派克研究公司(PikeResearch)近發(fā)布研究報(bào)告預(yù)測(cè)，電動(dòng)汽車年銷量到2020年將達(dá)380萬(wàn)輛，年增長(zhǎng)率為40%。這種增長(zhǎng)源于很小的基數(shù)：沃藍(lán)達(dá)(Volt)電動(dòng)汽車去年的銷量是23，461輛，只占美國(guó)新乘用車總銷量的0.33%。
雖然初始的數(shù)字很小，但這種趨勢(shì)值得關(guān)注，因?yàn)殡妱?dòng)汽車拼圖的一些碎片終于拼合到了一起。日產(chǎn)公司(Nissan)剛剛宣布，其將在位于田納西州士麥那的制造工廠增加2013款聆風(fēng)(LEAF)全電動(dòng)汽車的產(chǎn)量。聆風(fēng)電動(dòng)汽車將在該工廠目前的天籟(Altima)和千里馬(Maxima)生產(chǎn)線上進(jìn)行裝配，旁邊就是日產(chǎn)公司制造燃油汽車的生產(chǎn)線，而隔壁就是美國(guó)大的汽車鋰離子電池工廠。該公司的目標(biāo)是降低成本，并吸引到更廣泛的消費(fèi)者。
2012年全年，日產(chǎn)售出9，819輛聆風(fēng)，美國(guó)市場(chǎng)的保有量為19，500輛，而在范圍內(nèi)是50，000輛。當(dāng)然，豐田公司(Toyota)向市場(chǎng)推出了普銳斯(Prius)插電式混合動(dòng)力汽車，單在2012年的銷量就達(dá)到了12，750輛。事實(shí)上，插電式混合動(dòng)力汽車的總銷量增加了兩倍，從2011年的17，500輛增至2012年的53，000輛。
當(dāng)電動(dòng)汽車遇上智能電網(wǎng)——變壓器的“災(zāi)難”
與此同時(shí)，其他大型汽車公司——比如寶馬(BMW)和三菱(Mitsubishi)——推出的新產(chǎn)品也在進(jìn)入市場(chǎng)。另外，還有純粹的電動(dòng)汽車公司，比如菲斯克(Fisker)和特斯拉(Tesla)。后者推出的ModelS——其售價(jià)為58，570美元，比之同級(jí)別的燃油汽車具有一定價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力——剛剛被《汽車潮流》雜志(MotorTrend)評(píng)選為“2013年度汽車”，該雜志的評(píng)語(yǔ)是“這款2013年度汽車是美國(guó)有史以來(lái)生產(chǎn)的快四門汽車之一。它開起來(lái)就像一輛跑車，迫不及待、敏捷，并且能夠瞬時(shí)響應(yīng)。然而，它同時(shí)也像勞斯萊斯(Rolls-Royce)一樣可以輕松駕馭，載物空間堪比雪佛蘭春分(Equinox)。
不管按照哪種標(biāo)準(zhǔn)，特斯拉的ModelS都是一款真正非凡的汽車，也許稱得上原款雷克薩斯LS400之后成熟的全新豪華汽車……究其核心，ModelS是一款真正不同尋常的汽車，而它補(bǔ)充燃料的方式恰好是充電。”(這種評(píng)論表明，交通領(lǐng)域的替代技術(shù)已經(jīng)真正到來(lái)，它們不再是綠色環(huán)保的稀罕物，而已經(jīng)成為出色的交通工具。)
特斯拉不僅生產(chǎn)出了一款出色的汽車，該公司似乎也度過(guò)了產(chǎn)量的難關(guān)。在去年第三季度，該公司的產(chǎn)能從每周5輛提高到了每周100輛。到11月的時(shí)候，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)達(dá)到每周200輛。特斯拉2013年的目標(biāo)是生產(chǎn)20，000輛電動(dòng)汽車。
這樣，電動(dòng)汽車時(shí)代的曙光似乎已經(jīng)開始降臨。不過(guò)，在這個(gè)方程式中，充電這一方面又是什么情況呢？這對(duì)我們的電網(wǎng)意味著什么？首先我們需要知道，消費(fèi)者對(duì)于電力耗盡的恐懼一直阻礙著電動(dòng)汽車的普及，這就是所謂的“里程焦慮”(rangeanxiety)，因?yàn)殡妱?dòng)汽車無(wú)法像燃油汽車那樣補(bǔ)充一次燃料就能行駛數(shù)百英里，鋰離子電池還沒(méi)有那種能力。考慮到這一點(diǎn)，北美地區(qū)正在興建充電站網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)這些充電樁正在出現(xiàn)一些標(biāo)準(zhǔn)，但在選擇上仍然存在一定的混亂。
舉例來(lái)說(shuō)，特斯拉就選擇沿著交通繁忙的路線建立自己的專有網(wǎng)絡(luò)。該公司目前擁有9座充電站——6座在加州，3座在東北部地區(qū)——并計(jì)劃到2015年建成100座。這些充電站將對(duì)特斯拉的消費(fèi)者免費(fèi)開放，但不支持其他電動(dòng)汽車。與此同時(shí)，沃爾格林連鎖藥店(Walgreens)計(jì)劃建設(shè)800個(gè)充電樁，而其中400個(gè)已經(jīng)部署到包括費(fèi)城、巴爾的摩、坦帕以及俄勒岡州波特蘭在內(nèi)的18個(gè)區(qū)域。跟特斯拉的做法不同，這些充電樁有很多是按每小時(shí)1-2美元進(jìn)行收費(fèi)的。
就其本身而言，電力能源公司NRG正在采取激進(jìn)的大動(dòng)作進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。該公司通過(guò)eVgo提供充電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，消費(fèi)者可以選擇支付19美元的固定月費(fèi)，使用直流快速充電樁進(jìn)行充電，快充15分鐘可以讓電動(dòng)汽車多行駛50英里，同時(shí)eVgo也有慢充選項(xiàng)。eVgo還提供了一個(gè)項(xiàng)目，讓消費(fèi)者能夠(在工作地或居民區(qū)站點(diǎn))進(jìn)行4-8小時(shí)的延長(zhǎng)充電。終，eVgo將面向個(gè)人消費(fèi)者建立家用充電站，并計(jì)劃收取59美元的月費(fèi)。NRG公司的充電網(wǎng)絡(luò)從休斯頓和達(dá)拉斯起步，但現(xiàn)在已經(jīng)延伸到加州和東北部地區(qū)。僅在加州一地(作為NRG公司與該州政府就十年前加州能源危機(jī)期間一些事務(wù)所達(dá)成和解協(xié)議的一部分)，該公司就同意在商戶或住宅單元建設(shè)并運(yùn)營(yíng)至少200座快速充電站(480伏)和至少10，000座二級(jí)充電站(240伏)。
家用充電基礎(chǔ)設(shè)施也變得越來(lái)越便宜和更加容易獲取。消費(fèi)者現(xiàn)在可以從勞氏公司(Lowes)、百思買(BestBuy)以及其他零售商那里買到施耐德(Schneider)、萊伏頓(Leviton)以及通用電氣(GE)等廠商生產(chǎn)的充電站，其價(jià)格在750-1，000美元之間。
目前，全美各地有15，000多座充電站，其中有很多使用的是240伏的快速充電器。這將拉高對(duì)電力的需求，在這種情況下，顯而易見的問(wèn)題乃是其對(duì)電力需求高峰會(huì)產(chǎn)生何種影響。電動(dòng)汽車會(huì)不會(huì)在駕車高峰時(shí)段(上下班高峰或正午時(shí)分)汲取太多電力，以至于大幅拉高整體需求高峰？如果是那樣，這將有悖于電力公司歡迎電動(dòng)汽車的初衷。人們?cè)谑昵罢J(rèn)為，電動(dòng)汽車大部分將在夜晚進(jìn)行充電，填補(bǔ)非高峰時(shí)間的較低用電需求，從而讓更多的電力通過(guò)相同的基礎(chǔ)設(shè)施。然而，電動(dòng)汽車進(jìn)行快速充電需要更高的電壓和功率，這可能造成完全相反的情形。
讓我們看一下實(shí)際的充電容量，以對(duì)潛在的量級(jí)有一個(gè)認(rèn)識(shí)：在情況下，特斯拉提供了一種超高壓充電選項(xiàng)，車主可以在大約30分鐘內(nèi)對(duì)ModelS容量85千瓦時(shí)的電池進(jìn)行快充，從而讓電動(dòng)汽車獲得150英里的行駛里程。這種充電方式的電壓為480伏，大功率是90千瓦，這種水平的電壓和功率是相當(dāng)可觀的。說(shuō)得更明白些，加州能源委員會(huì)(CEC)出于規(guī)劃的目的，假定一般居民住宅用電功率的峰值介于1.8-2.4千瓦。因此，功率達(dá)到90千瓦的超級(jí)充電站相當(dāng)于40戶處于用電高峰的居民住宅。換一種方式來(lái)看，一家西爾斯(Sears)或凱瑪特(Kmart)商店在高峰時(shí)間的用電功率可能達(dá)到300千瓦，而這只是一塊汽車電池在進(jìn)行快充時(shí)用電功率的三倍多一點(diǎn)。
市面上的其他充電站沒(méi)有如此大的功率，但標(biāo)準(zhǔn)的240伏二級(jí)充電站可以在充電的30分鐘至3小時(shí)內(nèi)達(dá)到19千瓦的功率。隨著這些充電站的數(shù)量越來(lái)越多，其會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成何種潛在影響呢？
德勤會(huì)計(jì)師事務(wù)所(Deloitte)近在其報(bào)告《向前沖/充：后一英里》(chargingAhead：TheLastMile)中對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了考察。他們?cè)诓稍L了數(shù)位電廠規(guī)劃師之后總結(jié)道：“令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)，電力基礎(chǔ)設(shè)施總體上已經(jīng)準(zhǔn)備好迎接總統(tǒng)所說(shuō)的2015年之挑戰(zhàn)。我們的研究表明，按照預(yù)期的普及水平，未來(lái)十年，電廠不大可能需要為了滿足電動(dòng)汽車的用電需求而專門升級(jí)或擴(kuò)展電力傳輸或發(fā)電能力……不過(guò)，這項(xiàng)研究確實(shí)在地區(qū)層次發(fā)現(xiàn)了電力基礎(chǔ)設(shè)施短期內(nèi)所受的影響，它值得進(jìn)行進(jìn)一步的研究。‘后一英里’，包括電動(dòng)汽車在低容量(比如25千伏安)配電變壓器網(wǎng)絡(luò)中聚集的問(wèn)題，或者是電動(dòng)汽車充電時(shí)間跟居民用電高峰趕在一起對(duì)本地變壓器(不管容量如何)造成的影響。這項(xiàng)研究還表明，電廠正在研究和解決這些問(wèn)題。”
主要發(fā)現(xiàn)包括：
1)幾乎所有接受調(diào)查的電廠都研究了電動(dòng)汽車對(duì)供電基礎(chǔ)設(shè)施的影響，其關(guān)注焦點(diǎn)是配電層面的影響、家用充電站、高峰時(shí)間充電以及對(duì)變壓器的研究。
2)接近四分之三的電廠并未預(yù)見到(充電站)將對(duì)電網(wǎng)發(fā)電能力提出新的要求，而三分之二的電廠認(rèn)為其電力傳輸基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)足夠，僅有十分之一多一點(diǎn)的電廠擔(dān)心出現(xiàn)變壓器過(guò)載的問(wèn)題。
3)然而，有一半的電廠表示，當(dāng)有地方納稅人在電廠服務(wù)區(qū)域內(nèi)購(gòu)買電動(dòng)汽車時(shí)，電廠是不會(huì)收到通知的(一些地區(qū)，比如加州，正在設(shè)計(jì)通知流程，而得州的電廠提議以法律形式進(jìn)行強(qiáng)制通知)。
至少就目前而言，基礎(chǔ)設(shè)施的一切問(wèn)題似乎還停留在地方層次。而地方上所關(guān)注的一些問(wèn)題——頗具有諷刺意味——跟晚間的高峰需求有關(guān)。如果將若干240伏的充電器——它們可以在2到3小時(shí)內(nèi)完成對(duì)汽車電池的充電——安排到夜間非高峰時(shí)段工作，以緩解電網(wǎng)高峰需求，這樣做就有可能燒毀街道一級(jí)的變壓器。“這些變壓器有很多容量很小，按照初設(shè)計(jì)要在晚間進(jìn)行冷卻。如果沒(méi)有時(shí)間冷卻，持續(xù)的過(guò)大電流終會(huì)燒毀變壓器的銅線圈，在本地電網(wǎng)造成短路或斷電。”發(fā)表在IEEE的一篇文章這樣寫道。
這個(gè)問(wèn)題可能并不只是理論上的。針對(duì)得州奧斯汀郊區(qū)電動(dòng)汽車用戶行為習(xí)慣的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，在兩個(gè)月的調(diào)查時(shí)間里，這些用戶普遍傾向于在同一時(shí)間進(jìn)行充電，即下班之后，這恰好也是很多居民打開空調(diào)等家電的時(shí)間。
目前有充分的證據(jù)顯示，電動(dòng)汽車正逐漸流行起來(lái)。而且至少在短期內(nèi)，我們?cè)趯⑺鼈內(nèi)谌腚娏ο到y(tǒng)時(shí)不會(huì)遇到太大的困難。同時(shí)，有一點(diǎn)也很清楚，即長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，基于行為問(wèn)題、關(guān)稅政策、新興技術(shù)和經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，電動(dòng)汽車將對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。這種趨勢(shì)值得關(guān)注，而電廠應(yīng)該密切注意電動(dòng)汽車的銷量以及用戶的行為。當(dāng)電網(wǎng)跟交通系統(tǒng)相互碰撞，我們不應(yīng)該對(duì)意想之外的結(jié)果感到驚訝。
