По словам Скотти Килмера в его видео «Правда о моем ухудшающемся состоянии» :
[В настоящее время] не хватает электричества для зарядки аккумуляторов таких автомобилей, как Tesla, которые имеют литий-ионные или литий-железо-фосфатные батареи. В Соединенных Штатах должно быть примерно в шесть раз больше электроэнергии [выработки, чем в настоящее время], чтобы получить [электрические] автомобили для всех, кто водит автомобили [сжигающие ископаемое топливо].
В целях устранения необоснованных утверждений я добавил в скобках свою собственную интерпретацию.
tl;dr: утверждение ложно. Утверждается, что выработки электроэнергии должно быть в шесть раз больше, но если бы все автомобили в 2019 году были электрическими, для их питания потребовалось бы только в 1,43 раза (43%) больше выработки электроэнергии. Скорее всего, это было в пределах возможностей существующей энергосистемы.
Утверждение касается сегодняшнего дня, но для этого анализа я собираюсь использовать данные за 2019 год, последний полный год перед началом пандемии.
По данным Федерального управления автомобильных дорог США , в 2019 году в США было зарегистрировано 276 491 174 транспортных средства (включая как пассажирские, так и грузовые автомобили), которые преодолели в общей сложности 3 261 772 000 000 миль.
Менее 2 миллионов из них были электромобилями ( источник ), что я буду рассматривать как ошибку округления. В приведенной ниже таблице они разбиты по типам транспортных средств. Автобусы и мотоциклы по какой-то причине перечислены отдельно, но для полноты картины я объединил их вместе как «прочее».
Согласно базе данных электромобилей, средний пассажирский электромобиль имеет емкость аккумулятора 59,3 кВтч и запас хода 196 миль (315 км).
Оценки грузоподъемности для большегрузных автомобилей получить сложнее, так как их пока не так много на дорогах. Однако в этой недавней статье Autoweek, посвященной грузовым автомобилям, упоминается диапазон мощностей от 220 до 475 кВтч с соответствующим диапазоном пробега от 125 до 250 миль. Используя данные FHA, среднему большегрузному автомобилю нужно будет проезжать менее 100 миль в будний день:
300,050,000,000 mi / 13,085,643 vehicles / 261 weekdays = 88 mi/weekday/per vehicle
... поэтому я буду использовать нижний предел диапазона емкости батареи.
Эффективность зарядки также необходима, поскольку количество энергии, которое транспортное средство использует для движения, меньше, чем требуется для его зарядки. Эффективность зарядки 85% — это консервативная оценка Car and Driver .
Объединение всех данных и расчет общей энергии, которая потребовалась бы в 2019 году для питания этих электромобилей:
Элемент | Легкая обязанность | Сверхмощный | Другой | Все автомобили |
---|---|---|---|---|
Количество | 253 814 184 | 13 085 643 | 9 591 347 | 276 491 174 |
миль в год | 2 924 053 000 000 | 300 050 000 000 | 37 669 000 000 | 3 261 772 000 000 |
Аккумулятор (кВтч) | 59,3 | 220 | 220 | нет |
Эффективность зарядного устройства | 85% | 85% | 85% | 85% |
Диапазон (мили) | 196 | 125 | 125 | нет |
Всего ГВтч | 1 040 794 | 621 280 | 77 997 | 1 740 071 |
Энергия рассчитывается следующим образом:
( miles traveled [mi] / range [mi] ) x ( capacity [kWh] / efficiency [%] ) = energy [kWh]
Для автомобилей малой грузоподъемности эффективность составляет 0,36 кВтч/миль (95 миль на галлон ), что немного хуже, чем оценка Центра данных по альтернативным видам топлива США в 2015 году, составляющая 0,32 кВтч/миль (105 миль на галлон) для парка электромобилей на дороге в то время. .
Предполагая, что потери при передаче и распределении составляют 5% , фактический требуемый объем выработки составил бы 1 827 075 ГВтч.
Общее производство электроэнергии в США в 2019 году составило 4 266 488 ГВтч по данным Управления энергетической информации США , а это означает, что для удовлетворения спроса на электромобили в дополнение к существующему спросу потребовалось бы в общей сложности 6 093 563 ГВтч.
Таким образом, если бы каждое транспортное средство в 2019 году было электромобилем, потребовалось бы только в 1,43 раза (43%) больше электроэнергии, а не в шесть раз (500%) больше .
Немного выходя за рамки вопроса...
Генерация в любой момент времени соответствует нагрузке, поэтому реальный вопрос заключается в том, можно ли было бы выдержать более высокую нагрузку, которая является функцией общей мощности генератора .
Если не принимать во внимание периодические ресурсы , такие как солнечная, ветровая и гидронасосная, общая диспетчерская мощность в 2019 году составила 917 ГВт, с теоретической способностью генерировать в общей сложности 8 033 064 ГВтч (при условии круглосуточной работы 7 дней в неделю). Это консервативная оценка с использованием чистой летней мощности, которая ниже, поскольку тепловые электростанции (угольные, газовые и ядерные) менее эффективны при более высоких температурах окружающей среды.
В 2019 году прерывистые источники энергии произвели 483 826 ГВтч, а это означает, что диспетчерские источники должны были генерировать 6,093,563 - 483,826 = 5,609,737 GWh
общее количество. Это означает, что они будут работать 69,8% времени по сравнению с 47,1% без нагрузки EV, или на дополнительные 5,5 часа каждый день.
Возможно ли использовать эти источники питания 70% времени? В 2014 году EIA начало публиковать данные о коэффициенте мощности и подготовила эту диаграмму:
Ядерная энергетика, уголь и природный газ — ключевые технологии, используемые в США для выработки электроэнергии по запросу — действительно способны работать 70% времени, по крайней мере, исходя из месячных данных. Однако это, вероятно, будет дорогостоящим и сложным из-за сокращения времени на техническое обслуживание и ремонт.
И, конечно же, ничто из этого не учитывает доступность топлива, но, по крайней мере, будет много дополнительного бензина и дизельного топлива для работы электростанций, и многие электростанции в США могут фактически переключиться с природного газа на нефть .
В комментариях обсуждается проблема спроса на электроэнергию для зарядки — то есть, если все подключат свои электромобили для зарядки одновременно, сможет ли сеть справиться с этим? Вероятно, нет, но если мы волшебным образом заменим все автомобили в 2019 году на электромобили, почему бы волшебным образом не снабдить их умными зарядными устройствами ? Среднее транспортное средство проезжало около 32 миль в день; с зарядным устройством уровня 2 (поставляемым волшебством) , для зарядки которого потребуется час или меньше каждый день. Интеллектуальные зарядные устройства, которые отслеживают ценовые сигналы и команды коммунальных предприятий, могут легко обеспечить полную зарядку всех транспортных средств, когда это необходимо, без перегрузки сети.
Is it true that there is not enough electricity to power all vehicles in the United States if they were electric?
. Вы показали, что приведенная пропорция неверна, но утверждение верно.Автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) в настоящее время ежегодно потребляют 146 миллиардов галлонов бензина . Галлон бензина представляет около 33 кВтч энергии . Таким образом, все автомобили с ДВС сжигают в своих баках около 4,8 млн гигаватт-часов.
В настоящее время США ежегодно производят около 4,2 млн ГВтч электроэнергии .
Заявление предполагает, что электромобили должны будут потреблять в шесть раз больше энергии, чем автомобили с ДВС . То есть электромобили с баком / подключаемым к колесу должны быть в шесть раз менее эффективны, чем автомобили с ДВС.
Вместо этого электромобили примерно в 2-3 раза более эффективны, чем автомобили с ДВС, а это означает, что переход на электромобили потребует на 1,6–2,4 миллиона ГВтч больше электроэнергии, чем 4,2 миллиона ГВтч, производимых в настоящее время. По оценкам LShaver, для электромобилей потребуется 1,7 млн ГВтч , так что мы находимся на приблизительном уровне.
Это ближе к увеличению производства электроэнергии на 40-60%.
Хотя это похоже на то, что мы будем использовать больше энергии, поскольку электромобили более эффективны в баке и на полном ходу (см. Ссылки), это увеличение потребления электроэнергии представляет собой значительное снижение общего энергопотребления в США .
Это предполагает, что мы переключаемся на электромобили и больше ничего не меняется, что приводит нас к ошибочности утверждения.
Это заставляет нас усомниться в значимости утверждения. Смысл утверждения, и многих других подобных, заключается в том, что для перехода на электромобили потребуется гораздо больше ресурсов. Но чтобы перейти от утверждения к заключению, необходимо совершить контрфактическое заблуждение: мы изменим одно, но все остальное останется прежним.
Распространенная ошибка в этих аргументах состоит в том, что они представляют ресурсы и инфраструктуру, необходимые для электромобилей, только для шоковой ценности, но не сравнивают их с тем, что в настоящее время используют автомобили с ДВС. Если бы мы перешли на электромобили, мы бы больше не использовали ресурсы для ICE. Пока электромобили используют меньше, чем ДВС, это победа.
Мы больше не будем сжигать 146 миллиардов галлонов бензина в автомобилях. В худшем случае нефть для производства бензина можно было бы вместо этого сжигать для производства электроэнергии. Производство электроэнергии из нефти неэффективно, США больше не полагаются на нефть для производства электроэнергии, но, допустим, мы это сделали.
Аккумуляторный электромобиль (BEV), работающий на электричестве, вырабатываемом обычным заводом по производству масла, называется «FOEL1». Автомобиль с ДВС называется «COG1 DISI» (обычное искровое зажигание с прямым впрыском бензина).
Мы бы этого не сделали, но даже если бы сделали, то сэкономили бы энергию и выбросы .
Мы не могли этого сделать, у США минимальные существующие мощности по выработке электроэнергии из нефти. Заявление не объясняет, как мы завтра волшебным образом переключаемся на электромобили, я полагаю, что это справедливо, я не объясняю, как мы волшебным образом завтра строим генераторы, работающие на жидком топливе.
Претензия пытается использовать текущие цифры для производства электроэнергии для изменения, которое займет довольно много времени. Электрификация автопарка США займет десятилетия. За это время отреагируют рынки, отреагируют топливная и энергетическая отрасли, адаптируется инфраструктура, изменится наш энергетический баланс, изменятся электромобили и, вероятно, станут еще более эффективными.
Нет ничего плохого в том, чтобы спросить, сколько электроэнергии нам понадобится, если завтра мы волшебным образом перейдем на электромобили, это полезная точка данных для перспективы. Однако, чтобы утверждение имело значение в отношении электрификации, оно должно было бы принять во внимание эти реакции. Одним из основных преимуществ электрификации является то, что электромобили могут адаптироваться к изменениям в том, как мы получаем энергию, намного лучше, чем автомобили с ДВС. Игнорировать это неискренне.
пользователь11643