सड़कों पर इलेक्ट्रिक वाहनों और प्लग-इन हाइब्रिड की बढ़ती संख्या के साथ, कुछ लोगों ने चिंता व्यक्त की है कि ऐसे वाहनों को अपनाने से ऊर्जा ग्रिड पर क्या प्रभाव पड़ सकता है। यह आलेख विषय से संबंधित मुख्य दावों को सूचीबद्ध करता है, और फिर उनका समाधान करता है।
मुख्य प्रश्न यह प्रतीत होता है कि क्या इलेक्ट्रिक ग्रिड बढ़ती मांग को पूरा कर सकता है क्योंकि विशेषज्ञों का अनुमान है कि 2040 तक वैश्विक वाहन बिक्री में ईवी की हिस्सेदारी 58% होगी, जबकि आज यह 10% है। सबसे निराशावादी पूर्वानुमान कुछ इस तरह दिखता है - यदि हम यूके को उदाहरण के रूप में लेते हैं, तो परिवहन विभाग के अनुसार, 2020 के अंत में 32,697,000 कारें थीं। यदि वे सभी बैटरी से संचालित होते और एक ही समय में 7kW की सामान्य होम चार्जर दर पर चार्ज होते, तो उन्हें 229GW बिजली की आवश्यकता होती - जो देश की वर्तमान ग्रिड क्षमता 101GW से दोगुनी से भी अधिक है।
ग्रिड आने वाले सभी ईवी को संभाल नहीं सकता!
आइए हम आपको तुरंत आराम दें - हां, ऊर्जा ग्रिड ईवीएस से अतिरिक्त भार को संभाल सकते हैं। ऊपर दिखाई गई गणनाएं दोषपूर्ण धारणाओं पर आधारित हैं और अनावश्यक रूप से चिंताजनक हैं। उपरोक्त उदाहरण को वास्तविक जीवन में दोहराना वास्तव में असंभव है। एक के लिए, यह रातोंरात बड़े पैमाने पर ईवी अपनाने का अनुमान लगाता है।
यह बस कई कारणों से नहीं होने वाला है, लेकिन सबसे पहले और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि ईवी का उत्पादन बढ़ाना संभवतः उस गति से नहीं हो सकता है। दूसरा, दुनिया का हर एक व्यक्ति (या कोई विशिष्ट देश) एक ही समय में ईवी पर स्विच नहीं करेगा। इसका कोई मतलब नहीं है - लोग आम तौर पर अपनी मौजूदा कारों को कुछ वर्षों तक रखेंगे जैसा कि वे सामान्य रूप से करते हैं, और फिर उनकी अगली खरीद ईवी हो सकती है। और चूंकि सभी ने अपनी वर्तमान आईसीई कार एक ही समय में नहीं खरीदी है, इसलिए वे सभी उन्हें एक ही समय में ईवी से प्रतिस्थापित नहीं करेंगे, भले ही दुनिया में इसके लिए पर्याप्त ईवी उत्पादन क्षमता हो, जो कि नहीं है।
वे सभी एक ही समय में चार्ज करेंगे!
"संशयवादी" दृष्टिकोण यह भी मानता है कि वे सभी इलेक्ट्रिक वाहन हमेशा एक ही समय में चार्ज होंगे, जो शायद ही संभव है। पहला, क्योंकि मालिकों की ओर से इसकी वास्तविक मांग नहीं होगी, और दूसरा, क्योंकि इसके लिए पर्याप्त चार्जर नहीं होंगे - कम से कम कुछ समय के लिए नहीं, जिसके दौरान ग्रिड अपनी उत्पादन क्षमता को समायोजित कर सकता है।
इसी तर्क के अनुसार, यदि प्रत्येक ब्रितानी एक ही समय में अपनी वॉशिंग मशीन चालू करता है, तो उन्हें लगभग 51.4 गीगावॉट बिजली की आवश्यकता होगी, जो कि 30 गीगावॉट की औसत दैनिक मांग से कहीं अधिक है - और यह ब्रिटेन में एक पूरे दिन की कुल औसत बिजली खपत है, जिसमें से जाहिर तौर पर वॉशिंग मशीनें एक छोटा सा हिस्सा हैं।
लेकिन कारें बहुत चलती हैं और ईवी को बहुत अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है!
यदि हम अधिक यथार्थवादी होना चाहते हैं, तो हमें कारों की औसत दूरी की यात्रा और ईवी की औसत खपत की जांच करने की आवश्यकता होगी। औसतन, 2019 में ब्रिटेन में कारें लगभग 6,500 मील चलीं। गणना को सरल बनाने के लिए, मान लें कि औसत ईवी खपत 0.346 kWh प्रति मील है। यदि हम कल्पना करें कि ब्रिटेन में सभी वाहन इलेक्ट्रिक हैं, तो यूके में प्रति कार वार्षिक खपत 2,249 kWh हो जाएगी। उस आंकड़े को कारों की कुल संख्या से गुणा करने पर हमें यूके में प्रत्येक कार को बिजली देने के लिए प्रति वर्ष 73.5 TWh ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह 2019 के लिए देश के बिजली उत्पादन का लगभग 22% है। 22% अतिरिक्त ग्रिड क्षमता निश्चित रूप से 200% से एक अलग तस्वीर पेश करती है।
किसी अन्य देश या क्षेत्र को चुनने से समान परिणाम मिलते हैं। उदाहरण के लिए, यूरोपीय संघ में, 2019 में एक कार की औसत दूरी 11,300 किमी (या लगभग 7,021 मील) है। यदि हम इस आधार को स्वीकार करते हैं कि यूरोपीय संघ में सभी कारें इलेक्ट्रिक हो गई हैं और औसतन 0.346 kWh प्रति मील की खपत करती हैं, तो वार्षिक खपत 2,429 kWh प्रति कार हो जाती है। उस संख्या को क्षेत्र में यात्री कारों की कुल मात्रा से गुणा करने पर हमें 589.5 TWh या उत्पन्न विद्युत शक्ति का लगभग 21% प्राप्त होता है।
संयुक्त राज्य अमेरिका में, अधिक यात्रा दूरी के कारण संख्या थोड़ी अधिक है, लेकिन फिर भी चिंताजनक नहीं है। अमेरिकियों ने 2019 में प्रति कार औसतन 14,000 मील से थोड़ी अधिक दूरी तय की, जो हमारे कल्पित परिदृश्य में प्रति वर्ष औसत ईवी खपत लगभग 4,844kWh प्रति कार लाती है, जहां सभी वाहन इलेक्ट्रिक हैं - इसे संचालन में वाहनों की संख्या से गुणा करके कुल 1,354.4TWh या कुल ग्रिड उत्पादन का 33% है। यह 30% बढ़े हुए बिजली उत्पादन के अनुरूप है, जिसकी गणना तब की गई जब अमेरिका में सभी गैसोलीन से चलने वाले वाहन अचानक बिजली से चलने लगे।
चारों ओर घूमने के लिए पर्याप्त शक्ति नहीं है!
उपलब्ध आंकड़ों में से कोई भी हमें चिंता का वास्तविक कारण नहीं बताता है। पिछला दशक अधिक कुशल उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लोकप्रिय होने, औद्योगिक उत्पादन में गिरावट आदि के कारण बिजली की मांग में कमी का दौर रहा है। 2010 के दशक में, संयुक्त राज्य अमेरिका में उत्पादित बिजली में 3% और ग्रेट ब्रिटेन में 18% की भारी कमी आई है।
इसके अतिरिक्त, हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि एक बार जब ईवी व्यापक हो जाएगी, तो आंतरिक दहन इंजन वाले वाहनों की मांग गिर जाएगी। बदले में यह गैसोलीन उत्पादन को प्रभावित करेगा, जिससे कुल मिलाकर औद्योगिक उत्पादन में बिजली की खपत कम करने की प्रवृत्ति में योगदान होगा। इस प्रकार, किसी भी औद्योगिक क्षेत्र से मुक्त की गई बिजली का उपयोग उन ईवी को बिजली देने के लिए किया जा सकता है।
मांग के अनुरूप बिजली उत्पादन बढ़ाना असंभव है!
वास्तव में, इस क्षेत्र में मौलिक नवाचारों के बिना भी बिजली उत्पादन में वृद्धि संभव है। नॉर्वे इसका बेहतरीन उदाहरण है. नॉर्डिक देश ईवी अपनाने में सबसे उन्नत देशों में से एक है - इसके 12% वाहन अब इलेक्ट्रिक हैं। ऐसा लगता है कि नॉर्वे ने बिजली की बढ़ती ज़रूरत को बिना किसी रुकावट के संभाल लिया है। 1990 के बाद से खपत में 26% की वृद्धि हुई है, लेकिन उत्पादन मांग को पूरा करने में सक्षम है, जैसा कि नीचे दिए गए चार्ट में दिखाया गया है।
धीरे-धीरे अपनाने की दर एक और महत्वपूर्ण कारण है जिसके कारण लोगों को इस बारे में चिंतित नहीं होना चाहिए कि विद्युत ग्रिड ईवी को संभाल सकते हैं या नहीं। हमारे सैद्धांतिक उदाहरणों के विपरीत, हम जादू की छड़ी घुमाकर सभी वाहनों को उसी समय बिजली से चालू नहीं कर सकते। पिछले 10 वर्षों में, ईवी की बिक्री आसमान छू गई है। अकेले यूके में, पंजीकृत इलेक्ट्रिक यात्री कारें 2010 में 1,544 से बढ़कर 2021 की तीसरी तिमाही में 314,966 हो गई हैं, जो लगभग 5000% की वृद्धि है जो अविश्वसनीय लगती है लेकिन आधार संख्या को देखें - यह वृद्धि केवल 1,544 वाहनों से शुरू हुई, और 314,966 अभी भी बाल्टी में एक बूंद है।
विशेषज्ञों का अनुमान है कि निकट भविष्य में गोद लेने की दर में तेजी जारी रहेगी। उदाहरण के लिए, ईवाई और यूरेइलेक्ट्रिक का अनुमान है कि यूरोपीय वाहन पार्क 2030 तक 65 मिलियन इलेक्ट्रिक वाहनों और 2035 तक 130 मिलियन तक पहुंच जाएगा (लेकिन 2019 में ईयू के लिए कुल वाहन पार्क 242 मिलियन है, इसलिए भले ही यह संख्या समान रहे, ईवी सड़क पर केवल 53% वाहन होंगे)। यूरोपीय सड़कों पर आज की मात्र 3.2 मिलियन ईवी की तुलना में, यह 2,000% और 4,000% से अधिक की वृद्धि है, और फिर भी, इस परिदृश्य में हम अभी भी सड़क पर हर कार के ईवी होने से बहुत दूर होंगे। अप्रत्याशित रूप से, उद्धृत रिपोर्ट का निष्कर्ष है कि ग्रिड ध्वस्त नहीं होगा और ईवी की संख्या में अनुमानित बड़े पैमाने पर वृद्धि का भी सफलतापूर्वक सामना करेगा।
जहां तक राज्यों का सवाल है, यू.एस. ड्राइव ने एक गहन अध्ययन किया, जिसमें वाहनों की उनकी सापेक्ष अपनाने की गति के अनुसार विभिन्न विद्युत उपकरणों से तुलना की गई, इस प्रकार ईवी अपनाने के लिए तीन परिदृश्यों को माना गया - निम्न, मध्यम और उच्च। तीनों परिदृश्यों में, उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि अमेरिकी ग्रिड नई मांग को संभाल सकता है क्योंकि यह अतीत में इसी तरह की चुनौतियों से निपट चुका है।
अधिकतम खपत आसमान छू जाएगी!
इन सबका मतलब यह नहीं है कि बड़े पैमाने पर ईवी अपनाने के कारण बिजली की अनुमानित बढ़ी हुई मांग में कोई समस्या नहीं है। सबसे बड़ी चिंता अन्य उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स की तरह ही है, यानी पीक आवर्स के दौरान ग्रिड पर ओवरलोडिंग। अव्यवस्थित चार्जिंग सीधे बिजली आपूर्ति की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकती है और वोल्टेज में उतार-चढ़ाव और बिजली की हानि का कारण बन सकती है।
बिजली वितरकों को "अंतिम मील" पर उच्च क्षमता और विशेष रूप से उच्च पीक क्षमता में निवेश करने की आवश्यकता होगी, लेकिन वे उपभोक्ताओं को लागत कम करके, जैसे कि रात के मध्य में, पीक आवर्स के बाहर चार्ज करने के लिए भी प्रोत्साहित कर सकते हैं। यह पहले से ही कई देशों में सस्ती रात्रि दरों के साथ किया जा चुका है, लेकिन विशेष रूप से ईवी उपयोगकर्ताओं को लुभाने के लिए इसे और बढ़ाया जा सकता है।
एक अन्य समाधान स्मार्ट ग्रिड का आगे एकीकरण है, जो ऊर्जा बुनियादी ढांचे की दक्षता में सुधार करेगा और पीक-टाइम मांग से निपटने के बेहतर तरीके पेश करेगा। उससे जुड़ा हुआ वाहन-से-ग्रिड समाधान (V2G) का विचार है जिसे भविष्य में पेश किया जा सकता है। V2G एक ऐसी तकनीक है जो बिजली की मांग बहुत अधिक होने पर कार बैटरी को ग्रिड को चार्ज करने में सक्षम बनाती है।
जाहिर है, आज की दुनिया में ऐसा नहीं हो सकता क्योंकि V2G में कई समस्याएं हैं। उनमें से एक है वाहनों पर अतिरिक्त चक्र लगाने के कारण ली-आयन बैटरियों का और अधिक ख़त्म होना। यह भी समस्या है कि लोग आम तौर पर ईवी खरीदना चाहते हैं ताकि वे उन्हें ईवी के रूप में उपयोग कर सकें, न कि ग्रिड-बढ़ाने वाली बैटरी के रूप में। हालाँकि, इस तरह के समाधान का उपयोग स्मार्ट ग्रिड तकनीक के साथ संयोजन में किया जा सकता है, विशेष रूप से एक बंद प्रणाली में, उदाहरण के लिए, एक हरित-संचालित घर जिसमें एक ईवी आपात स्थिति में या रात के दौरान बिजली के स्रोत के रूप में एक अभिन्न भूमिका निभा सकता है।
सब कुछ बहुत तेजी से चल रहा है!
अंत में, सब कुछ इस ओर इशारा करता है कि ग्रिड ईवी से ठीक से निपटने में सक्षम है, गोद लेने में वृद्धि की क्रमिक प्रकृति को देखते हुए (और यह अभी भी क्रमिक है, भले ही सबसे आशावादी आकलन सच हो)। इसके अलावा, अध्ययन दर अध्ययन से पता चला है कि ग्रिड पर बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रिक वाहन अपनाने का प्रभाव प्रबंधनीय से कहीं अधिक है।
आइए यह न भूलें कि हमें अतीत में मौजूदा विद्युत बुनियादी ढांचे के समान चुनौतियों से निपटना पड़ा है, क्योंकि आज की दुनिया में हम कई विद्युत उपकरणों को अपना सकते हैं जिनके बिना हम नहीं रह सकते हैं। एक सदी पहले औसत उपभोक्ता लाइट जलाने के अलावा बिजली का अधिक उपयोग नहीं करता था, और अब हम काम, अवकाश और निश्चित रूप से, यात्रा के लिए इस पर अधिक से अधिक निर्भर हो गए हैं।
कभी-कभी ऐसा महसूस हो सकता है कि ईवी को अपनाना बहुत तेजी से आगे बढ़ रहा है, उन उपकरणों में से किसी को अपनाने की तुलना में कहीं अधिक तेजी से, लेकिन यह 20वीं सदी में हुआ था, और हम अब वहां नहीं हैं। पवन ऊर्जा, सौर ऊर्जा, स्मार्ट ग्रिड, बैटरी - इनमें से कोई भी चीज़ तब उपलब्ध नहीं थी जब उपकरण क्रांति हुई थी, और वे अब भी उपलब्ध हैं।
तो आइए हम सब मिलकर गहरी सांस लें और उन आपदाओं के बारे में चिंता करना बंद करें जो नहीं होंगी। और हो सकता है, *बस हो सकता है* - उन सभी लाभों का आनंद लें जो ईवी हमें आईसीई कारों पर देते हैं, "ग्रिड के लिए इसका क्या मतलब है" या ऐसी किसी चीज़ पर लगातार चिंता की स्थिति में रहने के बिना।
टीएल;डीआर
ईवी को व्यापक रूप से अपनाने के रास्ते में कई चुनौतियाँ हैं, लेकिन बिजली उत्पादन और पावर ग्रिड उनमें से नहीं हैं।
