电动汽车需要更多且更快的充电站我们该如何实现?——《华尔街日报》
Bart Ziegler
随着汽车行业计划大规模推出电动汽车,该项目面临严重瓶颈:充电设施不足,但现有用户基数又不足以支撑充电站的广泛扩建。
如何破局?
拜登政府制定了雄心勃勃的目标:到203年销售的所有车辆中半数需为零排放车型,并配套50万个充电端口。但专家认为实际需求远超此数。为满足新增车辆需求,未来八年公共场所需安装超百万个新充电端口。据非营利性能源研发机构EPRI数据,目前全美仅约15万个公共充电桩(不含特斯拉公司私有网络的约11,500个)。
充电桩不仅数量短缺,功率也亟待提升。当前多数公共充电桩为二级充电器,每小时充电仅增加约25英里续航。EPRI数据显示约3.8万个三级快充桩能在30分钟内补充100-200多英里续航(具体取决于车型和充电功率)。新型电动汽车满电可行驶200-300英里或更远。
这种不确定性和复杂性加剧了消费者对偏远公路电量耗尽的恐惧,无疑阻碍了许多车主转向电动车。
家用充电同样存在问题。目前家用充电桩多为一级,使用标准120伏电压,每小时充电仅支持约5英里续航。对公寓住户而言,充电设施获取尤为困难。
去年基础设施法案中的充电设施资金将有所帮助,今年《降低通胀法案》中的充电桩安装税收抵免政策也将起到作用。但新充电能力的推广将成本高昂且复杂。应对这一挑战的最佳方式是什么?
《华尔街日报》召集了三位专家讨论该问题:EPRI电力交通高级项目经理丹·鲍尔马斯特;非营利组织忧思科学家联盟清洁交通项目高级车辆分析师萨曼莎·休斯顿(该组织致力于开发和倡导环境可持续技术与战略);以及麦肯锡公司高级合伙人菲利普·坎普肖夫,他领导着麦肯锡美洲未来出行中心。
以下是经过编辑的线上对话内容。
速度与配套设施
**《华尔街日报》:**当前电动汽车公共充电存在哪些限制?如何使其更快、更便捷、更便利?
**休斯顿女士:**对于需要定期使用公共充电的驾驶员而言,充电桩需设置在居住、工作和娱乐场所附近,价格合理且充电速度足够快,能在停车时间内提供有效充电。长途路线上的公共充电则需要更快的速度,并提供小吃和洗手间等便利设施。
萨曼莎·休斯顿**坎普肖夫博士:**电动汽车充电基础设施运营商存在一种观望态度,直到汽车保有量增长。这时政府激励措施可以发挥重要作用,推动生态系统达到足够普及程度以实现自我维持。
**鲍尔马斯特先生:**当前的一个挑战是存在65个以上独立的公共充电网络。用户需要为不同充电站注册账户、下载应用、配备密钥卡等,每家公司的系统都不兼容。电动车司机无法便捷掌握各网络充电站的实时可用状态,同时也面临接收多家充电网络账单的困扰。
**休斯顿女士:**必须解决快充站在使用率较低情况下的盈利难题。政府可提供前期资金补贴这些支出,并要求接受资助的充电站实现互联互通。
**华尔街日报:**美国是否可能安装足够充电桩以实现2030年销售车辆半数零排放的目标?
**坎普肖夫博士:**美国需要约2800万个私人充电桩(家用及工作场所)和120万至150万个公共充电桩(快充站及低速目的地充电桩)来推动电动车销售达标。仅公共充电领域就需要350亿至400亿美元的巨额投资。政府激励固然重要,但实现该目标仍需大量私人资本投入。
**休斯顿女士:**如果政府、公用事业部门和私营企业现在就开始为未来规划,扩大规模是可行的。这意味着要在能源、输电和配电计划中纳入适当雄心勃勃的电动汽车预测,并为规划和实施提供适当资源。
丹·鲍尔马斯特**鲍尔马斯特先生:**借鉴其他地区的成功解决方案很重要。例如,欧洲采用"自带充电线"模式进行二级充电,而我们的电气规范却禁止这种做法。这降低了充电站的前期成本和维护成本。此外,影响电动汽车充电设施安装速度的主要障碍依然存在,可能是并网问题,也可能是许可问题。
**坎普肖夫博士:**我们需要一个能够大规模提供必要硬件、具备足够规模经济效应来降低成本的供应链。我们需要足够的技术人员/电工。我们需要在商业案例可能困难的地区建设充电基础设施的正确激励措施。我们需要充电基础设施运营商、公用事业公司、监管机构等各方协作。
资金筹措
**华尔街日报:**基础设施法案中75亿美元用于电动汽车充电设施的资金,是否足以实现到203年建成50万个充电桩的目标?
**鲍尔马斯特先生:**这75亿美元主要仅用于高速公路快速充电。这是必要的一步,但同时行业也需要研究如何尽可能快速、经济高效且可靠地扩大家庭和工作场所充电规模。
**华尔街日报:**应建设多少针对长途和中途驾驶的充电站?多少应设在购物中心等居家生活区?住宅区又该配置多少?
菲利普·坎普肖夫**休斯顿女士:**家庭充电对消费者至关重要。必须消除住宅充电障碍,尤其要关注公寓和共管公寓楼。
**坎普肖夫博士:**需平衡私人充电与公共充电设施。我们预估零售和目的地(商场、杂货店等)约需75万个充电站,45万个为移动充电桩,其中高速公路沿线将大量配置快充桩。但大多数充电桩将分布于家庭和工作场所。
**鲍尔马斯特先生:**私家车日均停放21小时,主要在住宅和办公区,这应是充电站主要布局点。鉴于停放时间长,充电功率可较低。同时,在午餐点、杂货店等短停10-20分钟的场所,快充更为合理。
回归家庭场景
**华尔街日报:如何推动更多家庭安装快速充电桩?(二级充电桩成本可能达1000美元以上,具体取决于电路改造需求)
**鲍尔马斯特先生:**对于新建住宅,安装家用充电桩的最佳时机是在设计和施工阶段。从一开始就纳入规划是最经济、最简便的方式。而改造现有住宅则较为困难。可以研究现行电气规范中的可行性方案,例如探索共享现有电路的可能性,让客户能安全地利用支持电动干衣机等设备的同一电路来运行家用电动汽车充电站。
**坎普肖夫博士:**多家公司正致力于简化家用充电桩的安装流程。部分汽车制造商已推出配套服务,消费者购买电动车时可选择合作方提供上门安装。但需注意,目前安装成本仍然较高。任何能降低成本的措施都将加速普及进程。
**华尔街日报:**是否需要电力公司提供更多激励措施来鼓励消费者安装家用充电桩?政府补贴或税收减免是否必要?
**鲍尔马斯特先生:**成本只是问题的一方面。行业还需要足够的技术人员来开展工作。如何激励承包商承接这类规模较小但审批流程与大型高利润项目相当的工作?
**休斯顿女士:**低收入车主尤其需要安装家用充电桩的援助。例如,若车主没有足够的纳税额度来享受(不可退还的)电动汽车充电税收抵免,该政策对其就毫无助益。此外,如果补贴仅覆盖部分充电桩费用,而低收入车主无力承担剩余费用,安装计划仍无法实施。
**华尔街日报:**哪些因素会促使更多出租公寓和共管公寓楼安装充电桩?
**坎普肖夫博士:**充电基础设施的可用性将成为新住户选择住所的关键差异点和重要决策标准。这可能为楼宇带来额外收入来源,例如对"支持电动车"的停车位收取额外费用。
**休斯顿女士:**由于低收入家庭和有色人种家庭租房及居住在多单元住宅的比例更高,在公寓和共管公寓提供家用充电设施对于实现全民驾驶电动车的能力至关重要。
**华尔街日报:**电动车充电是否有一天能像加油一样快速便捷?
**坎普肖夫博士:**随着时间的推移,我们将看到越来越快的充电器和电池。虽然目前最快的充电器功率约为350千瓦,能在15到20分钟内为某些高端电动车从零电量充满,但我们已经看到500千瓦充电器的发布,甚至商用车领域正在讨论1兆瓦的充电器。未来车主将能在10分钟内完成充电。
**休斯顿女士:**思考何时以及为何需要快速充电很重要,因为这需要成本并给电网带来额外需求。大多数消费者驾驶者可以在停留时间较长的场所(如家庭或工作场所)以相对较低的功率完成充电。消费者在某些情况下需要快速充电,比如公路旅行。即便如此,充电时间略超过10分钟可能更有利,可以利用这段时间用餐、处理信息等。
齐格勒先生是《华尔街日报》前编辑。可通过[email protected]联系他。