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电动汽车
2020-12-01 预计在未来几十年内，美国的电动车数量会呈现井喷式的增长。而很多相关研究指出，驾驶者在电动汽车里程剩余40%就出现里程焦虑，担心缺电问题，这对电动汽车的普及产生巨大影响。那么城市和基础设施为了应对里程焦虑问题，应该如何做呢？则一介绍的是一份由Utility Dive 和 Smart Cities Dive这两个机构共同完成的特别报告，从城市规划和电力部门两个角度探讨这了这个问题。而则二继续从更多角度深入探讨应对电动车的“里程焦虑”问题。
原文/ Robert Walton 翻译/ 李霄 校验/ 沈晟印 文献/吴梦洋 排版/ 众山小 编辑/众山小 ONE TEAM
篇一：随着电动汽车的增长，城市基础设施能否跟上脚步？ 随着纯电动汽车和其他电动交通工具的普及，大大小小的城市都在主导和推动电气化革命。城市政府与当地电力部门紧密配合，不断推出政策和项目，并更换了老旧的车队，努力将这项革命在居民和企业中推广开来。 杜克能源公司（Duke Energy）的电动化战略部主任Lang Reynolds认为：“大多数城市还处于电动化的初级阶段。由于交通是温室气体排放和空气污染物排放的最多的行业之一，所以各个城市都视交通电动化为改善城市环境的‘最大机会之一’。” 但是机遇也伴随着挑战：电力部门需要给那些已经处于用电高需求的区域供给更多电。而电动车的普及只会让用电需求越来越多。 2018年，电动车数量迎来了强势增长，全美新客用电动车的市场份额达到了2.1%。国际清洁交通委员会（International Council on Clean Transportation, ICCT）的数据显示，电动车在城市里的市场份额比其他地区高出许多。 加州是全国购买电动车的领军者，其中圣何塞在2018年的电动车市场份额中赢得头筹，达到了21%。在西雅图，电动车拥有4%的市场份额；而在俄勒冈州的波特兰，这个数字是13%。总的来说，在一份囊括了美国最大的50个城市的调研中，ICCT发现电动车在这些城市的市场份额大约是2.7%，其他地区为1%。 公共充电桩的数量和电动车的普及率之间有非常明确的联系：ICCT的统计显示，2018年电动车普及率最高的前20个地区中，有19个地区的公共充电桩数量都高于平均。 ICCT在今年六月份发布的简报《美国城市电动车数量激增》 （参考文献1，请后台留言联系我们索取）中写道：“发展中的电动车市场在不断地建造公共充电设施。2017年到2018年间，达到每百万人口拥有超过200个公共充电站的大城市从34个增长到了64个，数量几乎翻了一倍。”
图一、2018年各城市新增电动车数量(国际清洁交通委员会（ICCT）) 样板引领 ▂▂▂▂▂ 城市政府在努力将自己的车队更换为电动车，进而在居民和企业中推动电气革命。 “有相当多的例子可以说明地方电力行业如何深度介入了城市电动化革命，他们通常与当地政府合作，从而强有力的推动实现这一目标。” --Amy Bailey，气候与能源解决方案中心（Center for Climate and Energy Solutions），可持续发展项目主任 美国市长会议和气候与能源解决方案中心（U.S. Conference of Mayors and the Center for Climate and Energy Solutions, C2ES）的研究表明 （参考文献2，请后台留言联系我们索取），大约60%的美国市政府出台了清洁能源车辆购买政策，还有26%的城市正考虑制定相关政策。根据C2ES的年度调查数据，约57%的城市已经推出了关于电动车公共充电站的政策或项目，而22%的城市有这个意向。 而越来越多的政府是通过和当地电力部门的相互配合来推动这些政策的。 C2ES可持续发展项目主任Amy Bailey向Utility Dive表示：“有相当多的例子来说明电力行业如何介入城市电动化革命，他们与当地政府合作以实现这个目标。政府基本上只是政策推行的中间人。” C2ES的调查发现：“成功改善气候变化的关键，在于城市与公用事业之间牢固的合作关系。” Bailey还透露，C2ES多年来所做的调查发现，即使城市政府长期最关注的议题是效率，但是对交通问题的关注在逐年上升，尤其是与气候变化相关的部分。 城市政府与电力行业之间的关系根据情况而有所不同。Bailey认为，市政电力部门在推进电动化进程中确实有一些优势。城市与市政电力部门之间的联系比私营电力公司更加紧密。 市政电力部门可以与城市决策者们密切合作，甚至是与那些制定商业监管准则的决策者。而私营电力公司通常必须经受漫长的监管程序。此外，私营电力公司追求盈利，而市政电力部门只需要维持收支平衡即可。 洛杉矶水电管理局（Los Angeles Department of Water and Power）的首席可持续发展官Nancy Sutley告诉Utility Dive：“我们除了发放政府债券还有别的方法可以维持运营。我们并不是靠着调整税收的基准来赚钱，而我们就是城市政府的一部分。我们和政府的其他职能部门相互合作，而且我们和那些希望洛杉矶成为交通电动化领军城市的官员们联系非常紧密。” Bailey表示，C2ES多年来一直追踪调查城市政府和电力行业之间的关系，发现并不如人们所期望的那样牢固。但最近几年情况已经好转了很多。 然而，城市和电力行业之间在基础设施建设、清洁空气改善措施这些领域的联系更为紧密。圣地亚哥燃气与电力公司（San Diego Gas & Electric）与圣地亚哥港（Port of San Diego）合作，为中型/重型电动车和叉车安装了充电桩；道明尼能源公司（Dominion Energy）在和一些学区合作，推广电动校车的使用；奥斯汀能源公司（Austin Energy）和一个学区合作，安装了能给学生科普电动车知识的充电桩。
图二、与气候相关的城市热点话题(气候与能源解决方案中心（C2ES）) 给予城市资助 杜克能源公司表示，他们已经和服务范围内的多数大城市合作推进交通电动化。Reynolds说：“多数城市还处于比较初级的阶段。他们往往都有很宏大的目标，但是依旧在为这个目标做规划。” 杜克能源公司最近向北卡罗来纳州的Asheville市提供了20万美元的经费，资助他们于年初安装的电动公交车充电站。这家公司在2016年的时候给北卡的Greensboro市提供了45万美元，赞助一个据称可以在10分钟以内将电动公交车充至满电的系统。杜克能源公司还与南卡罗莱纳州的两个城市Greenville和Clemson，在电动化的项目上有合作。 杜克能源公司表示他们已经在北卡资助了将近200个公共电动车充电站，其中一部分资金来源于该公司2015年与美国环境保护署（U.S. Environmental Protection Agency）和北卡燃煤电厂污染相关的环保组织达成和解后所缴纳的处罚金。 Reynolds认为：“除了轻型车队，公交车电动化是许多城市现在在做的头等大事。” 即使电力行业不为电气革命投入资金，他们和城市之间的关系依旧非常重要。 萨克拉曼多市政事业部(Sacramento Municipal Utility District)的交通电动化部门主管Bill Boyce表示城市政府和电力行业为电动化所做的规划已经进行了很多年了。他说：“我们早已经在和市政府工作人员合作了，我们甚至还帮他们从州政府那里申请项目资金。我们已经有一个非常长远及稳定的电动车项目了。” 电力行业和城市政府在电动车充电项目上合作的最佳实践：
合作 ▂▂▂▂▂ Boyce认为合作一直都是推进电动化的关键。萨克拉曼多市政事业部参与了萨克拉曼多区域插电式电动车合作组织（Sacramento Area Plug-in Electric Vehicle Collaborative）的每月例会 （参考文献3，请后台留言联系我们索取），和市政府（City of Sacramento）、县政府（County of Sacramento）、当地的电动车驾驶员团体、承包商以及供应商共同讨论电动化的议题。这个会议是政府、公共部门、私营部门之间的相互协调。 Boyce说：“我们尽可能地在区域层面进行尝试和协调。” Ben Prochazka是美国电动车联盟（Electrification Coalition）的副总裁。该组织致力于和全美各个城市合作，为电动化进程提供专业技术支持、最优实践方案，以及对从传统车队过渡到电动车队的技术支持。 该联盟同时还是气候采购合作组织的一员，合作成员包括Climate Mayors和明尼苏达州的服务合作组织Sourcewell。Climate Mayors是由全美关注气候变化的市长组成的一个点对点网络。 “我们必须对个人用户的配电输电系统进行重要升级，但是不会超出常规运营的范围。” ---Lang Reynolds，杜克能源公司电动化战略部主任 Prochazka告诉Utility Dive：“如果一个小型城市发起提案请求，可能不会得到太多电动车车型的选择。但通过把全国各个城市的需求都集中起来进行合作采购，所有城市都能一同受益。” 另一个通过汇总需求可以解决的痛点是：因为城市不是被征税的个体，所以并不能享受联邦政府提供给电动车消费者的免税额度。Prochazka表示：“我们还推出了一种方案是租赁，也被称为‘资产采购租赁’。城市可以通过一个租赁代理机构来获得购车免税额度，这将大大降低政府买车的费用，其实也相当于降低了电动车队的运营成本。” 电网的可靠性 V2G的可能性 ▂▂▂▂▂ 随着越来越多的电动车与电网相连，它们可能会成为电网的负担，亦或是资产。 美国国家可再生能源实验室（The National Renewable Energy Laboratory）在2018年发表的一篇名为《插电式电动车非有序充电对居民侧用电需求的影响》的文章中 （参考文献4，请后台留言联系我们索取）指出，在同一个区域中只要有几辆电动车就会给住宅配电变压器带来压力。随着更多人在家使用240伏充电设施给电动车充电，这个情况会继续恶化。 Reynolds表示：“我们必须对个人用户的配电输电系统进行一些重要升级，但是不会超出常规运营的范围。许多为交通电动化所做的规划都‘属于对电力系统的传统运营’。”对杜克能源公司来说，提供充足的供电不会成为问题，而且这对大部分电力公司都不是问题。通过高效管理，电力行业认为电动车可以帮助他们消耗掉白天过量生产的电力。 洛杉矶水电管理局正在开发一个智能充电项目，他们将无线技术应用到充电桩上。他们还为非高峰时段用电提供优惠价，但是首席可持续发展官Sutley表示，由于享受电费优惠需要加装一个电表，所以现在“并没有太多人参与”。 Sutley说他们最近还针对重型电动车充电推出优惠价，满足了洛杉矶城市公交运营机构的某些需求，包括按需收费，并为他们提供增加储能的选择。 目前看来，电力行业在电动车充电和电网管理的问题上，似乎保持着适中的期望。 Reynolds认为，将电动车当做电力资源，向配电系统注入电力这个想法，在过去几年多了很多炒作成分。但是在电动车为电网提供价值这方面，确实需要多下点功夫去研究，去努力实现这个可能性。 杜克能源公司已经提议在北卡和南卡，以及中西部几个州，测试带有向电网输电（V2G）功能的校车，但是Reynolds告诉Utility Dive， “目前我们仍在测试V2G功能。” 公交车通常被认为是潜在的电网资产，尤其是校车，因为公交车大多数时间都没有被使用。Lang说道：“校车在学年的大部分时间都闲着，而在整个暑假完全闲着，所以我们认为校车有变成电网资产的潜力。” 萨克拉曼多市政事业部的Boyce指出实现V2G需要的技术都很昂贵。“要实现这一目标，需要建构许多的网络通信系统，从而消耗掉很多V2G所能创造出的价值。”
篇二、城市将如何应对电动车的“里程焦虑”？ ▂▂▂▂▂ 环境和交通的压力促使城市推动电动车的普及，但确保有足够的充电设施来满足电动车的需求也成为城市面临的一个重大挑战。 城市政府一直在通过立法、颁布新的建筑规范，以及与企业和公共事业的合作，来鼓励电动车的使用和基础设施的建设。但是诸如里程焦虑之类的担忧依旧存在。专家们指出，如果城市想要帮助居民以更容易达成、更公平的方式来实现电气化，就需要博采群议。 去年在由爱迪生电气学院（EEI）主持的庆祝美国达到100万辆电动车的活动中，纽约选区的众议员Paul Tonko表示：“如果我们希望电动车成功，那么就必须让所有美国人都买得起。” 立法 ▂▂▂▂▂ 城市政府在准备和扩张电动车基础设施时，可以通过立法来展现其手腕。这包括加强建筑法规，规定使用可再生能源进行充电，以及直接颁布涉及电动车的法律。 这些方案可以从相对较小的范围开始。去年，华盛顿州的Spokane市豁免了新建电动车充电站和太阳能电池板的建筑和施工许可费。充电站的许可费通常在50美元左右，虽然这种变化在财务上看来微乎其微，但可以通过鼓励更多的基础设施建设来扩大影响力。 在其他地方，推动建设更多充电设施的力量也推动着建筑法规的更新换代。 加州的伯克利市于7月通过了一项历史性的法律，从2020年1月1日开始，禁止在新建的低层住宅中使用天然气。该法律还要求伯克利所有新建筑都必须“为用电做好准备”，并配备适当的太阳能板和电线管道以支持电力基础设施。 随着电动车数量越来越多，强制性的电气化准备工作变得至关重要。以前安装的太阳能板有时还不够大，无法支持给电动车充电。 当地政府议会成员Kate Harrison在对新法律进行投票之前说道：“我们不想以后再去改造建筑以适应变化。我们希望确保房屋在建造时，就已经准备好接受电气化的挑战。” 加州圣何塞的情况与此类似，这是美国最大的禁止在新建住宅中安装天然气设备的城市。该城市还要求所有新建的集合住宅都必须配备70％的电动车预备停车位，至少20％的电动车停车位，和至少10％的电动车配套设备空间。 “ 我们试图教育公众，并真正解决里程焦虑的问题，因为这依旧可能是普通消费者没有意向购买电动车的最大原因。” ---Rick Ricart, Ricart汽车经销商（Ricart car dealership）总裁 在圣何塞市议会投票后，美国自然资源保护委员会（Natural Resources Defense Council, NRDC）发表了声明。西部地区能源主管Maria Stamas，和气候与清洁能源项目的资深建筑脱碳科学家Pierre Delforge表示，新法律的颁布意味着拥有更多可见和可用的充电设施，更多的圣何塞居民将有机会购买电动车并可以轻松为其充电。 电动车专用条例也在美国各城市受到越来越多的重视。2017年，亚特兰大通过了一项“电动车就绪”条例，该条例要求所有新建住宅和停车场都必须为电动车充电设备铺设好电缆。 在西雅图，行政官员通过了一系列电动车的就绪标准，要求新建筑物中一定数量的停车位必须配备用于电动车充电的电缆和插座。在这个标准通过后的一份声明中，市长Jenny Durkan表示：“从一开始建造建筑的时候就配备好电动车基础设施，可以大大降低配套成本。” 在西雅图市议会对该法案进行表决之前，市议员Mike O'Brien表示，各城市都在积极竞争，想在电动车相关法律的制定上拔得头筹。而且竞争可以促使其他城市也来立法，甚至做得更多。他说：“这样可以在司法机构所建构的基础上，吸收各个城市法律中最好的部分并将其结合起来。” 激励措施 ▂▂▂▂▂ 想要帮助城市为不断增加的电动车充电设施做好规划和准备，不仅仅可以通过立法，还可以通过城市政府与企业和公用事业建立的伙伴关系。但是电动车在未来几年会进入一个新阶段，专家们承认还有更多的工作需要做，尤其是在城市希望进一步减少排放的情况下。 对于俄亥俄州的哥伦布市而言，推出更多的电动车和充电设施已成为其智慧城市战略的一部分。而哥伦布在美国交通部（U.S. Department of Transportation, USDOT）首次举办的智慧城市挑战赛中获得胜利，给这项城市战略打了一剂“强心针”。该市的目标是到2020年完成在城市公共车队中引入300辆电动车。 智慧哥伦布（Smart Columbus）的主管Jordan Davis负责监管该市的智慧城市相关任务，他表示，市政府一直考虑与当地的电力公司——美国电力（American Electric Power, AEP）合作。美国电力的试点项目已经获得俄亥俄州公共事业委员会（Ohio Public Utilities Commission）的批准，旨在参与建设电动车基础设施。而且智慧哥伦布和美国电力已共同投资约900万美元，用于区域内的充电设施建设。 “你在购物中心和一些公共场所看到的充电站，还需要做一项工作，就是让充满电的电动车腾出充电桩。” ---Rick Rickart，Ricart汽车经销商（Ricart car dealership）总裁 Davis告诉Smart Cities Dive：“我们相信电力行业是支撑电气化的中流砥柱，他们可以建造充电设施，并且能够通过实现电网现代化以平衡用电需求。你也知道将来对输电荷载的需求只会不断增加。” 当城市计划建造更多充电设施时，与电力行业的伙伴关系就变得至关重要。落基山研究所（Rocky Mountain Institute, RMI）于2019年9月发表的一份报告中提出告诫：如果地方政府不能有效地与电力部门合作，充电站的激增可能会使得城市电网不堪重负。 城市为电动车相关问题所采取的行动：
除此之外，智慧哥伦布还希望与私营部门合作，采取激励措施以扩大电动车基础设施建设。智慧哥伦布是一个公私合营的组织（PPP），他们向公寓开发商提供资金激励，鼓励他们安装电动车充电站。他们还给哥伦布的Yellow Cab出租车公司提供了3万美元，以帮助其将车队更新为电动车。此外，智慧哥伦布还拿出了9万美元作为激励资金，用于帮助网约车司机和车队经理进行电气化改造。 哥伦布Yellow Cab出租车公司目前拥有的175辆出租车中，包括10辆特斯拉
Model 3(参数|图片)和10辆雪佛兰
Bolt(参数|图片)，而且他们还计划进一步增加电动车的数量。首席执行官Morgan Kauffman表示，他们车队因为电动车每年将减少70.42吨的二氧化碳排放量，和八栋独栋住宅一年的能源产量相当。全世界的出租车都在进行电气改革，还有很多东西需要探索学习。 Kauffman告诉Smart Cities Dive：“哥伦布是一个很棒的社区，因为在这个电气革命的初级阶段，每个人都愿意互相帮助。我们正争取在短期内涉足更多领域，而我们知道实现目标唯一可行的方法就是协作。” “我认为我们已经在第一轮定向投资中取得了成功。但是你应该也有所耳闻，这一轮投资的进展仅此而已。我们必须持续进行这项投资，并进一步弄清楚应该如何扩大规模 ”。 ---Jordan, Davis，主管, 智慧哥伦布 Davis认为，对哥伦布来说，迄今为止做的所有努力只是一个开始，还需要做更多的工作才能进一步推动电气化。而新一轮的尝试已经开始了，他们组织再次与各利益相关方进行接触，并与他们一起探讨如何进一步推动发展。随着气候变化的持续影响以及对降低排放量更深的渴望，城市领导人肩负着不断提高电气化标准的重任。 Davis说：“我们试图采取一种全面的方法。我认为我们已经在第一轮定向投资中取得了成功。但是你应该也有所耳闻，这一轮投资的进展仅此而已。我们必须持续进行这项投资，并进一步弄清楚应该如何扩大规模。” 教育 ▂▂▂▂▂ 一方面城市政府通过立法、推出激励措施，以及建立伙伴关系等手段来为迎接更多的电动车基础设施做准备。另一方面，政府还对教育进行投资，让公众能够更容易理解电气化及其优势。既要让人们克服里程焦虑，又要确保他们不会霸占充电设施，这是一个非常棘手的问题，但是一些尝试改变人们想法的工作已经在进行了。 城市政府可以与汽车经销商合作，向消费者宣传电动车的好处，力求让更多人接受电动车。智慧哥伦布在俄亥俄州中部地区给大约30家汽车经销商颁布了电动车经销商认证，这需要他们安装充电设施、拥有稳定的电动车供货渠道，并且还要对销售人员进行关于车辆本身以及电动车对城市影响的培训。 位于俄亥俄州哥伦布的Ricart汽车经销商的总裁Rick Ricart表示：“ 我们试图教育公众，并真正解决里程焦虑的问题，因为这依旧可能是普通消费者没有意向购买电动车的最大原因。人们比较担心的是电动车充一次电能不能满足他们想去哪儿就去哪儿，想买什么就买什么的出行需求。” 政府与汽车经销商的伙伴关系也不仅仅局限于教育，还延伸到了激励开发商在新建商业建筑或住宅时增加充电设施。这对于住宅领域尤为重要，无论是新建住宅还是翻新住宅。而且，这也给办公楼带来了机会。一些企业可能会在员工停车场安装充电设施，以供职员在工作日使用。而这些停车场可能在周末会开放给公众使用，拥有充电设施可能会吸引更多的客户。 “有很多人会说他们购买电动车的主要原因是可以优先使用停车位，或者在某些情况下可以优先使用高乘载车辆专用车道（HOV lanes），这可以在一定程度上让他们避免交通拥堵。” ---Garrett Fitzgerald，落基山研究所交通转型项目经理 教育工作必须包括鼓励电动车用户在充满电后尽快腾出公共充电桩，然而，这说起来容易做起来难。 Ricart说：“你在购物中心和一些公共场所看到的充电站，还需要做一项工作，就是让充满电的电动车腾出充电桩。一旦电动车充满电了，管理人员要如何确保那辆车不是继续在那儿霸占8个小时的停车位，而是腾出位置让真正需要充电的车能充上电。” Ricart认为，为城市提供教育和规划工作的一部分应该是寻找方法，来让使用电动车变得既方便又有益，除此之外还可以随时充电。加州是全美国的先驱者，因为它是第一个允许某些插电式混合动力汽车、代用燃料车、清洁能源车在HOV车道上行驶的州。与此同时，加州一些收取拥堵费的城市免除了这些车辆的费用。 落基山研究所交通转型项目的经理Garrett Fitzgerald告诉Smart Cities Dive：“有很多人会说他们购买电动车的主要原因是可以优先使用停车位，或者在某些情况下可以优先使用HOV车道，这可以在一定程度上让他们避免交通拥堵。” Fitzgerald说道：“拥有基础设施是一回事，关键是要让电动车车主和潜在购买者看到这些设施。有充分的文献证明这可以缓解推广电动车这一挑战。”
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萨克拉曼多市电动车就绪纲领和基础设施建设规划
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