一项由密歇根大学研究人员牵头并发表在 Nature Energy 的研究评估了车辆到家庭(vehicle-to-home,V2H)技术在经济与环境上的潜力。V2H 允许驾驶者在电价较低或发电碳强度较低的时段(例如下午太阳能发电高峰)从电网购买电力并存入车载电池,随后用于家庭负荷,这种做法既能降低家庭用电的碳排放,也可以改善整体能源利用时序。
研究在福特—密歇根大学联盟项目支持下估算出显著的收益:在车辆生命周期内,V2H 可为车主节省 40% 到 90% 的充电费用,相当于 $2,400 to $5,600 的节省;生命周期排放方面,家庭用电的温室气体排放可减少 70% 到 250%,或在车辆生命周期内减少 24 到 57 吨二氧化碳。这些减排量相当于驾驶一辆小型汽油 SUV 行驶 80,000 到 190,000 英里,或约 80 到 190 趟从纽约到洛杉矶的单程航班。
团队以一款代表性中型 SUV 建模,并考虑电网能源成本与排放、住房类型和室外温度等因地差异,把美国本土相连地区划为 432 个共享气候与电网条件的区域以绘制影响地图。结果显示区域差异明显:在覆盖 60% 的美国人口地区,V2H 的温室气体减排足以抵消为行驶车辆而额外消耗的电力所产生的排放;在德州和加利福尼亚的部分地区,成本节省甚至可以支付车辆行驶所需的电费。
研究者指出,最大化 V2H 的控制技术在美国仍处于早期阶段,但已有与地方公用事业公司的演示。团队正在开展优化、电池寿命和自动化相关工作,使驾驶者只需停车并插入充电器,软件即可管理充放电。合著者包括 Parth Vaishnav、Jiahui Chen、Hyung Chul Kim、Robb De Kleine、James Anderson 和 Greg Keoleian,研究团队还发表了一份政策简报。资料来源:密歇根大学。
难词
- 车辆到家庭 — 用车载电池为家庭供电的技术
- 碳强度 — 每单位电力产生的二氧化碳量发电碳强度
- 生命周期 — 从制造到报废的全部时间生命周期内
- 排放 — 释放到大气中的温室气体或污染物排放可减少
- 控制技术 — 管理充放电和运行调度的方法与软件
- 负荷 — 家庭在某一时刻的用电需求或负载家庭负荷
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讨论问题
- 根据文章内容,V2H 在降低家庭用电碳排放和节省费用方面有哪些潜在好处?请结合文中数据说明。
- 文章提到控制技术和电池寿命等问题仍在研究中。你认为这些技术障碍对 V2H 大规模推广最大的影响是什么?
- 考虑到不同地区的电网和气候差异,公用事业公司和政策制定者应该如何支持或调整以促进 V2H 的应用?