到2030年，全美銷售的新車中預計有一半將會是電動汽車。這可能會給當地電網帶來巨大壓力，因為美國電網是一個為依賴化石燃料的社會所打造的老舊系統。根據普林斯頓大學能源政策項目“快速能源政策評估和分析工具包”(REPEAT)的一項分析，2030年美國電力需求較2022年將增長18%，2035年將增長38%。

與過去10年來只有大約5%的增幅相比，這是一個巨大變化。

輸電政策組織Grid Strategies創始人兼總裁羅布·格拉姆利希(Rob Gramlich)說：“我們現在有了大量的電力需求。相比之下，過去25年時間裡實際上沒有太多電力需求。”

雖然許多領域都在從化石燃料轉向電氣化，但這一增長的主要來源是交通運輸領域。根據普林斯頓大學的數據，到2035年，單單輕型汽車的用電量預計將比現在高出3360%。

但是，只有與大規模的可再生能源建設相結合，電氣化才能成為一種有效的脫碳解決方案。格拉姆利希說：“因此，我們在供需兩端都有大型電網需求。”

這意味著美國需要對現有電網進行重大升級：增加高壓輸電線路，將電力從偏遠地區的風能和太陽能發電廠輸送到需求中心；升級用於最後一英里電力輸送的配電線路和變壓器；此外還離不開能讓家用儲能電池、電動汽車和太陽能電池板客戶將多餘電量反送給電網的逆變器。

但這些方法的花費都不便宜。在美國加州公用事業委員會委託進行的一項研究中，電網分析公司Kevala預測，到2035年，僅美國加州就必須花費500億美元用於升級電網，這樣才能實現推廣電動汽車的目標。

電網基礎設施需求

給電動汽車充電相當耗電。按一輛特斯拉Model 3平均每年行駛1.4萬英里計算，車主在家給汽車充電所消耗的電量和電熱水器所消耗的電量大致相當，是新型節能冰箱充所消耗電量的10倍。像福特F-150 Lightning這樣的大型電動汽車通比大型家庭中央空調所消耗的電量還多。

美國電力企業PG&E清潔能源運輸主管莉迪亞·克雷夫塔(Lydia Krefta)表示，目前在加州北部和中部服務區域有大約47萬輛電動汽車接入公司電網，2030年有望達到300萬輛。

PG&E業務能覆蓋到全美約七分之一的電動汽車，公司如何應對電動汽車轉型潮並非易事。PG&E升級電網基礎設施的融資週期是四年，上一次申請融資是在2021年。克里夫塔說，現在這筆資金肯定不夠用。

克雷夫塔說：“這項申請中的很多分析數據都來自2019年或2020年的預測，關於電動汽車的預測數據尤其早，並沒有預測到現在更有可能看到的一些增長態勢。”在這種情況下，PG&E申請了大量的州和聯邦資金，幫助實現電氣化目標。

電網分析公司Kevala首席執行官阿拉姆·舒馬文（Aram Shumavon）表示：“我認為，現在人們對交通運輸電氣化的看法過於簡單化了。“如果處理得當，那將很了不起；但如果管理不善，就會有很多人心煩意亂。這是真正的風險，對監管機構、政府和公用事業公司來說都是風險。”

舒馬文說，如果電網基礎設施跟不上電動汽車的發展速度，司機可能會遇到充電困難的問題，比如說排長隊，或者只能在特定的時間和地點充電。電網壓力過大的話該更容易受到極端天氣事件的影響，更容易發生停電，2020年美國加州就經歷過類似情況。

要滿足日益增長的電力需求，最直接的方法就是讓更多的綠色電力並網。但是，最好的太陽能和風能資源通常都在偏遠地區。

這意味著美國真正需要更多高壓輸電線路，從而可以長距離輸送太陽能和風能資源。

但格拉姆利克說，雖然美國不斷花錢更換和升級老舊線路，但幾乎沒有開闢任何新的輸電線路。他說：“我認為，我們每年可能需要大約200億到300億美元來擴容、增加線路里程和提高輸電能力。我們現在在這方面的支出幾乎為零。”

美國電力公司在建設新的輸電線路時，還存在著巨大監管障礙。這些線路通常要穿過多個地區，需要多方批准，並為如何融資達成一致。

“如果你考慮一條只跨越二三十個不同電網服務區域的線路，他們有辦法在當地系統上收回成本。但當有一些東西能惠及三十多個電網機構時，他們就會放棄，到底誰應該支付，支付多少，又該如何決定？”格拉姆利克說。

審批能否通過也是一個主要障礙。所有的新能源項目都必須經過一系列的影響研究，評估需要什麼樣的新傳輸設備，成本是多少，誰來買單等等。很多項目都卡在這個過程中，其中幾乎都是可再生能源，涉及的總電量甚至超過了目前電網的總發電量。

根據普林斯頓大學的REPEAT項目，到2030年《通脹削減法案》有可能減少約10億噸的碳排放量。但根據同樣的分析，如果輸電基礎設施建設增長率不能超過每年1%歷史增長率的兩倍，那麼其中超過80%的碳排放削減量都無從談起。

“過渡時期”

美國正在加快能源基礎設施建設。但是，即使審批的步伐加快，電力公司很快就開始在輸電上投入大筆資金，建設所需基礎設施仍需要數年時間。

舒馬文解釋說：“將會有一個需求非常高、但輸電系統還沒有建成的過渡時期。分佈式能源將在這一過程中發揮非常積極的作用，因為沒有其他電力資源可用。”

這意味著住宅太陽能和儲能係統等資源可以幫助穩定電網，因為用戶可以自行發電，並將多餘電力賣給電網。更多汽車製造商也開始為旗下電動汽車配備雙向充電功能，這使得客戶可以使用大型電動汽車所搭載的電池組為家庭或向電網供電，就像普通的家用電池系統一樣。目前特斯拉電動汽車還沒有提供這一功能，但已經表示將在未來幾年提供，諸如福特F-150 Lightning和日產Leaf等其他車型已經做到了。

提高能源效率和錯峰用電也將成為重點。例如，PG&E正在考慮如何優化大型電動汽車車隊的充電時間。

電網分析公司Krefta說：“我們正在花大力氣與一些有大量電力負荷的公司合作，提供錯峰充電服務。也就是說，在晚上7點你只能給50輛電動汽車充電，但在凌晨2點，可以給所有100輛電動汽車充電。”

不過，Krefta希望關於錯峰充電的限制是暫時的，並表示PG&E正通過動態定價機制來激勵消費者。公司還在與汽車製造商合作，研究電動汽車如何為電網提供最大效益。

“你需要在車庫裡做些什麼才能讓電動汽車給家庭供電？當電網上有低成本的可再生能源時，你又如何利用電動汽車儲能，然後在晚上放回電網？”Krefta表示，這類問題都將有助於打造未來的綠色電網。（辰辰）