在遭受冬季风暴袭击几个月后,德克萨斯州的电网在极端天气条件下再次紧张。今年2月,数百万人们在暴风雨中失去了电力摧毁了该州的大部分电力基础设施并造成至少151人死亡.
上周在美国,气温飙升至华氏100度以上,数十家核电站、燃煤电厂和燃气电厂因意外维修而停运,电网再次陷入困境,运营商也陷入困境要求居民节约能源以避免停电。
与此同时,德克萨斯州也在美国持续的电动汽车热潮中处于领先地位。国家主机新的特斯拉超级工厂将生产电动suv和半电动车。和介绍福特的全电动F-150闪电对一个拥有大约780万年(自动PDF下载)皮卡在路上。
在孤星之州,这两种电力趋势是紧密交织在一起的。从很多实际角度来看,电动汽车是一种可以滚动的电池,而电动皮卡、suv、公共汽车和进入市场的半电动车的电池要比目前大多数电动汽车的电池大得多。这些新型电动汽车的充电需求是否会对电网构成新的负担,使其进一步达到极限?或者,他们更大的电池真的能帮助应对德克萨斯州和其他州面临的电网弹性挑战吗?
巨大的电力需求带来了巨大的弹性价值
电动汽车属于消费类产品,同时也是分布式能源(接单)。一辆电动皮卡,像屋顶太阳能电池板,一个国内电池,一个智能恒温器或热水器,甚至墙体保温和其他节能策略它可以为个人消费者节省开支,同时也为电网和全电力公司客户带来好处。对于德克萨斯州最近和正在发生的电网危机来说,加州和其他国家,DERs还可以提高电网的弹性即使更大的电网受到压力或瘫痪,也能在关键负荷时保持供电。
从很多实际角度来看,电动汽车是一种可以滚动的电池,而电动皮卡、suv、公共汽车和进入市场的半电动车的电池要比目前大多数电动汽车的电池大得多。
电动皮卡对德克萨斯州的弹性电力系统意味着什么?一些粗略的计算说明了皮卡车主、他们的邻居和德州民众的潜在利益:
- 电动皮卡车主备用电源:大型电池,比如为皮卡提供动力的电池,可以在电网中断时提供有意义的备用电源。电动皮卡,比如F-150闪电大概有115千瓦时可用容量的,有充电或放电的能力大约10千瓦通过二级双向充电器。
当连接到一个家庭服务面板,可以在停电期间安全地“隔离”家庭电网时,一个充满电的电池可以满足普通美国家庭三天以上的电力需求。在此期间,平均1.5 kW的输出功率足以在冬季为电灯、医疗设备、WiFi、冰箱和电风扇供电,或者在夏季偶尔为某些空调供电。再加上屋顶太阳能光伏系统,可以在白天为卡车电池充电,如果阳光持续照射,这种能量储备可以维持更长的时间。 - 当地社区的弹性动力:如果适当地融入电网规划,电动皮卡不仅可以在更大范围的电网中断期间为其所有者提供备用电力,而且还可以为整个社区提供备用电力。“自主能源网”的概念是由国家可再生能源实验室和由领先的公用事业公司进行试点,能够智能协调DERs,为关键负载提供电力。通过自动能源网,皮卡电池和一般汽车电池,包括城市车队和公共汽车,不仅可以为家庭提供电力,也可以为社区设施提供电力。电动汽车电池可以帮助关键站点保持供电,包括第一反应站、紧急避难所、疗养院、社区中心、杂货店和便利店,即使更广泛的公用事业电网离线或可用电力有限。
- 为所有德州人提供更好的可靠性:超过20%在德克萨斯州道路上行驶的车辆都是皮卡。如果一半的皮卡车主转向电动皮卡在接下来的十年里,他们的车辆插入电网可靠性事件期间,他们将为德州电网提供大约460瓦特小时的电池储能容量和38瓦的功率放电容量。
的角度来看,整个美国都补充道2020年储能容量3.5 GW、放电容量1.5 GW。因此,即使让德州一半的皮卡车通电,仓储市场也会从根本上扩大一到两个数量级。
电动皮卡50%的市场份额也将足以填补上周意外发生的核电、煤炭和天然气工厂停运所留下的产能缺口。6月14日,电网运营商报道由于意外停电,11吉瓦的发电厂被迫关闭——这大约是德克萨斯州一半电气化皮卡市场排放能力的三分之一。即使皮卡无法“回馈”电网以提供应急能力,它们仍将为所有电网用户提供利益,而不仅仅是拥有卡车的家庭。通过支持家庭电力需求,皮卡电池将有效降低电网需求,在供应短缺期间限制轮流停电的规模和持续时间。
每天存钱
与电动汽车一样,电动汽车不仅能在电网紧张或瘫痪时提供弹性,还能在正常运行条件下为客户和整个电网提供节约。例如,德克萨斯州大约有400万辆电动皮卡,通过智能充电和使用“车到家”模式,每年能为德州电网带来5亿到10亿美元的价值。
- 智能充电:即使没有能力注入电力回电网,RMI研究研究表明,电动汽车定时充电以降低能源成本,每千瓦时可节省约0.01美元。对于这里设想的德克萨斯皮卡车队来说,这相当于每年节省大约1.6亿美元的能源成本——这个数字可能还会增长,因为在德克萨斯的投资者继续建设可再生能源项目,以及电价越来越多地与风能和太阳能的可用性挂钩.在电力需求较低的时候给电动汽车充电也会给所有公用事业客户带来好处,因为这使得公用事业可以在不投资额外基础设施的情况下销售更多的电力,从而将现有电网的成本分摊到更多的千瓦时上。
- 峰容量值电动汽车定时充电,或将电池以“车到户”模式使用,也可以减少高峰时段的需求,从而避免对新的燃气电厂的昂贵投资,否则就需要可靠性。估计避免一个新的峰值电站的价值大约在每年每千瓦发电量$100在这里,德州的皮卡车队设想每年可以为德州电网提供约7.5亿美元的产能成本。这个数字假设只有20%的电动皮卡插上电源,在高峰时每辆车可以减少10千瓦的需求。
电动皮卡不能自己承载货物
电动皮卡虽然有帮助,但在德克萨斯州或其他地方并不是恢复能源的灵丹妙药。美国能源体系的结构和相互依赖所固有的更深层次的挑战,带来了基本的弹性风险,这些风险来自越来越多的人为和自然威胁,包括气候变化导致的极端天气(包括热和冷)。
在这种新出现的威胁环境下,任何弹性战略都应考虑组合方法,以最大限度地提高弹性,同时为电力客户提供经济和其他利益。首先,住宅开发商和政策制定者可以优先进行建筑节能投资在电网紧急情况下提供更多的“安全时间”,并减少潜在停电的规模。公用事业公司可以优先考虑利用DERs的弹性战略,而不是忽视他们。
我们从家庭、企业和它们所承载的电力供应中获得的效率和系统层面的好处越多,电动皮卡帮助电网走向安全的距离就越远。