一项新研究指出，未来十年电动汽车快速增长，可能使美国部分地区的电力峰值需求增加多达25%。
研究人员表示，等到电动汽车占道路交通的30%至40%时，如果没有大规模投资，美国西部各州的电网将承受巨大压力。
他们创建了一种评估充电需求的新模型，可应用于各种不同情境。
研究人员得出结论，建设鼓励更多车辆在日间充电的充电基础设施，所带来的效益最大。
3月，研究人员发表了一篇论文，介绍他们创建的一种充电需求模型，该模型可用于分析不同人群及其他因素。
在发表于《自然·能源》的新研究中，研究团队将该模型应用于整个美国西部，并考察到2035年电动汽车保有量增长将给该地区电网带来的压力。新研究发现，略多于十年后，仅电动汽车快速增长就可能使电力峰值需求增加多达25%，前提是住宅夜间充电仍占主导地位。
为了限制新增发电和储电容量所带来的高昂成本，研究人员表示，驾驶者应转向在工作场所或公共充电站进行日间充电，这也将减少温室气体排放。
这一发现对该地区及其公用事业公司的政策和投资具有启示意义，尤其是在加州于8月下旬决定从2035年起禁止销售汽油动力轿车和轻型卡车之后。
“我们鼓励政策制定者考虑制定能够鼓励日间充电的公用事业费率，并激励对充电基础设施的投资，以引导驾驶者从在家充电转为在工作场所充电。”该研究共同资深作者、斯坦福大学土木与环境工程副教授拉姆·拉贾戈帕尔说。
为电动汽车充电，助力电网
2月，加州电动汽车累计销量达到100万辆，约占轿车和轻型卡车总量的6%。该州的目标是到2030年让500万辆电动汽车上路。当普及率达到道路上汽车的30%至40%时，如果没有大规模投资并改变充电习惯，电网将承受巨大压力，拉贾戈帕尔说。建设这类基础设施需要大量提前准备时间，无法一蹴而就。
“我们考察了整个美国西部地区，因为加州严重依赖从其他西部各州输入电力。鉴于电网互联，电动汽车充电与其他所有用电需求都会影响整个西部地区。”机械工程学博士、3月发表的研究和这项新研究的第一作者希奥班·鲍威尔说。
“我们能够证明，减少居家充电、增加日间充电后，美国西部所需的发电容量和储能会减少，太阳能和风能也不会被浪费那么多。”她说。
“这不仅关乎加州和西部各州。随着电动汽车充电需求增加、电网发生变化，所有州都可能需要重新审视电价结构。”鲍威尔补充道。她最近在苏黎世联邦理工学院担任博士后研究员。
如果美国西部上路的汽车中有50%以电力驱动（该地区约一半人口居住在加州），而充电习惯维持现状，就需要超过5.4吉瓦的储能。这相当于五座大型核电反应堆的容量。大幅转向在工作场所而非家中充电，可将电动汽车所需储能降至4.2吉瓦。
现行分时电价鼓励消费者尽可能将用电转移到夜间，例如在夜间运行洗碗机和为电动汽车充电。这种费率结构形成于太阳能和风能尚未大规模供电的时期，当时白天的需求可能超过供应，尤其是在夏季傍晚时分。
如今，加州在上午晚些时候和下午早些时候有过剩电力，这主要得益于其太阳能发电能力。如果大多数电动汽车在这些时段充电，廉价电力就能得到利用，而非白白浪费。
反过来说，如果大多数电动汽车继续在夜间充电，该州就需要建造更多发电机组（可能以天然气为燃料），或大规模部署昂贵的储能设施。电力先进入大型电池、再进入电动汽车电池，会因多了一道环节而造成能量损耗。
推动交通运输部门脱碳
在地方层面，如果一个社区中三分之一的家庭拥有电动汽车，而大多数车主仍将充电设置为晚上11点或电价下调时开始，当地电网就可能变得不稳定。
“这篇论文的发现有两项深远影响：第一，价格信号与最有利于电网和电费用户的做法并不一致。第二，我们需要考虑在 people 工作的地方投资建设充电基础设施。”斯坦福大学杜尔可持续发展学院能源科学与工程副教授、这篇新论文的共同资深作者伊内斯·阿泽维多说。
“我们需要迅速推动交通运输部门脱碳，该部门占加州排放的大部分。”阿泽维多说。“这项研究为实现这一目标提供了启示。我们应确保采取可持续的政策和投资策略。”
电价设计的另一个问题是，根据商业和工业用户的峰值用电量向其收取高额费用。这可能会打消雇主安装充电桩的意愿，尤其是在一半或更多员工拥有电动汽车之后。
研究团队比较了若干种情景下充电基础设施的可用情况，同时考察了多种住宅分时电价和商业需量电费。某些费率调整使电网整体情况恶化，另一些则有所改善。研究人员发现，尽管如此，鼓励更多日间充电、减少居家充电的充电基础设施情景带来的效益最大。
拉贾戈帕尔和阿泽维多还共同担任斯坦福大学普雷考特能源研究所“比特与瓦特倡议”的联合主任。古斯塔沃·塞萨尔是博士生，也是斯坦福大学SLAC国家加速器实验室的工程师；梁敏是“比特与瓦特倡议”执行主任。他们都是这项新研究的共同作者。
这项研究由加州能源委员会、美国国家科学基金会和“比特与瓦特倡议”资助，另获大众汽车支持。
