そのEV車の使い方は間違えている「昼に運転、夜に充電」

昼間に運転をし、夜充電をする。そのようなEV車の使い方は間違いかもしれません。

The vast majority of electric vehicle owners charge their cars at home in the evening or overnight. We’re doing it wrong, according to a new Stanford study.

参照元：https://news.stanford.edu/press/view/45245
スタンフォード大学 Stanford University. SEPTEMBER 22, 2022 –

電気自動車の所有者の大多数は、夕方または夜間に自宅で充電しています。

スタンフォード大学の新しい研究によると、我々はそれを間違えて行っています。

研究チームは3月、充電需要について作成した、さまざまな人口やその他の要因に適用できるモデルに関する論文を発表しています。

9月22日にNature Energy誌に掲載された新しい研究では、そのモデルを米国西部全体に適用し、EV所有者の増加によってこの地域の電力網が2035年までに受けるストレスについて検討しました。

その結果、家庭での夜間充電が引き続き主流であると仮定すると、10年あまりの間に、EVの急速な普及だけでピーク電力需要が最大で25%増加する可能性があることがわかりました。

研究者は、発電と蓄電のための新しい設備にかかる高いコストを抑えるには、ドライバーは職場や公共の充電ステーションでの昼間の充電に移行すべきであり、そうすれば温室効果ガスの排出も抑えられるだろうと述べています。

特にカリフォルニア州では、8月下旬に2035年からガソリン車と小型トラックの販売を禁止することを決定しており、この発見は地域とその電力会社にとって政策や投資に影響を与えるものです。

この研究の共同執筆者であるスタンフォード大学土木環境工学部准教授Ram Rajagopal氏は話します。

Rajagopal氏：我々は、政策立案者に、一日充電を奨励する電力料金を検討し、充電インフラへの投資を奨励し、ドライバーが自宅から職場まで充電にシフトすることを推奨します。

カリフォルニア州では、2月にEVの累計販売台数が100万台に達し、自動車と小型トラックの約6％を占めるようになりました。

カリフォルニア州は、2030年までに500万台のEVを走らせることを目標としています。

Rajagopal氏は「EVの普及率が30〜40％になると、大規模な投資と充電習慣の変化がなければ、送電網に大きなストレスがかかる」と指摘します。

インフラを構築するには、かなりのリードタイムが必要で、一夜にしてできることではありません。

3月の研究と今回の研究の主執筆者であるSiobhan Powell氏は話します。

Powell氏：カリフォルニア州は、他の西部諸州からの電力輸入に大きく依存しているため、米国西部地域全体を対象に検討しました。EV充電と他のすべての電力使用は、電力網が相互接続していることから、西部地域全体に影響を及ぼします。
家庭での充電を減らし、日中の充電を増やせば、米国西部で必要な発電容量と貯蔵量が減り、太陽光発電や風力発電の無駄が減ることを示すことができました。また、カリフォルニア州や西部の州だけではありません。EV充電のニーズが高まり、電力網が変化すれば、すべての州で電力料金体系を見直す必要があるかもしれません。

米国西部（人口の約半数がカリフォルニア州在住）で、走行中の自動車の50％が電気で動くようになれば、充電の習慣が現在のままなら5.4ギガワット以上のエネルギー貯蔵が必要となります。

これは大型の原子炉5基分に相当する容量です。

自宅ではなく職場で充電するように大きくシフトすれば、EVに必要な蓄電池は4.2ギガワットまで減少する。

インセンティブを変える

現在の時間帯別料金は、食器洗い機や電気自動車の充電など、可能な限り夜間に電気を使うよう消費者に促しています。

この料金体系は、太陽光発電や風力発電が大量に供給される前、日中、特に夏の午後遅くに需要が供給を上回る恐れがあった時代を反映している。

現在、カリフォルニア州では、主に太陽光発電により、深夜から早朝にかけて電力が余っています。

もし、ほとんどのEVがこの時間帯に充電すれば、安い電力が無駄にならずに使えます。

一方、EVの充電が夜間に集中するようであれば、天然ガスを燃料とする発電機を増設するか、高価な蓄電池を大規模に建設する必要があります。

巨大なバッテリーに充電した後、EVのバッテリーに充電すると、停車時間が長くなり、電力が失われます。

地域レベルでは、ある地域の3分の1の家庭がEVを所有しており、その所有者のほとんどが、午後11時や電気料金が下がったときに充電を開始するように設定し続けているとしたら、地域の送電網は不安定になる可能性があります。

この論文の共同執筆者で、9月1日に開校したスタンフォード大学ドーア校のエネルギー科学・工学部准教授、イネス・アゼベド氏（Ines Azevedo）は話します。

アゼベド氏：1つ目は、価格シグナルが送電網にとって、そして電力料金の支払者にとって最適なものと一致していないということです。もうひとつは、人々が働く場所での充電インフラへの投資を検討することです。
カリフォルニア州の排出量の大部分を占める運輸部門の脱炭素化を早急に進める必要があります。この研究は、そのためのヒントを与えてくれるものです。持続可能な方法でそれを可能にする政策と投資戦略を追求することを確実にしよう。

電力料金設計のもう一つの問題は、商業・産業界の顧客にピーク時の電力使用量に応じた大きな料金を課していることです。

特に従業員の半数以上がEVを所有している場合、充電器を設置する意欲を失わせる可能性があります。

研究チームは、充電インフラの利用可能性に関するいくつかのシナリオと、家庭用の時間帯別料金、商業用の需要料金を比較しました。

その結果、料金の変更によってグリッドレベルの状況が悪化するものもあれば、改善されるものもありました。

しかし、日中の充電を増やし、家庭での充電を減らすような充電インフラの整備シナリオが、最も大きなメリットをもたらすことがわかりました。

Rajagopal氏とアゼベド氏は、スタンフォード大学プリコート・エネルギー研究所のBits & Watts Initiativeの共同責任者でもあります。

この研究の他の共著者は、スタンフォード大学SLAC国立加速器研究所の博士課程学生でスタッフエンジニアのGustavo Cezar氏、Bits & Watts IniatiaveのマネージングディレクターであるLiang Min氏です。

この研究は、カリフォルニア州エネルギー委員会、米国科学財団、およびフォルクスワーゲンの支援を受けたBits & Watts Initiativeから資金提供を受けています。