随着越来越多的电动汽车上路,我们的充电习惯必须改变——原因如下

Person charging an electric car; The race is on to decarbonize road transport and get drivers to switch to electric vehicles (EVs).
The race is on to decarbonize road transport and get drivers to switch to electric vehicles (EVs).Image: Unsplash/plugintothesun
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  • 各方正竞相推动道路运输脱碳,并引导驾驶者转向电动汽车(EV)。

  • 2020年,全球道路上有1650万辆电动汽车,预计到2030年将增至3亿辆。但随着数量不断增长,斯坦福大学的一项研究发现,如果没有投资以及充电习惯的改变,美国电网可能难以应对。

  • 研究人员对这一未来情景进行建模后预测,电网净用电峰值需求可能增长至多25%,若全面电气化,则可能增长50%。

电动汽车(EV)是交通运输的未来,但前提是我们能够生产出足够的能源为它们全部供电。

斯坦福大学的研究人员发现,电动汽车(EV)当前的充电习惯将对电网不可持续,除非在电动汽车实现净零目标之前做出调整。

目前全球道路上约有1650万辆电动汽车,据国际能源署称。在2050年净零排放情景下,这一数字预计到2030年将增至3亿辆。

全球电动汽车销量持续飙升
全球电动汽车销量持续飙升
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各类电动汽车目前已在替代每日150万桶石油用量,约相当于道路燃油总需求的3%。

斯坦福大学的研究指出,由于使用普通充电器为电动汽车充电需要较长时间,车主往往在晚间及夜间将车辆充电,从而给电网带来额外压力。用电高峰出现在下午5点至晚上9点之间,此时人们下班回家并使用电视机、电热水壶等电器。

研究作者表示,如果车主改为白天充电,随着电动汽车数量增加以实现可持续发展目标,这不仅可以降低成本,还有助于减轻电网压力。

随着全球电动汽车使用量增长,电网所承受的需求也将随之增加。Image: IEA

电动汽车所需的大规模投资电动汽车

研究人员以美国西部整个地区为对象发现,“当道路上的汽车渗透率达到30%至40%时,若无大规模投资及充电习惯的改变,电网将面临显著压力”。

研究人员表示,在此情景下,按照预测的普及率,电网净用电峰值将增长至多25%;在全面电气化的压力测试中,该数字将增长50%。

“我们鼓励政策制定者考虑能够鼓励白天充电的电价政策,并激励对充电基础设施的投资,以促使驾驶者将充电地点从家中转移到工作地点,”该研究的联合资深作者、斯坦福大学土木与环境工程副教授拉姆·拉贾戈帕尔(Ram Rajagopal)表示。

利用其充电需求模型,研究团队得以研究美国西部11个州居民的充电行为,以及这些行为可能对电网产生的影响。

除了缓解电网压力之外,研究人员还发现,白天充电还将减少温室气体排放。以加利福尼亚州为例,该州在上午晚些时候和下午early时段会产生过剩电力,主要原因是太阳能发电能力。报告指出,如果大多数电动汽车在这些时段充电,那么来自太阳能的廉价电力便可被利用,而非被浪费。

许多地区正大力投资太阳能。以欧洲为例,欧盟新的太阳能战略设想,到2029年,欧洲所有住宅屋顶均安装太阳能板,这是根据“REPowerEU”计划得出的目标。随着全球转向可再生能源,利用这种白天发电将成为当务之急。

对电网的深远影响

“本文的研究结果具有两项深远影响:第一,价格信号与对电网——以及电费缴纳者——而言的最优方案并不一致。第二,这要求我们考虑对工作场所的充电基础设施进行投资,”Ines Azevedo(Ines Azevedo)表示,她是本文的另一位联合资深作者,同时也是斯坦福大学杜尔可持续发展学院能源科学与工程副教授。

赋能消费者的智能技术将是提供灵活、有韧性且可持续的能源的关键,世界经济论坛在其2021年报告《迈向净零:通过赋能需求提升清洁电气化水平》中指出。作者重点提到了车辆到电网(V2G)充电的未来作用,例如,这种充电方式允许电动汽车与电网之间进行双向能量流动,并可回流。

“V2G将在用电高峰时段(削峰)增强电网容量,缓解局部拥堵,并对冲电力间歇性的影响。此外,它还将使电动汽车车主能够将多余的电池能量回售给电网,从而有助于降低电动汽车驾驶者的总拥有成本。”

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