环球头条：为什么电动汽车热潮会给美国电网带来巨大压力

【友财网讯】-到2030年，预计美国销售的所有新车中有一半以上将是电动汽车。这可能会给美国的电网带来重大压力，这个老化的系统是为一个依靠化石燃料运行的世界而建立的。

(资料图)

根据普林斯顿大学能源政策项目快速能源政策评估和分析工具包(REPEAT)在2022年的分析，预计美国国内电力需求到2030年将增长18%，到2035年将增长38%。与过去十年我们看到的大约5%的增长相比，这是一个很大的变化。

输电政策组织Grid Strategies的创始人兼总裁罗布·格拉姆里奇(Rob Gramlich)表示:“过去25年来，我们实际上没有任何电力需求，但现在这个国家有了大量的电力需求。”

虽然经济的许多部分正在从化石燃料转向电气化——想想炉灶等家用电器，以及家庭和办公室的供暖——但运输部门正在推动这一增长。根据普林斯顿大学的数据，轻型汽车(不包括大型卡车和飞机)预计到2035年将比现在多使用3360%的电力。

但是，电气化只有在与可再生能源的大规模建设相结合的情况下，才是有效的脱碳解决方案。“因此，大电网需求的驱动因素既有供给方面，也有需求方面。”格拉姆里奇说。

这意味着我们需要对电网进行重大改革：增加高压输电线路，将农村风能和太阳能发电厂的电力输送到需求中心；用于最后一英里电力输送的更小的配电线路和变压器；以及逆变器等硬件，让拥有家用电池、电动汽车和太阳能电池板的用户能够将多余的能量回馈到电网中。

不会便宜的。在加州公共事业委员会委托进行的一项研究中，电网分析公司Kevala预测，到2035年，仅加州就必须花费500亿美元进行配电网升级，以实现其雄心勃勃的电动汽车目标。

*主要的电网基础设施需求*

给电动汽车充电是相当耗电的。虽然与电器的直接比较取决于许多变量，但如果一名车主拥有一辆新的特斯拉Model 3，其平均每年行驶约1.4万英里，那么他在家里给汽车充电所消耗的电量与一年给电热水器充电所消耗的电量大致相同，大约是为一台新型节能冰箱充电所消耗电量的10倍。像福特F-150 Lightning这样的大型电动汽车通常会比大型家庭中的中央空调消耗更多的电力。

PG&E清洁能源运输总监莉迪亚·克雷夫塔(Lydia Krefta)表示，该公司目前在其加利福尼亚州北部和中部的服务区域内有大约47万辆电动汽车连接到电网，并计划到2030年达到300万辆。

鉴于PG&E的领域覆盖了美国约七分之一的电动汽车，它如何处理电动汽车的过渡可以作为全美的典范。这不是一件容易的事。该公用事业公司与电网基础设施升级的四年融资周期相关，其最近一次融资请求是在2021年。克雷夫塔说，现在资金肯定不能满足需求。

“对这一要求的许多分析来自于2019年或2020年的预测，特别是一些旧的预测，这些预测没有预测到我们认为我们现在更有可能看到的一些增长。”克雷夫塔说。这种情况使得PG&E申请了许多州和联邦拨款，以帮助它实现电气化目标。

“我认为现在人们对交通电气化的理解过于简单。”Kevala首席执行官阿兰姆·舒马冯（Aram Shumavon）说，“如果做得好，这将是惊人的；如果管理不当，将会有很多人感到不安，这是一个真正的风险。这对监管者来说是一种风险。这是政客的风险，也是公用事业的风险。”

舒马冯表示，如果电网基础设施跟不上电动汽车的发展，司机可以预计充电困难，如排长队或只能在特定时间和地点充电。一个过度紧张的电网也将更容易受到极端天气事件的影响，并容易停电，这是加州在2020年经历的。

满足日益增长的电力需求的最直接的方法是将更多的能源上网，最好是绿色能源。尽管煤和天然气工厂很容易建在靠近人口中心的地方，但是最好的太阳能和风能资源通常在农村。

这意味着美国真正需要的是更多的高压输电线路，可以跨县和州际线路传输太阳能和风能资源。

但是格拉姆里奇说，虽然我们一直在花钱更换和升级旧生产线，但我们几乎没有建设任何新生产线。“我认为，在新增产能、新增线路里程和新增输送能力方面，我们每年可能需要200亿或300亿美元。我们目前在这方面的支出接近于零。”

在建设新的输电线路时，存在重大的监管障碍，这些线路往往穿越多个县、州和公用事业服务区，所有这些都需要批准线路，并就如何融资达成一致。

“如果你只是考虑一条跨越20或30多个不同公用事业领域的线路，他们有办法在当地系统上收回成本，但当有利于30多个公用事业公司的事情发生时，他们会放弃，谁应该支付，支付多少，我们如何决定？”格拉姆里奇说。

许可也是一个主要障碍。所有的新能源项目都必须经过一系列的影响研究，以评估需要什么新的传输设备，需要多少成本，谁来支付。但是在这个过程中被卡住的项目清单是巨大的。队列中的总发电量几乎都是可再生能源，超过了今天电网的总发电量。

根据普林斯顿大学的REPEAT项目，通货膨胀减少法案有可能在2030年前减少约10亿吨的排放量。但根据同样的分析，如果输电基础设施建设不超过其1%的历史年增长率的两倍，超过80%的减少量可能会消失。

*“中间时期”*

正在努力加快能源基础设施的建设。最引人注目的是，去年类似措施失败后，西弗吉尼亚州民主党参议员乔·曼钦(Joe Manchin)在5月份提出了一项许可改革法案。美国总统拜登(Joe Biden)对该法案表示支持，该法案将加快对包括化石燃料基础设施在内的各类能源项目的审批。然而，由于许多民主党人认为该法案对化石燃料利益过于友好，政治将难以驾驭。

但是，即使许可的速度加快，我们很快开始在传输上投入大量资金，仍然需要几年时间来建设所需的基础设施。

舒马冯解释说:“将会有一个需求非常高的中间阶段，但在需求发生的时期，传输无法建立，分布式能源将在管理这一过程中发挥非常积极的作用，因为没有其他资源可用。”

这意味着住宅太阳能和电池系统等资源可以帮助稳定电网，因为客户可以自己发电，并将多余的电力出售给电网。汽车制造商也越来越多地为电动汽车配备双向充电功能，允许客户使用他们的巨型电动汽车电池组为他们的家庭供电或向电网供电，就像普通的家用电池系统一样。特斯拉目前不提供这一功能，但已表示将在未来几年内提供，而福特等其他车型F-150 Lightning和日产Leaf已经做到了。

还可能更加强调能源效率和能源定时使用。例如，PG&E正在考虑如何优化大型电动汽车车队的充电时间。

“我们试图做的一件事是与一些投入大量负载的公司合作，提供灵活的负载限制，我们可以说你只能在晚上7点为50辆电动汽车充电，但在凌晨2点，你可以为所有100辆电动汽车充电。”克雷夫塔说。

不过，克雷夫塔希望对充电时间的限制是暂时的，并表示，未来，PG&E希望通过动态定价来激励消费者，即电价在高峰需求时期较高，在非高峰时段较低。该公司正在与汽车制造商合作，研究电动汽车如何为电网提供最大的好处。

“你需要在车库里做什么才能让你的汽车为你的家提供动力？当电网上有可再生能源时，你如何利用你的汽车充电，而且它们是清洁的、低成本的，然后在晚上的时候将电放回电网？”克雷夫塔说，像这样的问题将有助于创造未来的绿色电网。