil o aquellas que le permitirían a su automóvil rodar a desconocidos cuando no lo esté usando, podría interrumpir la disponibilidad potencial de estabilizadores de red conectados. en vehículos eléctricos, ya que las baterías estarán conectadas y disponibles a la red con menos frecuencia.
Impacto de carga según tipo
También ha quedado claro que la carga rápida y ultrarrápida es una prioridad para el sector de la movilidad, sin embargo, la carga lenta en realidad es más adecuada para la carga inteligente, ya que las baterías están conectadas y disponibles durante más tiempo a la red. Para una carga lenta, es fundamental ubicar la infraestructura de carga en el hogar y en el lugar de trabajo, un aspecto a tener en cuenta durante la planificación de la infraestructura. La carga rápida y ultrarrápida puede aumentar el estrés de demanda máxima en las redes locales. Es posible que se necesiten soluciones como el intercambio de baterías, estaciones de carga con almacenamiento de búfer y carga nocturna de flota EV, en combinación con una carga rápida y ultrarrápida, para evitar grandes inversiones en infraestructura.
Para obtener más información sobre la carga inteligente, lea el Panorama de innovación de IRENA : carga inteligente para vehículos eléctricos . El informe explora el grado de complementariedad potencial entre las fuentes de energía renovables variables y los vehículos eléctricos, y considera cómo este potencial podría aprovecharse mediante la carga inteligente entre ahora y mediados de siglo, y el posible impacto de las interrupciones de movilidad esperadas en las próximas dos o tres décadas. .
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