India’s wholesale electricity markets are on a path toward key market design reforms with the Central Electricity Regulatory Commission (CERC) proposing the framework and draft amendments for a real-time market. These reforms have the potential to substantially improve the efficiency of the power sector. A series of discussion papers CERC published on real-time markets, day-ahead…
实施共益电气化交通 本节列出了确保交通电气化有益的一些考虑因素。此外，我们会提供一套与共益电气化相关的策略供各州考虑。 保障公共利益的几点思考 公平与环境正义 为了确保公平分享交通电气化的益处，各州应考虑令所有消费者都可以使用电气化交通的程度，无论其经济地位和所处地理位置如何，即包容性。目前很多充电基础设施是私人所有，这其中引发了一个担忧，即如果没有政策干预，包容性目标是否可以实现。各州应该认识到，公共政策和决策过程中的公平问题将确保更加平等地分享电气化交通的效益。各州还需要与有可能完不成目标的社区合作，识别并制定实现包容性目标的解决方案。 政策制定者需要考虑环境公平，确保任何集团都不会因交通电气化而对环境造成不成比例的负面影响。尽管电动汽车使用率的增长有可能在整个经济中发挥作用，但考虑到环境正义，在制定和采用政策之前，政策制定者首先需要了解其对有可能完不成目标的社区的影响。其次，政策制定者需要确保减轻其负面影响。 土地使用管理 最广泛意义上的交通规划，即塑造城镇类型 ，超出了本文的范围。但是，电气化交通的发展是各州进行深入探讨并重新审视其政策和交通规划实践的机会，以便改善居民和货物的运输方式。否则，我们将面监电气化交通只会产生“电气拥堵”的风险。土地规划从一个简单的问题开始：我们是否会以与我们使用内燃机车辆相同的方式继续使用电动汽车？ 乡村交通需求 满足乡村交通需求将是交通部门电气化的关键。乡村社区与城市的区别很大，他们的交通需求也各不相同。五分之一的美国人 – 大约六千万人 – 生活在美国乡村地区，乡村人口与65岁或以上城市人口所占的比例更高，增长更快。同样，乡村和小城镇人口（特别是老年妇女）的贫困率，高于全国平均水平。 这些数字表明，乡村居民更有可能在物理上或经济上依赖共享交通而非私人汽车。然而，对乡村交通的需求并没有消除私家电动汽车满足其出行需求的作用，这些居民因为远距离通勤、购物和就医会产生额外的出行需求，如果采用传统汽油车，需要花费更多的油费以及修理费。因此，他们对私家电动车需求更大。 通过对电动公交车和EV供电设备的大量投资可以最好地为乡村社区服务。但是，与乡村社区直接接触是各州政府确定居民实际交通需求的最佳方式。 支持共益电气化的战略 制定相关标准 早期的多数电动车车主住在带车库的独立式住宅中，而公寓居民等通常无处充电。如果没有政策干预，这种获得充电权的差距不太可能很快改变。各州正在通过“充电权”条款来应对这一挑战。如果州政府不采取行动，个人将不得不与房东或房主协会进行谈判。 为了改善现有多户公寓的电动汽车充电问题，最近的一份报告建议： 1.对公寓管理人员实行教育； 2.各州制定分层资助计划，确保有经过电动车充电评估和规划培训的专业人员； 3.制定各州资本改善（成本分摊）补助计划，通过提供经过认证的评估员来帮助业主规划和设计电动汽车充电项目。 另一方面，新建筑是更快速部署EV供电设备技术的理想机会。新建筑的建筑规范可以包括电容标准和必要的布线，以便更容易地促进将来充电设备安装。 充电设备标准 典型的EV充电设备应允许最终用户、电网运营商或负荷集成商监控EV的充电状态并控制充电。可以为具有Wi-Fi或电力公司接口的EV充电设备制定标准，使充电器能够接收电网信号，以便将其作为灵活性资源。目前尚不清楚美国能源部是否会推荐电动汽车充电设备标准，环保署会不会根据”能源之星”计划进一步阐明自愿性标准，也尚未明确。 然而，显而易见的是，具有内置控制系统的电动汽车和充电设备会提供实质性的好处。 试点项目：第一步 试点项目是监管机构和公共事业单位允许时间和其他限制条件下进行实验的一种过渡性安排。在进行全面的EV供电设备扩建或电价设计变更之前，通过电动汽车试点可以验证想法、开发能力，学习和获得经验。 政策制定者首先需要确定电动汽车试点项目是否明确阐明其有利于电气化的目标和优先事项。它会加强电网管理吗？ 会创造经济效益吗？ 它是否有助于满足消费者的愿望或各州减少空气污染的目标？ 下一步是确保从试点获得有用的数据。监管机构可能需要熟悉规定比一般电力公司项目更广泛的报告要求，特别是在确保数据开放和访问方面。这些指标包括： 按时间段和细分市场划分的项目费用; 充电站部署; 负荷情况（司机何时开始充电，需要多久）; 充电费用; 大约可减少多少排放量。 试点项目应经常报告以上这些指标，以便监管机构能够及时采取措施进行纠正。 在有时间期限的试点项目中，依赖年度指标报告毫无意义，而是需要简明扼要的报告。同样，利益相关者，公共事业单位和监管机构需要举行定期会议，以监督试点项目实施。最后，项目的灵活性很重要：政策制定者可以为正在实施电动汽车试点和机构提供一些余地，以便他们能够根据市场情况进行调整和创新。 综合规划 各州可以采取一种综合资源规划形式，以帮助预估交通电气化的潜力及其对电力系统的影响。综合资源规划是一个公共过程，允许公用事业单位、监管机构和公众参与者在商定的计划范围内（如10-20年）深入了解能源需求。准确的需求预测对于这项工作至关重要，而EV部署方案则需要成为其中的一部分。 在此过程中还应该考虑到可用资源以及需要获得的资源，以便以最低可靠成本满足预期需求。各州会考虑自身适应不同类型的电动汽车充电需求 – 尤其是需要高容量的充电器 – 首先对其现有的次输电（sub-transmission）资源（尤其是那些未充分利用的资源）进行盘点以确定其承载能力。 能效标准和项目 各州能效资源标准中使用的指标，也可作为各州评价电气化机遇的另一个例子。由于许多项目要求以节电量千瓦时（kWh）衡量节能效果，因此这些标准可能会阻碍使用额外的电气化终端用途，从而错失实现清洁交通的机会。典型的能效资源标准也可能阻碍有益的电气化，因为公共事业单位的节能义务随着售电量增加而增加。这意味着公共事业单位越鼓励电气化使用，它实现的节能量就必须越多。为此，有两种方式来解决这一问题。以一次能源使用或总能耗来衡量节能量，或从这些标准中豁免电气化电量。 “脱钩”机制 美国超过一半的州都有脱钩机制，即打破售电量和公共事业单位收入之间的联系，脱钩机制既能提高能源效率又不损害公共事业单位股东回报，但可能对电气化构成挑战。如果脱钩机制允许每个客户获得固定数量的收入，但电气化需要适度增加供电和配电基础设施中的公用事业投资，公共事业单位可能无法收回这些成本。对于狭义的投资决定来说，这是一个简单的事情，但不应该被忽视。 电价设计 随着电动汽车充电负荷增加对电网的需求，公共事业单位和监管机构有责任确保管理现有资源以优化负荷增长的需求，并确保所有用户均等地分享智能电网管理的经济效益。实现这一目标的关键方式是通过电价设计为EV客户提供明确的价格信号。 典型的美国住宅电价包括固定电费和电量电费，即按照每千瓦时收取的电费，这一费用在一天中的所有时段都是相同的。这种设计不会给EV车主提供明确的信号，调动其在电网最佳时充电。分时电价就可以达到这一目标，它可以为车主节省费用，同时实现电网效益。…
执行摘要 技术进步，无论是发电效率还是终端能源效率，都为共益电气化提供了机会。交通、供暖、热水供应，就是这些机会之一。在电池成本下降和性能提升的推动下，电动汽车（EV）市场正在快速增长。自动驾驶汽车技术的开发和采用，以及对共享交通服务不断增长的需求也在塑造这一市场。 在当今不断变化的环境中，电动汽车的可用性和便利性日益增加，用户也逐渐习惯。与内燃机车辆相比，电动汽车可将其充电量的60％转换为行驶里程数，而相等情况下内燃机车辆仅能转换约20％的一次能源。由于这种高效率，电动汽车可以显著降低成本且减少污染。电动汽车充电负荷也可以作为电网的资源进行控制和管理。 为确保电动汽车惠及公众，政策制定者需要确定公众对交通市场的要求。他们还必须协调平衡市场参与者的需求与公共利益。我们鼓励公用事业委员会在各州都可以找到相应的平衡点，如果现有的法规权力不足，则应向立法机构需求帮助。 将技术与交通需求匹配 汽车技术 本文以客车和公交车为例说明共益电气化的机遇。作为代表性电动车，我们使用雪佛兰Bolt—它拥有60千瓦电池，预估行驶里程238英里，相当于119英里／加仑。我们的代表性电动公交车是Proterra 40-foot Catalyst车型，电池功率为94千瓦，行驶里程为33至52英里，相当于16.7至22.6英里/加仑。 最常见的充电基础设施形式 – 统称为EV供电设备（EVSE） – 利用插入式充电，其成本和对电网的影响因车辆充电速度而异。电动客车可以使用的充电器有三大类：120伏1级充电器；240伏的2级充电器；或者使用480伏或更高电压更高容量的直流快速充电器。更高级别的充电器可以缩短充电时间，但安装和操作成本更高，并且对电网有更高的要求。充电器成本也因位置而异。快速充电器非常适合放置在公共区域，例如高流量商业区域和主要交通通道。2级充电器 – 电压和容量比3级相对较低，但效率高于1级 – 非常适合其他用途，包括家庭充电，其中住宅2级充电器的功率仅为电动干衣机的两倍。 电动巴士可以通过称为受电弓或无线感应充电的架空充电器进行充电。与乘用车一样，电动公交车的充电速度越快成本越高，对电网的需求就越大。 最佳的电动车充电方案因选址和需求而异 为汽油和柴油动力汽车提供燃料的基础设施无处不在，我们大多数人都认为这是理所当然的。电动汽车的发展也需要让车主有同样信心，确保为他们提供足够的充电基础设施。需要针对已知和未来的充电需求进行投资，每个社区的需求也会有所不同。 在家充电比较方便，因为通常来说夜间充电可以满足车辆每日通勤的需要。实际上，在拥有车库或车棚的家中进行充电，是电动汽车早期使用者中最常见的充电类型。家庭充电可能是市场发展中最常用的电动汽车充电类型，居民经常将车停放在共用车库或街道上，而不是指定的地方，因此必须解决多单元住宅中缺少充电基础设施的问题。 在建设电力汽车充电基础设施方面，低收入和弱势社区有可能落后。除非私营市场能够充分满足当地需求，各州应鼓励受监管的公共事业单位投资于服务欠缺地区的基础设施。 如果可以在工作场所充电，人们更有可能购买EV；对于没有专门的家庭充电设施的司机来讲，工作场所可以作为主要充电点。公共充电，包括交通通道的充电，也将是基础设施领域的一个重要特征，适量的公共充电装置将因各州情况，人口密度以及城市或乡村环境而异。需要确定受监管的公共事业单位（电力公司）和私营企业能发挥最大作用，以便扩大工作场所和公共充电设施。 实现共益电气化的条件 共益电气化，需要达到以下一个或多个条件，且对另外两个条件不产生反作用： 从长期看可以为消费者省钱； 促进电网的更好管理； 减少对环境的消极影响。 在本节中，我们将了解电气化交通如何满足这些条件。我们的结论是，即使不是此刻，在未来几年中它也将会带来效益。 消费者经济学 共益电气化的第一个条件是电气化从长远来看为消费者（包括公共交通运营商）节约了费用。由于电动汽车的价格高于内燃机汽车，因此评估其总拥有成本非常重要。研究人员发现，两者之间最大的成本差异是电池。这种成本差距在缩小，并且往往可以通过降低运营成本来抵消。其他研究预计，电动汽车和内燃机汽车将在五到七年内实现总拥有成本平价。 电动公交车的经济性主要受制于其高昂的前期成本，但也可以通过降低运营成本来节省成本。在某些地区，电动公交车的总拥有成本已经低于压缩天然气公交车的成本。 影响电动公交车与化石燃料车辆的总拥有成本的其他因素，还包括年度行驶里程以及是否包括加油/气站等基础设施。 电网管理 共益电气化的第二个条件是电气化有助于管理电网。加州公用事业委员会确定了三个使车辆成为潜在电网资源的特征。他们是： 1.提供操作灵活性，因为它们提供负荷（充电时）和发电（同时将存储的能量释放回电网）的双重功能; 2.具有嵌入式通信和驱动技术，因为汽车制造商已在车辆中建立了数字控制; 和 3.容量利用率低，闲置率超过95％，只需要10％的时间充电。 车主可通过智能充电，分时电价，或二者一起，来控制电动汽车的充电负荷，这意味着可以利用低电价充电，并将对电网的不利因素和投资成本的影响最小化。也可以利用在可再生能源充足的时候充电，帮助整合消纳可再生能源并减少弃电量。 电网管理与需求响应有很多共同之处。这不仅体现在传统的需求响应意义上 – 即紧急降低负荷 – 而且在更广泛意义上，还能够在最佳时间形成、转移和减少负荷。公共事业单位认识到管理需求的价值，并可以应用于电动汽车。如果服务成本足够低，电动汽车使用率高，充电带来的收入将有可能高于服务成本，这为所有消费者节省了成本。分时电价是公共事业单位使用的主要电网管理工具。还可以使用受控充电，在需求响应的更为传统的意义上，能够在高峰需求或服务中断期间暂停充电器。 电动汽车还能够在需要时将电量释放到电网上，即“车辆到电网（V2G）”。 这种方法可以使电动汽车在电价低时充电，电价高时放电，这对车主来说是一种潜在的经济利益。各种V2G试点计划正在进行中，但尚未普及。未普及的原因是有两点影响 V2G功能开发的缺点， 一是对潜在电池劣化的担忧，二是电池制造商保修的限制。我们建议制定一种平衡策略，最大限度地提高电动车车主的投资回报率，同时需要对交易的电能量设定限制，从而使V2G可行且有利可图。 能源和排放效率 共益电气化的第三个条件是与化石燃料相比，它减少了排放等环境影响。交通部门占美国温室气体排放的很大一部分，2016年约占28％。此外，1990年至2016年间，交通运输部门二氧化碳排放量增长了21％，而电力部门的排放量同期下降了1％。事实上，在每年的电量增加了近30％的同时，今天的电力行业排放的二氧化碳量却与几十年前相同，这些趋势表明电气化运输作为整体脱碳政策的价值。整个交通行业都存在脱碳机会，但乘用车，包括轻型汽车和卡车机会最大，因其二氧化碳排放量约占交通排放量的60％。 为了确定不同技术（如电动汽车）的排放效应，分析人员必须首先确定车辆生命周期的参数。我们在本文中使用的“从油井到车轮”（well-to-wheels）分析，包括从资源提取，向车辆输送燃料，以及在车辆中使用燃料这些过程。 我们在此举例的内燃机车是2018年的大众高尔夫，据我们计算，它的“从油井到车轮”排放量为每英里0.91磅。我们举例的电动汽车是2018年的雪佛兰Bolt，它的“从油井到车轮”排放量取决于它充电用的电力系统的燃料组合。我们的计算结果表明，在100％的燃煤发电系统中，排放量每英里0.69磅。换句话说，在美国任何电力系统中充电的Bolt，其行驶每英里的排放量，都低于汽油动力的高尔夫。这与最近的研究结果一致- 在美国任何地区驾驶电动汽车产生的碳排放量低于驾驶普通新型燃气动力汽车。…
