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编者按：在世界各地，汽车行业的一场竞赛正在促使采用电动汽车取代传统的化石燃料汽车，我们能看到在杂货店停车场、高速公路服务区和许多其他公共场所，充电站都在如雨后春笋般涌现。电动汽车的采用预计将以极快的速度增长，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2.5亿台。与目前部署的充电站相比，这些预测数字将需要增加大量的可用充电设施。另一个需要考虑的因素是，即便是快速充电站，完全充满车辆电池也将花费许多时间，因而会在繁忙时段形成长队。大电流快速充电站的日益普及也对当地电网基础设施提出了巨大需求，
详尽导语： 全世界对于电动汽车的采纳正在迅速增加,相关机构预计每年增长速度将达到32%。但该预测只有在住宅、办公室和公共场所的充电基础设施相匹配的情况下才会发生,遗憾的是,衡量要构建的基础设施规模也非常困难。 本文引用地址：简短导语： 电动汽车的采纳率将显著增加,充电基础设施必须要保持同步发展。 在本白皮书中,我们将分析电动汽车采用率的提升会如何对建有充电站的公共停车场、办公室或家中等配电基础设施提出新的要求。 有关电动汽车的文章通常从令人印象深刻的增长率统计数据开始,并且很乐意谈论预计的电动汽车销售量。 来自国际能源署(IEA)机构 [1] 的数据就是一个例子,其发布的数据预测全球电动乘用车保有量(global stock)将从2018年的500万辆增加到2030年的约2.5亿辆,届时年销量约为4400万辆。这是一种典型的EV30@30场景,即到2030年,所有电动汽车中的30%(两轮车除外)将各拥有30%的全球市场份额(见图1),该图包括混合动力和纯电动汽车、公共汽车和卡车。因此,电动汽车的市场吸引力依旧很强,但也必须进行实际的合理性检查:这种增长轨迹上的误差到底有多大?假设和确定的风险是什么?经过深入研究,一些出于不同来源的增长数据显示出很大差异,所引用的销售数据包含有关电动汽车价格承受能力的变化、未来技术改进、油价、监管激励措施以及更多“数十个”假设。这些预测还高度依赖中国的市场占有率,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] 中的另一组数字显示,到2030年,美国纯电动汽车的总销量将远远少于100万辆,如果按地域划分的市场份额百分比保持不变,则不到IEA预测的十分之一。该数据预测,到2050年及以后,汽油车仍将占主导地位。因此,也需要考虑这些数据。 影响电动汽车采用率的主要因素 电动汽车目前相对昂贵,因此乐观的预测假设其价格会随着销量和技术改进而下降,但只有当价格下降时,销量才会增加,这还是回到鸡和蛋谁先出现的问题。一些制造商承认,为了刺激市场,每售出一辆车都会亏损,但这不是一个好的商业模式,并会考验投资者的耐心。政府压力是另一个驱动因素,需要达到气候变化的目标,也需要控制污染水平,世界各地的行政当局已经宣布了在特定日期之前"禁止内燃机(ICE)"的目标。这种标题给人留下深刻印象,但往往意味着禁止只使用ICE的车辆,而混合动力车则无限制日期。汽车制造商也在以同样方式玩弄文字,他们不会放弃内燃机汽车的制造能力和资产,而去承诺100%的电动汽车。未来有一天如果他们承诺,实际意味着100%全电动或混合动力汽车。 油价通过其自身的动态变化影响未来电动汽车的使用。尽管近期价格一直相对稳定,但地缘政治以及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,如果像1998年那样,原油价格每桶再次跌至低于20美元(考虑通货膨胀调整后),那么消费者可能会再次考虑电动汽车的运行成本。目前,电动汽车每一美元的电力可获得约43英里的行驶里程,约为汽油动力汽车或SUV成本的四分之一。 尽管世界卫生组织报告指出,全球有420万人因空气污染而过早死亡[3]。如果电动汽车的购买和运营成本高昂,没有动力促使人们放弃使用ICE,那么缓解气候变化和改善环境的争论就可能会减弱。
图1:2018年至2030年全球所有电动汽车的预计保有量。(来源:EIA) 里程忧虑 提高电动汽车市场份额的一个障碍是对于充电的担忧。起初的电动汽车里程数只有100英里左右,这使电动汽车适用于只做短途旅行的特定类型司机,需要经常返回充电站为电动汽车充电。目前情况已经好转,对于较好车型来说,续航里程已经能够达到300英里左右,但焦虑依然存在,主要是认为充电点依然很少。这当然是一个现实情况,即便借用另一台路过的Good Samaritan备用电池,一个因电池电量耗尽而搁浅的电动汽车仍不能恢复上路行驶。 与加油站相比,充电站似乎数量很少而且彼此距离甚远,但这只是暂时由供需关系决定。在美国,大约有2.7亿辆汽车和15万个加油站,平均每个加油站有8台油泵,每台泵约服务225台汽车。相比之下,全球有大约500万辆电动汽车,约410,000个公共充电桩,平均每个充电桩服务12辆电动汽车,可用性是燃油汽车的18倍!如果将办公室和家庭充电点考虑在内,则几乎可以实现两者均衡,每辆电动汽车都有一个充电点。 显然,这样直接的比较并不合适。加油站可以在大约十分钟内重新加满一个汽油箱,如果需要简短的休息,或者从便利店买一罐苏打水,大约需要15分钟。但是,在高速公路服务区的“慢速”充电站为电池充电可能会花费数小时,如果所有充电桩都在使用中,而下一个充电站又在数英里之外,那么有再多数量的可用充电桩也无济于事。 每个人都希望相信电动汽车有一个美好的未来前景,我们可以预期,未来基础设施的建设能够满足其中一种发展情况,并希望是正确的一种。但是,由于需求的不确定性以及需要考虑的局部变数,将会出现过于乐观或者过于悲观。但可以确定,在未来几年中,挪威约有60%的新车销售将是电动汽车,在未来几年中将比英国部属更多的充电站,英国在2019年新电动汽车的注册率仅仅为1.6%[4]。
图2:在BAU应用场景,以及成本逐渐下降的情况下,到2050年BAU价格达到只有现在的40%,美国电动LDV的年电力需求。(资料来源:Energy Innovation) 电力供应问题 |
