Bestudeer maatregelen welke soorten infrastructuurverbeteringen kunnen leiden tot een bredere adoptie van elektrische auto’s

Een nieuwe studie van onderzoekers van MIT onthult de soorten infrastructuurverbeteringen die het grootste verschil zouden maken bij het verhogen van het aantal elektrische auto’s op de weg, een belangrijke stap in de richting van het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen door transport.

De onderzoekers ontdekten dat het installeren van laadstations in woonstraten, in plaats van alleen op centrale locaties zoals winkelcentra, een buitensporig voordeel zou kunnen hebben. Ze ontdekten ook dat het toevoegen van hogesnelheidslaadstations langs snelwegen en het gemakkelijker beschikbaar maken van aanvullende voertuigen voor mensen die buiten het bereik van hun elektrische voertuigen moeten reizen, het elektrificatiepotentieel van het voertuig aanzienlijk zou kunnen vergroten.

De bevindingen worden vandaag in het tijdschrift gerapporteerd Natuur energie, in een paper van MIT universitair hoofddocent energiestudies Jessika Trancik, afgestudeerde student Wei Wei, postdoc Sankaran Ramakrishnan en voormalig promovendus Zachary Needell SM ’15, Ph.D. ’18.

De onderzoekers ontwikkelden een nieuwe methodologie om laadoplossingen te identificeren die gemakkelijk in de dagelijkse activiteiten van mensen zouden passen. Ze gebruikten gegevens die waren verzameld met GPS-volgapparatuur in auto’s, evenals enquêteresultaten over de dagelijkse rijgewoonten en -behoeften van mensen, inclusief gedetailleerde gegevens uit de omgeving van Seattle en meer algemene gegevens uit de VS als geheel. Het sterk vergroten van de penetratie van elektrische auto’s in het wagenpark van personen is een centraal kenmerk van klimaatmitigatiebeleid op lokaal, staats- en federaal niveau, zegt Trancik. Een doel van deze studie was “om beter te begrijpen hoe deze plannen voor snelle elektrificatie van voertuigen werkelijkheid kunnen worden”, voegt ze eraan toe.

Bij de beslissing hoe prioriteit te geven aan verschillende soorten verbeteringen in de laadinfrastructuur voor voertuigen, zegt ze, “de aanpak die we methodologisch hebben gevolgd, was de nadruk leggen op het opbouwen van een beter begrip van het gedetailleerde energieverbruikende gedrag van mensen, gedurende de dag en het hele jaar door.”

Om dat te doen, “onderzoeken we hoe verschillende mensen zich de hele dag van locatie naar locatie verplaatsen en waar ze stoppen”, zegt ze. “En van daaruit kunnen we kijken wanneer en waar ze zouden kunnen opladen zonder hun dagelijkse reisactiviteiten te onderbreken.”

Het team keek zowel naar de reguliere dagelijkse activiteiten als naar de variaties die zich in de loop van een jaar voordoen. “Het longitudinale beeld is belangrijk voor het vastleggen van de verschillende soorten ritten die een bestuurder in de loop van de tijd maakt, zodat we kunnen bepalen welke soorten laadinfrastructuur nodig zijn om de elektrificatie van voertuigen te ondersteunen”, zegt Wei.

Hoewel in de overgrote meerderheid van de dagelijkse rijbehoeften van mensen kan worden voorzien door de actieradius van bestaande goedkopere elektrische auto’s, zoals Trancik en haar collega’s hebben gemeld, zijn er meestal een paar momenten waarop mensen veel verder moeten rijden. Of misschien moeten ze meer korte ritten maken dan normaal op een dag, met weinig tijd om te stoppen en op te laden. Deze ‘energierijke dagen’, zoals de onderzoekers ze noemen, wanneer chauffeurs meer verbruiken dan de gebruikelijke hoeveelheid energie voor hun transportbehoeften, komen misschien maar een paar keer per jaar voor, maar ze kunnen de doorslag geven bij de beslissing van mensen. over het al dan niet elektrisch gaan.

Hoewel de batterijtechnologie het maximale bereik van elektrische auto’s gestaag verbetert en uitbreidt, zal dat alleen niet voldoende zijn om aan de behoeften van alle bestuurders te voldoen en snelle emissiereducties te realiseren. Het is dus essentieel om het bereikprobleem via infrastructuur aan te pakken, zegt Trancik. De batterijen met de hoogste capaciteit zijn meestal de duurste en zijn voor velen niet betaalbaar, merkt ze op, dus het is ook belangrijk vanuit een gelijkheidsperspectief om de infrastructuur goed te krijgen.

Strategisch zijn bij het plaatsen van infrastructuur waar dit het gemakkelijkst en effectiefst is – en chauffeurs hiervan bewust maken zodat ze zich gemakkelijk kunnen voorstellen waar en wanneer ze zullen opladen – zou een enorm verschil kunnen maken, zegt Trancik.

“Er zijn verschillende manieren om de uitbreiding van dergelijke laadinfrastructuren te stimuleren”, zegt ze. “Er is een rol weggelegd voor beleidsmakers op federaal niveau, bijvoorbeeld voor prikkels om de concurrentie van de private sector in deze ruimte aan te moedigen, en voor demonstratielocaties om via publiek-private samenwerking de snelle uitbreiding van de laadinfrastructuur uit te testen.” Staats- en lokale overheden kunnen ook een belangrijke rol spelen bij het stimuleren van innovatie door bedrijven, zegt ze, en een aantal van hen hebben al hun steun uitgesproken voor voertuigelektrificatie.

Het bieden van gemakkelijke toegang tot alternatief vervoer voor die dagen met hoge energie zou ook een rol kunnen spelen, zo bleek uit de studie. Autobedrijven kunnen het zelfs voordelig vinden om handige verhuurdiensten aan te bieden of samen te werken om de verkoop van hun elektrische auto’s te stimuleren.

In hun analyse van het rijgedrag in Seattle ontdekte het team bijvoorbeeld dat de impact van ofwel het toevoegen van snellaadstations op de snelweg ofwel het vergroten van de beschikbaarheid van aanvullende langeafstandsvoertuigen gedurende maximaal vier dagen per jaar betekende dat het aantal huizen dat zou kunnen voldoen aan hun rijbehoeften met een goedkopere elektrische auto, gestegen van 10 procent naar 40 procent. Dit aantal steeg tot meer dan 90 procent van de huishoudens toen snellaadstations, opladen op de werkplek, openbaar opladen ’s nachts en tot 10 dagen toegang tot aanvullende voertuigen allemaal beschikbaar waren. Belangrijk is dat oplaadmogelijkheden op woonlocaties (op of buiten de straat) de sleutel vormen voor al deze scenario’s.

De bevindingen van het onderzoek onderstrepen het belang van het beschikbaar maken van ’s nachts opladen voor meer mensen. Terwijl degenen die hun eigen garages hebben of niet op straat parkeren, hun auto vaak al gemakkelijk thuis kunnen opladen, hebben veel mensen die mogelijkheid niet en maken ze gebruik van openbare parkeerplaatsen. “Het is echt belangrijk om mensen toegang te bieden – betrouwbare, voorspelbare toegang – tot het opladen van oplaadpunten, waar ze ook voor langere tijd dicht bij huis parkeren, vaak ’s nachts,” zegt Trancik.

Dat geldt zowel voor locaties als hotels als voor woonwijken, zegt ze. “Ik denk dat het zo belangrijk is om de nadruk te leggen op deze ingrijpende benaderingen, zoals manieren bedenken om dat in openbare straten te doen, in plaats van lukraak een oplader bij de supermarkt of in het winkelcentrum of op een andere openbare locatie neer te zetten.” Niet dat die ook niet nuttig zijn, zegt ze, maar de openbare planning moet erop gericht zijn de toegankelijkheid voor een groter deel van de bevolking uit te breiden. Strategisch zijn over de uitbreiding van de infrastructuur zal belangrijk blijven, zelfs als de kosten van snelladers dalen en nieuwe ontwerpen het mogelijk maken om sneller op te laden, voegt ze eraan toe.

De studie zou beleidsmakers op alle niveaus moeten helpen die op zoek zijn naar manieren om de reductie van broeikasgasemissies te vergemakkelijken, aangezien de transportsector verantwoordelijk is voor ongeveer een derde van die emissies in totaal. “Als je beperkte middelen hebt, wat je doorgaans altijd doet, dan is het gewoon heel belangrijk om prioriteiten te stellen”, zegt Trancik, erop wijzend dat deze studie zou kunnen aangeven op welke gebieden die investeringen het meeste rendement zouden kunnen opleveren. De krachtige oplaadoplossingen die ze identificeren, kunnen worden gemengd en gematcht in verschillende steden, dorpen en regio’s, merken de onderzoekers op in hun paper.

De benadering van de onderzoekers om real-world rijpatronen met hoge resolutie te analyseren is ‘waardevol en biedt verschillende mogelijkheden voor verder onderzoek’, zegt Lynette Cheah, universitair hoofddocent technische systemen en ontwerp aan de Singapore University of Technology and Design, die dat niet was. geassocieerd met dit werk. “Rijgegevens uit de echte wereld kunnen niet alleen de infrastructuur en beleidsplanning sturen, maar ook een optimaal laadbeheer voor elektrische voertuigen en beslissingen over de aankoop en het gebruik van voertuigen. … Dit kan bestuurders meer vertrouwen geven over de haalbaarheid en operationele implicaties van overschakeling op elektrische voertuigen.”