電動車革命:英國電網的極限挑戰
英國承諾在2050年實現淨零排放,其中一個關鍵策略是將數百萬輛汽油和柴油車替換為更環保的替代品。然而,轉向電動交通不僅僅是製造新車和安裝充電樁這麼簡單,這是一場巨大的能源生成挑戰,可能會將電網推向極限。
2023年,英國交通消耗了大約4600萬公升的汽油和柴油。如果將這些燃料轉換為電力,相當於全年持續提供49.5吉瓦(GW)的電力。這比英國目前的總發電能力高出約三分之一。換句話說,即使英國所有的發電站都專門用於為電動車供電,仍然無法滿足需求。
當然,有人可能會說我們沒有考慮到電動車的效率。汽油和柴油引擎浪費了約四分之三的能量作為熱能,只有一小部分用於推動車輛。相比之下,電動車僅浪費約四分之一的能量。考慮到這一點,如果英國完全轉向電動車,實際所需的電力將降至約20 GW。這仍然意味著需要將當前的電網容量增加近一半(46%),相當於建造17座核電站(每座1.2 GW)或5800座摩天大樓大小的風力渦輪機(每座3.5 MW)。這些風力發電場的成本約為220億英鎊,而核電站的成本則更高。
目前,英國的電動車比例不到1%,這解釋了為什麼目前沒有特定的電力問題。但如果英國真的擁有一支完全無碳的車隊,相關的需求激增將對基礎設施造成壓力,並可能導致大規模停電。例如,加州的電網在電動車充電高峰期已經面臨壓力,促使該州實施『管理充電』政策。
大多數希望轉向零碳交通的國家都需要大幅升級其電網和發電廠。可再生能源使問題更加複雜,因為風能和太陽能並不能總是滿足需求高峰(你可以在需要時燃燒更多的天然氣或煤炭,但你不能選擇風何時吹或太陽何時照耀)。核能提供穩定且大量的輸出,但新建核電站可能需要數十年時間,且公眾往往持反對態度。
某些『智慧』解決方案可以在不徹底改造電網的情況下提供幫助。例如,電動車電池可以連線到電網,用於儲存和供應電力。夜間,數百萬輛汽車將吸收電力,然後在早上需求再次激增時釋放電力。價格折扣將鼓勵人們在夜間電費最低時為汽車充電。
這可以幫助緩解與風能和太陽能間歇性相關的許多問題。但這會導致電池更快地退化,並且仍然無法解決需要生成更多電力的問題。
一個被低估的策略是賦予家庭和企業透過太陽能板、小型風力渦輪機甚至微型水力系統自行發電的能力。到2035年,透過積極的政策,這些『產消者』可以提供英國高達15%的電力,減輕電網壓力並減少對集中資金的依賴。德國的政策已經使其產消者網路抵消了全國需求的10%。
如果沒有這種分散式的努力,電網升級的財務負擔將完全落在納稅人身上,成本驚人。另一種選擇是電價大幅上漲,所有人都會感受到,並且轉型將停滯不前。
生成更多電力仍然是核心問題。如果不採取緊急行動,向低碳交通的轉型可能會停滯,甚至更糟,使能源系統超載。法國、英國和其他一些國家的政府最近開始討論增加能源生產,但重點是滿足與AI相關的需求,而不是下一代車輛的電力需求。
關鍵在於,淨零排放只有在強有力的交通和能源政策到位的情況下才能實現。政府必須增加電網容量,並透過稅收優惠和特別設計的支付來激勵小規模可再生能源發電。另一種選擇——拖延並完全依賴公共資金——在經濟上不可行,在政治上也有風險。