智能充电电动汽车对能源转型的潜在影响

2019-05-27 08:57:02
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今天,普通汽车使用的是化石燃料,但气候行动的压力越来越大,电池成本下降,以及对城市空气污染的担忧,给曾经“过度定价”和被忽视的电动汽车带来了生机。

由于许多新的电动汽车(EV)现在已经超越了化石驱动的同类产品的能力,能源规划人员正在寻求为车库带来创新 - 95%的汽车停放时间。结果是,通过精心规划和正确的基础设施,停放和插入的电动汽车可以成为未来的电池组,稳定由风能和太阳能驱动的电网。

“大规模的电动汽车可以产生巨大的电力存储容量,但如果每个人在早上或晚上同时为他们的汽车充电,电力网络就会变得紧张。因此,充电时间至关重要。IRENA创新与技术中心主任Dolf Gielen表示,“智能充电”既可以为车辆充电又可以为电网提供支持,从而打开了可再生能源使运输更加清洁,电动汽车支持更多可再生能源的良性循环。

看看真实的例子,IRENA的一份新报告,创新展望:电动汽车的智能充电,指导各国如何利用可再生电力和电动汽车之间的互补潜力。它为政策制定者提供了实施能源转型战略的指导方针,该战略充分利用了电动汽车。

智能实施

智能充电意味着将EV的充电周期适应于电力系统的状况和车辆用户的需求。“智能充电是IRENA密切关注的创新之一,具有多重优势。通过降低电网的电动汽车充电压力,智能充电可以使电力系统更灵活地用于可再生能源集成,并提供低碳电力选择来满足交通运输部门,同时满足移动需求,“Gielen说。

全球电动汽车迅速普及,意味着智能充电可以节省数十亿美元的电网投资,以便以可控的方式满足电动汽车的负荷。例如,汉堡 - 汉堡Stromnetz的配电系统运营商正在测试智能充电系统,该系统使用数字技术,根据系统和客户的要求控制车辆充电。完全实施后,由于充电电动车的负荷增加90%,这将减少对城市电网投资的需求。

IRENA的分析表明,如果从2040年开始销售的大多数乘用车都是电动车,那么到2050年将有超过10亿辆电动车在路上行驶 - 比目前的600万左右 - 相当于固定电池的容量。预测表明,在2050年,大约14瓦特小时(TWh)的电动车电池可用于提供电网服务,而固定电池仅为9 TWh。

IRENA分析师Francisco Boshell表示,智能充电系统的实施范围从基础到高级,监测全球EV策略的开发和实施。“最简单的方法鼓励消费者将收费从高峰期推迟到非高峰期。使用数字技术(PDF)的更先进的方法,例如“直接控制机制”,可能在不久的将来通过提供接近实时的能量平衡和辅助服务来为电力系统服务,“Boshell解释说。

先进的智能充电形式

一种先进的智能充电方法,称为车辆到电网(V2G),允许电动汽车不仅从电网中取电,而且还将电力注入电网。V2G技术可以通过聚合器(PDF)为车主创建商业案例,为电网提供辅助服务。然而,为了对车主有吸引力,智能充电必须满足移动性需求,这意味着汽车应该在需要时以最低成本收费,并且车主应该获得为电网提供服务的报酬。政策工具,例如安装智能充电点的折扣以及使用时间费率(PDF),可以激励智能充电的广泛部署。

“我们已经在英国,荷兰和丹麦看到了这种测试,”Boshell说。“例如,自2016年以来,日产,Enel和Nuvve已经合作并开展了一项能源管理解决方案,该解决方案允许车主和能源用户作为个人能源中心运营。他们在丹麦和英国的两个试点项目让日产电动汽车的所有者通过Enel的双向充电器向电网输送电力来赚钱。“

完美解决方案

虽然电动汽车在加速可变可再生能源部署方面有很多优势,但它们的应用也带来了需要克服的技术挑战。

IRENA分析表明电动汽车的不受控制和同时充电可能会显着增加电力系统的拥堵和峰值负荷。导致增加太阳能光伏和风力在电力系统中的份额的限制,以及分别以更换和附加电缆,变压器,开关设备等形式的电力基础设施中的额外投资成本的需求。

自动化和“移动即服务”驱动的增加 - 即汽车共享的创新或者当您不使用汽车时允许您的汽车向陌生人出租车的那些 - 可能会破坏电网稳定插头的潜在可用性 - 在电动汽车中,电池将连接并且不常用于电网。

根据类型充电的影响

显而易见的是,快速和超快速充电是移动部门的优先考虑事项,然而,慢速充电实际上更适合于智能充电,因为电池已经连接并且可以更长时间地用于电网。对于慢速充电,在家中和工作场所定位充电基础设施至关重要,这是基础设施规划期间需要考虑的一个方面。快速和超快速充电可能会增加对本地电网的峰值需求压力。诸如电池交换,带缓冲存储的充电站和夜间EV车队充电等解决方案可能需要与快速和超快速充电相结合,以避免高额基础设施投资。

要了解有关智能充电的更多信息,请阅读IRENA的创新展望:电动汽车的智能充电。该报告探讨了可变可再生能源与电动汽车之间的互补程度,并考虑了如何在现在和本世纪中期之间通过智能充电来挖掘这种潜力,以及未来二三十年预期的移动中断可能带来的影响。

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