通过了解何时收费，促进电动车辆的排放减少

电动车辆（EV）充电时的一天可能会对减少排放产生大量影响。在加利福尼亚州，与晚上充电相比，在美国的一半到EVS的一半，在午间充电超过40％以上。

麻省理工学院研究人员开发了新的EV排放模式，量化车辆充电模式的重要性和环境温度对EV排放水平的影响。

与运输相关的排放量在全球范围内增加。目前，轻型车辆 - 即轿车等轿车，如轿车，SUV或Minivans - 贡献美国净温室气体排放量的约20％。但研究表明，将传统的气体喷射轿厢切换出由电力供电的车辆可以在减少这些排放时产生显着的凹痕。

最近的一项研究通过检查如何减少与用于电动车辆（EV）充电的电力源相关的排放来进一步进一步进一步研究这一研究和技术。考虑到区域充电模式和环境温度对汽车燃料经济性的影响，麻省理工学院能源倡议（MITEI）的研究人员发现，当EV被收取的日期，当天被充电时会影响车辆的排放。

“如果您促进特定时间的充电，您可以真正提高由可再生能源和EVS的增长导致的排放减少，”米勒，研究的主要作者以及Mitei的研究助理。“那么我们如何这样做？使用时间的电力率正在蔓延，并且可以在EV驱动程序充电时大大移位一天的时间。如果我们告知政策制定者这些大型充电时间的影响，他们可以在我们的电网可再生重时设计电费以折扣充电。在太阳沉重的地区，这是午间。在风沉重的地区，就像中西部一样，这是一夜之间。“

根据他们的研究，在太阳能沉重的加利福尼亚州，充电电动汽车过夜，排放量比在午间（当更多的太阳能为网格提供电网时）更多的排放量产生70％。与此同时，在纽约，核和水力发电在夜间的电力混合份额较大，最佳充电时间是相反的。在该区域中，充电车辆过夜实际上相对于白天充电将排放量减少了20％。

“收费基础设施是另一个重要的决定因素，促进特定时期的收费 - 特别是”米尼迪的联合作者和研究科学家。“如果您需要在午间向ev充电，那么您需要在您的工作场所有足够的充电站。今天，大多数人在车库里收取车辆过夜，这将在当天最好充电的地方产生更高的排放。“

在研究中，米勒，Gençer，和MaryamBarbabzadeh，Mitei的Postdoc，通过计算两个常见的EV发射建模方法中的误差百分比来进行这些观察，这忽略了燃油经济性的栅格和温度驱动的变化的每小时变化。他们的结果发现，这些标准方法的组合误差超过了30％的案件的10％，加利福尼亚州的50％达到50％，这是美国的一半。

“如果您没有模拟收费时间，而是预订每年年平均功率的充电，则可以执行估算EV排放，”arbabzadeh说。“可以肯定的是，在网格上获得更多的太阳能和更多电网使用该网格很棒。无论您在美国在美国收取EV时，它的排放将低于类似的汽油动力车;但是，如果EV充电主要是在太阳下降时发生，如果在使用年度平均水平时减少排放时，您将不会得到尽可能多的好处。“

研究人员在2018年和2019年使用每小时电网数据 - 以及每小时充电，驾驶和温度数据 - 估算美国60例60例患者的排放量。然后，他们介绍并验证一种新的方法（误差余量不到1％），以准确估计EV排放。他们称之为“平均日”方法。

“我们发现您可以忽视电网排放和燃料经济性的季节性，仍然准确估计每年的EV排放和充电时间影响，”米勒说。“这是一个令人愉快的惊喜。在去年堪萨斯州，每日电网排放量在季节之间升至80％，而由于温度变化，EV功率需求增加了约50％。以前的研究推测，忽略这种季节性摇摆将损害EV排放估计的准确性，但实际上从未过量过误差。我们做到了 - 穿过佩戴网格混合和气候 - 发现误差可以忽略不计。“

此发现对建模未来的EV排放方案进行了有用的影响。“如果没有计算复杂性，你可以获得准确性，”Arbabzadeh说。“随着平均日期的方法，您可以准确估算未来年度的EV排放和充电影响，而无需模拟每年每小时的8,760个网格排放量。所有您需要的是一个平均日配置文件，这意味着只有24小时的值，用于网格排放和其他关键变量。您不需要了解来自这些平均日期的季节性方差。“

研究人员通过2018年至2032年在美国东南部进行了案例研究，展示了平均日的效用，以研究该地区的可再生增长如何影响未来的EV排放。假设来自美国能源信息管理的保守网球投影，结果表明，如果充电发生过夜，则EV排放仅下降16％，但如果充电发生在午间时，则超过50％。2032年，与类似的混合动力汽车相比，如果在一夜之间充电，每英里的EV排放量下降30％，如果下午较低，则降低65％。

本研究中使用的模型是一个更大建模程序中的一个模块，称为可持续能源系统分析建模环境（芝麻）。该工具在Mitei开发，采用系统级方法来评估当今发展的全球能源系统的完整碳足迹。

“芝麻背后的想法是为脱碳的决策做出更好的决定，并了解从系统角度来看的能量转换，”Gençer说。“芝麻的一个关键要素是如何将不同的部门连接在一起 - ”扇区耦合“ - 在这项研究中，我们看到了来自运输和电力领域的非常有趣的例子。现在，正如我们所声称的那样，不可能独立处理这两个部门系统，这是一个明确的示范，为什么Mitei的新建模方法非常重要，以及我们如何解决一些即将到来的问题。“

在持续和未来的研究中，该团队正在扩大他们对乘用车的全部车队的收费分析，以便开发车队级脱碳策略。他们的工作寻求回答问题，例如加利福尼亚议会在2035年的汽油汽车销售情况如何影响运输排放。他们还在探索舰队电气化可能意味着什么 - 不仅适用于温室气体，而且还对钴等自然资源的需求 - 以及EV电池是否可以提供显着的网格储能。

“为了缓解气候变化，我们需要脱碳交通和电力领域，”Gençer说。“我们可以电动运输，它将显着减少排放，但本文表明是如何更有效地进行的。”

参考：“每小时电网变化，电动车辆充电模式和操作排放”由Ian Miller，Maryam Arbababadeh和EmreGençer，11月26日，11月26日，环境科学和技术.DO：
10.1021 / acs.est.0c02312.

本研究由埃克森美孚研究和工程赞助通过麻省理工学院能源倡议的低碳能源中心。