Elektrofahrzeuge spielen eine Schlüsselrolle in Chinas Plan, die Luftqualität zu verbessern und die CO2-Emissionen zu reduzieren. Da der Großteil des Stroms in China jedoch immer noch aus Kohlekraftwerken stammt, fragen sich viele, wie effektiv diese Strategie sein wird.
Nun haben Forscher der Harvard University und der Tsinghua University in Peking herausgefunden, dass private Elektrofahrzeuge in China einen positiven Effekt auf die CO2-Reduktion haben können, wenn Besitzern Anreize geboten werden können, Fahrzeuge außerhalb der Hauptverkehrszeiten langsam aufzuladen, was eine effektivere Nutzung der durch Windkraft erzeugten Energie ermöglicht Leistung. Das schnelle Laden von Fahrzeugen im energiereicheren „Schnellmodus“ kann dagegen kontraproduktiv sein.
Unterdessen tragen Busse und Taxis in China erheblich zu den NOX-Emissionen bei, einem wichtigen Vorläufer der Luftverschmutzung. Das Team stellte fest, dass die Elektrifizierung der Bus- und Taxiflotte die effektivste Option zur Verbesserung der Luftqualität darstellt.
Die Forschung wurde in Nature Energy veröffentlicht.
„Diese Forschung bietet eine differenziertere Strategie zur Reduzierung der CO2-Emissionen und zur Verbesserung der Luftqualität in China“, sagte Michael B. McElroy, Gilbert Butler-Professor für Umweltstudien an der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). das Department of Earth and Planetary Sciences und Co-Autor der Forschung.
„Es ist von entscheidender Bedeutung, dass das Laden von Elektrofahrzeugen richtig verwaltet wird, um die Vorteile erneuerbarer Energien zu maximieren“, sagte Xinyu Chen, wissenschaftlicher Mitarbeiter für Umweltwissenschaften und -technik am SEAS und Mitautor der Studie.
Die Forscher nutzten Echtzeitdaten zum Strombedarf und Fahrmuster für Peking und seine Vororte, um ein umfassendes Modell des Energiesystems zu entwickeln. Sie fanden heraus, dass die Art und Weise, wie Elektrofahrzeuge geladen werden – sei es im Niedrigenergie-Langsammodus oder im Hochenergie-Schnellmodus – eine wichtige Rolle bei der Integration der Windenergie spielt. Typischerweise erfolgt das Aufladen des Fahrzeugs im 30-Minuten- oder schnelleren Modus während der Stunden mit Spitzenstrombedarf. Dadurch steigt der Spitzenstrombedarf, was dazu führt, dass zusätzliche Kohlegeneratoren ans Netz gehen. Da diese Generatoren nachts in Betrieb sind, ist die Möglichkeit, die verfügbare Windkraft zu nutzen, geringer.
„Wenn die Menschen einen Anreiz hätten, bis zum Abend zu warten und ihre Fahrzeuge im langsamen Lademodus aufzuladen, was Stunden dauert, könnte die Stromlast die Windenergie nutzen, die außerhalb der Hauptverkehrszeiten verfügbar ist“, sagte Chris P. Nielsen, Geschäftsführer von das Harvard China Project und Co-Autor der Studie.
Im Hinblick auf die Verringerung der Luftverschmutzung stellten die Forscher fest, dass die gas- oder dieselbetriebene Flotte öffentlicher Fahrzeuge – etwa 30.000 Busse und 66.000 Taxis – für fast 20 Prozent der gesamten NOX-Emissionen verantwortlich ist, was dem Beitrag von 8,2 Millionen Privatfahrzeugen entspricht . Die Elektrifizierung der Bus- und Taxiflotte in Peking würde die gesamten NOX-Emissionen deutlich reduzieren und die Luftqualität verbessern.
„Die Elektrifizierung der öffentlichen Flotte und die Einführung von Anreizen zum Aufladen privater Elektrofahrzeuge außerhalb der Spitzenzeiten wären die effektivste Strategie zur Reduzierung der NOX- und CO2-Emissionen in Peking“, sagte McElroy. „Diese Strategie könnte auch auf Städte auf der ganzen Welt angewendet werden, die über eine bedeutende Stromquelle aus Kohle verfügen.“