在德国,电动汽车的推广为太阳能发电和风电装机提供了63吉瓦的上升空间,同时减少了私人交通以及电力生产行业70%的排放量。

电动汽车的未来发展是欧盟以及德国实现减少温室气体排放目标的关键因素。此外联邦内阁决议规定了2050年前汽车行业应实现0碳排放

汽车行业与电力行业的结合,汽车的动力提供者由内燃机向电动机转变,这使得电力需求迅猛增长。图1展示了2050年欧盟8国的预计电力需求增长情况。这些额外电力需求是由大规模引入电动汽车产生的,即汽车行业实现0碳排放(100%电动汽车)时的情况。

图 1: 在私人交通领域大规模引入电动车造成的电力需求增长

在德国2050年的电力需求将由现在的600亿千瓦时增加至725亿千瓦时,增幅超过20%,然而按照德国联邦政府的能源规划,2050年德国总用电量应减少25%。由于电动汽车的发展电力需求增加,同时也减少了采用低效内燃机所产生的燃料消耗,因此综合来说,发展电动汽车是与政府的能源目标相协调的,能减少德国一次能源的消耗。

如果通过传统火电厂来满足额外的电力需求,这相当于将交通行业的减少的排放量转移到电力行业,为了避免这种情况的发生就需要提高太阳能发电和风电的发电能力,以此满足电动汽车的电力需求。

分析显示如果实现100%电动车的私人交通系统,到2050年可以为太阳能发电和风电装机提供63吉瓦装机空间(见图2)。

图 2: 不同场景下德国风电(上图)和太阳能发电(下图)的发展趋势。结果基于2017年Energy Brain报告中的“标准”和“电动汽车”场景

目前,德国光伏发电装机容量约为41吉瓦,风电装机容量达到50吉瓦。从图2可以推断,这两种技术将得到迅猛发展,以满足电动汽车的额外电力需求,并实现德国能源和气候目标。对于光伏,这意味着2050年装机容量翻2.5倍达到100吉瓦,风机装机容量则必须翻四倍达到190吉瓦。而德国目前的可再生能源发展计划的目标远远低于这些值。

具有波动性的可再生能源如太阳能、风能,发电边际成本接近于零,由于电力市场价格形成是以价格优先排序原则为基础,大量的可再生能源发电量参与市场会给电力批发价格带来下行压力。在“电动汽车”情境下额外的可再生能源发展将给电价带来显著影响。然而,2017 Energy Brain报告显示,不同的情景下只会出现电力价格的边际偏差。虽然如此,但高份额的波动性可再生能源发电量将使电价的波动性增加。

在波动性可再生能源的大力发展的情况下,私人交通和电力行业的结合将显著减少温室气体的排放量。在“电动汽车”情景下,与2015年相比2050私人交通和电力行业总的二氧化碳排放量有望减少70%而在“标准”情景下,二氧化碳的排放量仅仅减少40%。

本文基于2017 Energy Brain报告,完整分析请点击前文链接。