电动汽车崛起：美国电网面临巨大挑战

7月3日消息，根据普林斯顿大学能源政策项目的数据分析，预计到2030年，全美新车销量的一半将是电动汽车。这一变化将给美国老旧的依赖化石燃料的电网系统带来巨大压力。

据了解，预测显示，到2030年，美国电力需求将增长18%，到2035年将增长38%。与过去10年仅有约5%的增幅相比，这是一个巨大的变化。

尤其是交通运输领域的电动汽车是这一增长的主要推动力。普林斯顿大学的数据显示，到2035年，仅轻型汽车的用电量预计将比现在高出3360%。

然而，要让电气化成为有效的脱碳解决方案，需要与大规模的可再生能源建设相结合。这意味着在供需两端都存在对电网的巨大需求。

美国需要对现有电网进行重大升级，包括增加高压输电线路，将来自偏远地区的风能和太阳能发电厂的电力输送到需求中心;升级用于最后一英里电力输送的配电线路和变压器;并且需要逆变器来实现家用储能电池、电动汽车和太阳能电池板客户将多余电量反送给电网的功能。

然而，这些升级方法都需要巨额资金投入。根据一项研究，仅美国加州就需要花费500亿美元用于升级电网，以实现电动汽车的推广目标。

充电电动汽车也会消耗大量电力。根据特斯拉Model 3平均每年行驶1.4万英里的数据计算，车主在家给汽车充电所消耗的电量与电热水器相当，是新型节能冰箱消耗电量的10倍。大型电动汽车如福特F-150 Lightning所消耗的电量甚至比大型家庭中央空调还多。

据美国电力企业PG&E清洁能源运输主管表示，目前在加州北部和中部服务区域已有约47万辆电动汽车接入公司电网，预计到2030年将增加到300万辆。然而，电网基础设施的升级需要数年时间，目前的资金投入显然不足以满足电动汽车的快速增长。

电力公司面临着巨大的挑战，如何应对电动汽车转型潮。他们需要寻求州和联邦资金的支持，以升级电网基础设施，并制定适应电动汽车需求的充电和供电策略。

为了满足不断增长的电力需求，必须加大可再生能源并网的力度，特别是利用偏远地区的太阳能和风能资源。这将需要增加高压输电线路，远距离输送可再生能源。

然而，目前美国几乎没有新的输电线路建设，虽然老旧线路的更换和升级仍在进行。要扩大输电能力，每年可能需要200亿到300亿美元的投资。此外，新的输电线路建设还面临着监管和融资的挑战，需要多个地区的批准和共识。

专家表示，如果电网基础设施跟不上电动汽车的发展速度，可能会导致充电困难、排长队等问题，并增加电网脆弱性，容易受到极端天气事件的影响。

为了应对电动汽车转型潮，还需要提高能源效率和错峰用电。例如，通过错峰充电服务，优化大型电动汽车车队的充电时间，以减少电网峰值负荷。此外，住宅太阳能和储能系统可以帮助稳定电网，而电动汽车也可以通过双向充电功能为家庭或电网提供电力。

美国正加快能源基础设施建设的步伐，但即使审批加快，电力公司开始投资输电基础设施，建设仍需要数年时间。因此，在基础设施建设完成之前，分布式能源将发挥重要作用，帮助稳定电网，并满足电力需求。

未来的绿色电网需要综合考虑如何最大化利用可再生能源、电动汽车储能和动态定价机制等因素，以实现可持续的能源发展和减少碳排放的目标。