随着电动汽车 (EV) 变得更加实惠, 乘坐分享持续增长并且自动驾驶汽车 (AV) 不断 '入侵' 城市市场, 城市交通将在未来十年迅速发生变化.
这些变化与向更清洁, 更分散和数字化的能源系统和服务的演变以及运输和其他部门的电气化日益加剧相一致.
世界各地的城市都看到了这些变化, 许多城市正在试验改善空气质量, 减少交通拥堵并为不断增长的人口提供清洁, 可靠和负担得起的能源.
公用事业和其他能源公司将在这一转型中发挥重要作用. 决策者的决策可能决定变革的速度和范围.
贝恩咨询在最新报告《智慧城市的电动汽车: 能源和交通的未来》 (ElectricVehiclesforSmarterCities:TheFutureofEnergyandMobility) 中指出了城市交通电力的三大主要优势.
•减少碳排放. 运输的电力化为国家和地方实现清洁能源交通的野心奠定了基础. 即使没有发电源 (主要是煤炭, 天然气和可再生能源) 的重大变化, 与内燃机相比, 电动汽车的二氧化碳排放量仍可减少60% . 在美国, 超过20% 的排放来自轻型汽车, 所以鼓励推广电动汽车, 将十分有利于改善空气质量和城市居民的健康状况.
•移动性成本降低. 随着电池价格的下跌, 电动汽车将很快为电影和个人提供更便宜的移动出行选择. 考虑到较低的维护和运营成本, 电动汽车的总拥有成本 (即多少业主花费在车辆的使用寿命上) 应该在未来五年与内燃机车达到平衡, 并且持续下降.
•提高资产利用率和辅助服务. 电动汽车将通过 '智能' 装载更好地利用电力系统的资产——只要在系统需求低时充电, 并在需求高峰期放电. 大量的电动汽车也可以通过将电池中储存的电力提供给建筑物或电网来提供辅助服务.
为了获得好处, 各部门的决策者, 公民和利益相关者必须决定如何积极地鼓励这些变化. 我们的研究确定了两条清晰的路径.
1.最大限度地发挥潜力
目前实现城市交通电力化的道路一直是一个稳定的渐进式变革, 我们称之为扩散. 在许多地方, 经济刺激鼓励购买私人拥有的电动车, 这些电动车的停车时间占95% , 限制了实际供电的里程数.
目前的方法还基于当今私人车辆的模式部署电动车充电基础设施, 主要在住宅和商业领域. 充电站网络不完整可能会阻碍运营商充电的业务案例, 并且如果太多电动车同时充电会导致电网不稳定——尤其是如果这种情况与周末晚上的高峰需求时间撞在一起.
一些具有前瞻性的城市已经在思考如何采取一种未来模式, 因为自动驾驶和共享出行正变得更加普遍. 在这种模式下, 今天正在建设的大部分充电基础设施可能会过时. 专注于加速转型的城市将鼓励那些能实现高利用率的车辆, 特别是共享自动驾驶车辆的电力供应, 以增加电动里程数. 他们将部署充电站, 以满足未来移动出行模式的需求, 并合理地与电网整合. 他们将考虑如何在最佳时间实现智能充电. 据预计, 2030年前, 美国一些城市的电动里程数可以达到35% , 每英里的成本可以降低40% , 同时也可以减少拥堵 (见图1) .
(图1)
众多车辆将增加太阳能和风能发电的消耗, 减少生产和进一步减少总排放量的需求. 公共和商业的电动车辆将通过更智能的充电, 优化电力消耗和发电来帮助满足需求曲线. 在规模上, 大量的电动汽车投入使用, 也可能为电网提供有价值的辅助服务.
总而言之, 与扩散相比, 转型带来的好处可以使社会新流动模式的价值翻两番. 公用事业和能源公司有机会加速这一转变并占据相关价值的很大一部分. 主要机会将包括:
智能充电. 动态电价和与智能电网的整合是实现电动汽车智能充电价值最大化所必需的条件组合. 与其他网格边缘技术 (如太阳能电池板) 的集成, 也将提供更多的灵活性. 公用事业不仅可以从智能充电收入中受益, 而且可以减少可再生能源消耗, 抵消过高的电价, 并降低服务峰值负荷的成本 (见图2) .
(图2)
新的资本投资. 在电力公司负责部署新充电基础设施的市场中, 这些投资将有助于增加基于费率的资产. 为了支持电动汽车充电的新需求, 对变电站和电线基础设施的相关升级也将为电力公司提供了资本投资机会.
新的服务. 随着充电基础设施的部署, 新的商业模式不断涌现, 从支持建筑物的人工智能到向车主提供移动产品和服务. 这些市场机会将属于那些创新和以客户为中心的公用设施.
额外的收入来源. 来自不断增长的电动汽车市场的电力需求, 意味着公用事业和能源公司从电力销售中获得额外收入的机会. 如果电力需求增长速度快于公用事业公司的总收入需求, 则可降低电价.
辅助服务. 具有可预测容量的电动汽车运营商, 可以将存储在车辆电池中的多余电力提供给建筑物或电网. 这些服务可能无法提供与智能充电相同的价值, 但它们有助于将电动汽车的价值传输扩展到电网运营商那儿.
2.随时准备获取价值
对于公用事业和能源管理人员而言, 这种广泛的转型带来了几个巨大的机会——一些增强了当前的地位 (更高的资产利用率, 更少的可再生能源消耗) 以及其他潜在的新潜力 (负荷增长, 收费基础设施投资, 扩大的客户关系) .
三条原则将帮助高管们捕捉到这些价值来源:
当下建设的充电基础设施, 可能未来会发生变化. 流动性服务和自主性流量的增长将改变城市交通模式, 减少道路上的车辆数量, 同时增加这些车辆的使用. 公用事业和其他能源公司应在投资充电站等资产时做相应的规划. 今天, 大多数电动车安装在电动车车主在家中和商业场所收取私人车辆的费用. 继续建设基础设施以实现扩散阶段至关重要. 然而, 随着移动模式的改变, 这些充电站可能会变得资源不足. 随着更多电动汽车上路, 一些电动汽车将会改变充电位置, 有利于充电的充电基础设施的部署, 以及高速公路线路的长途快速充电过程.
制定针对您的位置进行定制的策略. 根据能源生产组合, 日负荷曲线的形状, 城市密度, 当前通勤模式和公共交通基础设施等因素, 能源和交通系统的最佳整合将会有很大不同. 例如, 在巴黎, 公共交通系统可容纳所有通勤的一半, 因此投资电动化并将电动汽车连接到公共交通枢纽是优化能源使用的一种方式. 与旧金山湾区相比, 大多数上班族仍然乘坐私家车——这是一种需要不同策略的移动模式. 每个城市都需要定制部署电动汽车基础设施的方式, 以最佳方式适应环境, 并最大限度地改善拥堵, 碳排放和电网可靠性.
在最佳的时间和地点为电动汽车充电, 可以减少对峰值发电的投资需求, 并提高电网的稳定性, 从而每年为电力公司提供延期资本支出和每个电动汽车节省100-200美元的能源. 来自电动汽车的新的负荷可能有助于缓解近年来的负荷增长.
