À medida que os fabricantes introduzem novos modelos de veículos elétricos, a demanda por eles cresce de forma constante. Vendas de novos veículos elétricos nos EUA praticamente dobrou em 2021 e pode dobrar novamente em 2022, de 600,000 para 1.2 milhões. Os líderes da indústria automobilística esperam que os EVs possam responder por pelo menos metade de todas as vendas de carros novos nos EUA até o final da década.

Os EVs atraem clientes diferentes de maneiras diferentes. Muitos compradores querem ajudar a proteger o meio ambiente; outros querem economizar dinheiro em gasolina ou experimente a tecnologia mais recente e legal.

Em áreas como Califórnia e Texas que sofreram grandes falhas de energia relacionadas ao clima nos últimos anos, os consumidores estão começando a considerar os VEs de uma nova maneira: como uma fonte potencial de eletricidade quando as luzes se apagam. A Ford fez da energia de backup um ponto de venda de sua picape elétrica F-150 Lightning, que deve chegar aos showrooms em algum momento da primavera de 2022. A empresa diz que o caminhão pode alimentar totalmente uma casa média por três dias com uma única carga.

Até agora, porém, apenas alguns veículos podem carregar uma casa dessa maneira, e requer equipamento especial. O carregamento de veículo para casa, ou V2H, também apresenta desafios para as concessionárias. Aqui estão algumas das principais questões envolvidas em trazer o V2H para o mainstream. A gasolina pode fluir apenas de uma maneira, da bomba para o carro, mas com alguns avanços técnicos, os EVs em breve poderão enviar energia de volta às residências.

O ABC do V2H

Os maiores fatores envolvidos no uso de um EV para alimentar uma casa são o tamanho da bateria do veículo e se ela está configurada para “carregamento bidirecional”. Veículos com essa capacidade podem usar eletricidade para carregar suas baterias e podem enviar eletricidade de uma bateria carregada para uma casa.

Existem duas maneiras de julgar o quão “grande” é uma bateria. A primeira é a quantidade total de combustível elétrico armazenado na bateria. Este é o número mais amplamente divulgado pelos fabricantes de EV, porque determina até onde o carro pode dirigir.

Baterias para sedãs elétricos como o Tesla Model S ou o Nissan Leaf podem ser capazes de armazenar de 80 a 100 quilowatts-hora de combustível elétrico. Para referência, 1 quilowatt-hora é energia suficiente para alimentar um refrigerador típico por cinco horas.

Uma casa típica dos EUA usa cerca de 30 quilowatts-hora por dia, dependendo de seu tamanho e de quais aparelhos as pessoas usam. Isso significa que uma bateria EV típica pode armazenar combustível elétrico suficiente para suprir as necessidades totais de energia de uma casa típica por alguns dias.

A outra maneira de avaliar a capacidade de uma bateria EV é sua potência máxima no modo de energia de backup. Isso representa a maior quantidade de combustível elétrico que poderia ser entregue à rede ou a uma casa a qualquer momento. Um EV operando no modo de backup normalmente terá uma saída de potência máxima mais baixa do que no modo de condução. A capacidade de energia de backup é importante, pois indica quantos aparelhos uma bateria de VE pode alimentar de uma só vez.

Esse número não é tão amplamente divulgado para todos os EVs, em parte porque o carregamento de veículo para casa ainda não foi amplamente implantado. A Ford anunciou que seu F-150 elétrico teria uma potência máxima de V2H de 2.4 quilowatts, potencialmente atualizável para 9.6 quilowatts – aproximadamente o mesmo que um único high-end Tesla Powerwall unidade de armazenamento de energia doméstica.

No extremo inferior, 2.4 quilowatts é energia suficiente para operar de oito a 10 geladeiras ao mesmo tempo e pode operar uma casa típica continuamente por alguns dias – ou muito mais se a eletricidade for usada com moderação. Na extremidade superior, um nível de potência de 9.6 quilowatts poderia operar mais aparelhos ou aparelhos de maior potência, mas esse nível de uso drenaria a bateria mais rapidamente.

Armazenar energia quando é mais barato

Para extrair energia doméstica de seus carros, os proprietários de veículos elétricos precisam de um carregador bidirecional e de um veículo elétrico compatível com V2H. Carregadores bidirecionais já estão disponíveis comercialmente, embora alguns possam adicionar vários milhares de dólares ao preço do carro.

Um número limitado de EVs no mercado agora são compatíveis com V2H, incluindo o Ford Lightning, Nissan Leaf e Mitsubishi Outlander. General Motors e Pacific Gas & Electric planejam teste o carregamento V2H na Califórnia em meados de 2022 usando vários veículos elétricos GM.

Alguns proprietários podem esperar usar seu veículo para o que os planejadores de serviços públicos chamam de “pico de barbear” – extraindo energia doméstica de seu VE durante o dia em vez de depender da rede, reduzindo assim suas compras de eletricidade durante os horários de pico de demanda. Para fazer isso, eles podem precisar instalar equipamentos de medição especiais que possam controlar tanto a descarga da bateria do veículo quanto o fluxo de energia da rede para a casa.

A redução de pico faz mais sentido em áreas onde as concessionárias têm preços de energia elétrica por tempo de uso, o que torna a energia da rede muito mais cara durante o dia do que à noite. Uma casa com pico de barbear usaria eletricidade barata à noite para carregar a bateria do VE e depois armazenar essa eletricidade para usar durante o dia, evitando altos preços de eletricidade.

Utilitários e o futuro do V2H

Embora os recursos V2H existam agora, provavelmente levará um pouco de tempo até que eles vejam uma adoção generalizada. O mercado de veículos elétricos compatíveis com V2H precisará crescer e os custos de carregadores V2H e outros equipamentos precisarão cair. Tal como acontece com o Powerwall da Tesla, o maior mercado para V2H provavelmente será de proprietários que desejam energia de backup para quando a rede falhar, mas não desejam investir em um gerador especial apenas para esse fim.

Permitir que os proprietários usem seus veículos como backup quando a energia cair reduziria os impactos sociais dos apagões em larga escala. Também daria às concessionárias mais tempo para restaurar o serviço – especialmente quando há danos substanciais em postes e fios de energia, como ocorreu durante Furacão Ida na Louisiana em agosto de 2021.

As empresas de energia ainda terão que gastar dinheiro construindo e mantendo a rede para fornecer um serviço confiável. Em algumas áreas, esses custos de manutenção da rede são repassados ​​aos clientes por meio de cobranças de pico de demanda, o que significa que pessoas sem V2H – que provavelmente terão rendas mais baixas – podem arcar com uma parcela maior desses custos do que aquelas com V2H, que evite comprar energia de pico da rede. Isto é especialmente verdadeiro se muitos proprietários de EVs usar painéis solares no telhado para carregar as baterias de seus carros e usar esses veículos para o pico de barbear.

Ainda assim, mesmo com o V2H, os veículos elétricos são um enorme mercado potencial para as concessionárias de energia elétrica. A cobrança bidirecional também é parte integrante de uma visão mais ampla de um rede elétrica de última geração em que milhões de EVs estão constantemente retirando energia da rede e devolvendo-a – um elemento-chave de um futuro eletrificado. Primeiro, porém, os planejadores de energia precisarão entender como seus clientes usam V2H e como isso pode afetar suas estratégias para manter a rede confiável.

Sobre o autor

Seth Blumsack, Professor de Energia e Economia Ambiental e Assuntos Internacionais, Penn State

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.