भविष्य की विद्युत इलेक्ट्रिक कारों को कितनी बिजली मिलेगी?

आज, अमेरिकियों द्वारा खरीदे जाने वाले वाहनों में से दो प्रतिशत से भी कम इलेक्ट्रिक हैं। लेकिन अगले तीन दशकों के भीतर, कुछ मोटर वाहन उद्योग विशेषज्ञों को उम्मीद है कि इलेक्ट्रिक वाहन अमेरिका और वैश्विक कार की बिक्री का बहुमत बना सकते हैं।

सभी ने बताया, अमेरिकी ड्राइवर प्रति वर्ष लगभग 3 ट्रिलियन मील की दूरी पर लॉग इन करते हैं, इस प्रक्रिया में 170 बिलियन गैलन से अधिक गैसोलीन और डीजल की खपत होती है। उन सभी सड़क मील को बिजली में परिवर्तित करने से बिजली के उत्पादन और वितरण के लिए देश की प्रणाली पर नई मांग आएगी।

एक प्रमुख ऊर्जा अवसंरचना अध्ययन के एक भाग के रूप में, हम यह समझना चाहते हैं कि इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) में वृद्धि कैसे ऊर्जा की आपूर्ति और खपत होती है। अब तक, हमें पता चला है कि इलेक्ट्रिक वाहन का प्रभाव इस बात पर निर्भर करेगा कि आप कहाँ रहते हैं और कब शुल्क लेते हैं।

कितनी बिजली की ईवी की मांग होगी इसका अनुमान लगाया जा रहा है

हाइड्रोजन वाहनों पर हमारे हालिया पेपर में चित्रित इसी तरह की तकनीक का उपयोग करते हुए, हमने बिजली की मात्रा का एक राज्य-दर-राज्य मूल्यांकन विकसित किया, जिसे व्यक्तिगत कारों, ट्रकों और एसयूवी के विद्युतीकृत बेड़े को चार्ज करने की आवश्यकता होगी।

हमने आज हर काउंटी में गैसोलीन की मात्रा का अनुमान लगाकर शुरुआत की। फिर हमने आज के ईवी की दक्षता के आधार पर वाहन मीलों की यात्रा बिजली की आवश्यकताओं में बदल दी।

माना जाता है कि इन विधियों की सीमाएँ हैं। उदाहरण के लिए, स्वायत्त वाहन सामान्य हो जाते हैं और अधिक लोग Uber, Lyft और अन्य वाहन साझाकरण सेवाओं पर भरोसा करते हैं, तो मील की यात्रा की संख्या में काफी बदलाव हो सकता है। हालांकि, हमारा मानना ​​है कि अगर ईवीएस मानदंड बन जाता है, तो हमारा दृष्टिकोण भविष्य की बिजली की मांग का आकलन करने के लिए एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु प्रदान करता है।

क्षेत्रीय प्रभाव

पिछली शताब्दी के दौरान नई मांगों को समायोजित करने के लिए अमेरिकी इलेक्ट्रिक ग्रिड लगातार विकसित हुआ है। लेकिन अगर राष्ट्र के वाहन तेजी से इलेक्ट्रिक हो जाते हैं, तो ग्रिड को तेजी से बदलना होगा। स्थानीय ड्राइविंग की आदतों और ग्रिड के बुनियादी ढांचे के आधार पर, हमारे विश्लेषण से पता चलता है कि ईवीएस के विभिन्न क्षेत्रों में अलग-अलग प्रभाव होंगे।

चूंकि टेक्सास और कैलिफोर्निया किसी भी अन्य राज्यों की तुलना में अधिक बिजली की खपत करते हैं, इसलिए वे एक अच्छा स्नैपशॉट प्रदान करते हैं कि इलेक्ट्रिक वाहनों से भरा भविष्य कैसा दिख सकता है। दोनों ही मामलों में, ईवीएस में वृद्धि से स्थानीय इंफ्रास्ट्रक्चर में खिंचाव की संभावना के साथ खपत अधिक होगी।

यदि टेक्सास में लगभग सभी यात्री कारों को आज विद्युतीकृत किया गया है, तो राज्य को प्रति वर्ष लगभग 110 अधिक टेरावाट-घंटे बिजली की आवश्यकता होगी - 11 मिलियन घरों की औसत वार्षिक बिजली की खपत। अतिरिक्त बिजली की मांग से टेक्सास में वर्तमान खपत में 30 प्रतिशत की वृद्धि होगी।

तुलनात्मक रूप से, एक अधिक समशीतोष्ण जलवायु के कारण, कैलिफ़ोर्निया को वर्तमान में खपत होने वाली बिजली की तुलना में लगभग 50 प्रतिशत अधिक बिजली की आवश्यकता हो सकती है यदि राज्य में यात्री वाहन पूरी तरह से विद्युतीकृत थे। इसका मतलब है कि कैलिफोर्निया को प्रति वर्ष अतिरिक्त 120 टेरावाट-घंटे बिजली उत्पन्न करने की आवश्यकता होगी।

ए टेल ऑफ़ टू ग्रिड्स

दो राज्यों की ग्रिडों पर एक नज़र यह दर्शाता है कि गतिशीलता के लिए ईवीएस पर निर्भरता जगह-जगह भिन्न हो सकती है।

गर्म गर्मी के दिनों में, टेक्सास इमारतों को ठंडा रखने के लिए लगभग आधे बिजली का उपयोग करता है। एयर कंडीशनिंग के कारण बिजली की मांग में बड़े मौसमी बदलाव का मतलब है कि राज्य में बिजली संयंत्र हैं जो वर्ष के कई घंटों तक बेकार बैठे रहते हैं। ऑफ-पीक घंटों के दौरान अतिरिक्त क्षमता ईवीएस की भविष्य की बिजली की मांगों को पूरा करना टेक्सास के लिए आसान बना सकती है।

कैलिफ़ोर्निया के अधिक समशीतोष्ण जलवायु का मतलब है कि राज्य को गर्मी के दिनों में कम बिजली की आवश्यकता है, और कुल मिलाकर ग्रिड पर कम मांग परिवर्तनशीलता है। नतीजतन, कैलिफ़ोर्निया में इलेक्ट्रिक वाहनों से भविष्य की चार्जिंग मांगों को पूरा करने के लिए टेक्सास की तुलना में कम उत्पादन क्षमता उपलब्ध है।

2018 में, टेक्सास की इलेक्ट्रिक विश्वसनीयता परिषद, जो संगठन टेक्सास के अधिकांश इलेक्ट्रिक ग्रिड का प्रबंधन करती है, ने 19 जुलाई को लगभग 73 गीगावाट की एक नई चोटी की मांग को हिट किया। 19 जुलाई, 2018 के लिए ऑफ-पीक घंटे को देखते हुए, हमने ईआरसीओटी पाया। ग्रिड की क्षमता 350 से अधिक गीगावाट-घंटे अतिरिक्त बिजली प्रदान करने की होती है, यदि आलिशान बिजली संयंत्र दिन भर काम करते रहे, न कि केवल पीक डिमांड के दौरान।

हमारे अनुमानों के आधार पर, टेक्सास में व्यक्तिगत कारों के पूरी तरह से विद्युतीकृत बेड़े के लिए चार्जिंग आवश्यकताएं प्रति दिन लगभग 290 गीगावाट-घंटे होगी, जो पीढ़ी की क्षमता के उपलब्ध अधिशेष से कम है। दूसरे शब्दों में, टेक्सास ग्रिड सैद्धांतिक रूप से आज पूरी तरह से विद्युतीकृत वाहन बेड़े को चार्ज कर सकता है अगर वाहनों को ऑफ-पीक घंटों के दौरान चार्ज किया गया था।

जब हमने कैलिफोर्निया के लिए एक ही विश्लेषण किया था, हालांकि, हमने पाया कि यदि ईवीएस आदर्श बन जाते हैं, तो यह गोल्डन स्टेट के ग्रिड की मौजूदा क्षमता से परे बिजली की कुल मांग को धक्का दे सकता है।

समय सबकुछ है

शायद इससे भी ज्यादा महत्वपूर्ण यह है कि ईवी की खपत कितनी होगी, यह सवाल है कि इसका उपभोग कब होगा।

हम इष्टतम, ऑफ-पीक चार्ज पैटर्न पर उपरोक्त अनुमानों के आधार पर। अगर दोपहर के बजाय अधिकांश ईवी को चार्ज किया जाना था, तो बिजली ग्रिड को आउटेज से बचने के लिए अधिक उत्पादन क्षमता की आवश्यकता होगी।

उस मांग को पूरा करने के लिए, कैलिफोर्निया और टेक्सास को नए बिजली संयंत्रों का निर्माण करने या पड़ोसी राज्यों से अधिक बिजली खरीदने की आवश्यकता होगी जो वे पहले से करते हैं। राज्यों को नए ऑटोमोटिव चार्जिंग इंफ्रास्ट्रक्चर को समायोजित करने के लिए अतिरिक्त ट्रांसमिशन और डिस्ट्रिब्यूशन इन्फ्रास्ट्रक्चर की भी आवश्यकता हो सकती है।

सभी ने बताया, आंतरिक दहन इंजन वाहनों से ईवीएस में संक्रमण संभवतः टेक्सास में अरबों डॉलर का खर्च कर सकता है और कैलिफोर्निया में और भी अधिक नए बिजली के बुनियादी ढांचे को स्थापित करने के लिए अगर कई वाहनों को पीक घंटों के दौरान चार्ज किया जाना था।

प्रोत्साहन कम कर सकता है कि बहुत सारे इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए ग्रिड से लैस करने में क्या खर्च होगा। उदाहरण के लिए, उपयोगिताओं दिन के अलग-अलग समय और सप्ताह के अलग-अलग दिनों में बिजली के लिए अलग-अलग दरें ले सकती हैं। समय-समय पर मूल्य निर्धारण के रूप में जाना जाता है, यह अभ्यास वाहन चार्जिंग को प्रोत्साहित कर सकता है जब ऑफ-पीक घंटे के दौरान बिजली अधिक प्रचुर मात्रा में होती है और इसलिए आपूर्ति करने के लिए सस्ता होता है।

कैलिफोर्निया और ऑस्टिन, टेक्सास सहित अन्य क्षेत्रों ने समय-समय पर उपयोग दरों को लागू करने के लिए विभिन्न रणनीतियों का उपयोग करना शुरू कर दिया है। अन्य क्षेत्रों को निकट से देखना और उन स्थानों पर सीखे गए सबक को अपनाना चाह सकते हैं क्योंकि सड़क पर इलेक्ट्रिक वाहनों की संख्या बढ़ जाती है।

रास्ते में आगे

हालांकि ईवीएस जितनी बिजली की खपत बढ़ा सकते हैं, उन्हें समायोजित करने के लिए आवश्यक निवेश की तुलना में यह छोटा दिखाई दे सकता है। कई क्षेत्रों में पहले से ही पर्याप्त उत्पादन क्षमता है अगर वाहनों को ऑफ-पीक घंटों के दौरान चार्ज किया जाता है। बोर्ड ईवी पर ऊर्जा भंडारण चार्जिंग समय को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक लचीलापन प्रदान कर सकता है और ग्रिड ऑपरेटरों को बिजली की आपूर्ति और मांग का बेहतर प्रबंधन करने में मदद कर सकता है।

हमारी गणना के आधार पर, अधिक धनराशि जो अमेरिकी ईंधन की लागत में बचत करेंगे, वह इन निवेशों की भरपाई कर सकता है।

उदाहरण के लिए, 2017 तक कैलिफोर्निया के अधिकांश वाहन इलेक्ट्रिक थे, हम अनुमान लगाते हैं कि इसके ड्राइवरों ने ईंधन की लागत में उस वर्ष लगभग 25 बिलियन डॉलर की बचत की होगी - बिजली और गैसोलीन की औसत कीमतों के आधार पर।

ईंधन की बचत के अलावा, कुछ बाजार विश्लेषकों को उम्मीद है कि 2026 तक इलेक्ट्रिक कारें पारंपरिक वाहनों की तुलना में सस्ती होंगी, एक और संभावित आर्थिक लाभ होगा।

हालांकि, गैसोलीन, बिजली और वाहनों के लिए भविष्य की कीमतों की भविष्यवाणी करना चुनौतीपूर्ण है, हमारा मानना ​​है कि यह संभावना है कि ईवी के व्यापक उपयोग से कैलिफोर्निया और अन्य जगहों पर परिवहन की कुल लागत कम हो जाएगी। यदि पर्यावरणीय लाभ, विशेष रूप से कम कार्बन उत्सर्जन, को ध्यान में रखा जाए तो ये बचत और भी अधिक होती हैं।

यह आलेख मूल रूप से एफ। टोड डेविडसन, डेव टटल, जोशुआ डी। रोड्स और कज़ुनोरी नागासावा द्वारा वार्तालाप पर प्रकाशित किया गया था। मूल लेख यहां पढ़ें।