据市场观察人士称,电动汽车(EV)在2021年可能占美国新车销量的5%,并预计在未来几年中占比将不断增长。受城市和州电气化目标的推动,加之现在联邦基础设施资金的支持,未来几年将是公用事业推动有益电气化的关键时期。
为了解美国城市在电动汽车数量不断增长时将面临的挑战,Utility Dive深入考察了六个城市的电力公用事业如何通过充电基础设施和帮助支持车辆普及来促进电动交通的采用。
专家表示,美国的电动汽车普及有望激增,联邦购买税收抵免可能成为推动力 目前正在国会山进行辩论。《重建更好未来》立法中包含的提案将使新电动轿车或卡车的标价降低高达12,500美元,具体取决于其生产地点和方式。二手电动汽车购买者最高可获得4,000美元的返还。
Plug in America执行董事Joel Levin表示,如果立法者通过这些税收抵免政策,“你会看到电动汽车需求立即实现飞跃式增长。”
总统乔·拜登希望到2030年美国所有新乘用车销量中有一半是电动汽车。交通专家表示,这一目标可以实现,但需要开发新的供应链,以及公共充电基础设施来支持公平的转型。
城市是否为转型做好了准备?专家表示,还没有。但一些城市正在朝这个方向前进,而另一些城市则将面临困难。
“这有点像房地产问题,因为基本上无论你在哪里安装充电桩,你都是在占用一个停车位,”莱文说。“随着城市越来越密集,这变得更加具有挑战性——纽约市就是一个极端的例子,那里的房地产确实非常昂贵。”
在电动汽车普及率方面,大苹果城在美国城市中排名第四, 根据《纽约时报》9月16日的一份报告,但在公共充电基础设施方面却落后了。该市的公用事业公司联合爱迪生去年启动了一项计划,旨在到2030年帮助安装数千个充电端口。
洛杉矶 道路上的电动汽车数量最多, 并被广泛认为是电动汽车基础设施的领导者,尽管该市领导人承认还有很多工作要做。电动汽车约占加州新车销量的12%,而“洛杉矶可能高于这个数字,”莱文说。
其他规模各异的主要城市也在寻求交通电气化。在丹佛,Xcel正在帮助该市实现到2030年电动汽车普及率达到30%的目标。Eversource正在帮助波士顿在2023年前让每个社区都配备电动汽车充电器。
在迈阿密,该州40%的电动汽车都在这里注册,佛罗里达电力与照明公司正将目光投向城市中心以外,沿着收费公路安装充电器。西雅图市议会有一项计划,要“让城市内外所有运送人员、货物或服务的设备都实现电气化。”
“显然,公用事业公司是其中至关重要的一环,”莱文说。
洛杉矶
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洛杉矶市约有400万人口,并已制定了一项计划,要求 到2028年,所有轻型乘用车销量中的80% 为电动汽车。
“我们曾以为在电动汽车基础设施方面我们走在了前列,”亚门·南内说道。他在过去两年半里一直担任洛杉矶水电部(LADWP)的电动交通项目主管。
但一项州级评估显示情况并非如此。
南内表示,在过去三年中,LADWP帮助该市的商业充电站数量增长了七倍以上。洛杉矶的商业充电站从约2000个增加到超过14000个,其中约2700个对公众开放。
“我们对过去三年所取得的成就感到非常满意,”他说。
“我们曾以为在电动汽车基础设施方面我们走在了前列。”
但在5月,加州能源委员会应州立法者的要求完成了一项评估,以确定该州将如何实现电动汽车普及目标。从2035年起,新的非电动汽车将停止销售,而在此之前,加州希望在2030年前实现全州750万辆电动汽车的目标。
为了容纳这些电动汽车,该州将需要约 120万个公共和共享充电桩,CEC评估发现。Nanne表示,洛杉矶拥有该州约10%的车辆,这意味着到2030年,该市需要约12万个商业充电桩。
“在未来八到九年里,我们还有很长的路要走才能实现这一目标,”他说。
Nanne表示,最大的挑战将是, 寻找额外资金来帮助支付安装必要基础设施的部分费用。到目前为止,该市通过利用各种基于市场的计划(如 低碳燃料标准 计划)中的州资金,已安装了洛杉矶可用充电桩的约15%,他说。
不过,最终LADWP期望私营部门发挥主要作用。“因为我们根本没有足够的物业来容纳12万个充电站,”Nanne说。
第二个挑战是提升洛杉矶将充电站接入其配电系统的能力,Nanne表示这将需要额外投资。其中部分资金可能来自乔·拜登总统本月签署的联邦基础设施法案。
另一个关键问题是公用事业公司的劳动力,可能需要扩大规模才能完成必要的电网升级。Nanne表示,到目前为止,90-95%的电动汽车相关工作不需要电力系统升级。但该系统建于六七十年代,很快额外负荷将成为一个挑战。
“随着我们开始进入更高产量的阶段,并让基础设施更广泛地分布在整个城市,我们电网的某些区域……将不得不进行升级,以适应额外的负荷,”他说。
南内表示,洛杉矶水电局也是少数仍在使用较低功率配电系统的公用事业公司之一。如今许多公用事业公司运行的是12千伏或18千伏系统,而洛杉矶市政公用事业公司运行的是4.8千伏系统。
“所以这在一定程度上限制了我们在承载大负荷方面的能力,尤其是在高功率充电站、快速充电器这些对电网有更大电力需求的情况下,”他说。洛杉矶正在建设34.5千伏系统,但能力仍然有限。
“我们必须找到方法延长这些线路,使其延伸到电动汽车充电站将要建设的地方,”南内说。“这需要设计、采购设备,然后由我们的工作人员在洛杉矶全市范围内将这些电路铺设在地下或架空。”
如果这项任务听起来令人望而生畏,洛杉矶在市政所有的公用事业方面拥有一个关键优势。“我们面对的是一个拥有管辖权的单一机构,”南内说。
“所以在许可审批方面……我们实际上是在与姊妹机构打交道,无论是洛杉矶建筑安全局还是公共工程局,”南内说。“我们拥有这些关系,有助于让这一过程比原本可能的情况缩短很多,而如果是私营公用事业公司,则必须与多个管理机构打交道。”
"城市拥有自己的市政公用事业时,会觉得稍微容易一些,"莱文说。他补充道,洛杉矶尤其对电动汽车的普及有着坚定的承诺,因为该市"拥有全国最差的空气质量之一"。
纽约市
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许可审批常被视为电动汽车充电基础设施面临的挑战,但一些公用事业公司表示,许可审批的速度反映了城市对电气化的重视程度。纽约市在安装充电桩方面面临房地产挑战,同时也有雄心勃勃的电气化目标,但该市公用事业公司联合爱迪生的官员表示——到目前为止——许可审批相对简单。
"其他服务区域的很多人都在谈论他们遇到的具体的许可审批困难。我们实际上看到纽约市非常有兴趣引入尽可能多的充电桩,威斯特彻斯特县也是如此,"说 拉古 苏达卡拉,联合爱迪生的示范项目总监。
但他补充说,这座美国最大的城市在电气化方面其实才刚刚起步。关于获得充电站许可审批的便利性,他说,"现在做出广泛的概括还为时过早"。
纽约市交通局发布了 一项计划 于九月在全市安装数千个充电桩,并预计到2030年全市将有40万辆电动汽车上路。该计划旨在利用政府资源撬动私人投资,到2030年安装4万个公共二级充电桩和6000个直流快充桩(DCFC)。
然而,该市几乎是从零开始。
通过ConEd的 PowerReady计划, 苏达卡拉表示,该公用事业公司将向客户提供激励措施,到2025年安装约2万个电动汽车充电桩。其中超过1.9万个为二级充电桩,另有约500个直流快充桩。在该计划于2020年7月启动之前,ConEd在纽约市的系统上仅有约2000个二级充电桩和250个直流快充桩。
而“其中绝大多数是私有的,不向公众开放,” 苏达卡拉表示。
纽约市有850万人口生活在密集的城市环境中,面临着各种挑战。“因此,开展任何大型基础设施工程都非常复杂,”他说。
ChargePoint一直在与纽约市合作,帮助其实现车队电动化,该市“以身作则”,这家电动汽车充电公司的北美公用事业合作伙伴负责人安东尼·哈里森表示。“他们在自身车队的电动化方面一直走在前列,并且与爱迪生联合电气公司保持着非常密切的合作。”
至于纽约缺乏公共充电基础设施的问题,哈里森表示,该市只是起步比其他城市晚。哈里森指出,洛杉矶水电局(LADWP)推出面向客户的电动汽车项目已超过五年,而纽约则是在“疫情期间”才启动了自己的项目。
“不仅进入市场的时间晚了很多……当没人出门时,你却试图推广公共充电。这肯定会面临挑战,”他说。
“我们一些客户面临的更大挑战是,在已有足够电力容量可接入这些充电器的地方,土地的可用性。”
纽约市和威斯特彻斯特县超过一半的客户是租户,而非拥有自己的房屋, 苏达卡拉。这意味着公共充电将成为电动汽车普及的关键,因为很少有居民会在自家车库充电。该市还必须为大量出租车和网约车提供充电服务。
已有进展的迹象。6月,电动交通公司Revel 开设了一个充电站 ,位于布鲁克林贝德福德-斯图维森特社区,配备25个公共可用的DCFC充电器。ConEdison的PowerReady计划提供了激励措施以促成此事。
“我们一些客户面临的更大挑战是,在已有足够电力容量可接入这些充电器的地方,土地的可用性,” 苏达卡拉说。
他说,为DCFC充电枢纽供电类似于为一栋300单元的公寓楼提供服务。
该公用事业公司为电动汽车充电客户提供了一份容量承载地图,“以便他们能看到系统中我们认为有足够余量”来为充电站供电的区域, 苏达卡拉说。
PowerReady 计划还“通过价格信号内置了某些偏好”,旨在激励公共可用的充电桩、充电器通用的站点,以及“位于弱势社区附近”的充电桩。
“我们认为这些是良好的价格信号,” 苏达卡拉说道。“但这样一来,在寻找合适地点方面确实会面临更多挑战,既要能够服务公众,又要让市场能为充电桩找到商业可行性。”
尽管迄今为止初期的充电设施部署进展顺利, Sudhakara 表示,该公用事业公司知道它 “随着城市电气化推进,很可能会遇到需要越来越多升级改造的情况。”
“早期项目在许可审批方面以及公用事业方面实际上都进展得相当顺利,” 苏达卡拉 说道。但随着更多项目的到来,该公用事业公司已准备好推进更大规模的电网升级,其中可能包括变压器。
“这可不是一项简单的工程,可能需要长达 18 个月的时间,”他说。“未来会有这样的情况。”
纽约市和洛杉矶——美国人口最多的两座城市——所面临的挑战将与其他大都市地区类似,尽管规模可能有所不同。丹佛、波士顿、迈阿密和西雅图都有雄心勃勃的目标(以及独特的挑战),并拥有创新的公用事业公司正在努力实现这些目标。
丹佛
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丹佛市人口约 75 万,发布了一份 电动汽车行动计划 2020年,该市呼吁到2050年市内所有轻型车辆实现电动化。在此过程中,该市希望到2025年电动汽车注册量占比达到15%,到2030年达到30%。
要实现这一目标,需要快速建设充电桩,该计划呼吁市县继续深化与Xcel Energy及充电服务提供商的合作,“以确保为部署充电基础设施创造有利环境。”
为了帮助客户考虑充电项目所需的潜在电网升级,Xcel已开始在其其他电动汽车服务中推出“礼宾”服务,以帮助满足丹佛及其八个州服务区域的电气化计划。
截至2019年10月,该市计划中确定了约400个公共充电端口,其中大部分为2级充电桩。约4%为直流快充(DCFC),10%为1级充电桩。
“未来10年,丹佛需要的充电端口数量将是目前的10倍,”行动计划总结道,其中包括近750个直流快充端口和3,300个2级充电端口。
“这些充电端口估算要求每年安装约360个2级充电桩和75个直流快充充电桩——远高于目前的安装速度,”报告指出。
这些计划符合Xcel的战略,即到2030年在其八个州的服务区域内服务150万辆电动汽车。Xcel战略合作伙伴与风险投资区域副总裁Nadia El表示,这意味着其服务区域的插电式车辆预计将增长30倍。 Mallakh,Xcel战略合作伙伴与风险投资区域副总裁。
“今年秋天,我们在科罗拉多州推出了一系列项目,这是一个非常全面的方案,真正让我们走上了实现这一宏伟目标的道路,”El Mallakh表示。 “我们真心希望让所有收入水平的客户都能用上电动汽车。”
该公用事业公司正与监管机构合作,争取项目获批,“以开发针对独户住宅、多户住宅、零售商、企业、拼车服务……所有这些不同客户群体的充电基础设施解决方案,”El Mallakh 表示。“我们还为符合收入条件的客户提供额外支持。”
该公用事业公司在科罗拉多州获准拥有部分充电桩,并为商业客户提供“就绪准备”计划,帮助抵消基础设施成本,包括对配电系统直至充电枢纽点的改造升级。
“我们提供返利,特别是针对高排放社区,”El Mallakh表示。根据Xcel的数据可视化,科罗拉多州最大的高排放社区是丹佛。 来自 Xcel 的数据可视化。
“我们不仅可以帮助安装这些基础设施,甚至还可以为充电桩本身提供返利,”她说。对于2级充电桩,返利可能超过2000美元。一个直流快充站每个充电端口最高可获得45000美元。
到目前为止,Xcel在寻找充电基础设施空间方面没有遇到问题。它还通过电动汽车“礼宾计划”与客户合作,为寻求采用电动交通解决方案的商业客户指派一名顾问,El Mallakh表示。
"他们可能掌握大量信息,也可能只是在初步了解。我们会指派一名电动汽车顾问与他们面谈,引导他们了解整个流程,告知他们符合我们哪些项目的资格条件,"埃尔·马拉赫表示。该公用事业公司还帮助客户考虑具体的场地物流问题,包括可能需要哪些电网升级以及相应成本。
"虽然随着时间推移确实需要进行升级……但这些都在我们正常业务范围内可以应对,"她表示。
该公用事业公司还为符合收入条件的客户提供购车返利,可与联邦激励措施叠加使用。这意味着购买新车最高可从Xcel获得5,500美元返利,购买二手车则可获得3,000美元。
Xcel的目标是到本世纪中叶实现无碳电力,可再生能源占比目标为80% 到2030年,而交通电气化是该计划的重要组成部分。
"我们确实将电动交通视为清洁能源领导地位的下一篇章,"埃尔·马拉赫表示。"我们希望能以帮助所有客户和社区更顺利地实现这一转型的方式推进,同时协助消除障碍,并重点关注可及性。"
波士顿
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在波士顿,市政官员与当地公用事业公司Eversource合作,在全市各社区推广安装了数百个新的电动汽车充电桩。
经过缓慢的起步阶段后,波士顿市交通官员和Eversource公司正积极推进计划,到2025年在市政停车场及市中心以外波士顿各社区(包括多切斯特、罗克斯伯里、海德公园和马塔潘)的其他地点安装198个二级充电桩。
另外约200个电动车充电桩的安装将交由私营部门负责,这一模式迄今在波士顿市中心运作良好。
截至目前,开发商和商业物业业主已在后湾、南端和灯塔山等富裕的市中心社区安装了658个电动车充电桩,主要集中在商业停车场以及公寓楼、酒店和购物中心,据该市的 《零排放汽车路线图》显示。
然而,这导致其他几个大多数波士顿居民居住的社区在充电覆盖方面存在缺口。
根据城市规划,波士顿市的总体目标是到2030年让所有城市居民步行10分钟内即可到达电动车共享设施或电动车充电站。到2023年,该市希望每个社区至少配备一个电动车充电器。
"我们的目标是将公共电动车充电服务扩展到此前没有覆盖的地区,"波士顿交通局的"新型出行"规划师马特·沃菲尔德表示。
沃菲尔德表示,虽然该市的电动车基础设施建设两年前就已启动,但初期进展缓慢。不过他补充说,在经历了一些早期的摸索阶段后,这项工作正开始加速推进。
沃菲尔德表示,浮出水面的一大问题是,为启动施工而需要办理的各种建筑和工程许可证流程繁琐。
他说,目前需要先办理一份许可证才能进行安装必要基础设施所需的挖掘工作,随后还需办理第二份许可证才能进行电力接入。
据沃菲尔德介绍,由市政官员召集的一个工作组正在研究简化流程的方法,例如将所需许可证的办理从顺序进行改为大致同时进行。他说:“各地施工类型相同——我们应该能够制定出一套标准流程。”
他表示,由于市政停车场已没有多余空间安装充电桩,市政官员也在寻找新的地点,例如社区中心和当地图书馆分馆。
此外,沃菲尔德表示,市政官员现在要求所有大型新建房地产开发项目在“停车冻结区”内将25%的停车位安装电动汽车充电站,同时为其余车位预留充电桩布线条件。停车冻结区是指市政法规禁止在预设限额之外新增额外停车位的城市区域。 根据城市规定,此行为被禁止。
据负责波士顿电动汽车基础设施建设的项目负责人詹姆斯·卡特介绍,Eversource正通过该公用事业公司的“就绪准备”计划与市政府合作推进这项工作,承担部署充电桩所需的全部挖掘、基础设施和电气工程。
“我们正在目睹城市电动汽车充电设施的显著扩张,”卡特表示。
迈阿密
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根据 美国能源部的数据,佛罗里达州注册的电动汽车(EV)超过65,000辆,在新注册量上仅次于加利福尼亚州。一项 由Elektrek进行的分析 利用联邦数据确定该州的充电基础设施数量在美国排名第三,其中大部分位于迈阿密及更广泛的南佛罗里达地区。
这使得该州最大的公用事业公司——佛罗里达电力与照明公司(Florida Power and Light)在车辆转型中发挥了主导作用。“我们知道快速普及是不可避免的,”FPL负责电动汽车项目的开发总监阿努杰·乔克希表示。“支持普及的基础设施尚未完全到位,但我们在FPL处于独特的位置,可以让人们更容易转向电动汽车。”
该 FPL Evolution试点项目于2019年宣布,设定了将可用充电桩数量增加50%的目标,在全州安装超过1,000个。FPL表示,目前已在100个地点运营518个充电端口,并在101个地点建设569个充电端口。正在建设的充电端口预计将于2022年第一季度投入运营。
大量部署集中在南佛罗里达,据迈阿密-戴德县称,该州约40%的电动汽车注册在迈阿密-戴德、布劳沃德和棕榈滩县。随着县长丹妮拉·莱文·卡瓦的目标——今年该地区新车购买中10%为电动汽车,且该基准每年提高10%——这一比例只会继续上升。该县还希望 在2030年前将其市政车队全面过渡 为电动车辆。
9月,卡瓦 与充电公司OBE Power合作 ,在迈阿密-戴德县的停车设施推出了四个智能充电桩,对居民免费开放,并计划部署更多。
FPL的目光超越了城市核心区。乔克希表示,FPL已在佛罗里达收费公路和其他高速公路上安装了15个充电桩,以确保驾驶员在长途旅行中能够充电(这些充电桩也位于飓风疏散路线上)。该公用事业公司依靠全州数据,根据需求、输电能力和极端风暴防护来确定最佳充电站点。
“我们希望每位驾驶员都能有信心知道自己可以驾驶电动汽车,尤其是通过在服务不足和农村地区提供公平的充电接入,”他说。
西雅图
2016年,西雅图市议会通过了一项决议,目标是到2030年让30%的居民驾驶电动汽车。但自那时起,世界已经发生了变化。
今年早些时候,西雅图公布了一份新的交通电气化路线图,其中包含几项显著变化,包括一个新目标:到2030年,零排放交通应占该市所有个人出行的90%。
据西雅图可持续发展与环境办公室的气候与交通项目经理 Andrea Pratt表示,应对气候变化仍是该市电气化目标的核心议题。但自2016年启动最初的电动汽车目标以来,该市也越来越关注公平问题。
根据该市 最终版《交通电气化蓝图》(于3月发布)显示,自30%目标制定以来收集的公众意见表明,尽管市民普遍希望看到更多电气化举措,但许多人认为电动汽车在财务上难以负担,并加剧了绅士化现象。这促使该市更加关注出行方式转变——即鼓励居民从单人乘用车转向步行、骑行和公共交通等其他出行方式的政策和改进措施。
Pratt在一封电子邮件中表示:“我们的‘北极星’目标是实现城市内外所有人员、货物或服务运输的全面电气化,以减少气候排放和空气污染,增加电动出行选择,并创造绿色就业渠道和劳动力多样性。”
在制定电气化蓝图的过程中,该市认识到与利益相关者广泛接触的重要性,以获得多方面的视角,并且“因为交通电气化涉及面非常广”,普拉特说道。
“你不可能总是看到这项工作的各种关联,因此拥有来自不同领域的广泛参与将激发伟大的想法和宝贵的合作,”她说。
除了90%无碳交通的目标外,西雅图还致力于确保共享出行服务(如自行车、滑板车、出租车、汽车共享和配送服务)实现100%电动化,并将限制部分道路上的汽车通行,以促进步行、骑行和其他交通方式。
该市还希望扩大其电网,以确保在充电和其他电动交通需求增加的情况下,电力服务保持可靠。根据电气化蓝图,这仍然是该市尚未解决的挑战之一。根据 一项研究 ,实现最初30%电气化目标将消耗西雅图城市之光平均日发电量的10%,该研究于今年早些时候发布。
这种水平的基础设施部署需要正视基础设施部署的障碍,包括租赁协议、许可流程和其他协议,” 大卫·洛格斯登,西雅图城市之光电气化与战略技术总监,在电子邮件中表示。
“这还需要持续的教育和外联工作,以确保人们在看到电气化基础设施时,能够意识到这些投资带来的重大环境、公共卫生和费率效益,”他说。
然而,普拉特表示,她在联邦基础设施法案中看到了一个潜在的解决方案。
“这项历史性的立法不仅将为走廊充电、电网升级和港口电气化提供资金,还可能为在公共住房和公寓等难以覆盖的地方安装充电桩提供机会,”普拉特说。“为了满足日益增长的电动汽车需求、应对气候危机并确保公平转型,必须安装并运行大量的基础设施。”