隨著電動汽車 (EV) 變得更加實惠, 乘坐分享持續增長並且自動駕駛汽車 (AV) 不斷 '入侵' 城市市場, 城市交通將在未來十年迅速發生變化.
這些變化與向更清潔, 更分散和數字化的能源系統和服務的演變以及運輸和其他部門的電氣化日益加劇相一致.
世界各地的城市都看到了這些變化, 許多城市正在試驗改善空氣質量, 減少交通擁堵並為不斷增長的人口提供清潔, 可靠和負擔得起的能源.
公用事業和其他能源公司將在這一轉型中發揮重要作用. 決策者的決策可能決定變革的速度和範圍.
貝恩諮詢在最新報告《智慧城市的電動汽車: 能源和交通的未來》 (ElectricVehiclesforSmarterCities:TheFutureofEnergyandMobility) 中指出了城市交通電力的三大主要優勢.
•減少碳排放. 運輸的電力化為國家和地方實現清潔能源交通的野心奠定了基礎. 即使沒有發電源 (主要是煤炭, 天然氣和可再生能源) 的重大變化, 與內燃機相比, 電動汽車的二氧化碳排放量仍可減少60% . 在美國, 超過20% 的排放來自輕型汽車, 所以鼓勵推廣電動汽車, 將十分有利於改善空氣質量和城市居民的健康狀況.
•移動性成本降低. 隨著電池價格的下跌, 電動汽車將很快為電影和個人提供更便宜的移動出行選擇. 考慮到較低的維護和運營成本, 電動汽車的總擁有成本 (即多少業主花費在車輛的使用壽命上) 應該在未來五年與內燃機車達到平衡, 並且持續下降.
•提高資產利用率和輔助服務. 電動汽車將通過 '智能' 裝載更好地利用電力系統的資產——只要在系統需求低時充電, 並在需求高峰期放電. 大量的電動汽車也可以通過將電池中儲存的電力提供給建築物或電網來提供輔助服務.
為了獲得好處, 各部門的決策者, 公民和利益相關者必須決定如何積極地鼓勵這些變化. 我們的研究確定了兩條清晰的路徑.
1.最大限度地發揮潛力
目前實現城市交通電力化的道路一直是一個穩定的漸進式變革, 我們稱之為擴散. 在許多地方, 經濟刺激鼓勵購買私人擁有的電動車, 這些電動車的停車時間佔95% , 限制了實際供電的裡程數.
目前的方法還基於當今私人車輛的模式部署電動車充電基礎設施, 主要在住宅和商業領域. 充電站網路不完整可能會阻礙運營商充電的業務案例, 並且如果太多電動車同時充電會導致電網不穩定——尤其是如果這種情況與周末晚上的高峰需求時間撞在一起.
一些具有前瞻性的城市已經在思考如何採取一種未來模式, 因為自動駕駛和共用出行正變得更加普遍. 在這種模式下, 今天正在建設的大部分充電基礎設施可能會過時. 專註於加速轉型的城市將鼓勵那些能實現高利用率的車輛, 特別是共用自動駕駛車輛的電力供應, 以增加電動裡程數. 他們將部署充電站, 以滿足未來移動出行模式的需求, 併合理地與電網整合. 他們將考慮如何在最佳時間實現智能充電. 據預計, 2030年前, 美國一些城市的電動裡程數可以達到35% , 每英裡的成本可以降低40% , 同時也可以減少擁堵 (見圖1) .
(圖1)
眾多車輛將增加太陽能和風能發電的消耗, 減少生產和進一步減少總排放量的需求. 公共和商業的電動車輛將通過更智能的充電, 優化電力消耗和發電來幫助滿足需求曲線. 在規模上, 大量的電動汽車投入使用, 也可能為電網提供有價值的輔助服務.
總而言之, 與擴散相比, 轉型帶來的好處可以使社會新流動模式的價值翻兩番. 公用事業和能源公司有機會加速這一轉變並佔據相關價值的很大一部分. 主要機會將包括:
智能充電. 動態電價和與智能電網的整合是實現電動汽車智能充電價值最大化所必需的條件組合. 與其他網格邊緣技術 (如太陽能電池板) 的整合, 也將提供更多的靈活性. 公用事業不僅可以從智能充電收入中受益, 而且可以減少可再生能源消耗, 抵消過高的電價, 並降低服務峰值負荷的成本 (見圖2) .
(圖2)
新的資本投資. 在電力公司負責部署新充電基礎設施的市場中, 這些投資將有助於增加基於費率的資產. 為了支援電動汽車充電的新需求, 對變電站和電線基礎設施的相關升級也將為電力公司提供了資本投資機會.
新的服務. 隨著充電基礎設施的部署, 新的商業模式不斷湧現, 從支援建築物的人工智慧到向車主提供移動產品和服務. 這些市場機會將屬於那些創新和以客戶為中心的公用設施.
額外的收入來源. 來自不斷增長的電動汽車市場的電力需求, 意味著公用事業和能源公司從電力銷售中獲得額外收入的機會. 如果電力需求增長速度快於公用事業公司的總收入需求, 則可降低電價.
輔助服務. 具有可預測容量的電動汽車運營商, 可以將存儲在車輛電池中的多餘電力提供給建築物或電網. 這些服務可能無法提供與智能充電相同的價值, 但它們有助於將電動汽車的價值傳輸擴展到電網運營商那兒.
2.隨時準備獲取價值
對於公用事業和能源管理人員而言, 這種廣泛的轉型帶來了幾個巨大的機會——一些增強了當前的地位 (更高的資產利用率, 更少的可再生能源消耗) 以及其他潛在的新潛力 (負荷增長, 收費基礎設施投資, 擴大的客戶關係) .
三條原則將幫助高管們捕捉到這些價值來源:
當下建設的充電基礎設施, 可能未來會發生變化. 流動性服務和自主性流量的增長將改變城市交通模式, 減少道路上的車輛數量, 同時增加這些車輛的使用. 公用事業和其他能源公司應在投資充電站等資產時做相應的規劃. 今天, 大多數電動車安裝在電動車車主在家中和商業場所收取私人車輛的費用. 繼續建設基礎設施以實現擴散階段至關重要. 然而, 隨著移動模式的改變, 這些充電站可能會變得資源不足. 隨著更多電動汽車上路, 一些電動汽車將會改變充電位置, 有利於充電的充電基礎設施的部署, 以及高速公路線路的長途快速充電過程.
制定針對您的位置進行定製的策略. 根據能源生產組合, 日負荷曲線的形狀, 城市密度, 當前通勤模式和公共交通基礎設施等因素, 能源和交通系統的最佳整合將會有很大不同. 例如, 在巴黎, 公共交通系統可容納所有通勤的一半, 因此投資電動化並將電動汽車連接到公共交通樞紐是優化能源使用的一種方式. 與舊金山灣區相比, 大多數上班族仍然乘坐私家車——這是一種需要不同策略的移動模式. 每個城市都需要定製部署電動汽車基礎設施的方式, 以最佳方式適應環境, 並最大限度地改善擁堵, 碳排放和電網可靠性.
在最佳的時間和地點為電動汽車充電, 可以減少對峰值發電的投資需求, 並提高電網的穩定性, 從而每年為電力公司提供延期資本支出和每個電動汽車節省100-200美元的能源. 來自電動汽車的新的負荷可能有助於緩解近年來的負荷增長.
