点评:电动汽车充电网络的低遗憾

无论最终计划的细节如何，我们都需要从“低遗憾”行动开始，这对任何实现零排放的途径都是有意义的。在英国，建设电动汽车(EV)充电网络就是其中之一，国家工程政策中心的罗杰·肯普教授写道。

在COP26,气候行动追踪器发布了一项预测，根据各国目前的2030年目标，全球变暖可能比工业化前水平高出2.4摄氏度。减少碳排放的行动不能等待经过充分研究、全面和成本高昂的国家计划的制定。

英国政府的绿色工业革命的十点计划确定了10个看似独立的工作流程，以实现更环保的未来，但实际上，它们都是相关的，有些是如此紧密地联系在一起，以至于其中一个的决定将直接影响到另一个。只有在海上风电和先进核电等其他优先项目也得到实施，以提供低碳能源供应的情况下，零排放汽车和绿色建筑的优先项目才能取得成功。海上风能和绿色建筑的经济效益依赖于零排放车辆提供可控的基本负荷，以填补不需要供暖时电力需求最糟糕的低谷。

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减少碳排放需要对许多相互关联的基础设施系统进行改造，从交通运输到建筑环境，我们必须在实现净零排放的同时，尽快找到利用现有协同效应的机会。

认识到迫切需要脱碳，由皇家工程院领导的43个工程组织组成的国家工程政策中心发表了一份研究报告为零净政策快速做出“低后悔”决策．这为政策制定者提供了一个框架，以确定“低遗憾”脱碳方案的早期行动的第一步，并有一套标准，可用于确定现在可以采取的低风险、高回报的气候措施，以显着减少碳排放，并使英国处于更好的位置，以迎接实现净零排放的挑战。

为了说明这一点，让我们看一下covid前的能源使用数据在过去的50年里，工业能源的使用稳步下降，而运输能源的使用却在上升。

在交通运输领域，到目前为止，最大的能源使用者是汽车和出租车。如果要实现英国的碳减排目标，该行业的脱碳将至关重要。研究表明，由于对粮食生产的影响，可持续生物燃料替代汽油和柴油的范围非常有限土地利用变化产生的碳排放．氢也经常被描述为化石燃料的无碳替代品，但在技术和经济可行性以及开发全国性低碳基础设施以向“加油站”输送氢的时间框架方面存在不确定性。为了解决这些不确定性，需要对这些技术进行试点部署。

如果英国要在本世纪30年代成功地逐步淘汰汽油和柴油汽车，考虑到生物燃料和氢燃料的限制，电力将是一个必不可少的组成部分。考虑到这一点，开发纯电动汽车(BEV)充电网络是一项可以实施的关键政策，可以显著减少我们建筑环境中的碳排放，并远离化石燃料。电动汽车行业已经蓬勃发展，在可预见的未来，这当然是一个低遗憾的选择!

与此同时，需要仔细审查交通电气化的增加将如何影响对低碳电力的需求。充分利用有限的资源，如低碳电力，是一个决定是否符合低遗憾决定的关键标准，因此扩大纯电动汽车充电网络的规模是很重要的。目前，英国约有5万个电动汽车充电点。即使它们全部同时投入使用，也只会使电网负荷增加1%。最大的问题是我们需要多少。如果目标是允许车辆随时随地充电，就像汽油泵一样，那么2000万辆电动汽车可能需要50万个充电点。然而，如果目标是只在有“备用”零碳电力时充电，并避免高峰时间，电动汽车将不得不在大部分时间内插入电源，2000万辆汽车可能需要1000万个充电点(私人和公共)。

下图显示了典型冬季一周的电网需求(2019年12月8日至14日）.

从21:00到08:00的夜间“低谷”容量约为100gwh，因此，如果能找到一种方法在低谷中为电动汽车充电，那将满足大部分日常需求，而不会增加网络的峰值负荷。家庭供暖的脱碳将增加白天和黑夜以及夏天和冬天之间的差异。如果管理得当，电动汽车充电负荷对峰值负荷的影响很小，并且可以部分补偿风力下降时的发电量减少。

有了大量的充电点和复杂的控制系统，电动汽车将在不增加风电场数量的情况下满足电网的需求。数量较少的充电点将具有较低的资本成本，但仍然足以允许电动汽车的广泛采用。但是电网的负荷将会更“尖峰”，需要更多的风力发电场，因此消费者的电力成本将会更高。

无论在哪里取得平衡，毫无疑问，将需要大量的电动汽车来降低个人交通的碳排放，而建立第一批100万个充电点将是一个“低后悔”的决定。

Roger Kemp MBE FREng，兰开斯特大学客座教授，国家工程政策中心净零工作组成员