摇摇欲坠的基础设施有可能使“电动汽车革命”短路

汽车制造商计划到 30 世纪中期将至少 XNUMX 辆纯电动汽车投入生产，因此他们知道，潜在客户需要确信他们可以找到可以充电的地方——尤其是如果他们住在公寓或家里，而他们无法找到这些地方安装私人充电器。

本月早些时候，通用汽车宣布计划在美国各地安装 40,000 个公共充电器，其中许多位于此类设备稀少的农村社区。 通用汽车并不孤单。 福特、大众、特斯拉和其他一些汽车制造商一直在努力扩大公共充电网络——目前总共只有大约 57,000 个插头——充电公司初创公司如 EVgo、Electrify America 和 ChargePoint 也是如此。

电动汽车销量占美国新车市场的份额从 1 年底的 2019% 飙升至最近几个月的近 7%。 根据美国银行研究部今年夏天发布的汽车大战研究，到 20 世纪中期，这一比例可能会超过 XNUMX%。 但是，虽然建立一个随时可用的充电器网络对于支持“电动汽车革命”至关重要，但人们必须向上游看得更远，并提出一个更关键但更基本的问题：国家的电力基础设施是否准备好处理数以百万计的电池-电动汽车有望在未来几年行驶在我们的道路上吗？

范围焦虑

传统上，里程焦虑一直是潜在电动汽车购买者最关心的问题之一。 但是，资深分析师兼流媒体视频节目 Autoline Detroit 的主持人约翰·麦克尔罗伊 (John McElroy) 表示，随着新车型每次充电可行驶 250、350，甚至 500 英里，寻找充电地点正成为一个更重要的问题。

从好的方面来说，国会于 2021 年通过的两党基础设施​​法案拨出 5 亿美元资助全国范围内的推广，拜登政府力争到 500,000 年安装 2030 个公共充电桩。

“发展充电站网络对于电动汽车实现广泛采用至关重要，”总部位于密歇根的公用事业 DTE 的交通电气化经理凯尔西彼得森说。

好消息是充电器的数量正在快速增长。 根据联邦数据，到 42,000 年年中，只有 2021 个到位。 但不利的是，现在有太多的方法没有用。

插头坏了

“我在路上遇到过 EV 充电器的多个问题，”拉力赛车手兼 EV 迷 Mercedes Lillienthal 说，她在多次寻找可用的充电器时发现自己快要耗尽电子了。

电动汽车倡导组织 Plug In America 最近的一项研究发现，大约一半的受访者在使用公共充电器时遇到过问题——最常见的投诉是坏掉的充电器。 加州大学伯克利分校于 2022 年初发表的一项有争议的研究估计，在旧金山湾区的 72.5 个公共快速充电器中，在任何特定时间只有 657% 在运行。

虽然充电站运营商通常淡化问题的严重程度，但他们并不否认可靠性是一个问题。 而且，如果“EV 车主继续体验到充电器不能像预期那样工作，那将减缓 EV 革命，”McElroy 说。

逐渐成长

但破碎的充电器远不是唯一的问题。 更严重的问题是美国是否有足够的发电能力，如果有，它能否将电力输送到电动汽车车主需要的地方，无论是家里、工作场所还​​是公共充电站。

普遍的共识是，美国有足够的能源生产能力来覆盖可能至少到 2025 年，甚至可能是 2030 年增加到国家车队中的电动汽车。但我们走得越远，新车市场的份额就越高电动汽车变得越大，挑战就越大。 密歇根州首席交通官 Trevor Pawl 称，当地公用事业公司正在“迎接挑战”。 消费者能源公司的一位高管在后台发言时也表达了同样的看法。

“值得期待的重要一点是，电动汽车的增长将是渐进的。 随着时间的推移，它会到来，只要你做好计划，你就可以做好准备，”毕马威会计师事务所合伙人兼全球汽车行业负责人加里西尔伯格说。 尽管如此，西尔伯格补充说，“甚至在你投入电动汽车之前”，国家的电力基础设施就已经被推到了极限，而且“将需要做大量的工作。”

总部位于佛罗里达州杰克逊维尔的 NextEra Energy 首席营销和传播官 Dave Reuter 说，工作量“因地区而异，因州而异，因公用事业而异”。 没有指责，路透社担心一些供应商根本没有适应未来的必要条件。

火与冰

最近发生的几起事件凸显了这一点，这些事件让数百万美国人蒙在鼓里——或者更糟。 在去年夏天的热浪期间，在加州，当需求水平过度紧张的能源供应时，客户面临着轮流停电的前景。 在前几年，强风导致电线倒塌，引发了肆虐的野火——一场大火导致了 2019 年索诺玛县的大火，导致 100,000 人撤离并摧毁了数百所房屋。

德克萨斯州 2021 年初的一场冰暴导致该州的电网崩溃，数百万人在黑暗中呆了好几天。 密歇根州在那一年遭受了太多与风暴相关的电网故障，以至于总检察长 Dana Nessel 开始依靠 DTE 来解决它的问题，特别是通过增加配电线路的维护。

常用术语“基础设施”既包罗万象又有点误导。 实际上，电网由多个不同的元素组成，首先是发电，然后是从发电机到当地社区的输电，然后是向个人家庭和企业输送电力的配电网络。

上电

专家强调，显然需要对能源生产进行大量新投资，并且需要对这些设施进行适当的装备和维护。 但是天然气发电机正在快速增长，以取代肮脏的煤炭设施。

可再生能源领域正在掀起一股巨浪，风能、太阳能和其他清洁替代品增加了千兆瓦的容量。 福特汽车公司计划在几年内将其在密歇根州的所有业务以及其在孟菲斯附近建立的新 BlueOval City EV 制造中心都由可再生能源运营。

但是，正如加利福尼亚、得克萨斯和密歇根的问题所强调的那样，电网的传输和网络部分似乎处于最糟糕的状态。

过时的分配系统

“（输配电网络）非常陈旧，其中四分之一已超过 50 年，”咨询公司 Oliver Wyman 能源业务合伙人 saod Christine Oumansour 说道。 从好的方面来看，Wyman 研究表明，美国公用事业公司以及管理输配电的独立供应商每年投资约 100 亿美元，以赶上电动汽车时代的需求。

虽然从新的太阳能和风力发电场到维护邻里通行权的一切支出都至关重要，但专家表示，公用事业公司如果要实现未来的最大效率，就必须建立一个技术含量更高的能源网络。 预计未来的电网将与我们今天的电网大不相同。

一方面，来自可再生能源的负载均衡电力将面临挑战。 风并不总是吹，太阳能电池板在晚上也没有用。 这就是 NextEra Energy 几年前在佛罗里达州海牛县安装 945 兆瓦电池存储系统的原因。 作为当时世界上同类系统中最大的系统，它可以处理足够的电力来满足长达四个小时的峰值负载需求。

更智能的电网

在更本地化的层面上，我们可能会看到更小的存储系统，可能低至几百千瓦，为各个社区提供备份。 通用汽车，一方面，已经 试验所谓的“第二人生”电池. 当雪佛兰 Bolt 等车辆报废时，许多汽车电池预计可保留多达 70% 的容量。 在一个棚屋大小的备用单元中堆叠几个，您可以在维修人员开始对倒塌的线路进行工作时让社区保持运转。

与此同时，分析师 Oumansour 和其他专家表示，电网必须变得更加“智能”。 它将需要学习检测故障，甚至在故障发生之前进行预测。 它将能够在最需要的时间和地点重新定向能量。 这将涵盖从大型高压电力线到各个配电点的所有内容。

Parkway Corp. 执行副总裁 RJ Juliano 表示，在地方层面，随着越来越多的车辆转向电动汽车，“我们必须能够监控”并调整停车场中充电器的运行方式，这家总部位于费城的公司是美国最大的停车场和建筑物运营商。 在独立住宅不太常见的大城市，电动汽车车主将不得不依赖公共充电——无论是快速充电器还是较慢的 Level 2 系统，如 Parkway 运营的设施。

但 Juliano 说，许多老社区可以提供的电量是有限的。 作为补偿，像 Parkway 这样的公司将需要负载管理系统，并且充电器能够相互通信以了解它们的使用情况。 如果它们超过可用电源，它们可能会集体（或单独）减速。

车辆对负载

这些充电器最终可能有助于保持电网平稳运行，利用许多新型电动汽车（如福特 F-150 Lightning）所具备的“车辆到负载”技术。 福特指出，如果停电，卡车的电池组可以为家庭供电。 而且，在未来几年，它还可以在需求高峰时将电力重新送回电网，主要是将其电池用作网络备份。

车主可以因提供这种动力而获得报酬。 车主已经可以限制从他们的 Lightning 电池中获取多少电量，这样他们就不会遇到电池没电的情况。 与此同时，当需求下降时，车辆会自动重新开始充电。

管理车辆到电网技术的软件仍处于开发阶段，但随着数百万辆新车转向电动化，它有望成为帮助未来能源网满足不断增长的需求的重要功能。

使系统紧张

显而易见的是，电动汽车时代的到来将给国家的电力基础设施带来压力和变革。 在短期内，大多数专家认为现有网络可以处理预期插入的内容。 然而，从长远来看，将需要进行重大升级。

将需要新的发电能力，尤其是可再生能源。 输电和配电网络都需要变得更智能、更稳健。 支持者认为，如果政府和行业现在开始合作，过渡应该会很顺利。 否则，电动汽车革命可能会被拔掉电源。

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• Sumber: https://www.thedetroitbureau.com/2022/12/a-creaky-infrastructure-threatens-to-short-circuit-the-ev-revolution/