L'economia del residenzialeRicarica di veicoli elettricidipendono da variabili che interagiscono in modi che i produttori raramente spiegano. Le strutture tariffarie dell'elettricità, le perdite di efficienza dell'hardware di ricarica, la complessità dell'installazione e i tassi di accettazione delle tariffe specifiche del veicolo si combinano per produrre costi effettivi che divergono a volte in modo significativo dai semplici calcoli "moltiplica il tuo kWh per la tariffa" che dominano la letteratura rivolta ai consumatori. Questa guida affronta queste lacune con i dati ricavati dalla documentazione dei servizi pubblici, dagli standard di efficienza del DOE e dalle misurazioni sul campo di installazioni residenziali in diverse zone climatiche.
La tua bolletta elettrica ti sta mentendo (più o meno)
Ho trascorso due mesi a tenere traccia dei costi effettivi di ricarica prima di rendermi conto che il numero sulla mia bolletta era quasi privo di significato per capire quanto mi stava costando la mia auto.
Ecco il problema. La maggior parte dei clienti residenziali negli Stati Uniti paga tariffe scaglionate. I tuoi primi 500 kWh potrebbero costare $ 0,08. I successivi 500 costano $ 0,12. Tutto al di sopra di 1.000 kWh costa $ 0,18 o più. Quindi, quando qualcuno ti chiede "qual è la tua tariffa elettrica?" la risposta onesta è "dipende se mia moglie gestiva l'aria condizionata ieri".
Aggiungere un veicolo elettrico a una famiglia che è già nel secondo o terzo livello significa che ogni singolo kWh immesso in quell'auto arriva a tuo caricomarginalevaluta-quello più alto che stai pagando. Un collega di San Diego ha scoperto che la sua ricarica domestica "economica" costava in realtà 0,42 dollari/kWh perché il livello più alto di SDG&E è brutale e la sua pompa della piscina lo aveva già spinto lì.
I piani relativi al tempo-di-utilizzo (TOU) cambiano completamente questo calcolo. Con la TOU paghi tariffe diverse a seconda di quando consumi elettricità. Le tariffe di punta (in genere alle 16-21:00) possono raggiungere 0,35-0,55 $/kWh in California. Nelle ore non di punta (di solito dalle 23:00 alle 6:00) scende a $ 0,08-0,15. L'opportunità di arbitraggio è ovvia: addebitare durante la notte, pagare un terzo di quanto costerebbe la ricarica diurna.
Ma-e nessuno menziona questo-il passaggio ai TOU influisce sul tuointera famiglia. Quel carico di bucato alle 17:00? Adesso costa tre volte di più. La lavastoviglie dopo cena? Stesso. Ho visto famiglie passare alla TOU per il loro veicolo elettrico e finire per pagareDi piùnel complesso perché non hanno modificato le loro altre abitudini.
La mossa che funziona davvero: procurati un contatore separato per la ricarica dei veicoli elettrici se la tua azienda lo offre. La tariffa EV-B di PG&E, ad esempio, fornisce un contatore dedicato con una tariffa fissa di $ 0,22/kWh indipendentemente dall'orario. Nessun gioco, nessuno spostamento degli orari della lavanderia, nessuna sorpresa. L'installazione costa $ 200-400 tramite l'utilità. Ne vale la pena.
Il 15% di cui nessuno parla
Il display della tua auto dice che hai aggiunto 50 kWh. Il tuo contatore elettrico ha registrato 58 kWh. Dove sono finiti gli altri 8 kWh?
Perdite di carica. Sono reali, sono inevitabili e sono più grandi di quanto la maggior parte delle persone si aspetti.
La fisica: l'energia CA proveniente dalla parete deve essere convertita in CC per caricare la batteria. Questa conversione genera calore. La batteria stessa genera calore mentre accetta la carica. Il sistema di gestione termica dell'auto fa funzionare ventole e pompe per gestire il calore. Tutto ciò consuma elettricità che non raggiunge mai la batteria.
I test dell'Idaho National Laboratory hanno rilevato che l'efficienza di ricarica di livello 2 varia dall'85-94%, a seconda della temperatura ambiente. Il freddo è il killer: a 20 gradi F, le perdite possono superare il 20% perché l'auto deve riscaldare la batteria per accettare la carica in modo efficiente. L'ho imparato nel modo più duro durante un febbraio del Minnesota, quando la mia "carica completa" durante la notte era solo dell'85% perché l'auto ha trascorso un'ora a riscaldare il pacco prima che accettasse la corrente.
I veicoli Tesla tendono verso il limite superiore di efficienza (90-94%) grazie alla gestione termica superiore. Le vecchie Nissan Leaf con raffreddamento passivo si collocano nella fascia bassa. La maggior parte dei veicoli elettrici moderni si concentra intorno all’88-90% in condizioni temperate.
Cosa significa per il tuo portafoglio: se l'elettricità costa 0,12 $/kWh e l'efficienza della tua auto è dell'88%, il tuoefficacela tariffa è $ 0,136 / kWh. Con una batteria da 75 kWh, si tratta di $ 1,20 in più per ogni carica completa. In un anno di addebito regolare, stiamo parlando di perdite invisibili di $ 150-200. Non catastrofico, ma nemmeno niente.
Numeri reali da piloti reali
Ho intervistato 47 proprietari di veicoli elettrici nel club dei proprietari della mia zona. Ecco quanto stanno effettivamente pagando:
Ricarica domestica (bassa-TOU di punta):$ 0,03-0,05 per miglio. La fascia bassa è un proprietario di un Modello 3 in Nevada con un eccellente tasso di energia NV. La fascia alta è tipica dei servizi pubblici della California.
Ricarica domestica (tariffa fissa):$ 0,04-0,08 per miglio. Gli stati del Midwest con elettricità a basso costo dominano la fascia bassa. I corridoi nord-orientali con la loro infrastruttura di rete legacy spingono verso la fascia alta.
Ricarica sul posto di lavoro:$ 0,00-0,04 per miglio. Sì, esiste la tariffazione gratuita sul posto di lavoro. Sta diventando sempre più raro man mano che le aziende si rendono conto dei costi elettrici, ma i campus tecnologici e alcuni datori di lavoro lungimiranti lo offrono ancora.
Ricarica rapida DC pubblica:$ 0,12-0,25 per miglio. È qui che diventa costoso. Electrify America addebita 0,43 dollari/kWh in molti mercati. Un viaggio su strada può facilmente costare di più per miglio rispetto a un ibrido.
L'anomalia che mi ha sorpreso: un proprietario addebita esclusivamente presso le stazioni ChargePoint gratuite nel suo negozio di alimentari. Fa coincidere i suoi viaggi di shopping con la ricarica, ottiene forse 15-20 miglia di autonomia per viaggio e afferma di non aver pagato l'elettricità nella sua auto per otto mesi. Questo è un impegno per la frugalità che non posso eguagliare.
Costi di installazione: dove i conti si fanno brutti
Il caricabatterie stesso è economico. Una solida unità di livello 2 da 40 amp costa $ 400-600. L'installazione? È lì che le cose si complicano.
Ho parlato con quattro elettricisti prima di trovarne uno che non voleva farmi pagare $ 1.800 per un'installazione "standard". L'offerta vincente è stata di $ 650, da parte di un ragazzo che aveva installato 200+ caricabatterie per veicoli elettrici e sapeva esattamente cosa stava facendo. Le offerte perdenti provenivano da elettricisti generali che chiaramente stavano cercando di sfruttare l'incertezza.
Fattori che determinano effettivamente il costo:
- Capacità del pannello.Questa è la cosa più importante. Un pannello da 100 A che funziona già con CA centrale, un essiccatore elettrico e alcuni altri carichi da 240 V potrebbe non avere spazio per un circuito EV da 40 A. Gli aggiornamenti del pannello a 200 A costano $ 2.000-4.500 a seconda dei requisiti della tua utility e delle tariffe della manodopera locale. Ho sentito storie dell'orrore di $ 6,000+ in case più vecchie in cui l'intero ingresso di servizio necessitava di sostituzione.
- Distanza dal pannello al caricabatterie.Ogni metro di filo aumenta i costi. La mia corsa di 25 piedi è costata circa $ 150 in materiali. Una corsa di 100 piedi fino a un garage indipendente? Triplicarlo, più la manodopera per scavare o far funzionare il condotto.
- Requisiti di autorizzazione.Alcune giurisdizioni richiedono permessi e ispezioni per i nuovi circuiti da 240 V. Altri no. Il permesso stesso costa solitamente $ 50-150, ma la pianificazione dell'ispezione può aggiungere settimane alla tempistica.
- Infrastruttura esistente.Hai già una presa da 240 V vicino al tuo parcheggio-forse per un saldatore o una vecchia vasca idromassaggio? Potresti essere in grado di collegare semplicemente un EVSE portatile e saltare completamente l'installazione cablata. Conosco qualcuno che utilizza un Tesla Mobile Connector su una presa di asciugatrice riconvertita. Funziona bene.
Uno strano trucco che ha fatto risparmiare al mio vicino $ 800: ha installato lui stesso il caricabatterie (si tratta semplicemente di montare una scatola e collegare tre fili) e ha chiesto all'elettricista di eseguire solo il lavoro del pannello e di far passare il cavo. Gli elettricisti addebitano un sovrapprezzo per l'"installazione completa" anche se per appendere l'EVSE sono necessari dieci minuti.
Periodo di recupero: il calcolo che tutti sbagliano
Ho visto sostenitori dei veicoli elettrici affermare che un caricabatterie domestico "si ripaga da solo in sei mesi". Ho visto gli scettici affermare che "non ha mai senso finanziario". Entrambi stanno sbagliando i conti.
Il confronto corretto non è "ricarica domestica vs benzina". È "ricarica domestica rispetto a qualunque cosa faresti altrimenti". Se ricaricassi comunque presso caricabatterie gratuiti sul posto di lavoro, un caricabatterie domestico è pura spesa. Se utilizzi stazioni Electrify America da $ 0,43 / kWh, un caricabatterie domestico si ripaga quasi immediatamente.
Il mio calcolo, dal momento che le persone chiedono sempre:
Costo del caricabatterie: $ 500 (Grizzl-E, cablato)
Installazione: $ 650 (ho ottenuto un buon preventivo)
Investimento totale: $ 1.150
Guida annuale: ~12.000 miglia. Efficienza dell'auto: 3,5 miglia/kWh. Sono 3.430 kWh/anno.
Costo della ricarica domestica: 0,11 $/kWh × 3,430=377 $/anno
Alternativa alla tariffazione pubblica: 0,35 $/kWh × 3,430=1.200 $/anno
Risparmio annuale: $ 823. Rimborso: 1,4 anni.
Ora confrontiamo con la benzina. La mia vecchia macchina faceva 32 mpg. A $ 3,50 al gallone, 12.000 miglia costano $ 1.312. La tariffa per i veicoli elettrici a casa costa $ 377. Si tratta di 935 dollari l'anno di risparmio di carburante-ma il concetto di "ritorno" diventa strano perché si confrontano gli acquisti di veicoli, non solo le soluzioni di ricarica.
La risposta è onesta: se si percorrono abbastanza chilometri e si hanno tariffe elettriche ragionevoli, la ricarica domestica ha un senso economico schiacciante rispetto a qualsiasi alternativa. Se percorri 5.000 miglia all’anno e hai accesso alla ricarica gratuita altrove, una configurazione domestica potrebbe non essere mai ripagata.
Varianza stagionale e altri fastidi
Nessuno mi aveva avvertito che le mie bollette elettriche invernali sarebbero aumentate del 40% anche se avessi percorso gli stessi chilometri.
Tre fattori convergono nella stagione fredda. Innanzitutto, l'efficienza della batteria diminuisce-la chimica degli ioni di litio- semplicemente non funziona bene al di sotto di 40 gradi F. La mia efficienza estiva di 4,0 miglia/kWh diventa 2,8 miglia/kWh entro gennaio. In secondo luogo, il riscaldamento dell’abitacolo di un veicolo elettrico è un carico elettrico, non il calore disperso di un motore. Far funzionare il riscaldatore a pieno regime può ridurre l'autonomia del 25-35%. In terzo luogo, le perdite di carica aumentano perché l’auto deve riscaldare la batteria prima di accettare la carica.
I numeri in pratica: il costo dell'elettricità per la mia macchina ad agosto era di circa $ 28. Gennaio era $ 52. Stesso tragitto, stesso stile di guida, stessa macchina. È solo la fisica che lavora contro di me.
L’estate ha le sue penalità nei climi caldi. Il carico AC è meno brutale del riscaldamento, ma non è gratuito. E se stai parcheggiando sotto il sole diretto, la gestione termica della batteria funziona anche mentre l'auto è ferma, scaricando lentamente la carica (e costandoti i soldi che dovrai sostituire).
Il precondizionamento aiuta. La maggior parte dei veicoli elettrici consente di riscaldare o raffreddare l'auto mentre è ancora collegata alla presa di corrente, quindi l'energia proviene dalla rete anziché dalla batteria. Ciò preserva l'autonomia di guida. Ho preso l'abitudine di attivarlo dall'app 15 minuti prima di partire nelle mattine fredde.
Cosa direi ad un amico
Qualcuno al lavoro ha appena acquistato una Hyundai Ioniq 6 e mi ha chiesto consigli sulla ricarica. Ecco più o meno quello che ho detto:
Non affrettare l'installazione del caricabatterie domestico. Vivi con il caricabatterie di mantenimento da 120 V per un mese. Scopri come funzionano i tuoi attuali schemi di guida. Potresti scoprire che la ricarica notturna di Livello 1 è effettivamente sufficiente per le tue esigenze-molte persone che percorrono 30-40 miglia al giorno se la passano bene e tu hai appena risparmiato $ 1,000+.
Se hai bisogno del Livello 2, ottieni almeno tre preventivi. La variazione dei prezzi degli appaltatori elettrici è assurda. Chiedi anche alla tua azienda eventuali sconti-molti offrono $ 500-1.000 per l'installazione di EVSE che le persone lasciano sul tavolo perché non sanno chiedere.
Esamina le opzioni relative alla tariffa elettricaPrimainizi a caricare regolarmente. La differenza tra una tariffa residenziale standard e una tariffa TOU ottimizzata per EV- può essere di $ 50 al mese. Ma devi richiedere in modo proattivo la modifica della tariffa-i servizi di pubblica utilità non ti cambieranno automaticamente.
Evita il caricabatterie abilitato al WiFi-a meno che tu non abbia realmente bisogno di una ricarica programmata per le tariffe TOU. Le funzionalità "intelligenti" sono per lo più espedienti. Uno stupido caricabatterie da $ 400 di Grizzl-E o Lectron ti servirà così come un'unità connessa da $ 800 per la maggior parte dei casi d'uso.
E infine: non preoccuparti di ottimizzare fino all'ultimo centesimo. Sì, la ricarica alle 23:00 anziché alle 20:00 consente di risparmiare sulle tariffe TOU. Ma se dimentichi di tanto in tanto e carichi al massimo, non andrai in bancarotta. Gli aspetti economici complessivi della ricarica dei veicoli elettrici sono così favorevoli rispetto a quelli della benzina che non è necessario il perfezionismo. Ricarica quando è conveniente. Paga un po' di più a volte. Va bene.
La conclusione, dal momento che so che è quello che stai cercando:la maggior parte dei proprietari di veicoli elettrici con ricarica domestica pagano 0,03-0,06 dollari per miglio di elettricità. Si tratta di un terzo o un quarto del costo della benzina. L'installazione e l'attrezzatura costano $ 800-2.500 a seconda della situazione elettrica. Il rimborso richiede 1-3 anni per i conducenti tipici. Dopodiché risparmierai denaro per ogni singolo miglio.
La matematica funziona. Non è nemmeno vicino, onestamente. La complessità sta nei dettagli-quale piano tariffario, quale caricabatterie, quale installatore-ma gli aspetti economici fondamentali favoriscono la ricarica domestica dei veicoli elettrici con un ampio margine per chiunque percorra più di circa 8.000 miglia all'anno.
È così economico come sostengono alcuni sostenitori? No, una volta prese in considerazione le perdite di efficienza e le strutture tariffarie realistiche. È più costoso di quanto suggeriscono gli scettici? Inoltre no. La verità è noiosamente moderata: è significativamente più economica della benzina, significativamente più economica della ricarica pubblica, e l’investimento iniziale è ragionevole. Non è una conclusione sexy, ma è quella esatta.