通过智能充电促进新兴经济体的脱碳

通过智能充电促进新兴经济体的脱碳 国际能源署 国际能源署（IEA）考察了能源问题全领域 ，包括石油、天然气和煤炭供需、可再生能源技术、电力市场、能源效率、能源获取、需求侧管理以及其他更多内容。通过其工作，IEA倡导旨在提高其31个成员国、13个准成员国以及更广范围内能源可靠性、可负担性和可持续性政策。 IEA成员国家： 澳大利亚奥地利比利时加拿大捷克共和国丹麦爱沙尼亚芬兰法国德国希腊匈牙利爱尔兰意大利日本韩国立陶宛卢森堡墨西哥荷兰新西兰挪威波兰葡萄牙斯洛伐克共和国西班牙瑞典瑞士土耳其共和国英国美国 IEA协会国家： 阿根廷巴西中国埃及印度印度尼西亚肯尼亚摩洛哥塞内加尔新加坡南非泰国乌克兰 本出版物及其包含任何地图，均不影响对任何领土或主权地位、国际边界和边界 划定以及任何领土、城市或地区名称。 欧洲委员会也参与国际能源署（IEA）工作。 来源：国际能源署（IEA）。国际能源署网站：wwwieaorg IEACCBY40 摘要 国际能源署宣布承诺情景预计，到2040年，将电动汽车保有量从现在1700万辆增加到808亿辆，可以有助于减少交通排放36。运输去碳化好处得到电力系统去碳化支持，这为具有雄心勃勃灵活可再生能源部署目标新兴和发展中经济体提供了机遇。从公共交通到个人电动汽车、两轮和三轮电动车，以及充电基础设施在配电网络层面位置，正在电气化多种交通方式多样性和位置将需要智能策略以确保平稳和安全地整合。本报告探讨了数字化智能充电部署如何有助于提高电网安全性和去碳化，并提供了一系列适用于新兴和发展中经济体政策和监管建议。 IEACCBY40 致谢，贡献者及版权信息 本研究由前能源分析师LuisLopez和前可再生能源整合与安全电力单元实习生DanielaQuirogaVergara开发。本文受益于IEA同事EnriqueGutierrezTavarez、JacquesWarichet和PabloHeviaKoch贡献。 内部审查：VidaRozite 艾莉森普里多尔科妮莉亚申克雅各布特特 阿波托洛斯彼得罗波洛斯BrentWanner 数字需求驱动电力网络倡议（3DEN） 电动汽车集成带来挑战与机遇 运输电气化已在新兴经济体中展开。 随着各国致力于实现净零排放，电动汽车（EV）将成为道路交通脱碳主要杠杆之一。在国际能源署（IEA）宣布了承诺情景IncreasingthethAPS，我电 动汽车（eEV）产量从今天1700万辆增加到2030年231亿辆和2040年8 08亿辆，到2030年可以减少6运输排放，到2040年可以减少36。运输领域 脱碳得益于电力部门并行脱碳，其排放量在2030年将减少21，在2040年将减少56，这得益于可再生能源不断增加。电力系统适应更多可再生能源能力部分将来自电动汽车本身。随着电动汽车在新兴经济体中更加普及，将电动汽车集成到电力系统中，以便它们对电力部门成本效益脱碳做出贡献将变得必要 。 电动汽车大多数需求集中在美国、欧洲及 虽然 中华人民共和国（以下简称“中国”），其中越来越多它们也在以独特扩散式渗透新兴经济体市场。电动两轮和三轮车在亚洲更为常见，其销量为 占全部三轮车销售在财政我：i 电动三轮车组成462022年。与此同时，电动公交车在拉丁美洲逐渐占据优势，相关趋势似乎将继续发展。 在哪里，大多数都已经达到与柴油公交车成本相当。这些经济体将继续，并在本世纪末设定更多采用目标。 电动车在选定国家股市，2022 越南越南 泰国泰国 印度尼西亚印度尼西亚 印度印度 南非南非 突尼斯突尼斯 摩洛哥摩洛哥 哥伦比亚哥伦比亚 智利智利 巴西百万台 01234 巴西单位 20004000600080001000012000 两轮车三轮车和四轮车公共汽车和微型客车 客车轻型车辆中型和重型卡车 轻型商用车重型卡车 国际能源署（IEA）CCBY40 IEACCBY40 来源：IEA2023全球电动汽车数据探索器；哥伦比亚政府（2023），电动和混合动力汽车数量。 充电即将到来船队凸显了配电网作用。 为了满足不断增长采用率，提供必要充电基础设施将是必要。虽然与典型 每日电力消耗相比，电动汽车所需能源较低，但鉴于充电过程可能具有高功率需求，确保足够电网容量将是一个更为重要参数。在渗透率较高之前，两轮和三轮车充电可能不会导致峰值负荷显著增加，但公共汽车充电肯定会增加峰值负荷，并且通常需要专用变压器。 针对不同车型及其典型连接到配电网络充电解决方案 IEACCBY40 注：kV千伏；EHV超高压；HV高压；MV中压；A安培；LV低压；V伏特；MW兆瓦；kW千瓦。输电和配电网络典型配置在不同国家可能会有电压和分类上差异。 所需容量增加以支持充电基础设施将需要在已经具有挑战性环境中进行额外投资。加热电力日益电气化和家电以及空调普及给电网带来了新需求。新兴经济体电网也面临着一系列问题，如高损耗和低可靠性，这些问题影响了金融状况。 限制经济增长 电网和电力公司可持续性，通常 电力用户高非率H技术损失或盗窃，例如巴西和印度，rfrequento南非 国际能源署（IEA）CCBY40 电力削减突出复杂挑战嗨，在当前各国面临动力系统中。 国际能源署（IEA）CCBY40 电网损失和选定国家系统平均中断持续时间指数，2020年 美国美国 法国法国 日本日本 智利智利 哥伦比亚哥伦比亚 巴西巴西 南非南非 摩洛哥摩洛哥 突尼斯突尼斯 印度印度 越南越南 泰国泰国 印度尼西亚印度尼西亚 051015200050100150200250300350 输电和配电损失百分比系统平均中断持续时间指数（SAIDI），小时 IEACCBY40 来源：IEA（2023年），世界能源统计和平衡，世界银行（2021年），《做企业：获取电力》。 碳减排机会可以通过采取正确措施而实现 由于电动汽车制造和处置阶段也存在排放，确保电动汽车运行排放接近于零 ，甚至为负，有助于深化运输部门脱碳。用于该目电力排放充电因此发挥作用，并且生命周期分析显示 当用于充电电动车平均排放强度低于每千瓦小时800克二氧化碳（CO）当量 （COeq）时，转向电动车带来环境影响减少更为积极。如果较大内燃机（ICE）汽车被等效大小电动车取代，则为每千瓦时低于450克COeqkWh，如果较小ICE汽车被取代话。 虽然在某些拉丁美洲国家已拥有相对较少排放强度电力行业，得益于丰富水力发电，以及亚洲和非洲几个国家。 我国在高度依赖未受控制化石燃料情况下，属于高排放强度国家。因此，为了降低电动汽车新车队在运营中排放量，有必要增加太阳能和风能等低碳发电能力容量和消费量。 选国家2019年发电组合及排放强度 800克二氧化碳当量千瓦时 450克二氧化碳当量千瓦时 份额在年度发电中占比 100 90 80 70 60 50 40 30 哥伦比亚智 突尼斯摩洛 20 10 巴西 0 1200 1000 800 600 400 200 0 太阳能和风能地热和 gCO每千瓦时等值 生物燃料 水 越南 天然气石油煤 来源：IEA（2023），世界能源统计与平衡 排放 泰国南非印度尼西亚印 强度（正确）轴 IEACCBY40 国际能源署（IEA）CCBY40 尽管新兴市场和发展中国家（EMDEs）电力行业平均排放强度，电动汽车充电地点和时间可能产生影响。在可再生能源丰富时段进行充电协调可以帮助维持电动汽车间接排放低，并通过减少潜在削减量来提高可再生能源商业前景。当充电与分布式可再生能源，如太阳能光伏并网协调并置时，还可以减少电网损失。最后，避免在典型峰值时段充电可以减少排放和总成本，特别是在石油作为边际技术应用地区。 智能充电作为交通和电力脱碳解决方案 智能充电可以支持电网性能和可再生能源利用。 智能充电或管理充电是一种将电动汽车整合到电网中方法，其中充电过程可以根据电力系统目标进行调整。这些目标可以是电压调节和减少配电网中局部峰值，或者它们可以是大量能源系统中频率调节和能源套利。智能充电电动汽车车队可以提供良好电力系统灵活性。 特别是，它可以增加可再生能源利用率。通过提供可以消耗可变可再生能源可靠负荷，它可以增加系统运营商增加更多可再生能源并保持稳定性信心，同时也可以改善开发商商业模式，因为他们知道削减或消除情况可以减少或消除。例如，在韩国，基于他们宣布2035年实现净零排放承诺，智能充电可以帮助增加风能和可再生能源消耗。 将平均排放量降低21并减少峰值太阳能发电，因此 每兆瓦时成本为18美元或30。 电动汽车在2050年承诺情景下电力系统灵活性中作用 2021 2050 5 2021 2050 5 高级经济体 0 新兴市场和发展经济体 0 0102030405060708090100 未受影响煤炭氢和氨 水 需求响应 持续不断气核能 其他可再生能源 电动汽车（ElectricVehicles） 化石燃料与碳捕获、利用和封存（CCUS）石油 国际能源署（IEA）CCBY40 电池 IEACCBY40 注：CCUS捕集、利用和封存碳。来源：国际能源署（2022），世界能源展望2022 国际能源署（IEA）CCBY40 相应地，这种灵活性对电力系统益处也可以惠及电动汽车用户，从而实现双赢局面。在各种试点研究和商业应用中，节省和激励措施对电动汽车用户是有益 ： 轻型汽车在ile中临界峰值定价制度下智能充电 加利福尼亚可以帮助电动汽车用户节约每月1125美元至1220美元wh 双向充电在丹麦结果r每年每辆电动汽车在净储蓄方面介于2240欧元到净成本为955欧元之间，并对电力系统性能做出贡献。 公交车管理加利福尼亚州校车充电时间表 估计为每年为11辆电动公交车节省学校31406美元。预计当学校最终在未来部署24辆校车时，通过避免需求费用和高峰时段，每年可节省98727美元。 两轮车虽然电动摩托车由于充电功率（05千瓦至37千瓦）和能源需求较低，通常对电力系统影响较小，但聚集足够两轮车电池可以为电网提供更多服务。例如 ，大约13克 每吉瓦时储能容量在电池更换站中。在中华台北已签订费用合同，以帮助支持电网稳定性。 数字化是实现智能充电关键。 智能充电随着响应时间和规模增加对电力系统变得更加重要。在响应时间方面 ，将充电推迟到非高峰时段可以手动完成，因为这只需要启动和停止充电以及获取非高峰时段先进信息。同时，提供频率调节需要亚小时响应时间。在规模方面，大规模协调充电数百辆车辆可用于批发能源套利或增加大规模可再生能源消费。 电动汽车要支持更大电力系统目标，它们需要能够系统发送信号时立即调整充电。电动汽车反应越快，它能够提供服务就越多。这种高水平协调只能通过数字化实现。借助电信和连接性，智能充电服务提供商可以存在，以帮助作为中介平衡电动汽车用户、充电点运营商和电力系统需求。 智能充电生态系统中通信流程 IEACCBY40 随着对电力安全和脱碳重视日益增加，具有数字化连接和灵活性电动汽车，能够对电力系统中突然变化做出反应，将变成政策制定者重要资产。 电力行业采取措施以实现智能充电功能在新兴市场和发展中国家（EMDEs）尚未完全到位。 尽管有几个要求1关于智能充电将发生t电力部门在为如何利用电动汽车作为资源奠定基础方面发挥着特殊作用。根据所需整合程度，必须部署不同技术和监管框架，以促进公平高效高级充电过程。 嗯，电力行业必须首先提供条件和 为了部署信号以指导充电过程如何适应后者需求。提供信号，而不是直接控制电动汽车，确保了需要电动汽车进行主要交通目用户能够平等参与。可以充当奖励或价值来源主要信号有： 差异化关税基于日间时间变化而变动关税可以激励电动汽车用户考虑何时为他们汽车充电。分时电价、动态实时电价和高峰时段定价是一些此类措施。 国际能源署（IEA）CCBY40 1显著是，从交通、建筑和电力行业收集利益相关者，并改