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NREL-Forschung Beleuchtet Optimistische Zukunft Für Die Fahrzeugelektrifizierung
NREL-Forschung Beleuchtet Optimistische Zukunft Für Die Fahrzeugelektrifizierung

Video: NREL-Forschung Beleuchtet Optimistische Zukunft Für Die Fahrzeugelektrifizierung

Video: Solar Everywhere: NREL Pioneers the Future of Photovoltaics 2022, Dezember
Anonim

Der Transportsektor ist die größte Quelle von Kohlendioxidemissionen im Land, und Elektrofahrzeuge (EVs) bieten einen vielversprechenden Weg zur Dekarbonisierung. Mit sinkenden Einkaufspreisen, verbesserten Ladevorgängen, saubererem Strom und Unterstützung von Verbrauchern und Industrie war die Zukunft von Elektrofahrzeugen nie besser. Spitzenforschung des National Renewable Energy Laboratory (NREL) und jüngste Zusagen von Regierungen und der Industrie weisen auf die zunehmende Dynamik hinter der Einführung von Elektrofahrzeugen hin, da die Nachfrage nach saubereren Verkehrsmitteln weltweit weiter wächst.

In einem kürzlich erschienenen Artikel von Progress in Energy haben sich 18 internationale Experten aus 11 Institutionen – darunter sieben vom NREL – unter der Leitung des leitenden Systemingenieurs Matteo Muratori zusammengetan, um wissenschaftliche Studien zu verschiedenen Aspekten von Elektrofahrzeugen umfassend zu überprüfen. Die Studie unterstreicht, wie sich die Popularität von Elektrofahrzeugen in den letzten 10 Jahren rasant beschleunigt hat, teilweise aufgrund der Reife der Batterietechnologien, der verstärkten Unterstützung der Infrastruktur sowie der Vorschriften und Standards, die auf Energieeffizienz und niedrigere Emissionen hinweisen. Neben diesen Fortschritten hebt der Artikel hervor, wie Synergien mit anderen Technologien den Weg zu neuen Möglichkeiten zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen ebnen können.

„Die jüngsten Forschungsfortschritte und die Unterstützung der Industrie eröffnen der weltweiten Einführung von Elektrofahrzeugen eine glänzende Zukunft“, sagte Muratori. „Erhebliche technologische Verbesserungen sowohl an Fahrzeugen als auch an Ladestationen bieten Komfort- und Kostenvorteile gegenüber Verbrennerfahrzeugen. Infolgedessen sehen wir die Verbrauchernachfrage nach Elektrofahrzeugen und die erweiterte Ladeinfrastruktur weiter wachsen. Auch die Fahrzeughersteller haben das Wachstum erkannt und viele haben sich verpflichtet, Verbrennungsmotoren in den nächsten Jahrzehnten vollständig abzuschaffen.“

In einem anderen kürzlich erschienenen Artikel der International Association for Energy Economics skizziert eine Gruppe von NREL-Forschern, wie EVs die Erwartungen der Industrie mit Spitzenforschung in Batterietechnologien und Ladeinfrastruktur übertroffen haben. Der Artikel stellt auch den Rekord auf Daten und Statistiken zum Stand der EV-Technologie auf, die in der Literatur manchmal zu Unrecht abgetan werden.

Deutliches Wachstum der Verbrauchernachfrage und der Infrastrukturinvestitionen

Die jüngste Nachfrage nach Elektrofahrzeugen nimmt weiter zu, mit einem Absatz von mehr als 2,1 Millionen weltweit im Jahr 2019, laut dem Global EV Outlook 2020 der Internationalen Energieagentur. Prognosen aus Bloombergs Electric Vehicle Outlook 2020 schätzen, dass bis 2030 weltweit bis zu 116 Millionen Elektroautos auf den Straßen unterwegs sein werden Mit Blick auf die Zukunft planen die Fahrzeughersteller auch erhebliche Investitionen in die EV-Branche, wobei bis 2022 voraussichtlich 500 verschiedene EV-Modelle zum Kauf angeboten werden. Diese Erhöhung der Verfügbarkeit wird es verschiedenen Verbrauchern ermöglichen, ein EV-Modell zu finden, das ihren Bedürfnissen entspricht.

Komfortable Ladeoptionen sind entscheidend für die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen. Eine kürzlich veröffentlichte NREL-Veröffentlichung zielt darauf ab, den Wert der öffentlichen Ladeinfrastruktur in den Vereinigten Staaten zu quantifizieren. Frühe Schätzungen deuten darauf hin, dass die bestehende öffentliche Ladeinfrastruktur in Kalifornien pro Nutzer Tausende von Dollar wert ist. Ein weiterer NREL-Bericht analysiert Ladeinfrastrukturtrends des alternativen Tankstellen-Locators des US-Energieministeriums (DOE), wobei vierteljährliche Updates verfügbar sind. Der Station Locator ist eine der umfassendsten Datenquellen für EV-Ladestationen in Nordamerika und hat jährlich über 5,3 Millionen Aufrufe. Der Station Locator hatte bis Ende 2019 über 100.000 öffentliche Ladegeräte in den Vereinigten Staaten identifiziert, wobei die Zahl der Ladegeräte weltweit von 2018 bis 2019 um 60 % zugenommen hat.

„Seit etwa 2011 haben wir im Vergleich zum Vorjahr ein starkes Wachstum der Ladeinfrastruktur gesehen“, sagte Abby Brown, NREL-Transportprojektmanagerin. „Der alternative Tankstellen-Locator identifiziert weiterhin Aufwärtstrends im ganzen Land, mit deutlichem Wachstum im Nordosten.“

Modernste Batterietechnologien bieten verbesserten Komfort und Kostenvorteile

Die NREL-Forschung steht bei der Verbesserung der Batterietechnologie an vorderster Front mit bemerkenswerten Durchbrüchen zur Verbesserung der thermischen Leistung von Batterien für Elektrofahrzeuge, um die Sicherheit zu erhöhen und schnellere Laderaten zu ermöglichen, die den Verbraucherkomfort verbessern. Schnellere Ladegeschwindigkeiten von 150–350 kW sind bereits kommerziell erhältlich, und NREL-Forscher arbeiten auf ein ehrgeiziges DOE-Ziel hin, Elektrofahrzeuge in 15 Minuten oder weniger aufzuladen. Zusätzliche Forschung untersucht Möglichkeiten zur Erhöhung der Batteriekapazität und Fahrzeugreichweite durch Charakterisierung von Alternativen zu Lithium-Ionen-Batteriechemien, wie z. B. Silizium.

„Im ganzen Land stehen über 100.000 öffentliche Ladestationen zur Verfügung; jedoch bieten nur 17.000 dieser Stationen Schnellladefunktionen “, sagte Matthew Keyser, Senior Engineer bei NREL und Projektleiter für Extreme Fast Charging. „Durch kontinuierliche Forschung können wir diese Fähigkeiten erweitern, um mit der Ladegeschwindigkeit konventioneller Fahrzeuge (mit Verbrennungsmotoren) mithalten zu können – mit den zusätzlichen Vorteilen einer sauberen, energiesparenden Technologie.“

Batterieweiterentwicklungen bieten Fahrzeugverbrauchern erhebliche Kostenvorteile. Die sinkenden Kosten für EV-Batteriepacks, die von 2010 bis 2019 um 87% gesunken sind, führen zu günstigeren Fahrzeugpreisen. Zahlreiche Elektrofahrzeuge, die in den Vereinigten Staaten für unter 50.000 US-Dollar erhältlich sind, und weitere Forschungen zur Verbesserung von Lithium-Ionen-Batterien deuten darauf hin, dass diese Preise weiter sinken werden. Der EV-Kauf ist jedoch nur der erste Schritt. Tatsächlich deuten neue Forschungsergebnisse des NREL darauf hin, dass Besitzer von Elektrofahrzeugen während der Lebensdauer eines Fahrzeugs Tausende von Dollar an Kraftstoffkosten sparen können. Auch die Wartungskosten für Elektrofahrzeuge sind viel niedriger, ein potenzieller Segen für Besitzer älterer Fahrzeuge, was oft in farbigen Gemeinschaften und einkommensschwachen Gemeinden der Fall ist. NREL-Studien ergaben, dass der nationale Durchschnittspreis für das Aufladen eines Elektrofahrzeugs im Schwebeflug bei 0,15/kWh liegt.

Beispiellose Unterstützung durch Industrie und Regierung

Keine dieser bahnbrechenden Forschungen und Analysen wäre ohne die umfassende Unterstützung von Regierung, Industrie und Verbrauchern möglich, die sich für die Vorteile einer elektrifizierten Verkehrszukunft einsetzen. Die steigenden Verkäufe von Elektrofahrzeugen bestärken die Vorstellung, dass den Menschen der Zugang zu nachhaltigen Mobilitätsoptionen wichtig ist, während die Automobilhersteller in den letzten Jahren auch erhebliche Investitionen in Elektrofahrzeuge getätigt haben. Lokale, staatliche und bundesstaatliche Behörden haben ebenfalls ihre Unterstützung zugesagt – vor allem in Ländern wie Kalifornien, das weitreichende Gesetze angekündigt hat, um die fortgesetzten Investitionen in emissionsfreie Fahrzeuge wie Elektrofahrzeuge zu fördern.

Während die EV-Revolution weiter an Fahrt gewinnt, bleibt NREL ein engagierter Akteur – der ein Erbe modernster Forschung und Entwicklung fördert, die sich auf die Entwicklung transformativer Transporttechnologien konzentriert, die nachhaltige, belastbare und gerechte Mobilitätslösungen für alle Amerikaner voranbringen.

Erfahren Sie mehr über die nachhaltige Verkehrs- und Mobilitätsforschung des NREL.

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