Los vehículos grandes podrían significar grandes beneficios para las empresas de servicios eléctricos

Las empresas de servicios públicos tienen mucho que ganar con el aumento en la adopción de flotas de camiones y autobuses eléctricos. De hecho, algunos vehículos eléctricos harán que el funcionamiento de la red eléctrica sea más fácil, más barato y más limpio. Pero el problema es que tienen que planificar adecuadamente para la ola que se avecina.

Es fácil entender por qué las empresas eléctricas se han apresurado a adoptar la electrificación: la demanda de electricidad de los consumidores se estancó después de la Gran Recesión, mientras que la demanda de vehículos eléctricos (EV) no ha hecho más que aumentar. Pero las empresas de servicios públicos y sus clientes pueden ganar aún más con el incipiente aumento en la adopción de flotas de camiones y autobuses eléctricos.De hecho, en algunas circunstancias, los vehículos eléctricos pueden ayudar a que la red eléctrica sea más barata, más limpia y más fácil de operar.Esto puede parecer un poco al revés, pero es cierto y solo hay un inconveniente:Los servicios públicos tienen que planificarlo.

Al hacer planes de manera proactiva para satisfacer la nueva demanda de electricidad de los consumidores, las empresas de servicios públicos pueden evitar detener el progreso de la electrificación de vehículos medianos y pesados. Pero ¿por qué son importantes estos vehículos? Siga leyendo a continuación para ver cómo la transición a camiones, furgonetas y autobuses eléctricos puede brindar muchos beneficios a las empresas de servicios públicos, los operadores de flotas y los contribuyentes de servicios públicos, y eche un vistazo a nuestro documento técnico sobre este tema para profundizar más.

Los camiones y autobuses pertenecen a una categoría distinta de vehículos diseñados para transportar cargas pesadas de muchas toneladas. No sorprenderá a la mayoría de los lectores descubrir que su gran tamaño es parte de la razón por la que contribuyen en gran medida a las emisiones anuales de dióxido de carbono. La otra razón por la que son altos emisores es porque estos vehículos funcionan principalmente con combustible diésel.Un galón de diésel emite aproximadamente un 15% más de dióxido de carbono que un galón de gasolina, y los camiones y autobuses consumen muchos galones.

La quema de diésel también produce materia particular (PM) dañina, que es responsable de una serie de problemas de salud pública. El vínculo entre la quema de combustibles fósiles y los resultados negativos para la salud tampoco es una novedad, pero es importante señalar que las partículas de diésel están muy localizadas en las comunidades donde se quema el combustible. Y las investigaciones muestran que las prácticas de vivienda heredadas, como la línea roja, significan que es más probable que las comunidades de color estén cerca de autopistas, almacenes, terminales de camiones y puertos, todos ellos lugares con mucho tráfico de camiones y, por lo tanto, niveles más altos de PM de diésel.

Entonces, ¿por qué necesitamos vehículos tan grandes? En muchos casos, los vehículos medianos y pesados ​​(M/HD) están especializados para fines laborales como entrega de carga o paquetería, e incluso brindan servicios importantes como autobuses para el transporte de pasajeros o flotas municipales dedicadas a saneamiento o respuesta a emergencias. Aquí es donde entra en juego la electrificación: el hecho de que estos vehículos sean grandes, se conduzcan mucho y estén asociados con contaminantes nocivos significa que en realidad podrían tener el potencial de convertirse en un recurso de red con una amplia variedad de beneficios.

La electrificación del transporte no se produce en el vacío. Más bien, está ocurriendo a la par de una transición que ya está en marcha en el sector eléctrico. El gas fósil es el combustible dominante en la región, pero los recursos que suministran energía a la red pueden variar según la hora del día y la estación del año. Los recursos utilizados para generar electricidad en un período de tiempo determinado son parte de lo que determina los beneficios asociados con el uso potencial de vehículos eléctricos como recurso de la red, así como las reducciones netas de emisiones derivadas de la electrificación.

Es importante destacar que la cantidad de generación también varía. Las empresas de servicios públicos tienen la difícil tarea de equilibrar la oferta para satisfacer la demanda minuto a minuto. Las empresas de servicios públicos deben generar y entregar más electricidad durante ciertas horas, generalmente durante el día, cuando la carga "pico" y los clientes utilizan la mayor cantidad de energía. Los picos estacionales también están determinados por la demanda de electricidad de los consumidores. Normalmente, el invierno y el verano tienen picos más altos debido al uso de energía de calefacción y refrigeración, respectivamente. Echemos un vistazo a Carolina del Norte, por ejemplo, donde la demanda máxima de electricidad tiende a ocurrir durante las tardes de verano y las mañanas de invierno, siendo los días de menor carga más comunes en primavera y otoño.

Y esta variación también puede influir en los recursos utilizados para generar electricidad, ya que algunos tipos de centrales eléctricas están más preparadas para empezar a producir energía en poco tiempo o durante los picos. A medida que el sector energético hace frente a las necesidades energéticas de los consumidores existentes, podría parecer contradictorio que los vehículos eléctricos, especialmente los grandes como los camiones medianos y pesados, puedan ser un beneficio. Pero el hecho es que pueden Ayude a que este trabajo sea más manejable al configurar la carga eléctrica para que la demanda se mantenga incluso durante ciertos períodos, como durante la noche. Los programas que dirigen la carga de vehículos eléctricos para que coincida con el período de tiempo en que los recursos están disponibles, en lugar de al revés, también facilitan evitar momentos de menor restricción.Los vehículos eléctricos también son valiosos en sistemas de servicios públicos con alta penetración de energía renovable, ya que pueden orientarse para aprovechar el exceso de generación solar o eólica que, de otro modo, sería necesario reducir.

Pero, ¿cómo podemos lograr que los vehículos M/HD se carguen en el momento oportuno y evitar los picos de carga? Bueno, en realidad existe una variedad de enfoques que utilizan las prácticas regulatorias y de planificación de servicios públicos existentes.

Lo contrario de equilibrar la oferta para satisfacer la demanda es cuando las empresas de servicios públicos intentan alinear la demanda de los consumidores con plazos de menores limitaciones de recursos. Esto generalmente se logra mediante incentivos, programas y otros métodos como el control directo. Cuando esta idea se aplica a los vehículos eléctricos, se la denomina "carga gestionada". Los beneficios de la carga gestionada de vehículos M/HD en particular son significativos debido a la ubicuidad de las flotas y los grandes tamaños de baterías de estos tipos de vehículos. Esto los convierte en un recurso de red potencialmente importante: una carga grande y variable que idealmente puede incentivarse para que también sea flexible.

Una de las formas más utilizadas de cobro gestionado son las estructuras de tarifas por tiempo de uso (TOU). Se trata de una forma pasiva de gestión de carga que utiliza la tarificación de la electricidad para alinear la demanda de carga con el plazo deseado. Las tarifas TOU generalmente varían los precios según la hora del día en relación con la demanda pico, por ejemplo, precios en horas pico, fuera de horas pico o muy fuera de horas pico, o precios por hora en tiempo real.

Otro enfoque es que las empresas de servicios públicos utilicen la carga gestionada activa. La idea básica detrás de la carga gestionada activa es que las empresas de servicios públicos puedan responder a los momentos de máxima demanda u otros eventos que afecten a la red teniendo control directo de los vehículos eléctricos. A cambio de algún tipo de compensación, los conductores u operadores de flotas permitirán que un proveedor de servicios públicos tome el control de la velocidad, el momento y la disponibilidad de la carga del vehículo. Existe un valor potencial significativo, pero es comprensible que los conductores y operadores de flotas duden en ceder el control directo de la carga con pocas o ninguna advertencia. Las empresas de servicios públicos deberían intentar probar una variedad de enfoques sobre cómo se estructuran los requisitos e incentivos del programa para mitigar estas preocupaciones.

La carga bidireccional, a veces conocida como vehículo a red (V2G), es una implementación más avanzada de carga administrada que permite que la energía fluya desde un vehículo eléctrico a la red cuando así lo solicita la empresa de servicios públicos. Esencialmente, el objetivo de V2G es utilizar una batería de vehículo eléctrico completamente cargada como una forma de almacenamiento distribuido disponible para su envío. Para ello se utilizan equipos especializados y, por lo general, todavía sólo se utiliza en programas piloto. Sin embargo, algunos tipos de vehículos ya han sido identificados como buenos candidatos potenciales para V2G debido a sus horarios de operación. Por ejemplo, no se espera que los autobuses escolares estén en funcionamiento durante las tardes de verano, cuando los servicios eléctricos de Carolina del Norte tienden a experimentar cargas máximas. Esto significa que los autobuses escolares podrían usarse como recursos de almacenamiento de la red para ayudar a reducir los picos de servicio eléctrico en estos momentos de alta demanda.

Tanto los programas de carga gestionada pasiva como la activa brindan beneficios a las empresas eléctricas y a los clientes de flotas eléctricas.Al desviar la carga fuera de momentos de posibles limitaciones de la red, e incluso utilizar baterías de vehículos como recursos de almacenamiento de la red eléctrica, las empresas de servicios públicos tienen herramientas para utilizar en momentos de limitaciones de la red.Estas limitaciones podrían tomar la forma de una falta de recursos de generación durante un pico de carga o un evento climático extremo, o cortes en el sistema de distribución o transmisión que bloqueen el flujo de electricidad a ciertas partes de la red.

El aspecto más desafiante de la electrificación de vehículos más grandes será entregar electricidad a donde se necesita en la red. Con demasiada frecuencia, las propuestas para generar más generación se citan falsamente como una solución para mejorar la confiabilidad y la resiliencia, cuando en realidad estos problemas surgen a un nivel mucho más localizado. La red es un sistema complejo de líneas eléctricas de diferentes voltajes, subestaciones y transformadores que se construyeron para transportar electricidad desde plantas eléctricas lejanas hasta los consumidores. El sistema de distribución es la parte de la red que suele estar mucho más cerca de donde se consume la electricidad. Y a medida que se implementen estaciones de carga con capacidades de carga más rápidas y potentes (principalmente carga rápida de corriente directa o DCFC), la empresa de servicios eléctricos puede requerir actualizaciones adicionales a la infraestructura de distribución, como subestaciones, alimentadores y transformadores para acomodar esos cargadores.

Con los vehículos eléctricos más grandes, existen múltiples desafíos que podrían sobrecargar el sistema de distribución. Uno es determinar la ubicación donde estará la nueva carga, ya que es mucho más difícil de determinar que algo estacionario como una casa o un lugar de negocio. Esto será un desafío para las empresas de servicios públicos, ya que tendrán que hacerplanificación proactiva de la distribución e implementación de actualizaciones para adelantarse a las necesidades de electrificación. Es posible que los clientes que electrifiquen una flota de vehículos M/HD no puedan retrasar la instalación de cargadores y la entrega de vehículos para esperar varios años hasta que las empresas de servicios públicos realicen actualizaciones específicas para su proyecto. Si eso se convierte en la norma, se retrasará significativamente la electrificación de estos vehículos.

Las empresas de servicios públicos deberán pronosticar la electrificación a un nivel muy granular, tal vez hasta el nivel del alimentador o del circuito, y probablemente necesitarán tener en cuenta múltiples escenarios de electrificación posibles en diferentes escalas de tiempo para identificar los puntos débiles en sus sistemas y comenzar a realizar actualizaciones.

Sin una planificación adecuada de la distribución y la implementación de una carga gestionada, las empresas de servicios públicos podrían, sin saberlo, convertirse en un obstáculo para la electrificación de los vehículos medianos y pesados, en lugar de beneficiarse de ella. Para evitar esa situación, tenemos las siguientes recomendaciones para las empresas de servicios eléctricos, los reguladores de los servicios eléctricos y los formuladores de políticas:

Eche un vistazo más de cerca a nuestro análisis en nuestro último documento técnico, "Evaluación de la electrificación de vehículos de servicio mediano y pesado".