建立电动汽车的充电基础设施

分类: 电竞 发布时间: 2021-01-29 20:20
编者注:在世界范围内,汽车行业的一场竞赛正在刺激使用电动汽车代替传统的化石燃料汽车。我们可以在杂货店停车场,高速公路服务区和许多其他公共场所看到充电站。如笋笋般弹起。电动汽车的采用有望以极快的速度增长。 2018年,全球电动乘用车的数量超过500万,到2030年预计将增加到2.5亿。与目前部署的充电站相比,这些预测的数字将需要大量增加可用的充电设施。要考虑的另一个因素是,即使在快速充电站中,也要花费大量时间才能对车辆电池充满电,这将导致高峰时段的排队时间较长。大电流快速充电站的日益普及也提出了对本地电网基础设施的巨大需求。
详细介绍:电动汽车在全球范围内的普及率正在迅速提高,相关机构预测,年增长率将达到32%。但是,只有在住宅,办公室和公共场所的收费基础设施匹配时,才会做出此预测。不幸的是,衡量将要建设的基础设施的规模也非常困难。
在本白皮书中,我们将分析电动汽车采用率的提高如何对带有充电站的公共停车场,办公室或家庭配电基础设施提出新要求。
有关电动汽车的文章通常从令人印象深刻的增长统计开始,并且很乐意谈论电动汽车的预计销量。来自国际能源署(IEA)[1]的数据就是一个例子。它发布的数据预测,全球电动乘用车的库存将从2018年的500万辆增加到2030年的约2.5亿辆。届时,年销量将约为4400万辆。这是典型的EV30 @ 30场景,即到2030年,所有电动汽车(两轮车除外)中的30%将各自占据全球市场份额的30%(见图1),其中包括混合动力和混合动力汽车。 。纯电动汽车,公共汽车和卡车。因此,电动汽车的市场吸引力仍然很强,但还必须检查其实际合理性:这种增长轨迹的误差有多大?有哪些假设和确定的风险?经过深入研究,其中一些来自不同的来源。增长数据显示出很大的差异。引用的销售数据包括电动汽车的可负担性变化,未来的技术改进,油价,监管激励措施以及更多“数十种”假设。这些预测还高度取决于中国的市场份额。中国在2018年占全球市场的45%,而欧洲为24%,美国为22%。美国能源信息署(EIA)的2020年年度能源展望[2]中的另一组数据显示,到2030年,纯电动汽车在美国的总销量将远远少于100万辆。如果按地区划分,则市场份额百分比保持不变,不到IEA预测的十分之一。数据预测,到2050年及以后,汽油车仍将占主导地位。因此,还需要考虑这些数据。
目前电动汽车价格相对较高,因此乐观的预测认为,其价格会随着销售和技术进步而下降,但只有价格下降时,销售量才会增加。这仍然是谁先出现的问题。一些制造商承认,为了刺激市场,售出的每辆汽车都会亏损,但这不是一个好的商业模式,并且会考验投资者的耐心。政府压力是另一个驱动因素。有必要实现气候变化目标,还需要控制污染水平。世界各地的行政管理部门已经宣布了在特定日期之前“禁止内燃机(ICE)”的目标。这个称号令人印象深刻,但它通常意味着只使用ICE的车辆被禁止,而混合动力车的日期则不受限制。汽车制造商也在以同样的方式玩游戏。他们不会放弃内燃机汽车的制造能力和资产,而是承诺100%电动汽车。如果他们承诺,将来的某一天实际上意味着100%的纯电动或混合动力汽车。
油价会通过自身的动态变化影响未来的电动汽车使用。尽管最近价格一直相对稳定,但地缘政治和任何政府补贴都会产生巨大影响。目前的原油价格约为54美元。如果原油价格跌破每桶20美元, 预计到2050年,电动汽车所需的电力仅占全球总需求的9%,与2018年相比增长57%。在美国,到2050年,电动汽车的充电能源需求将达到800到900太瓦小时,总功耗约为30,000太瓦小时。
同样,此处也假定了技术上的改进。例如,电动汽车需要将能量从电池转换为车轮。当前的效率仅为59%到62%,因此,预计仍有很大的改进空间。内燃机车辆燃料中化学能转化为动力的转换效率仅为17%至21%。到目前为止,所引用的电动汽车销售和能耗数字仅与轻型汽车(LDV)有关。如果电动卡车成为现实,这些数字可能会非常保守。与充电站建设和公共事业基础设施升级有关的时间表远远超出了政府的行政规定和直接政治范围,但无论如何,公共事业提供者将确信电动汽车的长期确定性,并将计划足够的基本能源供应。因此,随着基础设施的不断扩展以适应不断增长的整体市场,从发电的角度来看,电动汽车充电的9%份额已不是问题。但是,就配电而言,当您靠近汽车的充电电缆并准备充电时,情况就不同了。
从历史上看,晚上的电力需求很低。随着烤面包机,电动淋浴和其他家用电器在早上7点左右开始使用,负载将迅速增加。到了晚上,炊具和加热/冷却设备开始以最大负载运行,这种高峰情况再次发生。如果将家用电动汽车的充电添加到负载中,则用电量模式将发生显着变化,并且负载将在夜间达到峰值,从而使电动汽车可以为早上通勤做准备。标准的家用充电器可能为3或7kW,需要6到12个小时才能充电