Tingkatkan Pengurangan Emisi dari Kendaraan Listrik dengan mengetahui kapan harus Mengisi

Waktu saat kendaraan listrik (EV) diisi dapat berdampak besar pada pengurangan emisinya. Di California, rumah bagi separuh kendaraan listrik di Amerika Serikat, mengisi ulang pada siang hari mengurangi emisi VE lebih dari 40 persen dibandingkan dengan mengisi ulang pada malam hari.

Dengan Para peneliti sedang mengembangkan model emisi EV baru untuk mengukur pentingnya model pengisian kendaraan dan dampak suhu lingkungan pada tingkat emisi EV.

Emisi terkait transportasi meningkat di seluruh dunia Saat ini, kendaraan ringan – misalnya mobil, seperti sedan, SUV, atau minivan – menyumbang sekitar 20 persen dari emisi gas rumah kaca bersih di Amerika Serikat. Serikat. Tetapi penelitian telah menunjukkan bahwa mengubah kendaraan berbahan bakar gas konvensional menjadi kendaraan bertenaga listrik dapat memberikan dampak yang signifikan dalam mengurangi emisi ini.

Sebuah studi terbaru yang diterbitkan di Ilmu dan Teknologi Lingkungan Lakukan ini selangkah lebih maju dengan mempelajari cara mengurangi emisi yang terkait dengan sumber listrik yang digunakan untuk mengisi ulang kendaraan listrik (EV). Dengan mempertimbangkan pola pengisian daya regional dan pengaruh suhu lingkungan pada penghematan bahan bakar mobil, para peneliti di MIT Energy Initiative (MITEI) menemukan bahwa waktu ketika EV muatan secara signifikan berdampak pada emisi kendaraan.

“Jika Anda memfasilitasi pengisian ulang pada waktu-waktu tertentu, Anda benar-benar dapat meningkatkan pengurangan emisi yang dihasilkan dari pertumbuhan energi terbarukan dan EV,” kata Ian Miller, penulis utama studi dan rekan peneliti di MITEI. “Jadi bagaimana kita melakukannya?” Pengisian daya listrik pada saat penggunaan menyebar, dan dapat secara dramatis mengubah waktu saat konduktor EV mengisi daya. Jika kami memberi tahu pembuat kebijakan tentang dampak besar waktu pengisian ulang ini, mereka kemudian dapat merancang tarif listrik untuk mendiskon pengisian ulang ketika jaringan listrik kami dapat diperbarui. Di wilayah matahari yang berat, saat itu tengah hari. Di daerah tempat angin bertiup, seperti Midwest, saat itu malam. “

Menurut penelitiannya, di tenaga surya California, pengisian kendaraan listrik di malam hari menghasilkan 70 persen lebih banyak emisi daripada jika diisi pada siang hari (ketika lebih banyak energi matahari memberi daya pada jaringan). Sementara itu, di New York, di mana tenaga nuklir dan hidrolik menjadi bagian terbesar dari campuran listrik pada malam hari, waktu pengisian terbaik adalah sebaliknya. Di kawasan ini, mengisi ulang kendaraan di malam hari sebenarnya mengurangi emisi hingga 20 persen dibandingkan mengisi ulang di siang hari.

“Infrastruktur pengisian ulang adalah faktor penentu besar lainnya dalam hal memfasilitasi pengisian ulang pada waktu tertentu – pada siang hari khususnya,” tambah Emre Gençer, rekan penulis dan ilmuwan penelitian di MITEI. “Jika Anda perlu mengisi daya EV pada siang hari, Anda harus memiliki stasiun pengisian yang cukup di tempat kerja. Saat ini, kebanyakan orang mengisi daya kendaraan mereka di garasi pada malam hari, yang dengan menghasilkan emisi yang lebih tinggi di tempat yang paling baik mengisi daya di siang hari ”.

Dalam studi tersebut, Miller, Gençer, dan Maryam Arbabzadeh, seorang postdoc di MITEI, membuat pengamatan ini sebagian dengan menghitung tingkat kesalahan dalam dua pendekatan umum untuk pemodelan emisi EV, yang mengabaikan variasi jam dalam grid dan variasi suhu. dalam penghematan bahan bakar. Hasil mereka menemukan bahwa kesalahan gabungan dari metode standar ini melebihi 10 persen dalam 30 persen kasus, dan mencapai 50 persen di California, yang merupakan rumah bagi setengah dari EV di Amerika Serikat. Serikat.

“Jika Anda tidak mengubah waktu pengisian, dan alih-alih mengasumsikan daya dengan daya tahunan rata-rata, Anda dapat salah memperkirakan emisi EV,” kata Arbabzadeh. “Yang pasti, menyenangkan mendapatkan lebih banyak tenaga surya di jaringan dan lebih banyak kendaraan listrik menggunakan jaringan itu. Kapan pun Anda mengisi daya EV di Amerika Serikat, emisinya akan lebih rendah daripada mobil seperti bensin; tapi jika pengisian ulang EV dilakukan terutama saat matahari terbenam, Anda tidak akan mendapatkan banyak manfaat saat mengurangi emisi seperti yang Anda pikirkan saat menggunakan rata-rata tahunan. “

Untuk mengurangi margin kesalahan ini, para peneliti menggunakan data jaringan per jam dari 2018 dan 2019 – dengan data tentang pengisian ulang, mengemudi, dan suhu per jam – untuk memperkirakan emisi dari penggunaan EV dalam 60 kasus di Amerika Serikat. . Mereka kemudian memperkenalkan dan memvalidasi metode baru (dengan margin kesalahan kurang dari 1 persen) untuk memperkirakan emisi EV secara akurat. Mereka menyebut metode ini “hari biasa”.

“Kami menemukan bahwa Anda dapat mengabaikan kemusiman dalam emisi jaringan dan penghematan bahan bakar, dan juga secara akurat memperkirakan emisi EV tahunan dan dampak waktu pengisian ulang,” kata Miller. “Ini merupakan kejutan yang menyenangkan. Di Kansas tahun lalu, emisi jaringan harian meningkat sekitar 80 persen di antara musim, sementara permintaan listrik meningkat sekitar 50 persen karena perubahan suhu. Studi sebelumnya berspekulasi bahwa mengabaikan osilasi musiman seperti itu akan merugikan presisi dalam perkiraan emisi EV, tetapi tidak pernah benar-benar menghitung kesalahannya. Kami telah melakukannya – di berbagai campuran jaringan dan iklim – dan kami menemukan kesalahannya tidak signifikan. ”

Penemuan ini memiliki implikasi yang berguna untuk memodelkan skenario emisi EV di masa depan. “Anda bisa mendapatkan presisi tanpa kerumitan komputasi,” kata Arbabzadeh. “Dengan metode harian rata-rata, Anda dapat memperkirakan secara akurat emisi EV dan dampak pengisian daya di tahun mendatang tanpa harus mensimulasikan 8.760 nilai emisi jaringan untuk setiap jam dalam setahun. Yang Anda butuhkan hanyalah profil hari rata-rata, yang berarti hanya nilai 24 jam, untuk emisi jaringan dan variabel kunci lainnya. Anda tidak perlu mengetahui variasi musiman dari profil hari rata-rata ini. “

Para peneliti mendemonstrasikan kegunaan metode media harian dengan melakukan studi kasus di Amerika Serikat bagian tenggara dari 2018 hingga 2032 untuk memeriksa bagaimana pertumbuhan terbarukan di wilayah ini dapat memengaruhi emisi EV di masa depan. Dengan asumsi proyeksi jaringan konservatif oleh Administrasi Informasi Energi A.S., hasilnya menunjukkan bahwa emisi EV turun hanya 16 persen jika pengisian dilakukan dalam semalam, tetapi lebih dari 50 persen. persen jika pengisian dilakukan pada siang hari. Pada tahun 2032, dibandingkan dengan mobil hybrid serupa, emisi EV per kilometer lebih rendah 30 persen jika diisi daya pada malam hari, dan 65 persen lebih rendah jika diisi daya pada siang hari.

Model yang digunakan dalam penelitian ini adalah modul dalam program model yang lebih besar yang disebut Sustainable Energy Systems Analysis Modeling Environment (SESAME). Alat ini, yang dikembangkan di MITEI, mengadopsi pendekatan tingkat sistem untuk menilai jejak karbon penuh dari sistem energi global yang berkembang saat ini.

“Ide di balik SESAME adalah membuat keputusan yang lebih baik untuk dekarbonisasi dan memahami transisi energi dari perspektif sistem,” kata Gençer. “Salah satu elemen kunci SESAME adalah bagaimana Anda dapat menghubungkan beberapa sektor bersama – ‘kopling sektor’ – dan dalam studi ini, kami melihat contoh yang sangat menarik dari sektor transportasi dan kelistrikan. Saat ini, cum ‘Dan seperti yang telah kami katakan, tidak mungkin untuk menangani dua sistem sektoral ini secara independen, dan ini adalah demonstrasi yang jelas mengapa pendekatan pemodelan baru MITEI sangat penting, dan bagaimana kami dapat mengatasi beberapa masalah yang akan segera terjadi ini ”.

Dalam penelitian saat ini dan di masa depan, tim memperluas analisis pengisian bahan bakar dari kendaraan individu ke seluruh armada mobil untuk mengembangkan strategi dekarbonisasi tingkat armada. Karyanya berusaha menjawab pertanyaan seperti bagaimana larangan California atas penjualan mobil bensin pada tahun 2035 akan berdampak pada emisi transportasi. Mereka juga mengeksplorasi apa arti elektrifikasi armada – tidak hanya untuk gas rumah kaca, tetapi juga permintaan akan sumber daya alam seperti kobalt – dan apakah baterai EV dapat menyediakan penyimpanan energi jaringan yang signifikan. .

“Untuk mengurangi perubahan iklim, kita perlu mengurangi karbon di sektor transportasi dan listrik,” kata Gençer. “Kami dapat melistriki transportasi, dan itu akan secara signifikan mengurangi emisi, tetapi dokumen ini menunjukkan bagaimana hal itu dapat dilakukan dengan lebih efisien.”

Referensi: “Variasi Jaringan Listrik per Jam, Model Pengisian Kendaraan Listrik, dan Emisi Operasi” oleh Ian Miller, Maryam Arbabzadeh dan Emre Gençer, 26 November 2020, Ilmu dan Teknologi Lingkungan.
DOI: 10.1021 / acs.est.0c02312

Penelitian ini disponsori oleh ExxonMobil Research and Engineering melalui MIT Energy Initiative Low-Carbon Energy Center.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ada lebih banyak genetika daripada DNA

Ahli biologi di Inggris dan Austria telah mengidentifikasi 71 gen baru pada tikus. Ahli biologi di Universitas Bath dan Wina telah menemukan 71 gen baru...

Untuk mencegah kelaparan, adaptasi iklim membutuhkan miliaran investasi tahunan tambahan

Investasi dalam penelitian pertanian, pengelolaan air, infrastruktur dapat mencegah pertumbuhan kelaparan yang disebabkan oleh iklim. Untuk mencegah dampak perubahan iklim pada tahun 2050, yang memaksa...

Teknologi Ultra Tipis Canggih untuk Merevolusi Penglihatan Malam – “Kami Membuat Yang Tak Terlihat Terlihat”

Dr. Rocio Camacho Morales mengatakan para peneliti membuatnya "tidak terlihat, terlihat." Kredit: Jamie Kidston, Universitas Nasional Australia Biar ringan! Film ultra-tipis suatu hari...

Maju dalam dekomposisi CO2 dengan efisiensi tinggi

ARA. 1: Metode sintesis fotokatalis tiga komponen baru. Sebuah nanotube karbon enkapsulasi molekul yodium direndam dalam larutan perak nitrat (AgNO3) berair untuk menghasilkan...

Satelit Terkemuka di Lautan – Copernicus Sentinel-6 – Hidup!

Copernicus Sentinel-6 menggunakan mode inovatif yang diselingi dengan altimeter radar frekuensi ganda Poseidon-4 (C- dan Ku-band), yang telah meningkatkan kinerja dibandingkan dengan desain altimeter...

Newsletter

Subscribe to stay updated.