A economia do residencialCarregamento de veículos elétricosdependem de variáveis que interagem de maneiras que os fabricantes raramente explicam. As estruturas tarifárias de eletricidade, as perdas de eficiência do hardware de cobrança, a complexidade da instalação e as taxas de aceitação de cobranças específicas-de veículos se combinam para produzir custos reais que divergem-às vezes significativamente-dos simples cálculos de "multiplique seu kWh pela tarifa" que dominam a literatura-voltada para o consumidor. Este guia aborda essas lacunas com dados extraídos de registros de serviços públicos, padrões de eficiência do DOE e medições de campo de instalações residenciais em diversas zonas climáticas.
Sua conta de luz está mentindo para você (mais ou menos)
Passei dois meses monitorando meus custos reais de cobrança antes de perceber que o número em minha conta de luz era quase inútil para entender quanto meu carro estava me custando.
Aqui está o problema. A maioria dos clientes residenciais nos EUA paga taxas escalonadas. Seus primeiros 500 kWh podem custar US$ 0,08. Os próximos 500 custam US$ 0,12. Tudo acima de 1.000 kWh custa US$ 0,18 ou mais. Então, quando alguém pergunta "qual é a sua tarifa de eletricidade?" a resposta honesta é "depende se minha esposa ligou o AC ontem".
Adicionar um VE a uma residência que já está no segundo ou terceiro nível significa que cada kWh que você coloca naquele carro chega ao seumarginaltaxa-a mais alta que você está pagando. Um colega em San Diego descobriu que seu carregamento doméstico “barato” estava na verdade custando US$ 0,42/kWh porque o nível superior da SDG&E é brutal e sua bomba de piscina já o havia empurrado para lá.
Os planos de tempo de-uso-de uso (TOU) mudam totalmente esse cálculo. De acordo com os TOU, você paga taxas diferentes dependendo de quando consome eletricidade. As tarifas de pico (normalmente às 16h{7}}21h) podem atingir US$ 0,35-0,55/kWh na Califórnia. Fora do horário de pico (geralmente das 23h às 6h) cai para US$ 0,08-0,15. A oportunidade de arbitragem é óbvia: cobrar durante a noite, pagar um terço do que custaria a cobrança diurna.
Mas-e ninguém menciona isso-mudar para os TOU afeta seufamília inteira. Aquela carga de roupa às 17h? Agora é três vezes mais caro. A máquina de lavar louça depois do jantar? Mesmo. Já vi famílias mudarem para o TOU para o seu EV e acabarem pagandomaisno geral porque não ajustaram seus outros hábitos.
A mudança que realmente funciona: obtenha um medidor separado para carregamento de EV, se sua concessionária oferecer. A tarifa EV-B da PG&E, por exemplo, fornece um medidor dedicado a uma tarifa fixa de US$ 0,22/kWh, independentemente do horário. Sem jogos, sem mudanças nos horários da lavanderia, sem surpresas. A instalação custa US$ 200-400 por meio do utilitário. Vale a pena.
Os 15% sobre os quais ninguém fala
O display do seu carro indica que você adicionou 50 kWh. Seu medidor elétrico registrou 58 kWh. Para onde foram os outros 8 kWh?
Perdas de carregamento. Eles são reais, são inevitáveis e são maiores do que a maioria das pessoas espera.
A física: a energia CA da parede deve ser convertida em CC para carregar a bateria. Essa conversão gera calor. A própria bateria gera calor enquanto aceita carga. O sistema de gerenciamento térmico do carro aciona ventiladores e bombas para gerenciar esse calor. Tudo isso consome eletricidade que nunca chega à bateria.
Os testes do Laboratório Nacional de Idaho descobriram que a eficiência de carregamento de nível 2 varia de 85 a 94%, dependendo muito da temperatura ambiente. O tempo frio é o assassino - a 20 graus F, as perdas podem exceder 20% porque o carro precisa aquecer a bateria para aceitar a carga com eficiência. Aprendi isso da maneira mais difícil durante fevereiro em Minnesota, quando minha "carga total" durante a noite foi de apenas 85% porque o carro passou uma hora aquecendo a mochila antes que ela aceitasse a corrente.
Os veículos da Tesla tendem a atingir níveis mais elevados de eficiência (90-94%) graças ao gerenciamento térmico superior. Os Nissan Leafs mais antigos com resfriamento passivo ficam na extremidade inferior. A maioria dos VE modernos concentra-se em torno de 88-90% em condições temperadas.
O que isto significa para a sua carteira: se a electricidade custa 0,12 dólares/kWh e a eficiência do seu carro é de 88%, o seueficaza taxa é de US$ 0,136/kWh. Em uma bateria de 75 kWh, isso representa um acréscimo de US$ 1,20 a cada carga completa. Ao longo de um ano de cobrança regular, estamos falando de US$ 150-200 em perdas invisíveis. Não é catastrófico, mas não é nada.
Números reais de drivers reais
Entrevistei 47 proprietários de veículos elétricos no meu clube de proprietários locais. Aqui está o que eles estão realmente pagando:
Carregamento residencial (TOU fora-de pico):$ 0,03-0,05 por milha. O segmento inferior é proprietário de um Modelo 3 em Nevada com uma excelente taxa de energia NV. O alto padrão é típico das concessionárias da Califórnia.
Carregamento doméstico (taxa fixa):US$ 0,04-0,08 por milha. Os estados do Centro-Oeste com eletricidade barata dominam o segmento inferior. Os corredores do Nordeste, com a sua infra-estrutura de rede legada, impulsionam o topo de gama.
Carregamento no local de trabalho:US$ 0,00-0,04 por milha. Sim, existe cobrança gratuita no local de trabalho. Está se tornando mais raro à medida que as empresas percebem os custos da eletricidade, mas os campi de tecnologia e alguns empregadores com visão de futuro ainda a oferecem.
Carregamento rápido DC público:US$ 0,12-0,25 por milha. É aqui que fica caro. A Electrify America cobra US$ 0,43/kWh em muitos mercados. Uma viagem rodoviária pode facilmente custar mais por quilômetro do que um híbrido.
A exceção que me surpreendeu: um proprietário cobra exclusivamente em estações ChargePoint gratuitas em seu supermercado. Ele cronometra suas idas às compras para coincidir com o carregamento, consegue uma autonomia de 24 a 30 quilômetros por viagem e afirma que não paga a eletricidade do carro há oito meses. Esse é um compromisso com a frugalidade que não consigo igualar.
Custos de instalação: onde a matemática fica feia
O carregador em si é barato. Uma unidade sólida de nível 2 de 40 A custa US$ 400-600. A instalação? É aí que as coisas ficam complicadas.
Conversei com quatro eletricistas antes de encontrar um que não quisesse me cobrar US$ 1.800 por uma instalação “padrão”. O lance vencedor foi de US$ 650, de um cara que havia feito 200+ instalações de carregadores EV e sabia exatamente o que estava fazendo. As propostas perdedoras foram de eletricistas gerais que estavam claramente se preparando para a incerteza.
Fatores que realmente determinam o custo:
- Capacidade do painel.Este é o grande problema. Um painel de 100 A que já está funcionando com CA central, um secador elétrico e algumas outras cargas de 240 V podem não ter espaço para um circuito EV de 40 A. As atualizações do painel para 200 amperes custam entre US$ 2.000 e 4.500, dependendo dos requisitos da sua concessionária e das taxas de mão de obra locais. Já ouvi histórias horríveis de US$ 6,000+ em casas antigas onde toda a entrada de serviço precisava ser substituída.
- Distância do painel ao carregador.Cada metro de fio acrescenta custo. Minha corrida de 25 pés custou cerca de US$ 150 em materiais. Uma corrida de 30 metros até uma garagem individual? O triplo disso, mais o trabalho para abrir valas ou instalar conduítes.
- Requisitos de licença.Algumas jurisdições exigem licenças e inspeções para novos circuitos de 240V. Outros não. A licença em si geralmente custa US$ 50-150, mas o agendamento da inspeção pode adicionar semanas ao seu cronograma.
- Infraestrutura existente.Já tem uma tomada de 240 V perto do seu estacionamento-talvez para um soldador ou uma banheira de hidromassagem velha? Você pode simplesmente conectar um EVSE portátil e pular totalmente a instalação com fio. Conheço alguém que usa um Tesla Mobile Connector em uma tomada de secadora reaproveitada. Funciona bem.
Um truque estranho que economizou US$ 800 para meu vizinho: ele mesmo instalou o carregador (é só montar uma caixa e conectar três fios) e pediu ao eletricista apenas para fazer o trabalho do painel e passar o cabo. Os eletricistas cobram um valor extra pela “instalação completa”, embora a suspensão do EVSE leve dez minutos.
Período de retorno: o cálculo que todos erram
Já vi defensores de EV afirmarem que um carregador doméstico “se paga em seis meses”. Já vi céticos afirmarem que isso "nunca faz sentido financeiro". Ambos estão fazendo as contas erradas.
A comparação correta não é “carregamento doméstico x gasolina”. É "carregamento doméstico versus tudo o que você faria de outra forma". De qualquer maneira, se você estiver carregando em carregadores gratuitos no local de trabalho, um carregador doméstico é pura despesa. Se você usar estações Electrify America de US$ 0,43/kWh, um carregador doméstico terá retorno quase imediato.
Cálculo meu, já que as pessoas sempre perguntam:
Custo do carregador: US$ 500 (Grizzl-E, com fio)
Instalação: $ 650 (recebi uma boa cotação)
Investimento total: $ 1.150
Condução anual: ~12.000 milhas. Eficiência do carro: 3,5 milhas/kWh. São 3.430 kWh/ano.
Custo de carregamento residencial: US$ 0,11/kWh × 3,430=US$ 377/ano
Alternativa de cobrança pública: US$ 0,35/kWh × 3,430=US$ 1.200/ano
Economia anual: $ 823. Retorno: 1,4 anos.
Agora compare com a gasolina. Meu carro antigo tinha 32 mpg. A US$ 3,50/galão, 12.000 milhas custam US$ 1.312. As taxas de EV em casa custam US$ 377. Isso representa uma economia de combustível de US$ 935/ano,-mas o enquadramento do "retorno" fica estranho porque você compara compras de veículos, não apenas soluções de cobrança.
A resposta honesta: se você dirigir quilômetros suficientes e tiver tarifas de eletricidade razoáveis, o carregamento doméstico faz um sentido financeiro esmagador em comparação com qualquer alternativa. Se você dirige 5.000 milhas por ano e tem acesso a recarga gratuita em outro lugar, uma configuração doméstica pode nunca ter retorno.
Variação sazonal e outros aborrecimentos
Ninguém me avisou que minhas contas de eletricidade no inverno aumentariam 40%, embora eu estivesse dirigindo os mesmos quilômetros.
Três fatores convergem no tempo frio. Primeiro, a eficiência da bateria cai. A química do íon-lítio-simplesmente não funciona tão bem abaixo de 40 graus F. Minha eficiência de verão de 4,0 mi/kWh passa a 2,8 mi/kWh em janeiro. Em segundo lugar, o aquecimento da cabine em um VE é uma carga elétrica, e não um desperdício de calor de um motor. Operar o aquecedor no máximo pode reduzir o alcance em 25-35%. Terceiro, as perdas de carga aumentam porque o carro tem que aquecer a bateria antes de aceitar a carga.
Os números na prática: meu custo de eletricidade para o carro em agosto foi de cerca de US$ 28. Janeiro foi de US$ 52. O mesmo trajeto, o mesmo estilo de dirigir, o mesmo carro. Apenas a física trabalhando contra mim.
O verão tem sua própria penalidade em climas quentes. A carga CA é menos brutal que o aquecimento, mas não é gratuita. E se você estiver estacionando sob o sol direto, o gerenciamento térmico da bateria funciona mesmo com o carro parado, drenando lentamente a carga (e custando dinheiro que você terá que substituir).
O pré-condicionamento ajuda. A maioria dos EVs permite aquecer ou resfriar o carro enquanto ainda está conectado, de modo que a energia vem da rede e não da bateria. Isso preserva o alcance para dirigir. Adquiri o hábito de acionar isso no aplicativo 15 minutos antes de sair nas manhãs frias.
O que eu diria a um amigo
Alguém no trabalho acabou de comprar um Hyundai Ioniq 6 e me pediu conselhos sobre cobrança. Aqui está aproximadamente o que eu disse:
Não apresse a instalação do carregador doméstico. Viva com o carregador lento de 120 V por um mês. Veja como funcionam seus padrões de direção reais. Você pode descobrir que a cobrança noturna de Nível 1 é suficiente para suas necessidades-muitas pessoas que dirigem de 30 a 40 milhas diariamente se dão bem com ela, e você acabou de economizar US$ 1,000+.
Se você precisar do Nível 2, obtenha no mínimo três cotações. A variação nos preços dos prestadores de serviços elétricos é absurda. Pergunte também à sua concessionária sobre quaisquer descontos-muitos oferecem entre US$ 500 e 1.000 para a instalação do EVSE que as pessoas deixam na mesa porque não sabem como pedir.
Analise suas opções de tarifa de eletricidadeantesvocê começa a cobrar regularmente. A diferença entre uma tarifa residencial padrão e uma tarifa TOU-otimizada para EV pode ser de US$ 50/mês. Mas você precisa solicitar proativamente a alteração da tarifa-os serviços públicos não farão a troca automaticamente.
Ignore o carregador-com Wi-Fi, a menos que você realmente precise de cobrança programada para taxas de TOU. Os recursos "inteligentes" são principalmente truques. Um carregador idiota de US$ 400 da Grizzl{4}}E ou Lectron servirá tanto quanto uma unidade conectada de US$ 800 para a maioria dos casos de uso.
E finalmente: não se preocupe em otimizar até o último centavo. Sim, cobrar às 23h em vez das 20h economiza dinheiro nas taxas de TOU. Mas se você esquecer de vez em quando e cobrar no pico, não irá à falência. A economia geral do carregamento de VE é tão favorável em comparação com a gasolina que o perfeccionismo não é necessário. Carregue quando for conveniente. Pague um pouco mais às vezes. Está tudo bem.
Resumindo, já que sei que é para isso que você está procurando:a maioria dos proprietários de EV com carregamento doméstico paga US$ 0,03-0,06 por milha em eletricidade. Isso representa um terço a um quarto do custo da gasolina. A instalação e o equipamento custam entre US$ 800 e 2.500, dependendo da sua situação elétrica. O retorno leva de 1 a 3 anos para motoristas típicos. Depois disso, você estará economizando dinheiro a cada quilômetro.
A matemática funciona. Não está nem perto, honestamente. A complexidade está nos detalhes-qual plano de tarifa, qual carregador, qual instalador-mas a economia fundamental favorece o carregamento doméstico de veículos elétricos por uma ampla margem para qualquer pessoa que dirige mais de 13.000 quilômetros anualmente.
É tão barato quanto alguns defensores afirmam? Não, uma vez contabilizadas as perdas de eficiência e estruturas tarifárias realistas. É mais caro do que os céticos sugerem? Também não. A verdade é enfadonhamente moderada: é significativamente mais barata que a gasolina, significativamente mais barata que a cobrança pública, e o investimento inicial é razoável. Essa não é uma conclusão sexy, mas é a correta.