<p><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1669688526830/1669688526830.jpg" width="808" height="454" /></p> <p>電動汽車(EVs)的車主習(xí)慣于在家里或工作時插入充電站，并從電網(wǎng)中充電。但不久的將來，當(dāng)這些司機(jī)插上電源時，他們的汽車也將有能力逆轉(zhuǎn)電流，將電子送回電網(wǎng)。麻省理工學(xué)院的一個團(tuán)隊(duì)在《能源進(jìn)展》雜志上發(fā)表的一篇新論文稱，隨著電動汽車數(shù)量的攀升，電動汽車的電池可能成為一種具有成本效益的大規(guī)模能源來源，對能源轉(zhuǎn)型具有潛在的巨大影響。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;在規(guī)模上，汽車到電網(wǎng)(V2G)可以促進(jìn)可再生能源的增長，取代對固定能源存儲的需求，并減少對穩(wěn)固的(永遠(yuǎn)在線的)發(fā)電機(jī)的依賴，如天然氣，傳統(tǒng)上用于平衡風(fēng)能和太陽能的間歇性，&rdquo;該研究的第一作者、麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系的博士生吉姆&middot;歐文斯說。其他作者包括Emre Gen&ccedil;er，麻省理工學(xué)院能源計(jì)劃(MITEI)的首席研究科學(xué)家，Ian Miller，該研究期間MITEI的研究專家。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該小組的工作是第一次對未來電力系統(tǒng)進(jìn)行全面的、基于系統(tǒng)的分析，采用了一種全新的計(jì)算模型組合，綜合了碳排放目標(biāo)、可變可再生能源(VRE)發(fā)電、建設(shè)能源儲存、生產(chǎn)和傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的成本等因素。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Gen&ccedil;er說:&ldquo;我們不僅探索了電動汽車如何向電網(wǎng)提供服務(wù)&mdash;&mdash;把這些汽車想象成車輪上的能量儲存&mdash;&mdash;還探索了V2G應(yīng)用在整個能源系統(tǒng)中的價值，以及電動汽車是否可以降低電力系統(tǒng)脫碳的成本。&rdquo;&ldquo;結(jié)果令人驚訝;我個人不相信我們在這里會有這么大的潛力。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><span class="h1"><strong>取代新的基礎(chǔ)設(shè)施</strong></span></p> <p>&nbsp;</p> <p>隨著美國和其他國家追求限制碳排放的嚴(yán)格目標(biāo)，交通工具的電氣化已經(jīng)起飛，電動汽車的采用速度迅速加快。(一些預(yù)測顯示，電動汽車將在未來30年取代內(nèi)燃機(jī)汽車。)然而，隨著無排放駕駛的興起，對能源的需求將會增加。Gen&ccedil;er說:&ldquo;挑戰(zhàn)在于既要確保有足夠的電力給汽車充電，又要確保這些電力來自可再生能源。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>但是太陽能和風(fēng)能是間歇性的。如果這些能源沒有足夠的后備，例如使用鋰離子電池的固定儲能設(shè)施，或大規(guī)模的天然氣或氫燃料發(fā)電廠，實(shí)現(xiàn)清潔能源目標(biāo)將被證明是難以實(shí)現(xiàn)的。更令人煩惱的是，建設(shè)必要的新能源基礎(chǔ)設(shè)施的成本高達(dá)數(shù)千億美元。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員報(bào)告說，這正是V2G可以發(fā)揮關(guān)鍵和受歡迎作用的地方。例如，在他們對一個符合嚴(yán)格碳限制的理論新英格蘭電力系統(tǒng)的案例研究中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)該地區(qū)800萬輛輕型(客運(yùn))電動汽車中只有13.9%的參與取代了14.7千兆瓦的固定儲能。這總共節(jié)省了7億美元，即建設(shè)新存儲容量的預(yù)期成本。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們的論文還描述了電動汽車電池在需求高峰時期的作用，比如炎熱的夏天。Owens說:&ldquo;V2G技術(shù)能夠?qū)㈦娏ψ⑷氲较到y(tǒng)中，以覆蓋這些問題，所以我們不需要安裝或投資額外的天然氣渦輪機(jī)。&rdquo;&ldquo;電動汽車和V2G汽車影響未來電力系統(tǒng)的方式是我們研究中最令人興奮和新穎的方面之一。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><span class="h1"><strong>建模能力</strong></span></p> <p>&nbsp;</p> <p>為了調(diào)查V2G對他們假設(shè)的新英格蘭電力系統(tǒng)的影響，研究人員將他們的電動汽車出行和V2G服務(wù)模型與MITEI現(xiàn)有的兩個建模工具整合在一起:可持續(xù)能源系統(tǒng)分析建模環(huán)境(SESAME)，用于預(yù)測車隊(duì)和電力需求增長，以及GenX，用于建模發(fā)電、存儲和傳輸系統(tǒng)的投資和運(yùn)營成本。這些數(shù)據(jù)包括不同的電動汽車參與率、傳統(tǒng)和可再生能源供應(yīng)商的發(fā)電成本、充電基礎(chǔ)設(shè)施升級、車輛出行需求、電力需求變化和電動汽車電池成本等投入。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們的分析發(fā)現(xiàn)，在所有碳排放限制級別的電力系統(tǒng)(就取代儲能和固定發(fā)電而言)中，V2G的應(yīng)用都有好處，包括完全沒有排放上限的電力系統(tǒng)。然而，他們的模型表明，當(dāng)碳限制最嚴(yán)格時(每千瓦時負(fù)荷排放10克二氧化碳)，V2G為電力系統(tǒng)提供了最大的價值。由于電動汽車的參與率在5%到80%之間，V2G系統(tǒng)節(jié)省的總金額在1.83億美元到13.26億美元之間。</p> <p>&nbsp;</p> <p>歐文斯說:&ldquo;我們的研究已經(jīng)開始揭示V2G對未來電力系統(tǒng)的內(nèi)在價值，證明我們可以節(jié)省大量的錢，而不是花在存儲和企業(yè)發(fā)電上。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><span class="h1"><strong>利用V2G</strong></span></p> <p>&nbsp;</p> <p>對于正在尋找經(jīng)濟(jì)脫碳方法的科學(xué)家來說，數(shù)百萬輛電動汽車停放在車庫或辦公場所，并在其使用壽命的90%時間內(nèi)接入電網(wǎng)的愿景是不可抗拒的刺激。Gen&ccedil;er說:&ldquo;所有這些存儲都擺在那里，一個巨大的可用容量只會增長，除非我們充分利用它，否則它就會被浪費(fèi)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這不是一個遙遠(yuǎn)的前景。初創(chuàng)公司目前正在測試允許電動汽車與電網(wǎng)運(yùn)營商或其他實(shí)體雙向通信的軟件。通過正確的算法，電動汽車可以根據(jù)每個車主的需求，從電網(wǎng)充電并向電網(wǎng)分配能源，而不會耗盡電池，從而危及通勤。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Gen&ccedil;er說:&ldquo;我們不認(rèn)為所有的車輛都能在同一時間將能源發(fā)送回電網(wǎng)，例如在下午6點(diǎn)，大多數(shù)通勤者在傍晚早些時候回家。&rdquo;他認(rèn)為，電動汽車司機(jī)的各種各樣的日程安排將提供足夠的電池電量，以應(yīng)對平均24小時內(nèi)的用電高峰。路上還有其他潛在的電池能源，比如只在白天使用短時間的電動校車，然后就閑置了。</p> <p>&nbsp;</p> <p>麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)承認(rèn)V2G消費(fèi)者購買的挑戰(zhàn)。雖然電動汽車車主喜歡清潔、綠色的駕駛，但他們可能不會那么熱心地將汽車電池的使用權(quán)交給公用事業(yè)公司或與電力系統(tǒng)運(yùn)營商合作的聚合商。政策和激勵措施會有所幫助。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Gen&ccedil;er說:&ldquo;因?yàn)槟闶窃跒殡娋W(wǎng)提供服務(wù)，就像太陽能電池板用戶一樣，你的參與可以獲得報(bào)酬，當(dāng)電價非常高的時候，你會獲得額外的報(bào)酬。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>歐文斯補(bǔ)充說:&ldquo;人們可能不愿意&lsquo;24小時參與&rsquo;，但如果我們遇到像去年德克薩斯州那樣的停電情況，或輸電線路在大熱天阻塞，也許我們可以開啟這些車輛24到48小時，將能量發(fā)送回系統(tǒng)。&rdquo;&ldquo;如果停電了，人們向你揮舞著一堆錢，你可能會愿意交談。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;基本上，我認(rèn)為這要回到我們所有人都在一起，對吧?&rdquo;Gen&ccedil;er說。&ldquo;當(dāng)你通過為電網(wǎng)提供這種服務(wù)為社會做出貢獻(xiàn)時，你將從降低系統(tǒng)成本中獲得充分的好處，也將在更大程度上更快地幫助系統(tǒng)脫碳。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><span class="h1"><strong>可行的見解</strong></span></p> <p>&nbsp;</p> <p>歐文斯正在撰寫關(guān)于V2G研究的論文，他現(xiàn)在正在研究重型電動汽車在電力系統(tǒng)脫碳方面的潛在影響。&ldquo;亞馬遜(Amazon)和聯(lián)邦快遞(FedEx)等公司的最后一英里送貨卡車可能是電動汽車最早的采用者，&rdquo;歐文說。&ldquo;它們很有吸引力，因?yàn)樗鼈冊诎滋煊泄潭ǖ穆肪€，在晚上返回車站，這使它們在電力系統(tǒng)中提供電力和平衡服務(wù)非常有用。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Owens致力于&ldquo;為系統(tǒng)規(guī)劃者、運(yùn)營商以及一定程度上的投資者提供可操作的見解，&rdquo;他說。他的工作可能會在決定應(yīng)該在哪里建造什么樣的充電基礎(chǔ)設(shè)施方面發(fā)揮作用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Gen&ccedil;er表示:&ldquo;我們的分析非常及時，因?yàn)殡妱悠囀袌鲞€沒有發(fā)展起來。&rdquo;&ldquo;這意味著我們可以與汽車制造商和系統(tǒng)運(yùn)營商分享我們的見解&mdash;&mdash;潛在地影響他們投資V2G技術(shù)，避免建設(shè)公用事業(yè)規(guī)模存儲的成本，并實(shí)現(xiàn)向更清潔的未來過渡。這是一場巨大的勝利，在我們的掌控之中。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究的研究是由經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的未來能源系統(tǒng)中心資助的。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>