On-site solar PV and storage make European truck charging stations more affordable and grid-friendly under heterogeneous network tariffs
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि यूरोपीय मेगावाट ट्रक चार्जिंग स्टेशनों में ऑन-साइट सौर पीवी (PV) और ऊर्जा भंडारण को एकीकृत करने से लेवललाइज्ड चार्जिंग लागत काफी कम हो जाती है, विषम नेटवर्क टैरिफ के आर्थिक प्रभाव को कम किया जाता है, और निष्क्रिय भार को नियंत्रणीय, ग्रिड-अनुकूल संपत्तियों में बदलकर ग्रिड की बाधाओं को कम किया जाता है।
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भारी परिवहन के लिए एक स्वच्छ भविष्य की राह एक एकल, विशाल बदलाव पर टिकी है: डीजल ट्रकों को इलेक्ट्रिक ट्रकों से बदलना। लंबी दूरी की यात्राओं के लिए, ये वाहन केवल बैटरी पर निर्भर नहीं रह सकते; उन्हें ड्राइवरों के अनिवार्य विश्राम अंतराल के दौरान तेजी से रिचार्ज होना चाहिए। इसके लिए एक नए प्रकार के बुनियादी ढांचे की आवश्यकता है: ऐसे चार्जिंग स्टेशन जो एक छोटे शहर की संपूर्ण विद्युत मांग के बराबर बिजली देने में सक्षम हों। हालांकि, इन स्टेशनों का निर्माण एक छिपी हुई, जटिल बाधा का सामना कर रहा है। यह केवल चार्जर की लागत के बारे में नहीं है, बल्कि स्थानीय ग्रिड से ली जाने वाली बिजली की कीमत के बारे में भी है। यूरोप में, एक व्यवसाय ग्रिड तक पहुँचने के लिए कितना भुगतान करता है, इसके नियम एक शहर से दूसरे शहर में बहुत भिन्न होते हैं। कुछ क्षेत्र इस आधार पर शुल्क लेते हैं कि कितनी ऊर्जा उपयोग की गई, जबकि अन्य उस उच्चतम बिजली के स्तर के आधार पर शुल्क लेते हैं जो किसी एक क्षण में खींची गई हो। ये अलग-अलग नियम लागतों का एक ऐसा पैचवर्क बनाते हैं जो एक चार्जिंग स्टेशन को एक स्थान पर लाभदायक और दूसरे स्थान पर वित्तीय आपदा बना सकता है, भले ही ट्रक समान हों।
चैल्मर्स यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने, जर्मनी और चीन के भागीदारों के साथ मिलकर, पूरे यूरोपीय महाद्वीप में लागत के इस अदृश्य परिदृश्य का मानचित्रण करने का प्रयास किया। उन्होंने भविष्य के माल परिवहन नेटवर्क का एक विस्तृत सिमुलेशन बनाया, जिसमें 2,310 विशिष्ट स्थानों की पहचान की गई जहाँ 2034 तक इलेक्ट्रिक ट्रकों को सहारा देने के लिए चार्जिंग हब की आवश्यकता होगी। फिर उन्होंने इन स्थानों का परीक्षण 160 विभिन्न स्थानीय ग्रिड ऑपरेटरों के वास्तविक दुनिया के बिजली मूल्य निर्धारण नियमों के विरुद्ध किया। अध्ययन में पाया गया कि इन स्थानीय मूल्य निर्धारण नियमों में भिन्नता एक बहुत बड़ा, अक्सर अनदेखा किया जाने वाला कारक है। कई मामलों में, केवल एक शहर बनाम पड़ोसी शहर में होने के कारण होने वाली लागत का अंतर 0.04 EUR प्रति किलोवाट-घंटा तक हो सकता है। यह अंतर इतना बड़ा है कि यह चार्जिंग उपकरण बनाने की लागत का मुकाबला करता है। एक स्टेशन जिसे बनाना सस्ता लग सकता है, वह केवल स्थानीय बिलिंग नियमों के कारण चलाने में बहुत महंगा साबित हो सकता है, जबकि पास का एक समान स्टेशन सफल हो सकता है।
टीम ने पाया कि इस वित्तीय अनिश्चितता का समाधान बिजली के स्रोत को सीधे चार्जिंग स्टेशन तक लाना है। इन केंद्रों की छतों और पार्किंग क्षेत्रों पर सौर पैनल स्थापित करके, और उन्हें बड़े बैटरी स्टोरेज सिस्टम के साथ जोड़कर, ऑपरेटर अपनी लागत को काफी कम कर सकते हैं। अध्ययन ने सौर स्थान की उपलब्धता के लिए तीन अलग-अलग परिदृश्यों का अनुकरण किया, जिसमें मौजूदा छतों के उपयोग से लेकर बड़े जमीनी क्षेत्रों के उपयोग तक शामिल है। सबसे अनुकूल परिदृश्यों में, बैटरी स्टोरेज के साथ सौर शक्ति को मिलाने से अध्ययन किए गए लगभग आधे स्थानों के लिए चार्जिंग की कुल लागत में कम से कम 20 प्रतिशत की कमी आ सकती है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह सेटअप अराजक मूल्य निर्धारण नियमों के खिलाफ एक ढाल के रूप में कार्य करता है। जब एक स्टेशन अपनी बिजली स्वयं उत्पन्न करता है और उसे संग्रहीत करता है, तो वह महंगी पीक अवधि के दौरान ग्रिड पर कम निर्भर रहता है। यह लचीलापन स्थानीय नियमों के प्रभाव को कम करता है, जिससे सबसे अच्छे और सबसे खराब स्थानों के बीच लागत के अंतर को प्रभावी रूप से कम किया जा सकता है। बैटरियां स्टेशन को दिन के दौरान उत्पन्न सस्ती सौर ऊर्जा को संग्रहीत करने और ट्रकों के आने पर उसका उपयोग करने की अनुमति देती हैं, जिससे एक साथ भारी मात्रा में बिजली खींचने से जुड़ी उच्च फीस से बचा जा सकता है।
पैसे बचाने के अलावा, यह दृष्टिकोण बिजली ग्रिड को स्वयं एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। इन स्टेशनों के निर्माण में सबसे बड़ी बाधा अक्सर नए, भारी भार को संभालने के लिए स्थानीय बिजली लाइनों को अपग्रेड करने में लगने वाला समय होता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि सौर पैनलों और बैटरी का उपयोग करके अपनी बिजली आवश्यकताओं को प्रबंधित करके, चार्जिंग स्टेशन ग्रिड से बड़ा कनेक्शन अनुरोध करने से पहले इन महंगे ग्रिड अपग्रेड की आवश्यकता को टाल सकते हैं। अपने सिमुलेशन में, स्टोरेज के जुड़ने से औसत चार्जिंग हब को ग्रिड से बड़ा कनेक्शन मांगने से पहले पांच साल तक अधिक समय तक संचालित होने की अनुमति मिली। ऐसा इसलिए है क्योंकि बैटरियां पीक डिमांड (चरम मांग) को सोख लेती हैं, एक बफर के रूप में कार्य करती हैं जो स्टेशन को स्थानीय लाइनों से अचानक, अत्यधिक बिजली के प्रवाह को खींचने से रोकती हैं। बैटरियां यह भी सुनिश्चित करती हैं कि ऑन-साइट उत्पन्न सौर ऊर्जा का वास्तव में उपयोग किया जाए, न कि उसे बर्बाद किया जाए। स्टोरेज के बिना, सौर ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा अप्रयुक्त रह सकता है यदि ट्रक उस सटीक क्षण में चार्ज नहीं हो रहे हों; स्टोरेज के साथ, उस ऊर्जा को कैप्चर किया जाता है और बाद में उपयोग किया जाता है, जिससे पूरे सिस्टम की दक्षता बढ़ जाती है।
यह अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि इलेक्ट्रिक ट्रक के अर्थशास्त्र केवल बिजली की कीमत या ट्रक की लागत के बारे में नहीं हैं, बल्कि इस बारे में हैं कि ये कारक स्थानीय बुनियादी ढांचे के नियमों के साथ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं। शोधकर्ताओं ने दिखाया कि जबकि सौर और स्टोरेज लागत के अंतर को पूरी तरह से समाप्त नहीं कर सकते, वे उन्हें काफी हद तक कम कर सकते हैं, जिससे पूरे यूरोप में चार्जिंग स्टेशनों के लिए बिजनेस केस अधिक स्थिर और अनुमानित बन जाता है। यह स्थिरता उन निवेशकों और ऑपरेटरों के लिए आवश्यक है जिन्हें यह जानने की आवश्यकता है कि जैसे-जैसे नेटवर्क का विस्तार होगा, उनके प्रोजेक्ट व्यवहार्य बने रहेंगे। निष्कर्ष बताते हैं कि माल ढुलाई के विद्युतीकरण का मार्ग केवल अधिक ट्रकों को प्लग करने का सीधा रास्ता नहीं है, बल्कि स्थानीय संसाधनों को स्थानीय नियमों के साथ मिलाने की एक जटिल पहेली है। चार्जिंग स्टेशनों को केवल बिजली के निष्क्रिय उपभोक्ता के बजाय, अपनी बिजली उत्पन्न करने और संग्रहीत करने वाले सक्रिय प्रतिभागियों के रूप में मानकर, उद्योग यूरोपीय ऊर्जा मूल्य निर्धारण के खंडित परिदृश्य में सफलतापूर्वक आगे बढ़ सकता है। यह दृष्टिकोण चार्जिंग हब को एक कमजोर लोड से बदलकर एक प्रबंधनीय संपत्ति में बदल देता है, जो इलेक्ट्रिक माल ढुलाई की मांग के साथ बढ़ने में सक्षम है, बिना तुरंत ग्रिड को अभिभूत किए।
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