Nät- och laddningshastighetshinder framåt när Amazon, FedEx och transitflottor blir elektriska

amasonAMZN
, FedExFDX
och andra stora flottoperatörer går snabbt för att ersätta sina enorma flottor av avgasspirande lastbilar med rena elfordon. Det är en vinst för miljön, men att hålla tiotusentals tunga elbilar igång ger nya utmaningar, inklusive att installera massor av laddare och bara koppla in när elpriserna är billiga. Åh, och kör inte dem för hårt eller tills de nästan är slut på bränsle om du vill att batterierna ska hålla.

"Precis som med din mobiltelefon vill du inte komma till mindre än 20 % laddning. Batteriet är nöjd med cirka 40 % till 80 % laddning”, säger Roland Cordero, som driver underhåll och teknik för Foothill Transit, som har 31 batteribussar i en flotta på 350 enheter som färjer pendlare mellan Los Angeles centrum och förorter i San. Gabrieldalen. "Om du förbrukar energin från ditt fordon under det regelbundet, kommer du att minska livslängden på ett batteri."

Cordero vet mycket om det eftersom hans banbrytande transitbyrå har försökt att köra helelektrisk under de senaste 12 åren. Han har lärt sig att batteribussar inte fungerar för varje Foothill-rutt och att tillförlitlighet kan vara ett problem. "Av hela vår flotta av batterielektriska bussar just nu har vi cirka 53% tillgänglighet," säger Cordero forbes. "Så tänk om hela vår flotta var batteridriven med endast 53 % tillgänglighet. Det kommer att finnas många människor som inte kommer till sin läkarbesök eller får skjuts till jobbet.”

Att bli elektrisk är "inte detsamma som att köpa ett mycket välkänt, välförstått konventionellt dieselfordon och bara släppa det i drift."

Biden-administrationens strävan att få kommersiella flottor och transitparker att bli elektriska med nya federala incitament sporrar tiotals miljarder dollar i investeringar i ny amerikansk batteri- och fordonsproduktionskapacitet och en rusa efter litium och andra råvaror avgörande att göra dem. Men det betyder också att flottoperatörer måste lära sig att hålla alla dessa fordon fyllda, med hänsyn tagen till timmars laddningstid per dag för var och en; hur de underhåller dem; och undvik att ladda dem vid tidpunkter som stressar nätet eller när ström kostar som mest.

Att gå elektriskt är "inte detsamma som att köpa ett mycket välkänt, välförstått konventionellt dieselfordon och bara släppa det i drift", säger David Scorey, chef för Nordamerikas verksamhet för Paris-baserade Keolis, som hjälper till att transportera flottor runt om i världen. värld.

"Du måste förstå arbetscykeln på vilken du vill använda fordonet, nätverkets driftsegenskaper, utbilda underhållstekniker och utbilda operatörerna att använda dessa fordon eftersom de fungerar på olika sätt," sa han. "Och så finns det alla backoffice-grejer kring hur du övervakar batteristatus, trådlös service, hur du optimerar fordonets energieffektivitet, hur du ser till att du har rätt laddningsarrangemang på plats."

Många företag kommer att lära sig dessa lärdomar under det kommande decenniet. Detaljhandelsjätten Amazon lägger 100,000 2023 elektriska Rivian-skåpbilar i sin flotta under de närmaste åren och kommer även att börja använda batteridrivna Ram-fordon från Stellantis XNUMX. FedEx har också tusentals elektriska leveransfordon på vägen och lägger till många fler, bl.a. hundratals BrightDrop skåpbilar från General MotorsGM
ny elektrisk lastbilsenhet. På samma sätt har UPS över 1,000 10,000 batteridrivna lastbilar och väntar på XNUMX XNUMX fler från den brittiska startupen Arrival.

En stor fråga som dessa flottor står inför: hur tillförlitligt kommer nätet att vara? Kalifornien, den främsta marknaden för elbilar i USA, var rädd för att dess elnät skulle misslyckas i början av september när en intensiv värmebölja utlöste en ökning av energianvändningen när hem och företag försökte hålla sig svala. Kraften fortsatte att flöda men erfarenheten underströk behovet av mer robust elektrisk infrastruktur eftersom klimatförändringarna skapar varmare, torrare förhållanden samt mer intensiva stormar och orkaner som också tar ut kraftledningar.

"Vi har team som arbetar med lokala företag och beslutsfattare för att hjälpa till att utvärdera var det är möjligt att lägga till laddstationer vid våra anläggningar givet nuvarande och framtida nätkapacitet", säger Bill Cawein, FedEx chef för teknik och integration och USA:s fordonsunderhåll. "Gridkapaciteten kommer att behöva växa för att stödja det ökande antalet elfordon - kommersiella och andra - på vägen under de kommande åren."

Grid bekymmer

Nätproblem är mindre av ett problem för tillfället för enskilda bilägare, särskilt de som kan ladda sina elbilar hemma över natten, men det är något kommersiella och transitparker måste brottas med nu, med tanke på antalet elbilar de lägger till.

"Vi undersöker en mängd olika alternativ," berättade Daniel Gross, chef för Amazons Climate Pledge Fund. forbes. "En sak att tänka på, särskilt med avseende på vår last-mile-flotta, är att vi inte levererar paket över natten och mitt i natten när nätet inte är ansträngt. Därför skulle det vara säkert att anta att en betydande del av vår omladdning sker vid en tidpunkt då nätet inte beskattas."

"Gridet kommer alltid att vara redo. Frågan är hur mycket vi vill betala?”

A nyligen genomförd studie från Stanford University uppskattat att i en stat som Kalifornien, där elbilar står för cirka 6 % av fordonen på vägen, finns det gott om nätkapacitet för att hålla dem laddade, särskilt över natten under lågtrafik. Ändå, i slutet av decenniet, när elbilar kan stiga till en marknadsandel på cirka 30 %, kommer det att vara nödvändigt att flytta laddningsvanorna till andra tider på dygnet, till exempel sent på morgonen eller tidig eftermiddag, när solenergiproduktion är på sin topp, eftersom nattpriser sannolikt inte längre kommer att vara så billiga.

"Gridet kommer alltid att vara redo. Frågan är hur mycket vi vill betala?” sa Ram Rajagopal, docent i civil- och miljöteknik vid Stanford och en av studiens författare. "Amazon kommer att gå bra att ladda på natten på nätet 2035, men elen kommer att bli mycket dyrare på natten jämfört med på dagen."

Energilagring av fordon till nät

Även om många EV-förespråkare säger att alla dessa bilar, lastbilar och bussar också kan fungera som en form av distribuerad kraftlagring, handla tillbaka el till nätet när den behövs och ladda upp när efterfrågan sjunker, är det inte troligt att det är ett meningsfullt alternativ när som helst snart, enligt till Rajagopal. Att ibland driva ditt hem med en Ford F-150 Lighting när det är strömavbrott är en sak. Att göra det varje dag är en annan sak.

"Oron är hur mycket batteriet åldras av att göra det här," sa han. "Många människor försöker svara på det och studerar det i en labbmiljö. Men i en verklig miljö, där du har temperaturvariationer, där du har en packning och ett fordon som används på olika sätt, tror jag att det här är en stor öppen fråga."

En annan fråga är: Hur lätt blir det för mindre företag att gå el? Operatörer med stora flottor som Amazon, FedEx och UPS kommer att kunna investera i personal och teknik för att hantera sina nya elbilar, som programvara för att övervaka laddningstillståndet för enskilda fordon, och de kommer också att ha sina egna dedikerade laddstationer. Mindre spelare kommer inte alltid att ha den här lyxen, sa Rajagopal.

"Det finns massor av små och medelstora företag som kommer att elektrifiera sina flottor - ditt trädgårdsföretag, VVS-företag," sa han. "För många av dessa företag har de inte riktigt de ekonomiska resurserna och människorna för att sätta upp laddare och hantera det. Det är något de aldrig har behövt göra tidigare, och det är en stor sak.”

Ett svar på dessa utmaningar för vissa flottor kan vara att ta en alternativ väg: väte.

När det gäller Foothill Transit, som samarbetar med Keolis, har det bestämts att batteribussar inte är det bästa sättet för den att bli elektrisk, på grund av problem med bussar köpta från Proterra, inklusive allmän tillförlitlighet, batteriprestanda och lång laddningstid. Istället förbereder man sig på att gå över till bränslecellsmodeller som får sin el från väte. Det handlar om att köpa 33 av nollutsläppsenheterna från Kanadas NFI och förra månaden installerade en 25,000 XNUMX-liters vätgastank på sin bussgård i Pomona, Kalifornien, som kommer att hålla dem fyllda.

Vätgas kommer att vara ungefär dubbelt så mycket som kostnaden per mil för antingen el eller naturgas, de andra bränslekällorna som driver Foothill-bussar, men Cordero ser fram emot snabbare och mindre komplicerad bränsletankning.

"Vi behöver inte ändra hur vi driver vår verksamhet", sa han. "Det är på samma sätt som vi kör CNG. Du fyller på på tio minuter och den är redo att gå. Den kan köra 320 miles och den kan gå på vilken rutt som helst.”