电动汽车为何能给电网带来诸多益处?

很多人都宣称美国的电网尚未为电动汽车做好准备。在 2022 年 7 月 19 日举行的一场听证会中,肯塔基州众议员托马斯·马西把冰箱的耗电量和电动汽车的耗电量做了比较。据称,依据美国能源部的一份报告,他宣称一辆电动汽车的耗电量是一台冰箱的 25 倍。根据我作为电气工程师的经验,这些数值听起来是错误的,于是我自己做了一些研究。

我查看了五台冰箱的规格,其容量在 7.5 立方英尺至 20.5 立方英尺之间不等,品牌、型号和款式也都各不相同。估计的年能源使用量在 365 千瓦时至 540 千瓦时之间不等,平均为 413.2 千瓦时。在美国,每辆车每年的平均行驶里程约为 14000 英里。一辆长续航全轮驱动的特斯拉 Model Y 每千瓦时大约能行驶 4 英里。它是一款中型 SUV,是美国常见的平均驾驶车型。对于普通驾驶者而言,它一年大约会使用 3500 千瓦时,约为典型冰箱能耗的 8.5 倍。也就是说,把它和冰箱进行比较意义不大。

美国的用电量从1975 年的 1747 太瓦时增长到 1985 年的 2324 太瓦时,增长了 33%。从 2005 年到 2023 年,消费情况近乎恒定。2023 年,美国注册的车辆达 2.834 亿辆。据报道,在美国,有330 万辆注册电动汽车。假设车辆数量和每辆车行驶的里程数不变,2.834 亿辆电动汽车会使电能消费量增加 980 太瓦时,也就是 24.5%。

众议员马西所担忧的是 2030 年下达的禁止销售非零排放车辆的指令。汽油和柴油动力的汽车在 2030 年不会即刻消失。大多数以石油为燃料的汽车还将存续约五年。依据过往的表现,美国应当能够轻松实现电力生产所需的增长率。

电力公司得建造并维护电力线路、变压器、开关设备以及发电设施,从而满足峰值负荷需求。电网面临的最大挑战是空调,在夏季,其使用量在下午和傍晚时分达到最高。特别炎热的日子可能会造成限电的情况。大多数在家给电动汽车充电的车主,都会在深夜用电量处于最低的时候进行充电。在长途旅行时,通常会使用 4 级充电器。在美国,占据主导地位的 4 级充电器是特斯拉超级充电器。它们仅仅使用可再生能源。大多数新的特斯拉超级充电站都配备有一个大型电池,这样一来,它们就能在低用电量时段购买电力,并且在高峰消费时段从电池中获取电力。

对于公用事业公司来说,电力消耗更为稳定能带来经济效益。电动汽车能帮助它们提高盈利,并更有效地利用其设备。电动汽车将有助于为更多核能、地热能、太阳能以及风能发电项目的建设提供资金。如果说有什么给电网带来压力,那是空调,而非电动汽车。

在中国,超过一半新售出的汽车是电动汽车。在挪威,超过 90%新售出的汽车是电动汽车。如果他们能做到,为什么我们不能?

劳埃德·G·米勒先生是一位居住在犹他州的已退休的电气工程师。他在杨百翰大学取得了电气工程的学士和硕士学位。