电动汽车对电网带来的挑战有「电动车普及对电力需求的影响」

今天带来电动汽车对电网带来的挑战有「电动车普及对电力需求的影响」，关于电动汽车对电网带来的挑战有「电动车普及对电力需求的影响」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

本文转自作者 | 李瀚明

现如今在营运用车行业，这些电动汽车往往需要在白天尖峰时刻充电，不但没能“削峰填谷”，反而加重了电网在高峰期的电力负担。

最近川渝大地着实被太阳是烤得“蒸蒸日上”。高温天气带来的额外电力需求叠加干旱天气带来的低水电供应，直接让川渝大地的电力供应陷入了必须要拉闸限电的局面。在这一次的限电当中，城市交通首当其冲——使用电气化列车运行的地铁和城际铁路需要“关灯”减班，而使用电动汽车的公交和出租服务更是面临无车可用的窘境。

这暴露出中国的能源结构的一个问题——在过去十年的营运车辆电动化过程中，中国将大量的营运汽车电动化。这本是一件一方面快速降低城市尾气排放水平，另一方面快速普及电动汽车基础设施的好事，但营运汽车的高里程和长运行周期使得它们经常需要在日间尖峰时间充电，因此加剧了尖峰时刻的电网压力。

为了进一步就这个论点展开论述，我们需要回顾电动汽车和燃油汽车的补能模式。电动汽车和燃油汽车有两个核心的不同：其中一个是电动汽车的补能不用专门跑一趟加油站，可以方便地在家里完成；另一个则是电动汽车的补能速度始终达不到燃油汽车的水平。

为了应对这两个不同，电动汽车厂商有两种做法：

“扬长避短”的做法是重点强调“电动汽车可以在家里充电”的特点。2010年发布的日产聆风（Nissan Leaf），以及其后不少传统汽车厂家发布的电动车（例如雷诺Zoe、宝马i3、雪佛兰Volt）都市这种模式。这种模式的电动汽车主打上下班通勤——毕竟这一代的电动车续航里程短，充电速度也慢（例如2010年发售的日产聆风EPA续航里程只有117公里，充电功率为3.3千瓦，充满电需要约8个小时）。

在这样的模式下，通勤一族可以晚上在家里为电动汽车充满电，并在白天使用电力从而降低通勤过程中的碳排放。这种模式下，电动汽车必然是家里的第二部车——这也符合传统厂商造车的定位，可以快速向既有客户推销第二部车。另一方面，在这一模式的基础上的一个改进就是“插电混动”汽车——通过加一个引擎使得“唯一的车”可以兼顾上下班通勤的低碳和周末出游的便利。

但是，这种扬长避短式电动汽车和居住模式的耦合实在太紧密了——只有拥有完全私有业权的独栋住宅和至少两部车的家庭才能够实现在家中加装充电设施的便利。因此我们可以看到的是这一代电动汽车在美国和日本最为普及——这两个国家的不少家庭居住在独栋住宅中，加装充电设施非常简便；又有不少家庭确实有两部车的需求。因此，在国内这种模式的电动车并不普及。

与“扬长避短式”的模式相对应，自然就有“取长补短式”的电动车。比亚迪和特斯拉这两家没有传统汽车生产经验的车企是取长补短式的典型代表——它们没有“扬长避短式”所需要的既有客户资源，无法通过既有客户切入通勤市场。取长补短式的电动汽车通过堆电池实现尽可能长的续航里程，并通过专用的充电设备实现尽可能快的充电速度。

但是这有一个问题——这种电动汽车需要与之配套的专用充电桩。现在很多充电桩的功率为20千瓦——这一用电需求和一个家庭相当（中国一般按每户10到20千伏安预留，即使是美国的独栋别墅一般也不超过50千伏安）。换言之，一个充电桩就是一家人、一个充电站就是一层楼。这样巨大的电力容量需求，必然需要投资新建电力基础设施。

特斯拉和比亚迪在这上面采取了两种不同的模式——资金相对雄厚的特斯拉选择走高端路线，砸钱为商业设备的停车场引入充电桩，形成了今天的“特斯拉超充”；但是资金相对不够雄厚的比亚迪怎么办呢？

比亚迪盯上了营运车辆。营运车辆的特点是相对固定的活动范围（公交车是定线运行，而出租汽车则受牌照限制，多在一个城市内），因此只要能满足范围内的活动就可以了；同时，营运汽车在市区内是高里程，一方面产生了大量的尾气排放，另一方面也能最体现电动汽车单位里程低成本的优势。

因此，我们可以看到从深圳开始，电动公交车和出租车迅速在全国各地普及。现在我们可以看到的是，城市里出现了大量电动营运车辆——从电动公交和出租车开始，到如今的电动网约车、电动小货车，甚至有电动的泥头车……电动车在城市营运车辆领域几乎是以史无前例的速度扩张。这当然对城市空气质量和经营成本而言都是好事——减少的怠速耗油确实是实实在在地解决了问题。

但是，有一个问题。我们刚刚提到，营运汽车在市区内通常是高小时数、高里程运行：一般出租车采用两班倒的形式（早晚各一位司机），每天即使是在市区道路上跑，一般也可以跑四百公里。因此，对于这些车辆而言，一般而言，大部分目前各城市在用的电动出租车都没法在市区工况下跑到这个里程，因此司机需要在运营中途找一个时间充电——而由于充电时间一般需要一到两个小时，不少司机会选择充电时用膳。同时，即使司机是“单班制”（晚上睡觉时车辆不上路），但开车本就是个体经营小本生意，在城市里打拼，往往住在“城中村”的司机也很难有在家中为电动车充电的条件。

这就使得充电时间和饭点重合——即使司机会适应性地调整饭点，充电时间也必然集中在日间。这就使得这些电动汽车不但没能“削峰填谷”，反而加重了电网在高峰期的电力负担。

在这一次川渝地区的电力系统问题中，我们可以看到长江中游地区干旱缺水时，上游的川渝地区需要开闸放水。但是水本身可以发电，因此开闸放水使得短时间内电力供大于求——而由于供需错配，这部分能源实际上以水的动能的形式被浪费了。这降低了川渝地区可用的总能量——而在酷热天气带来的制冷需求已经加重了电力负担的情况下，总能量的下降必然会带来可用电力供应的下降。

因此我们可以看到的是，川渝地区和长江中下游地区的充电桩迅速排起了长队——电力供给不足的背景下，功率堪比一家人的充电桩必然需要限制功率，才能保证民生用电；而限制功率意味着更长的充电和等待时间，从而降低了电动营运客车每天可以使用的时间；这无异于减少了营运客车供给，因此最终市场上必然普遍陷入打车难的窘境。

在这一事件的复盘中我们可以看到，营运电动车的大规模投用，对电网提出了实实在在的挑战：一方面，它们与非营运电动车相比，充电频率和用电需求都大幅度增加了；另一方面，中国大部分城市的营运电动车缺乏夜间充电的配套设施（尤其是在营运司机居住的地域附近），因此而来的日间充电需求则进一步加重了电网负担。在电动汽车普及的今天，我们实在要谨慎考虑电动汽车的流行对电力网络的影响——尽管中国拥有世界上品质控制最好的电网之一，但这一次的高温告诉我们，中国的电网显然还有可以提升的空间。