据美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)估算,电动汽车可能推动美国电力消费到2050年增长38%。这一需求将为公用事业公司带来新的收入来源,但同时也要求其升级配电系统并制定负荷管理策略,以确保车辆充电有助于维持电网可靠性,而非导致局部电力系统过载——多位专家表达了这一观点。

为了明确电网升级的优先区域、把握可再生能源采购时机,并避免客户满意度受损,公用事业公司正日益加强与汽车行业各类参与者的合作,包括整车制造商、汽车经销商和网约车服务商。

“因为我们不制造汽车,也不销售汽车,所以我们深知合作伙伴关系至关重要。”Xcel Energy清洁交通与战略合作副总裁Nadia El Mallakh表示。

“这两类群体在电动汽车出现之前从未需要打交道。”Plug In America执行董事Joel Levin指出。汽车制造商和公用事业公司“如今已成为长期合作伙伴,无论他们是否愿意”。汽车制造商的决策“对公用事业公司影响巨大,反之亦然”。

“我们看到各领域的合资合作都在增加。”零排放交通协会(Zero Emission Transportation Association)政策总监Leilani Gonzalez表示,“公用事业公司正寻求脱碳,这是前进之路。他们正在确保我们拥有能够应对负荷波动的现代化电网。”

为深入了解公用事业公司与汽车行业的合作模式,Utility Dive开发了一份合作伙伴追踪工具,并与五家公用事业公司就其具体工作进行了交流。这些合作涵盖智能充电、车网互动(V2G)、需求与可再生能源供给匹配,以及确保客户顺利过渡到电动交通等多个领域。

PG&E与宝马扩大合作,探索V2X技术

电动汽车目前约占新车销量的7%,但消费者兴趣的增长以及州和联邦标准预计将推动其快速普及。美国总统乔·拜登希望到2030年电动汽车占新车销量的50%。这意味着公用事业公司将面临交通用电需求的陡峭增长,更高的峰值负荷可能引发可靠性问题。

“从公用事业公司的角度看,你希望充电过程平稳,而不是出现大的峰值。”Levin表示。但汽车制造商正在制造功率更大、电池容量更高且充电速度更快的电动汽车。一台2级家用充电器最高可消耗19千瓦功率,这意味着如果管理不当,同一街区内的几辆电动汽车可能形成“巨大的需求激增”。

太平洋煤气与电力公司(PG&E)于2015年开始与宝马合作开展智能充电试点,最初功能“相当基础”,宝马北美集团能源服务经理Adam Langton回忆道。

“我们需要这类合作伙伴关系才能让这一切奏效。”

——Amy Costadone,太平洋煤气与电力公司首席产品经理

“我们从需求响应事件开始,仅对车辆充电进行削减;随后我们开始处理更复杂的事务,通过模拟场景来观察车辆在特定社区对信号的反应,从而评估其对局部配电的影响。”Langton说。

今年5月,两家公司宣布将扩大合作,研究电动汽车向电网回馈电力或为家庭、建筑供电的潜力。随着公用事业公司将电动汽车视为移动式分布式能源资源,对车到一切(V2X)技术的兴趣正在升温。

“我们需要这类合作伙伴关系才能让这一切奏效。”PG&E首席产品经理Amy Costadone表示。该公用事业公司还在与福特通用汽车合作开展双向充电研究。

Costadone表示,研究合作伙伴关系对于电动汽车作为电网资产“至关重要”。“如果希望这项技术规模化,而不仅仅适用于某一家电动汽车制造商,我们需要各方共赢。”

宝马和PG&E计划在加州山景城的宝马设施进行车到电网(V2G)现场试验,并在PG&E位于圣拉蒙的应用技术服务实验室测试其他V2X应用。

“我们通常保持各自费用独立,并开展不同活动。”Langton说。

“我们需要了解客户真正希望如何使用这项技术。”Costadone表示,“我对现有合作伙伴关系感到满意,技术终将成熟。工程上实现这一愿景是可能的。”

Con Edison与GM Energy等测试新技术

在纽约市,联合爱迪生公司(Consolidated Edison)拥有多项合作伙伴关系,使其能够测试和部署连接电动汽车与电网的新设备。今年10月,该公用事业公司宣布与通用汽车旗下新成立的能源管理部门GM Energy合作,测试电动汽车充电器如何在无需单独电表的情况下追踪能源使用和充电行为。

“这更像是一种便利性安排。”ConEd电动汽车示范项目与智能充电部门经理Joe Morreale表示,“双方都有各自想学习、测试和实验的内容,而这些无法独立完成。”

ConEd希望深入了解GM的硬件,“以掌握其能力,以及它作为分布式能源资源可能如何运作”。而这一合作也为GM提供了测试数据和真实电网条件的访问权限。

“双方都有各自想学习、测试和实验的内容,而这些无法独立完成。”

——Joe Morreale,联合爱迪生公司电动汽车示范项目与智能充电部门经理

“这确实是双方从对方专业知识中学习、开发适合最终客户利益产品的机会。”Morreale表示。

ConEd还与FLO充电网络和纽约市合作,安装路边充电器,研究其使用方式以及公共充电如何推动这座美国人口最多城市的电动汽车普及。Morreale指出,无论涉及公共还是私营实体,电动汽车相关合作的“总体目标基本相同”。“公用事业公司和第三方都认识到,合作并共享信息比各自为战更有益处。”

在路边充电项目中,FLO拥有电动汽车充电设备的专业知识,而市政府拥有街道特许经营权。

“因此,我们得以在城市街道上安装硬件——这通常不是我们能够安装设备的地方。”Morreale说。

“这真是完美的结合。”他表示。私营企业提供技术,城市提供“实验室”,公用事业公司则贡献数据、项目管理和执行。“这绝非单方面能够完成的事情,我们对迄今为止的成果非常满意。”

Dominion Energy与电动校车经销商保持紧密合作

Dominion Energy在电动汽车领域拥有多项合作伙伴关系,但“规模最大、实施最全面”的是其电动校车项目以及与经销商Sonny Merryman的合作,该公用事业公司电气化总监Kate Staples表示。

Dominion于2019年通过竞争性招标启动该项目,并选定Sonny Merryman——一家弗吉尼亚州车队运输经销商——从2020年起交付50辆电动校车。Sonny Merryman还向学区销售必要的充电器,并协助支持这些充电器的安装,该公司电动汽车项目经理兼营销总监Whitney Kopanko说。

该项目分为两个阶段。Staples介绍,在第一阶段,Dominion负责安装、拥有和维护学区充电基础设施,并拥有校车电池的所有权。

由于电动校车仍比柴油车昂贵,“我们需要为学区提供一种财务手段来跨越这一障碍”。Staples说,“因此学区支付校车的传统部分,我们支付差额部分,从而拥有电池。”

“在与学区的协议结束时,我们拥有电池,可以将其从校车中取出,用作固定式储能。”她补充道。

Dominion初始招标涵盖的50辆校车中最后一辆已于2021年交付,但Sonny Merryman“继续与Dominion在充电器安装方面保持非常紧密的合作”,Kopanko表示。

“我们共同进行现场设计、安装充电器,我们的销售和服务人员与Dominion团队协作。”Kopanko说。双方会进行现场考察,讨论客户地点和需求,以及经销商和公用事业公司如何支持这些目标。

“从历史上看,我们的许多车队客户都是高能耗用户。他们是真正复杂的电力用户。”

——Kate Staples,Dominion Energy电气化总监

“从历史上看,我们的许多车队客户都是高能耗用户。他们是真正复杂的电力用户。”Staples表示。随着学区转向电动校车,“我们希望确保加强与他们的关系,并确保从电力角度满足他们的需求。”

“这就是与经销商合作的关键所在。因为经销商了解客户的需求。”Staples说。Sonny Merryman“在连接公用事业公司与客户、确保客户获得所需教育方面发挥了重要作用。”

科罗拉多州Xcel独特的监管合作路径

在科罗拉多州,Xcel Energy利用一种独特的监管机制来快速推进研究试点和合作伙伴关系,El Mallakh表示。州公用事业委员会批准了一项投资组合,允许该公用事业公司通过60天通知流程启动新项目。

“这是一个1000万美元的项目,支持电动汽车生态系统中的合作、研究和创新。”她说。该公用事业公司正通过这一投资组合运行超过六个合作伙伴项目,并已在明尼苏达州提出类似方案。

“这就像一份简化版申报文件,流程相当精简。”她表示。60天通知文件概述了合作目标、Xcel的投资以及合作伙伴的贡献。

在其中一项项目中,Xcel与Colorado CarShare合作,研究如何降低支持服务不足社区的汽车共享服务的前期和运营成本。

通过这项近250万美元的倡议,Xcel将提供返利以降低电动汽车购买成本,为充电基础设施进行前期准备工作,并为多个合作伙伴提供充电设备,包括博尔德县住房管理局、布雷肯里奇镇、科罗拉多山学院和科罗拉多大学。

Peninsula Clean Energy借助网约车服务获取电网数据

非配电系统所有者的能源供应商也在建立合作伙伴关系以应对电动汽车增长。

Peninsula Clean Energy(PCE)是一家在加州圣马特奥县运营的社区选择聚合商,目标是在2025年前提供100%清洁能源。该县约有4.5万辆电动汽车,占新车购买量的约34%,PCE高级交通项目经理Phillip Kobernick表示。

PG&E负责电力输送,但根据加州的CCA模式,PCE负责确保电力供应。

“我们面临的关键问题是可再生能源匹配。”Kobernick说,“我们希望每小时都提供100%可再生能源。但有几个小时更具挑战性……如果每天下午5点或6点出现大规模直流快充高峰,将使这一挑战更加严峻。”

2021年,PCE与Lyft旗下独立管理的子公司Flexdrive合作,以电网数据换取补贴车辆租赁。PCE补贴100辆电动汽车的租赁成本,使司机支付的费用与混合动力车相同,并提供免费充电。

“这旨在传递诸多益处。”Kobernick表示,“我们希望了解电动汽车在高里程服务中的实际表现:司机是否喜欢、如何充电、进一步扩张的障碍是什么。”

Lyft于3月发布了一份中期评估,分析了超过21.3万次行程、总里程超过272万英里的数据。补贴电动汽车平均每天合计消耗3000千瓦时,“估计每天节省146加仑汽油”。

PCE每月获取利用率数据,并定期获得负荷曲线分析。迄今为止,它已识别出难以向所有客户提供清洁能源的问题时段。

“我们可能需要探索替代方案,避免在这些时段进行大规模快速充电。”Kobernick表示。替代方案可能包括非高峰充电激励或电池更换。

PCE还在开展一项针对住宅客户在家充电的智能充电试点。该工作与EV Energy合作进行,研究结果最终将与加州大学戴维斯分校共享。

“我们希望进行自己的分析,同时也希望与对能源和经济感兴趣的学术伙伴分享,让他们进行独立分析。”Kobernick说。