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。
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。
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。”





