電動(dòng)車的普及對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)是福還是禍？

電動(dòng)車是許多未來(lái)出游方式的必備選擇，在一個(gè)高度依賴個(gè)人交通設(shè)備的現(xiàn)代社會(huì)中，大規(guī)模使用電動(dòng)車能夠降低碳排放，但從燃油汽車到電動(dòng)車的轉(zhuǎn)變，不僅僅是對(duì)于交通產(chǎn)業(yè)的顛覆，同時(shí)對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)也是非常大的挑戰(zhàn)，如果現(xiàn)在美國(guó)所有的燃油汽車換成電動(dòng)車，那電網(wǎng)就會(huì)瞬間被摧毀。

USC Viterbi 工程學(xué)院電氣工程系教授 Mohammed Beshir 認(rèn)為，如果每個(gè)人都購(gòu)買電動(dòng)汽車，顯然會(huì)對(duì)公關(guān)失業(yè)產(chǎn)生重大影響，人們看到電動(dòng)車的興起感到興奮，就像看到新年的煙火感到興奮卻無(wú)法了解其危險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。目前電動(dòng)車的普及率并不高，但如果城市的公共事業(yè)管理部門無(wú)法意識(shí)到巨大的變化正在發(fā)生，就像熱鍋中的青蛙，沒(méi)有意識(shí)到他們正活在沸騰的水中，直接感到危險(xiǎn)才開(kāi)始進(jìn)行防范，已經(jīng)太晚了。

好消息是電動(dòng)車還沒(méi)有開(kāi)始大規(guī)模普及，目前電動(dòng)車的使用對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)而言還是有利的，透過(guò)平衡和調(diào)節(jié)日常的用電需求，甚至將可再生能源儲(chǔ)存在汽車的動(dòng)力電池中，都可以緩解電動(dòng)車的普及對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的壓力。

在電動(dòng)車大規(guī)模普及之前，公共事業(yè)部門有足夠的計(jì)劃進(jìn)行提前規(guī)劃，Mohammed Beshir 教授表示當(dāng)電動(dòng)車占總乘用車的比重超過(guò) 15% 時(shí)，才會(huì)看到對(duì)電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)有實(shí)質(zhì)性影響，據(jù) Bloomberg 新能源財(cái)經(jīng)部門在 2017年夏天發(fā)布的報(bào)告顯示，大約到 2035 年全球的電動(dòng)車普及能夠到這個(gè)水準(zhǔn)。

電動(dòng)車充電給電網(wǎng)帶來(lái)新負(fù)荷

但對(duì)于電動(dòng)車普及加快的城市而言，則需要更為謹(jǐn)慎，如果一個(gè)城市的某一街區(qū)每一個(gè)家庭都有電動(dòng)車，但該街區(qū)的電力需求將達(dá)到其他普通街區(qū)的兩倍。急劇提升的電力負(fù)荷會(huì)給城市供電系統(tǒng)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。

目前傳統(tǒng)的公共用電是采用高壓電輸送方式，發(fā)電廠將電能透過(guò)高壓電線輸出，由密集的電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入各家各戶，如果電動(dòng)車普及的街區(qū)電力需求激增，可能會(huì)影響高壓電線傳輸?shù)陌踩?，電網(wǎng)問(wèn)題看起來(lái)像是一個(gè)全國(guó)性的系統(tǒng)問(wèn)題，但大多數(shù)故障都是在社區(qū)開(kāi)始。

當(dāng)電網(wǎng)達(dá)到極限負(fù)荷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致變壓器過(guò)載并引發(fā)爆炸，電力供應(yīng)部門需要配置更多變壓器來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，隨著越來(lái)越多人使用電動(dòng)車，整個(gè)社區(qū)需要配置更多變壓器，變壓器的采購(gòu)和安裝成本非常高，這意味著對(duì)于整個(gè)社區(qū)的市民來(lái)說(shuō)，無(wú)論你是否購(gòu)買電動(dòng)車，你都需要與其他的電力用戶一起承擔(dān)這筆費(fèi)用。

時(shí)段分隔降低壓力

電動(dòng)車帶來(lái)的挑戰(zhàn)顯而易見(jiàn)，但由此產(chǎn)生的好處也非常顯著，至少可以平衡一下高昂的升級(jí)成本，但僅僅是電動(dòng)車還不能夠顛覆現(xiàn)在社會(huì)的生活方式。 Argonne 國(guó)家研究中國(guó)車輛系統(tǒng)工程分析師 Jarod Kelly 認(rèn)為電動(dòng)車帶來(lái)的電力需求是有顯著的高峰與低谷期，高峰期主要是在下午 6 點(diǎn)之后，當(dāng)車主回到家里開(kāi)始做晚飯，就是電動(dòng)車充電的時(shí)間。電力需求在凌晨降至低谷，可以讓電動(dòng)車在這個(gè)時(shí)間段充電，大多數(shù)電動(dòng)車制造商都對(duì)充電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)置，根據(jù)用戶下次用車的時(shí)間合理安排充電時(shí)間，透過(guò)這種設(shè)置，能夠很大程度地緩解電動(dòng)車對(duì)電力供應(yīng)帶來(lái)的壓力。

錯(cuò)峰充電模式是為了適應(yīng)白天和夜晚不同的電力需求，供電系統(tǒng)還需要在不同的時(shí)間啟動(dòng)或者關(guān)閉發(fā)電機(jī)。盡管如此電動(dòng)車帶來(lái)的電力成本還是非常昂貴的，電動(dòng)車需要的能量非常大，甚至比一整個(gè)家庭的用電需求更高。在有效地調(diào)節(jié)下，一個(gè)街區(qū)的電動(dòng)車都在夜晚充電，白天使用，白天和夜間的電力需求差距越來(lái)越小，總體需求上升時(shí)，發(fā)電成本會(huì)越來(lái)越低，無(wú)論你開(kāi)的是什么車，成本的變化都會(huì)反應(yīng)在你的電費(fèi)賬單中。

電動(dòng)車對(duì)于公共事業(yè)管理部門而言還是非常有吸引力的，有些城市還為在家中安裝充電樁的家庭提供了資金補(bǔ)貼，洛杉磯電力部門提供了 500 美元的補(bǔ)貼，如果你承諾在非高峰期充電，則可以享受優(yōu)惠價(jià)。電動(dòng)車的普及還會(huì)推動(dòng)電力部門引入更豐富的能源系統(tǒng)，比如太陽(yáng)能發(fā)電等。電動(dòng)車可以在行駛的過(guò)程中依靠太陽(yáng)能充電，在電力需求高峰期時(shí)還能把電力輸送到電網(wǎng)系統(tǒng)，或者是在夜晚利用風(fēng)能發(fā)電，滿足白天的形式需求，這種儲(chǔ)存可再生能源的模塊化方案解決了風(fēng)能和太陽(yáng)能面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

電動(dòng)車的熱潮有機(jī)會(huì)推動(dòng)電力和整個(gè)可再生能源的飛速發(fā)展。