Балансировка энергетической устойчивости и мобильности: многокритериальная стратегия развертывания совместных автономных электромобилей во время отключений электроэнергии

Автомобили, которые поддерживают свет

Представьте себе будущее отключение электроэнергии, когда те же беспилотные электромобили, которые обычно перевозят людей по городу, тихо подъезжают, чтобы питать дома, клиники и приюты. В этой статье исследуется, как парки совместных автономных электромобилей (SAEV) могли бы выполнять обе роли — обеспечивать передвижение людей и одновременно выступать в роли мобильных аккумуляторов, помогающих районам пережить отключения электроэнергии.

Две функции для одного парка

SAEV объединяют три идеи, которые быстро меняют города: каршеринг, технологии автономного вождения и электрификация. Поскольку этими транспортными средствами управляют централизованно, а не они находятся в частной собственности, операторы могут перенаправлять их туда, где они наиболее нужны, вместо того чтобы надеяться, что отдельные владельцы машин добровольно подключатся. Их батареи можно заряжать в обычное время, а затем частично разряжать в зданиях или на локальных хабах во время отказа сети. Это превращает каждый автомобиль в небольшой гибкий источник энергии на колесах. Загвоздка в том, что каждая минута, когда автомобиль отдает электроэнергию, — это минута, когда он не перевозит пассажиров, поэтому города и операторы парка должны решать, как сбалансировать эти роли.

Тестирование идеи в реальном городе

Чтобы изучить эту компромиссную ситуацию, авторы построили детальную компьютерную модель дорожной сети Монреаля, спроса на поездки и вероятных мест отключений. Они представили себе парк средней величины из 100 SAEV, каждая из которых оснащена батареей, сопоставимой с современной электромашиной дальнего действия. Модель отслеживает, куда люди хотят поехать, на какие расстояния должны ехать машины, как быстро они могут заряжаться и сколько резервной энергии могут потребовать отдельные районы центра в течение дня с несколькими типичными «импульсами» отключений. Ключевой особенностью является то, что действия парка направляются системой принятия решений, которая рассматривает пассажирские поездки и поставки энергии как две цели, часто вступающие в конфликт, и затем ищет планы работы, обеспечивающие наилучшие возможные компромиссы между ними.

Нахождение оптимального баланса

Проведя множество симуляций, исследователи вывели кривую возможных исходов. На одном полюсе парк сосредоточен исключительно на мобильности, обслуживая примерно 5700 посадок пассажиров в день, но не поставляя энергии в сеть. На противоположном полюсе те же машины приоритетизируют поддержку энергосистемы, снабжая примерно 7200 киловатт-часов — достаточно для суточного потребления порядка 180 домов — при этом перевозя лишь около 1600 пассажиров. «Сбалансированный» план лежит между этими крайностями: он обслуживает примерно 3500 поездок, при этом по-прежнему поставляя около 4000 киловатт-часов в зоны отключений. Другими словами, один и тот же парк может удовлетворить примерно 2% ежедневного спроса на поездки или около 28% энергетических потребностей пострадавших зон, но не то и другое одновременно. Выбор точки на этой кривой в конечном счете является политическим и коммерческим решением.

Что важнее: больше машин или лучшие зарядные устройства?

Команда также проверила чувствительность системы к разным проектным решениям. Удивительно, но простое добавление большего числа автомобилей мало увеличивало количество поездок при медленных зарядках, потому что слишком много машин простаивало в ожидании подзарядки. Напротив, повышение мощности зарядных устройств оказало большое влияние: быстрые зарядки позволяли автомобилям быстрее возвращаться в сервис, обеспечивая значительно больше пассажирских поездок и более гибкие поставки энергии. Аналогично, повышение тарифа за аварийную подачу энергии существенно увеличивало доходы оператора без значительного ущерба для мобильности, тогда как снижение этого тарифа отбивало у машин желание помогать сети. Эти результаты указывают на то, что продуманная система выплат и размещение мощных двунаправленных зарядных станций важнее, чем добавление нескольких дополнительных машин или немного больших батарей.

Почему это важно для будущих городов

Для неспециалистов основной посыл прост: будущие парки беспилотных электротакси могут делать гораздо больше, чем просто предлагать удобные поездки. Если города инвестируют в подходящие местные зарядные хабы и справедливо оплачивают аварийную энергию, эти автомобили могут сформировать передвижную «сеть безопасности», сглаживая пики отключений и помогая районам быстрее восстанавливаться. В то же время исследование предупреждает, что роль в обеспечении энергии должна быть ограничена. Слишком сильная эксплуатация SAEV как мобильных генераторов приведет к долгим ожиданиям поездок для жителей именно тогда, когда им особенно нужно добраться до работы, больниц или семьи. Нахождение разумного баланса — при поддержке продуманных правил, тарифов и инфраструктуры — может превратить завтрашние совместные автомобили в тихих, надежных партнеров для чистой мобильности и городской энергетической устойчивости.

Цитирование: Augusto Manzolli, J., Yu, J., D’Apice, A.V. et al. Balancing energy resilience and mobility: a multi-objective strategy for deploying shared autonomous electric vehicles during power outages. npj. Sustain. Mobil. Transp. 3, 13 (2026). https://doi.org/10.1038/s44333-026-00081-9

Ключевые слова: совместные автономные электромобили, городская энергетическая устойчивость, отключения электроэнергии, vehicle-to-grid, устойчивая мобильность