电网能承受电动汽车吗?常见神话的解释

混合动力汽车充电站的特写,电源插入正在充电的电动汽车。
boonchai wedmakawad/盖蒂图片社

汽车正在发生变化,而且速度很快。虽然就在几年前,电动汽车的选择还很有限,而且质量往往较低,但如今,有大量不错的选择可供选择——而且在未来 10 年里,它们预计会变得更好、更便宜。

但人们普遍认为电网实际上无法应对电气化。但这真的是真的吗?还是这只是化石燃料行业因担心其巨额财富的终结而兜售的误解?事实证明,如果采取正确的措施来确保电网确实能够实现车辆电气化,那么电网确实能够实现这一点。与几乎所有事物的情况一样,情况比这要复杂一些。

电动汽车需要多少功率?

电动汽车在能源使用方面有相当大的需求。最近的研究表明,目前美国道路上约有 170 万辆电动汽车,一些估计表明,到 2030 年,这一数字将达到 2640 万辆。这对电力需求来说是一个相当大的增长。

Tesla Destination 充电器上的 Tesla 汽车充电器。
特斯拉

美国交通部的一项研究表明,美国驾驶员平均每年驾驶汽车行驶 13,500 英里。正如EVConnect.com指出的那样,典型的电动汽车每年需要约 3,857 千瓦时的电力。路上行驶的电动汽车有 2640 万辆,相当于每年约 102 太瓦时(1020 亿千瓦时)的电力。这占 2020 年美国电网发电量的 2.5%,但几乎 7% 的能源都用于住宅用途。虽然这听起来不一定很多,但实际上是能源生产的很大一部分。你不一定能在一夜之间将能源产量增加 2.5%。

当然,我们不必一夜之间将能源产量增加 2.5%——这些是对 2030 年的预测,距离现在还有六年的时间。如今,电网显然可以处理道路上的电动汽车,特别是因为许多电动汽车司机在家充电。

开发电动汽车充电中心的公司EV Realty的首席执行官兼联合创始人帕特里克·沙利文 (Patrick Sullivan) 表示:“对于个人使用的标准电动汽车,当前的电网结构可以跟上消费者采用电动汽车的速度。” “这是一个稳定的步伐。平均而言。大多数家庭充电系统每天仅使用约 11.81 kWh。”

不过,这是电动汽车充电关键的一部分——随着时间的推移缓慢充电,并且在特定时间,对电网的压力小于在快速充电站快速充电。当然,最终提供的能量是相同的,但快速充电器需要更先进的基础设施和更短的大量电力突发。

不断变化的电网

当然,这实际上是有关电网的更广泛讨论的一部分。事实是,虽然电动汽车增加了电网的压力,但实际上还有更多的事情发生,而且电动汽车实际上只扮演了次要角色。例如,人工智能等技术需要大量电力才能运行,随着我们在技术中越来越多地使用人工智能,电网也必须为此提供电力。事实上, 据估计2026 年人工智能电力需求将高达 800TWh,几乎是 2030 年电动汽车预期需求的八倍。

当然,这并不能消除电动汽车的电力需求。但是,随着电网的变化,发电量也会发生变化。越来越多的人开始在家里使用太阳能,对于那些在家充电的人来说,这可能意味着为电动汽车充电而根本不需要依赖电网。这减少了电动汽车对电网的影响——虽然到 2030 年它们仍会消耗 102TWh 的能源,但它们并不都需要来自电网的能源。

LG 太阳能电池板安装在屋顶上。
LG/LG

所有这些都非常具有推测性——电网处理车辆电气化的能力确实取决于许多不同的因素。

“十多年来,电力需求首次增长,部分原因是电动汽车和其他正在发生的电气化举措,包括大型数据中心、加密货币挖矿和人工智能的出现,仅举几个其他来源责任电池联盟执行董事史蒂夫·克里斯滕森 (Steve Christensen) 表示:

克里斯滕森建议采取一系列措施来加强电网,包括更好地确定电网需要改进的地方,鼓励州监管机构要求电网投资,甚至建立免税政府债券来为关键基础设施改进提供资金。

“没有单一或简单的解决方案,但如果我们想要一个由电力驱动的现代社会,现在就是采取行动的时候了。”

发电厂碳排放
化石燃料发电厂在美国造成的碳排放最多Boby Dimitrov / Creative Commons

一般来说,更智能的电网技术和更智能的充电技术可能既减轻电网的负载,又为消费者节省金钱。事实上,已经有电动汽车充电器可以设置为仅在一天中的某些时间充电,此时电力更容易获得,因此价格也更便宜。然后,在一天的高峰时段,充电器停止向车辆供电,从而有助于节省资金。 Savant EV 充电器就是一个很好的例子,它可与家中其他 Savant 能源解决方案配合使用,以降低成本。

电动汽车作为电力存储解决方案

电动汽车还有另一种方式,不仅可以减轻电网的压力,还可以帮助强化和改善电网。这是因为电动汽车在不运行时本质上只是大电池,并且这些电池可以投入使用。目前,电动汽车车主通常在晚上下班回家时给汽车充电。电动汽车在需要时充电非常重要。但是,例如,车主可以设置他们需要的充电范围,并允许他们的电动汽车根据需要向家里的其他地方供电,或者返回电网。

Anker SOLIX X1 太阳能电池储能充电电动车
安克·索利克斯

当然,这需要对基础设施进行一些改变。目前,电动汽车和电动汽车充电器并没有真正设置为能够根据需要向电网供电。但我们已经拥有能够通过住宅电池向电网供电的技术。许多装有太阳能电池板的家庭都连接了电池,这些电池存储电池板收集的能量并将其回馈给电网。在某些情况下,装有太阳能电池板的房屋的业主实际上会得到电力公司的付款,而不是必须付费。当然,除非您有太阳能电池板,否则您可能不会将简单地拥有电动汽车视为收入来源。但电力公司至少可以为选择使用电动汽车作为电源的电动汽车车主提供账单抵免。

Exodigo战略业务开发负责人布雷特·西蒙 (Bret Simon) 表示:“电动汽车对我们的电网来说是一把双刃剑——对我们当前的基础设施造成巨大的消耗,但也可能是我们可用的最好的电力存储解决方案。” “目前,数百万电动汽车车主在晚上下班回家时为汽车充电,预计未来几年还将有数百万人购买电动汽车。这些汽车可以作为车主的紧急电力解决方案(电动汽车车主可以在高峰时段停电或抵消使用情况时使用他们的汽车),但它们的作用还不止于此——它们可以成为整个电网的灵活电网存储工具。社区”。

这实际上不仅仅是让电网充电变得更容易。正如西蒙提到的,通过正确的设置,电动汽车可以在停电时为部分或全部家庭提供电力。

那么……电网可以处理电动汽车吗?

基本上,是的。需要明确的是,如果不采取任何措施来改善电网,并且电动汽车的采用继续按照当前趋势或加速进行,电网将无法处理电动汽车充电。但这不应该发生。随着基础设施和发电的正确改进,以及有助于充分利用电动汽车存储的电力的技术,没有理由认为电网会在几年内突然开始出现故障,仅仅因为电动汽车充电。


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