¿Cuántas centrales nucleares serían necesarias para producir suficiente energía si el 50% de los automóviles actuales fueran eléctricos?

La capacidad de generación de energía existente es más que suficiente. Si se cargan en horas pico, no hay problema. Con la conectividad de vehículo a red, también pueden complementar la red en las horas pico.

Nivelación de carga máxima

El concepto permite que los vehículos V2G proporcionen energía para ayudar a equilibrar las cargas mediante el “llenado del valle” (carga por la noche cuando la demanda es baja) y el “afeitado máximo” (enviando energía a la red cuando la demanda es alta, ver curva de pato). La nivelación de carga máxima puede permitir a las empresas de servicios públicos nuevas formas de proporcionar servicios de regulación (manteniendo el voltaje y la frecuencia estables) y proporcionar reservas de rotación (satisfacer las demandas repentinas de energía). En el desarrollo futuro, se ha propuesto que dicho uso de vehículos eléctricos podría amortiguar las fuentes de energía renovables como la energía eólica, por ejemplo, almacenando el exceso de energía producida durante los períodos ventosos y devolviéndola a la red durante los períodos de alta carga, estabilizando así efectivamente La intermitencia de la energía eólica. Algunos ven esta aplicación de la tecnología de vehículo a red como un enfoque de energía renovable que puede penetrar en el mercado eléctrico de referencia.

Se ha propuesto que los servicios públicos no tendrían que construir tantas centrales eléctricas a gas natural o carbón para satisfacer la demanda máxima o como una póliza de seguro contra apagones

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Dado que la demanda se puede medir localmente mediante una medición de frecuencia simple, se puede proporcionar nivelación de carga dinámica según sea necesario

Odio ser el portador de malas noticias, pero no hay una respuesta realista a esta pregunta.

Como se ha señalado, el problema no es con la energía nuclear. Sin embargo, la respuesta cita un estudio de automóviles en los Estados Unidos, no en el mundo. Entonces, en lugar de 60 o más plantas grandes, estaría más cerca de 600 o 6,000, dependiendo del tamaño de las plantas y de si tenemos en cuenta las necesidades futuras de las economías en desarrollo. En última instancia, técnicamente sería posible construir suficientes plantas nucleares para proporcionar el equivalente de toda la energía utilizada en el transporte terrestre (pero solo en tierra: los barcos eléctricos son, en casi todas las situaciones, una idea fenomenalmente mala para cualquier cosa más pequeña que un buque de guerra lo suficientemente grande tener su propio reactor). El problema es con los vehículos eléctricos. Los autos eléctricos son un lujo para aplacar la conciencia de los ricos en los países ricos. Nunca suplantarán los motores de combustión. Hay varias razones para esto.

Los autos eléctricos son fenomenalmente ineficientes. No conozco ningún estudio, pero la eficiencia de un híbrido, desde el pozo de petróleo saudita o el campo de soja de Missouri hasta el silenciador, es, como mínimo, superior al 50%. Los autos eléctricos, aunque bastante eficientes desde la batería hasta la carretera, son realmente muy malos desde la planta de energía hasta la batería, y generalmente no son muy buenos desde la fuente de energía inicial hasta la planta de energía. Aproximadamente, 10% de eficiencia. Contrariamente a lo que afirman los populares “ingenieros” y “tecnólogos”, una red inteligente superconductora que funciona a temperaturas bajo cero y que cuesta tanto como un chip de computadora para fabricar por pulgada no hará que la electricidad sea más barata o distribuida de manera más eficiente.

Los autos eléctricos nunca tendrán el alcance y el poder de la combustión. Simplemente no hay una forma segura de almacenar energía eléctrica o energía eléctrica potencial en una forma tan densa como la energía química almacenada en los combustibles. Fuera de los entornos urbanos y suburbanos, los automóviles eléctricos siempre estarán en una gran desventaja debido a los rangos involucrados. El segundo problema es el poder. Reconoceré que hay algunos súper autos eléctricos de alta potencia. Eso, en sí mismo, no es muy impresionante desde el punto de vista de la ingeniería. Lo que esos vehículos tienen mucho es rpm. Lo que les falta es un par fácilmente disponible. El par que tienen es costoso en términos del peso de las piezas necesarias y termina directamente ligado a la cantidad de jugo que queda. Los drones impulsados ​​por hélices eléctricas tienen mucho sentido. Los tanques eléctricos M1A2 Abrams no tienen mucho sentido (sé que el Porsche Tiger tenía motores eléctricos. Esos motores funcionaban con un motor de gasolina de 700 caballos de fuerza, no un paquete de Duracells triples A). Por lo tanto, si bien gran parte del tráfico urbano podría convertirse prácticamente a electricidad, algunas de las áreas más importantes de transporte, y los camiones de largo alcance con carga útil pesada de 18 ruedas en particular, no pueden cambiarse fácilmente o de manera realista a electricidad.

No hay suficiente litio económicamente disponible para satisfacer las necesidades de transporte del mundo. Hay mucho litio, sin duda, y está, principalmente, en formas relativamente disponibles. Dada la demanda actual, nunca debería haber una escasez o un aumento importante de los costos. Sin embargo, el suministro actual ya se utiliza principalmente para baterías. Para comenzar a cubrir las necesidades del mundo, la producción de litio tendría que ampliarse en varios órdenes de magnitud.

Los autos eléctricos son y siempre serán demasiado caros para la persona promedio. Todas las tecnologías alcanzan un punto de madurez, después del cual la mejora es incremental, costosa e implica compensaciones. La tecnología de batería es una tecnología madura. No hay metales más livianos que el litio, y nos estamos acercando rápidamente al límite teórico de la eficiencia de la batería con litio. Podríamos probar otros metales, pero todos son más pesados, por lo que no hay mejoras allí. Los motores eléctricos han sido una tecnología madura durante décadas. Las turbinas de vapor utilizadas en centrales eléctricas son una tecnología muy madura. Como tal, queda muy poco espacio para las órdenes de mejoras de nivel de magnitud necesarias en los automóviles eléctricos necesarios para que sean competitivos con la combustión interna. Incluso en la legendaria nueva serie económica de Tesla, un nuevo paquete de baterías (que se necesita deprimentemente a menudo) cuesta tanto como un nuevo Honda. Los cientos de millones de automóviles necesarios para satisfacer al mundo en desarrollo no serán un tipo de automóvil demasiado caro para la gran mayoría de los ciudadanos del país más rico del mundo.

Acabo de responder una pregunta similar.

La respuesta de Bill Soo a Dado que se necesitarían 400 plantas nucleares para producir suficiente electricidad para reemplazar el consumo de gas en los automóviles, ¿estaría dispuesto a construirlas?

Básicamente, 90 plantas.

El consumo de gasolina fue de 143.37 mil millones de galones en los EE. UU. En 2016.

Suponga que el automóvil ICE promedio obtiene 40 mpg y el EV promedio obtiene 4 mpkwh.

Por lo tanto, necesita 1,433.7 mil millones de kWh por año

Suponga que la nueva planta promedio es de 1MW, que con una utilización del 90% generaría alrededor de 8 mil millones de kWh por año.

Entonces necesitas alrededor de 180 plantas. Si el 50% de conversión, necesita 90 plantas.

Sin embargo, la electricidad no tiene que provenir de fuentes nucleares. El futuro para mí parece más orientado hacia la energía solar con batería de respaldo complementada con energía eólica, hidráulica, GN y sí, nuclear.

Tenemos que hacer una serie de suposiciones.

Internet dice que 235 millones de autos están registrados en los Estados Unidos. Asumiré que 1/3 de ellos son conductores recreativos no diarios de fin de semana.

Eso da 50% x 2/3 x 235 millones, o 78 millones de autos EV.

Suponiendo que los automóviles se conducen un promedio de 10K millas por año, eso es 780 mil millones de millas por automóvil.

Suponiendo la métrica de 25 KWhr / 100 millas que a menudo se usaba para el consumo de energía EV, entonces

necesita 196 mil millones de KWH por año.

Un problema que tendrá es que los vehículos eléctricos generalmente se cobrarán en un período de 8 horas entre las 9 p.m. y las 5 a.m.en la mañana. Entonces necesitas generar picos.

Voy a asumir esto y, por lo tanto, necesita 67 millones de KW de capacidad durante esas 8 horas. Hay algunos ahorros potenciales que se pueden tener si asume que el EV se carga por la noche pero AC US durante el día.

De todos modos, necesita 67 GW de capacidad de generación. (dividido 196 mil millones de KWH por 8 x 365 horas)

Suponiendo plantas nucleares de capacidad típica de 1 GW cada una luego 67 plantas. Las plantas de carbón y gas suelen ser un poco más pequeñas, por lo que es posible que necesite más.

Hizo algunas suposiciones amplias, pero el orden de magnitud es probablemente correcto. Se necesitan menos plantas nuevas si se supone que actualmente puede haber un exceso de generación por la noche (aunque eso cambiará si se conectan muchas plantas solares).

Varias estimaciones indican que se necesitarían alrededor de 1,000 Tera-watt horas para alimentar el 100% de los automóviles, la mitad de eso es aproximadamente 500TWh.

Si todos los automóviles en los EE. UU. De repente se vuelven eléctricos, ¿cuánta electricidad más necesitamos producir (en porcentaje)?

Las 99 centrales nucleares existentes producen alrededor de 800TWh

Plantas de energía nuclear de EE. UU. – Nuclear Energy Institute

Entonces, más o menos, alrededor de 60 plantas adicionales, cada una con la capacidad de la planta promedio existente.

En 2015, el uso de energía para el transporte de automóviles en los EE. UU. Es de 377 millones de galones de gasolina por día. El total de millas recorridas en un año basado en 24.8 mpg llega a 3.4 x 10 ^ 12 millas por año. Un automóvil eléctrico usa 34 KWHr para viajar 100 millas, por lo que reemplazar todo el gas con electricidad requeriría 1.2 x 10 ^ 12 KWHr. Una planta de energía nuclear de 1000 MWe con un factor de capacidad del 90% produce 7.9 x 10 ^ 9 KWHr en un año. Esto requeriría alrededor de 150 plantas de energía nuclear para el 100% o 75 plantas de energía para reemplazar la gasolina utilizada para alimentar la mitad de los automóviles.