La electrificación de automóviles, autobuses y camiones reduce drásticamente las emisiones de CO 2 en el punto de uso en comparación con una alternativa de diésel o gasolina. La adopción de vehículos eléctricos en todos los sectores; IDTechEx predice que se venderán más de 180 millones de vehículos eléctricos anualmente para 2044. Esto contribuirá a una reducción drástica de las emisiones del tubo de escape. Sin embargo, las emisiones totales suelen depender en gran medida de la combinación de energías que se destina a la producción de electricidad de la red. En muchas economías, esto contiene cantidades significativas de combustibles fósiles como el carbón y el gas natural. Más allá de las emisiones de CO 2 , algunas redes ya están al límite de su capacidad y el aumento de la carga del sector del transporte eléctrico corre el riesgo de apagones y problemas de suministro de energía. Sudáfrica es un mercado de vehículos eléctricos con ambos problemas y se han realizado varias innovaciones utilizando la generación de energía distribuida para abordar estos desafíos. Informe de investigación de IDTechEx, " Carga fuera de la red para vehículos eléctricos 2024-2034: tecnologías, evaluación comparativa, actores y pronósticos ", explora los desafíos y soluciones asociados con la carga de vehículos eléctricos en el contexto de redes eléctricas limitadas.
Este informe evalúa y compara varias opciones tecnológicas para la carga de vehículos eléctricos fuera de la red y proporciona una cobertura detallada del mercado y entrevistas a una variedad de actores en esta industria en rápido crecimiento. A medida que aumenta la adopción de BEV, las redes de servicios públicos se ven cada vez más sobrecargadas, lo que genera crecientes preocupaciones sobre la capacidad de las redes de distribución para soportar el necesario despliegue de la infraestructura de carga de EV. Además, la expansión de la electrificación en nuevos sectores como la construcción presenta desafíos y oportunidades únicos en los requisitos de carga. Para abordar estos problemas, se están desarrollando e implementando sistemas de carga independientes de la red, y el informe de IDTechEx contiene una amplia cobertura y análisis de la tecnología y los actores.
Fuera de la red: integración de baterías y energías renovables
Uno de los aspectos clave de cualquier carga basada en energías renovables es abordar el problema de la intermitencia (eólica y solar en particular). Esto suele hacerse mediante la integración de una batería local, lo que aumenta la capacidad energética del sistema y, por tanto, las posibles tasas de carga. Esto se puede extender a sistemas híbridos, donde la energía se puede distribuir de nuevo a la red en momentos de exceso de generación, o cuando los requisitos de carga aumentan la energía que se puede extraer de la red.
Las marquesinas fotovoltaicas y los generadores de hidrógeno son las energías renovables preferidas
Está surgiendo en el mercado una amplia gama de soluciones híbridas y totalmente fuera de la red, impulsadas por una variedad de fuentes de energía. Los cargadores de cubierta solar son actualmente el mercado más maduro y ofrecen electricidad 100% renovable sin necesidad de infraestructura. La tecnología de pilas de combustible de hidrógeno es cada vez más frecuente en la generación distribuida y muchos defensores la consideran una alternativa ecológica a los generadores diésel contaminantes y con alto contenido de carbono. Los generadores de hidrógeno ofrecen salidas temporales y de alta potencia, que IDTechEx cree que ofrecen sólidas propuestas de valor para el creciente número de vehículos eléctricos de construcción.
Fuentes de energía alternativas: AWE, GNL y más
El informe de IDTechEx también cubre una variedad de fuentes de energía alternativas, como la energía eólica aérea (AWE), la energía eólica convencional y los combustibles fósiles. La evaluación comparativa de IDTechEx evalúa las fortalezas y debilidades relativas de cada tecnología dentro de este informe, considerando aspectos como la potencia por unidad de área, OPEX, CAPEX, complejidad de la instalación, estabilidad de la energía y más. Los resultados de este análisis se difunden en este informe.
Sectores de uso final: construcción y flotas
La investigación de IDTechEx indica que los operadores de flotas que buscan electrificar sus vehículos enfrentan desafíos cada vez mayores para obtener suficiente energía eléctrica para alimentar sus operaciones. Este problema a menudo se ve exacerbado por la falta de infraestructura disponible en sus departamentos; en pocas palabras, estos lugares nunca se construyeron para necesitar electricidad para cargar los vehículos. Las actualizaciones de la red también son lentas y prohibitivamente costosas, ya que el tiempo promedio de espera para obtener una conexión a la red en los EE. UU. se acerca a los 4 años. A medida que los objetivos de emisiones netas cero se vuelven más estrictos y crece el impulso por la electrificación, se espera que se requiera infraestructura mucho más rápido de lo que se puede construir la red. En este contexto, la carga fuera de la red se presenta como un fuerte candidato para suministrar esta energía sin tener que recurrir a generadores diésel con alto consumo de carbono. Alimentar los BEV con diésel no sólo es ineficiente sino potencialmente perjudicial para la reputación de los vehículos eléctricos como alternativa más limpia a los ICE. En la mayoría de los casos, la electricidad de la red siempre será más barata y más estable que la generación renovable in situ; sin embargo, la integración híbrida de una variedad de fuentes de energía puede "aumentar" la conexión a la red existente. Un ejemplo común que IDTechEx encontró en su investigación fue el de los operadores de flotas y carreteras públicas que tenían una conexión a la red limitada pero deseaban habilitar más y más rápidos puntos de venta. Una mejora de la red puede tardar varios años, pero la integración de sistemas de carga híbridos puede proporcionar el impulso de energía necesario, potencialmente de forma temporal mientras se llevan a cabo las obras de mejora. Esto tiene aplicaciones para flotas de misión crítica, que desean estar aisladas de posibles cortes de energía. Al cargar con una combinación de energía de la red, baterías cargadas con energías renovables y una celda de combustible de emergencia, se puede mejorar la seguridad energética.
A medida que la construcción se vuelve eléctrica, los generadores diésel se eliminan gradualmente
IDTechEx identifica la electrificación de la industria de la construcción como una oportunidad clave para el hardware de carga fuera de la red. Los vehículos más grandes y potentes requerirán grandes cantidades de energía eléctrica y salidas de alta potencia para cargarse rápidamente y minimizar el tiempo de inactividad del vehículo. Como los sitios de construcción a menudo se encuentran por naturaleza en áreas no desarrolladas, es probable que el abastecimiento de energía de la red sea un desafío, especialmente porque la naturaleza temporal de estos sitios niega el valor de desarrollar capacidad de la red. En este contexto, las unidades generadoras de hidrógeno ofrecen una combinación de alta potencia, instalación temporal y cantidades escalables de combustible. Los generadores diésel también emiten ruido y contaminación por partículas (NOx), y se espera que las regulaciones, especialmente en las zonas urbanas, se vuelvan más estrictas. Por lo tanto, IDTechEx espera que exista una oportunidad importante para que la carga fuera de la red surja como la solución elegida para los vehículos eléctricos de construcción.
La red de servicios públicos de Sudáfrica está sujeta a frecuentes cortes de carga, períodos en los que la demanda excede la oferta y los operadores de servicios públicos se ven obligados a imponer apagones o apagones de hasta el 50% de su capacidad. Este es un problema para todas las formas de uso eléctrico doméstico e industrial, pero se convierte en un problema especialmente pronunciado para los operadores de vehículos eléctricos comerciales. Los operadores de flotas a menudo deben cargar en horarios predeterminados para maximizar el tiempo de actividad y completar todas las rutas planificadas. Si la red falla durante un punto de carga, todo el programa puede verse afectado negativamente por factores fuera del control del operador. Esta es una situación inusual en la red; sin embargo, presenta un posible peor escenario para regiones congestionadas de red y saturadas de vehículos eléctricos. En 2022, una ola de calor en California llevó al gobierno estatal a pedir a los propietarios de vehículos eléctricos que no cobraran para conservar energía. El crecimiento de las ventas de vehículos eléctricos sólo hará que estos problemas se generalicen más.
Sudáfrica también tiene una combinación energética muy intensiva en carbono: aproximadamente el 70% de la generación de energía proviene del carbón. Esto se traduce directamente en mayores emisiones de CO 2 durante el ciclo de vida de los vehículos eléctricos alimentados por la red eléctrica. Si bien Sudáfrica tiene una combinación energética particularmente de combustibles fósiles, la fuente de electricidad desempeña un papel fundamental en las emisiones del ciclo de vida de un vehículo eléctrico.
La generación perturbada proporciona electricidad renovable e independiente de la red
Una posible solución que se está probando en Sudáfrica , entre otros lugares, es aprovechar las microrredes renovables distribuidas para formar la columna vertebral de las redes de carga. Al integrar una granja solar, un almacenamiento de energía (ES) a gran escala y puntos de carga de alta potencia, Zero Carbon Charge, con sede en Vrendal, planea construir una red de carga para camiones eléctricos. Esto no solo desacopla la carga de una red poco confiable, sino que también evita imponer un exceso de demanda eléctrica a las empresas de servicios públicos, evita la necesidad de costosas expansiones de la red y proporciona energía gratuita y 100% renovable para que operen los camiones. Esto no se limita a Sudáfrica ; En EE.UU. , en particular, también se ha producido un auge de empresas que ofrecen carga con energía solar sin conexión a la red. En EE. UU., muchos de los productos son de menor escala y transportables, lo que permite una fácil configuración para los usuarios de vehículos eléctricos que desean un acceso rápido a la carga de vehículos eléctricos.
Configuración sencilla, sin conexión a la red, pero velocidades de carga lentas
El principal desafío de la generación solar distribuida para la carga de vehículos eléctricos es la baja potencia de salida de los paneles fotovoltaicos. La mayoría produce alrededor de 250 vatios por metro cuadrado, lo que es relativamente bajo. De hecho, para cargar a 22 kW (generalmente considerada carga rápida de nivel 2), una cubierta solar debería tener al menos 10 x 10 metros, una huella considerable, especialmente en un entorno urbano. El otro desafío es almacenar energía, ya que no siempre será necesario cargarla constantemente, por lo que se requiere una batería local para almacenar la electricidad generada. Sin una batería integrada en el lugar, la carga es imposible cuando no hay luz solar, como en condiciones climáticas adversas o durante la noche. El almacenamiento de baterías in situ puede combatir esta intermitencia.
Los parques solares más grandes con almacenamiento de energía integrado pueden convertirse en microrredes aisladas, y con suficiente almacenamiento in situ y producción fotovoltaica, es posible una posible carga rápida independiente de la red. Este es el enfoque propuesto para la red de carga de camiones eléctricos de Sudáfrica. Es importante señalar que es probable que las soluciones puramente solares se limiten geográficamente a zonas con alto potencial fotovoltaico. Por lo tanto, no sorprende que las regiones líderes sean las regiones occidentales de Estados Unidos y lugares como Sudáfrica . Beam Global, un proveedor de cargadores de cubierta para vehículos eléctricos, anunció recientemente sus primeras ventas en el mercado europeo al Ministerio de Defensa del Reino Unido. Sin embargo, los cargadores no se implementarán en el territorio continental del Reino Unido; Serán desplegados en una base militar en Chipre , una de las regiones más soleadas del continente.
A pesar de los desafíos técnicos, el envejecimiento de las redes y el uso intensivo de combustibles fósiles, combinado con la alta aceptación de los vehículos eléctricos, exigen nuevas soluciones de carga, e IDTechEx predice que los sistemas de carga solar representarán una parte considerable del total de 16 mil millones de dólares. hardware de infraestructura de carga fuera de la red mercado para 2034. La investigación de IDTechEx también indica que es probable que se adopten otras tecnologías para la carga de vehículos eléctricos fuera de la red. Es probable que la carga de pilas de combustible de hidrógeno surja como una solución clave para casos de uso que requieren mucha mayor energía por área, con especial atención en las obras de construcción electrificadas. Más tecnologías de nicho incluyen AWE (energía eólica aerotransportada), que aprovecha los vientos de gran altitud para la generación de energía distribuida. Para obtener una visión en profundidad de la carga solar de vehículos eléctricos, así como de opciones tecnológicas alternativas como AWE e hidrógeno, consulte la última investigación de IDTechEx sobre el tema, "Carga fuera de la red para vehículos eléctricos 2024-2034: tecnologías, evaluaciones comparativas, actores y pronósticos". .
Para obtener más información sobre este informe de IDTechEx, incluidas páginas de muestra descargables, visite www.IDTechEx.com/OffGridEV .
Para conocer el portafolio completo de investigaciones de mercado de vehículos eléctricos de IDTechEx, consulte www.IDTechEx.com/Research/EV .
Así,que el mercado de Carga fuera de la red para vehículos alcanzará los 16.000 millones de dólares en 2034 con una tasa compuesta anual del 47,15%, según IDTecheExCompartiendo este artículo usted puede ayudar a difundir valor a otros que están buscando este tipo de información. Si valora el trabajo que hacemos en Valenciacars para usted y le resulta útil, le queremos pedir un gran favor: por favor comparta el artículo en WhatsApp, en Facebook , en Twitter y sus demás redes
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