（纳闻记者赵晓辉报导）
2021 年 1 月，拜登政府宣布了到 2035 年将美国转变为 100%“清洁”电力的计划，并在 2030 年之前将售出的所有汽车中的一半成为零排放汽车。
到 2035 年实现 100% 清洁能源是一个雄心勃勃的目标，预计在美国电网中增加大量电动汽车 (EV) 将大大增加电力需求。
例如，根据美国能源部 (DOE) 国家可再生能源实验室 (NREL) 的报告，2021 年电动汽车销量达到 660 万辆。 根据独立和非营利性能源研究公司电力研究所 (EPRI) 的数据，仅轻型电动汽车的增加就为美国电网增加了 1,700 吉瓦时的年度能源负荷。
值得注意的是，国际能源署 (IEA) 的预测显示，到 2030 年，电动汽车销量将达到 2300 万辆，这意味着电网很快将需要每年额外处理 1700 多吉瓦时。
公用事业公司提出了数十亿美元的新基础设施项目，以满足预期的增长。 美国能源部已要求太平洋西北国家实验室和 NREL 等研究实验室联盟为电动汽车对电网影响的综合系统分析报告做出贡献。
2015 年 3 月 4 日，在加利福尼亚州卡森市的南加州爱迪生发电站旁边可以看到太阳能电池板。（露西·尼科尔森//文件照片/路透社）
这些实验室发现，电网可以通过应用特定策略来处理高渗透率的电动汽车场景。
“电动汽车 (EV) 可以利用国内能源满足美国个人交通需求，同时提供碳排放效益。 然而，大规模的轻型电动汽车的采用将需要对美国的发电和配电系统进行评估并可能对其进行修改，”关于大规模电动汽车和美国电力系统的总结报告概述 (pdf)。
事实上，如果电动汽车销量达到每年 680 万辆的高渗透率情景，并且每年行驶 12,000 英里，同时每辆电动汽车需要 3.8 兆瓦时/年的发电量，那么电网对电动汽车的总能源需求增加将等于 26 太瓦时，即报告进一步披露。
NREL 综合交通和能源系统分析团队负责人 Matteo Muratori 博士的另一份报告发现，到 2050 年，高度的电动汽车集成可能会导致 1,424 TWh 的电力消耗增加。
为大负荷做准备
为了确定需要哪些策略来促进这种高电动汽车的采用，时报采访了 NREL 电动汽车电网集成项目负责人 Andrew Meintz 博士。
2020 年 10 月 22 日，一名妇女拿着电缆在法国 Cagnes-Sur-Mer 的雷诺经销商处为雷诺 Kangoo ZE 电动多功能车充电。（Eric Gaillard/路透社）
Meintz 说，一般来说，更多的电动汽车使用将导致更高的电力需求，并且需要“扩建”电网以适应这种增长。 他将此比作 1900 年代初期，当时家庭空调需要升级到电网。
“空调是一个相当大的负载，但我们建立了额外的分配和传输来处理它，”Meintz 说。
然而，Meintz 补充说，现在有一些方法可以减轻配电和输电升级要求，那就是智能充电管理。
具体来说，Meintz 表示，电动汽车供电设备 (EVSE) – 1 级、2 级和您插入车辆的直流快速充电器 – 可以编程为在一天中的特定时间为您的汽车充电。 同样，车辆本身可以编程为在非高峰时间充电。
Meintz 说，这是如何运作的，是公用事业公司设定使用时间 (TOU) 收费率，这些收费率根据需求和电力供应情况而有所不同。 例如，如果您在需求旺盛或“高峰期”下班回家时为您的电动汽车充电，您将支付更高的费率。 如果您在需求低或“非高峰”时等待为您的车辆充电，您将支付较低的费用。
“车辆和充电器足够智能，不需要用户集成，”Meintz 补充道。 为清楚起见，他指定用户不必在特定时间去他们的车库并插入他们的电动汽车。 取而代之的是，电动汽车车主可以在回家时插上电源，而电动汽车会在电力需求低时充电。
当被问及转向风能和太阳能等绿色能源如何影响电动汽车充电时，Meintz 表示这取决于位置和可用性。 “风确实是一种夜间资源，而太阳能则用于白天。 有些位置可能没有足够的分布，但这取决于位置。 电动汽车是一种可以编程为在该资源可用时充电的资源。”
充电不协调
当被问及电网处理不协调的 EV 充电的能力时，Meintz 又回到了智能充电。
然而，Muratori 的报告指出，“电动汽车的不协调充电将导致系统峰值负载增加，可能超过配电系统可以支持的最大功率，并普遍增加电力系统压力。”
此外，非营利性能源系统集成集团（ESIG）报告说，实施拜登的清洁能源战略“将需要将国家的规模和规模扩大一倍或三倍。 [energy] 传输系统。”
它进一步补充说，“电力系统脱碳并最终实现净零排放，将需要采取变革性的行动”，这涉及“大规模的全国输电扩张”。
考虑到美国电网分为三个主要区域——包括东部、西部和德克萨斯互联互通，以及州和地区层面的独立运营商——转向全国性的输电系统确实具有变革性。
