Hvordan GM, Ford, Tesla tackler den nationale opladningsudfordring for elbiler

Flere mennesker end nogensinde køber elbiler. Der er omkring 2 millioner elbiler på vej i USA, en stigning på seks gange siden 2016, men antallet af elbiler er stadig en meget lille del af de mere end 280 millioner køretøjer i drift. Nogle faktorer, såsom forhåndsomkostninger og batterirækkevidde, er i høj grad produktions- og innovationsudfordringer, der håndteres inde i virksomheder. Men en anden kilde til forbrugermodstand åbner op for et komplekst sæt spørgsmål, som skal løses på makroniveau - tilgængeligheden af ​​ladestationer og et elnet, der kan håndtere dem.

I øjeblikket producerer biler og lastbiler omkring en femtedel af drivhusgasemissionerne. For at nå netto-nul-emissionsmålene i de kommende årtier bliver forbrugerne nødt til at købe en masse elektriske køretøjer, og de får brug for mange steder at lade dem op. Energiministeriet aktivt spor det samlede antal offentlige ladestandere (det samlede antal ladeporte er højere) i landet, et antal der nu er på 55,000. Hvis det lyder af meget, så overvej, at der er tæt på tre gange så mange tankstationer. Husk også på, at selvom Opladningstider for elbiler varierer meget, de er betydeligt langsommere end at gasse op, så overbelastning er et væsentligt problem ved ladestandere. 

Ifølge en nylig McKinsey & Company rapport, vil der være behov for omkring 20 gange flere ladestandere, end der nu er tilgængelige, op til 1.2 millioner offentlige opladere.

Hvor konkurrence har været en vigtig del af EV-innovation, vil offentligt og privat samarbejde være med til at drive udviklingen af ​​EV-ladeinfrastruktur. Biden-administrationen meddelte for nylig nye standarder for EV-opladning i overensstemmelse med dets mål om at installere 500,000 yderligere ladestandere inden 2030, og de 7.5 milliarder dollar, der er afsat af Bipartisan infrastrukturlov repræsenterer regeringens første investering i EV-opladere. Minimumsstandarderne vil hjælpe med at etablere grundlaget for, at stater kan bygge ladestationsprojekter, der er tilgængelige for alle chauffører, uanset placering, EV-mærke eller ladefirma.

"Offentlig finansiering er især vigtig for opladning af motorvejskorridorer i betragtning af den udfordrende business case, efterhånden som el-markedet fortsætter med at vokse," sagde en GM-talsmand.

Infrastruktur har ikke tiltrækningskraften ved sprøjtende udrulninger af nye køretøjer som Chevy Silverado EV eller Fords elektriske F-150 Lightning pickup, og som GM-talsmanden forklarede, er der et løbende behov for tværsektorielt samarbejde og politisk støtte for at strømline tilladelser, proaktivt engagere elektriske forsyninger, fremskynde tidsplaner for lokalisering og netforbindelser og eliminere andre enestående barrierer for udrulning af infrastruktur.

"Dette kræver virkelig en 'alle hænder på dækket' tilgang," sagde han.

En del af manglen på opladningsinfrastruktur har at gøre med arten af ​​elbiler indtil videre. Tesla repræsenterer 80 % af el-markedet i USA. Med en Tesla på entry-level, der koster omkring $50,000, og 80 % af Tesla-ejere lader derhjemme, er udviklingen af ​​offentlige ladestationer ikke holdt trit med fremtidige behov. 

Men der er tegn på, at dette er ved at ændre sig. 

Tesla, som havde brugt sin egen proprietære teknologi til sit Supercharger-netværk, har bevæget sig væk fra den model. Sidste juli bemærkede Teslas administrerende direktør Elon Musk i et tweet, at Tesla oprettede sit eget netværk, fordi ingen eksisterede. "Vi skabte vores eget stik, da der ikke var nogen standard dengang, og Tesla var kun producent af langdistance-elbiler. Når det er sagt, gør vi vores Supercharger-netværk åbent for alle andre elbiler." 

Som GM ser det, er det store antal opladere, selvom de er vigtige, kun en del af historien.

"Vi mener, at fokus skal være på at opbygge et overordnet opladningsøkosystem, der muliggør bekvem, pålidelig og overkommelig opladningsadgang for alle, og dette er hvad vi prøver at gøre med Ultium Charge 360, sagde GM-talsmanden. Dette omfatter udvidelse af adgangen i hjemmet (inklusive flerfamiliehuse), på arbejdspladsen og på strategiske offentlige steder samt til yderligere brugssager såsom flåder. "Det betyder også at få de rigtige opladere på de rigtige steder for at imødekomme kundernes behov og skabe tillid både nu og i fremtiden," sagde han.

På Future of the Car-konferencen i maj, Musk sagde, at Tesla vil tilføje CCS-stik til dets Supercharger-netværk: "Det er lidt vanskeligere i USA, fordi vi har et andet stik end resten af ​​industrien, men vi vil tilføje resten af ​​industriens stik som en mulighed til Superchargers i USA." sagde Musk. Det kombinerede opladersystem (CCS) er standard i hele Europa, og tilføjelsen af ​​Tesla-adapteren giver Tesla-ejere adgang til flere opladningsmuligheder kombineret med at give ikke-Tesla-ejere adgang til Supercharger-netværket. 

I april, Musk - hvis forhold til Biden-administrationenog Demokratiske Parti, har været anspændt - satte sig ned med Biden-embedsmænd og GM CEO Mary Barra for at diskutere el-opladningsinfrastruktur. Transportministeriet beskrev begivenheden i samarbejdende termer: "​Bred konsensus om, at ladestandere og køretøjer skal være interoperable og give en problemfri brugeroplevelse, uanset hvilken bil du kører, eller hvor du oplader din elbil," sagde en DoT-erklæring.

I løbet af de næste ti år, Ford planer om at øge udgifterne til elbiler med så meget som $ 20 milliarder. Dens BlueOval Charging Network er det største offentlige ladenetværk i Nordamerika med tæt på 20,000 ladestationer med 60,000 plus stik. Når vi taler om den hurtige acceleration af deres EV-planer, Ford CEO Jim Farley sagde ved en nylig lanceringsbegivenhed for elbiler, "Det er noget, ingen ville have troet fra os for bare to år siden."

Kulturen omkring el-ladestationer adskiller sig væsentligt fra tankstationernes, hvor udbredelsen af ​​opladning i hjemmet rejser spørgsmål om retfærdighed og adgang, og en skellet mellem by- og landområder, ifølge Miljø- og Energistudieinstituttet. Der er betydelige dele af det landlige Amerika, hvor man kunne køre i et stykke tid uden at se en EV-ladestation, mens tankstationer punkterer landskabet med jævne mellemrum. GM og Ford bliver nødt til at være en stor del af denne væsentlige indsats for at bekæmpe "ladningsørkener."

GM, gennem sin Dealer Community Charging Program, vil distribuere op til 10 ladestandere til sine EV-forhandlere. Dette vil tilføje omkring 40,000 stationer, jævnt fordelt over hele landet, især i underbetjente områder. Dette vil hjælpe med at placere mange forbrugere inden for rækkevidde af opladning: Næsten 90% af amerikanerne bor inden for 10 miles fra en GM-forhandler. Som en del af en 750 millioner dollars initiativ, kan disse stationer distribueres efter GM-forhandlernes skøn i deres lokalsamfund.

"Vi ønsker at give kunderne de rigtige værktøjer og adgang til opladning, hvor og når de har brug for det," sagde GM-præsident Mark Reuss i en erklæring i oktober sidste år om sine mål, "mens vi arbejder med vores forhandlernetværk for at fremskynde udvidelsen af ​​tilgængelig opladning i undertjente, landdistrikter og byområder."

GM forventer, at de fleste opladninger vil ske derhjemme, hvilket er praktisk for de fleste kunder. McKinsey vurderer, at USA vil have brug for 28 millioner private opladere i 2030. GM's Ultium smarte opladere, som vil være tilgængelige senere i år, vil give kunder og virksomheder mulighed for at rulle omkostningerne ind i leasingbetalinger og billån.

Det placerer også opladning på offentlige steder, hvor kunder allerede bruger tidsintervaller på 30 minutter til et par timer - såsom købmandsforretninger og fitnesscentre - for at muliggøre mere bekvem offentlig opladning. Et eksempel på dette er GM's samarbejde med EVgo at installere 3,250 DC-hurtigladere i større storbyområder inden udgangen af ​​2025.

Lige så udfordrende som spørgsmålet om opladning af ørkener er spørgsmålet om byinfrastruktur, hvor selv villige købere – hvoraf mange også er beboere i lejligheder – kan have betydelige udfordringer med at lokalisere bekvemme og pålidelige ladestandere. I bymæssige omgivelser eller i tilfælde af byflåder, er et stort problem mangel på garager eller andre faciliteter, hvor individuelle ladebåse kan installeres. Ifølge Yury Dvorkin, assisterende professor i elektro- og computerteknik og medlem af C2SMART Tier 1 Transport Center ved NYU Tandon, er en nøgleløsning offentlig opladningsinfrastruktur, som skal være høj-watt (for at sikre høj ladeeffekt og dermed opladningshastighed). ) og multi-stall (for at sikre, at mange elbiler kan oplades på samme tid).

"Hvis du kan købe en relativt billig elbil (hvis du samler alle incitamenter og skattefordele), er købsprisen overkommelig for et stort antal mennesker, der bor i amerikanske byområder, og den reelle grænse for adoption er faktisk adgang til offentlig opladningsinfrastruktur " sagde Dvorkin. 

De store bilproducenter er opfordrer til forlængelse af disse statslige incitamenter til køb af elbiler. I mellemtiden er den nylige infrastrukturfinansiering et "vigtigt skridt fremad" for EV-infrastruktur, sagde Dvorkin, men mere som en åbning til yderligere F&U end en kur for alt.

Der er adskillige "tekno-økonomiske udfordringer," sagde Dvorkin, der skal løses uden for autoselskabernes direkte kontrol. De primære tillader begrænsninger og mere væsentligt begrænsninger i elnettet. "At give tilladelse er stadig en udfordring, og det kan tage måneder, før en EV-ladestation er godkendt," sagde han. “Og der er behov for at sikre, at nettet er i stand til at levere strøm til el-ladestationerne; dette kræver udvikling af værktøjer til at beslutte, hvor el-opladningsinfrastrukturen skal installeres for at tilfredsstille forbrugernes efterspørgsel og grænser for elnet."

Handlinger fra ældre bilproducenter som GM og Ford understreger det kulturelle skift, der er indbygget i bevægelsen mod elbiler og kan anspore til en ændring i den nationale bilkultur. Selvom de er senere i spillet end Tesla, repræsenterer de store bilproducenter kernebegreber af den bil, der længe er vævet ind i den amerikanske fantasi: frihed, mulighed, flugt - ingen af ​​dem spiller særlig godt, hvis du ikke kan holde dit batteri opladet. Efterhånden som GM og Ford øger tempoet i deres EV-fremstilling, og Tesla udvider adgangen til sin el-opladningsinfrastruktur, kan den større fantasi flytte med dem, med mere let tilgængelig opladning undervejs.

“Det er Ford Motor Company … Model-T. Det er, hvad vi gør. Vi er ikke en ny start-up,” Farley fortalte for nylig CNBC.  

-Af Trevor Laurence Jockims, specielt til CNBC.com