电网已达极限:成为电动卡车充电站的瓶颈?

随着纯电动卡车车队的不断增加,电网容量已成为影响仓库充电的最大限制因素之一——不仅在德国,整个欧洲及其他主要物流市场都是如此。车队运营商们越来越常听到同样的建议:尽早与当地电网运营商取得联系。在最近接受electrive采访时,慕尼黑工业大学的马库斯·林坎普教授将“真正重要的问题”之一描述为:“物流仓库能多快获得电网连接或调整后的电力供应水平?”
这使配电系统运营商处于转型进程的核心位置。他们必须在保持电网稳定的同时,满足热泵、电动汽车充电设施、数据中心以及可再生能源装置日益增长的需求。德国的电力配电网络极为分散,拥有超过860家配电系统运营商,因此成为研究如何协调电网升级以应对交通电气化挑战的典型案例。
为更深入了解他们的观点,electrive采访了正在实践新方法的其中一家企业。作为德国最大的电力分配网络运营商之一,Netze BW目前正在通过其FlexCharge BW(“电动卡车电网实验室”)试点项目,在物流仓库测试对电网友好的电动卡车充电技术,我们早在5月就曾报道过这一项目。该实地试验涉及德国西南部的两家物流公司。项目启动数月后,我们与两位项目负责人Kathrin Walz博士和Nadine Eisinger进行了交流,了解最新进展。以下是他们的回复:
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NETZlabor E-Lkw项目已经启动:四个参与地点的进展如何?项目中哪些部分已经在实际环境中运行?
我们目前正处于实地试验阶段。在四个测试地点,我们都在收集实际场景下的充电及运营数据。这些数据为我们深入了解日常物流中的充电流程,以及开发和测试以电网为依托的充电方案奠定了基础。与此同时,我们也在研发数字化工具与流程,以便未来实现电网与物流的高效协同。
对我们而言最重要的是:我们并非在理想的实验室条件下进行测试,而是在技术必须真正经受考验的地方——即运输公司的日常运营中。通过这种方式,我们可以尽早发现哪些方法在实践中有效,哪些地方需要调整。
在最初的几周里,最大的实际挑战究竟是什么:是技术问题、数据交换问题、物流运营商的运营流程问题,还是各方利益相关者之间的协调问题?
最大的挑战在于协调两个截然不同的系统:电力网格与物流运营。问题在于如何根据电网状况调整充电时间,同时又不影响车队的正常运作。开发出能同时满足这两项要求的解决方案是该项目的核心目标。
因此,关键问题在于:如何灵活控制充电时间,又不干扰货运公司的日常运营?这正是我们目前正在努力解决的问题——我们的目标是开发出既具备技术可行性又适合实际应用的解决方案。
从初步结果来看,能否判断实际中为电动卡车充电在时间安排上具有多大的灵活性?
初步分析表明,在车辆到达、充电过程以及再次投入使用之间存在时间窗口,这为灵活的充电控制提供了可能。在某些情况下,似乎可以将充电过程安排在夜间,或在这些时段提高充电功率。不过现在下定论还为时过早。
您是否已经观察到过这样的情况:以电网为导向的充电方式能够在不立即升级电网连接的情况下,容纳更多车辆或更高的充电容量?
我们目前正在研究如何灵活调整充电时间,并将这些方案与当地电网的用电高峰期相匹配。这些高峰期会因电网区域及物流公司的位置而有所不同。初步分析表明,在电网负荷较低或当地可再生能源接入量较大的时段,提升充电能力是可行的。
这些研究结果是否能在实际运营中得到验证,将通过9月开始的实地测试来揭晓。
以电网需求为依据的充电计划,面对车辆延误或最后一刻路线变更等现实中的干扰时,其稳定性如何?
原则上,市场上现有的充电管理系统能够迅速响应外部信号——例如电价变动、最后一刻的路线调整或电力限制。因此,这些系统非常适合用于实施以电网为依据的充电计划。
同时,对我们而言,物流运营商的运营流程必须可靠运行。正因如此,我们正在通过实地测试采用最迟在前一天确定的充电计划。此外,我们还在研究提前传达的计划是否也能在实践中得到有效执行。
该项目涉及一个仓库以及多地点的运营:这两种架构在基于电网的充电方式上存在哪些差异?
拥有一个充电站时,通常可以相对容易地监控和控制充电操作。相比之下,拥有多个站点的企业则更有机会灵活地在不同地点规划与分配充电流程。不过,随着车辆、路线、充电点以及电网状况的增加,协调工作会变得更加复杂。
决定性因素不仅仅是站点数量和车队规模,运营流程的数字化程度以及所在电网区域也同样至关重要。这些因素之间的配合越良好,就能以更精准、符合实际且以电网为导向的方式控制充电流程。
在Spedition Stickel,光伏发电、计划中的电池储能系统以及动态电价也发挥着作用。优惠的电力价格、本地发电以及当前的电网状况,究竟能在多大程度上实现协调?
这正是我们打算在今秋的实地测试中找出的答案。这是我们首次在实践中研究如何将优惠的电力价格、本地发电以及当地的电网状况这三者综合考虑。
原来如此,那我们得耐心等待了。不过您怎么看:以电网为导向的充电方式主要是为了在电网扩建之前暂时解决问题,还是从长远来看也能显著减少对新增电网容量的需求?
以电网为导向的充电方式并不能替代电网扩建。电网扩建依然是货运领域实现电气化的关键前提。同时,从长远来看,以电网为导向的充电方式有助于更高效地利用现有的电网基础设施。
例如:如果几辆电池电动卡车在物流仓库过夜,无需立即为所有车辆满负荷充电。那些直到次日早上才需要使用的车辆可以稍后充电,或者以较低的功率充电——比如在电网负荷较轻或可再生能源占比较高的时候。这样既能保证运营的稳定性,又能减轻电网压力,并更充分地利用现有容量。
为使这类模式具备可扩展性,未来配电系统运营商与物流公司需要实时交换哪些信息?在技术标准及接口方面目前进展到何种程度了?
从配电系统运营商的角度来看,准确预测物流公司的用电需求尤为重要——也就是要预判某个地点何时、需要多少电力。基于这些预测,未来这些公司可以从我们配电系统运营商处获得一份计划:根据具体的电网状况,为并网点制定灵活的电力参数。
关键在于这些信息要尽可能以数字化方式自动交换。只有这样,以电网为依托的充电功能才能在更大规模上稳定运行。
基于该项目目前的进展,您会提出怎样的初始论点?或者换种说法:作为区域配电运营商,您认为需要采取哪些措施来加速货运站内电动卡车充电基础设施的发展?
我们的初始论点是:仅靠扩大基础设施并无法实现道路货运的电气化。决定性因素在于电网与物流系统之间的智能互动。双方越早使流程相互协调,就能越快地建立新的产能并加以有效利用。
许多地方当局和物流公司担心,由于货运站所在的工业区的电网接入能力不足,电气化进程将会失败。您能理解这种担忧吗?作为区域配电运营商,您会如何应对?
是的,这种担忧完全可以理解。电动卡车车队往往需要较高的电力需求,而电网的扩建则需要时间。与此同时,在“目前尚不可行”与完全建成的电网之间,通常还存在其他可行的解决方案。而这正是FlexCharge BW发挥作用的地方:我们正在研究如何通过智能充电更高效地利用现有的电网容量,从而帮助企业更快、更有把握地实现电气化转型。
初步经验也表明,一些物流公司所需的连接容量比最初预估的要低。因此,尽早考虑充电管理、能源管理以及充电基础设施的环保高效设计是非常有必要的。
作为配电系统运营商,我们的目标很明确:我们既需要着眼未来的电网扩展,也需要能够高效利用现有基础设施的智能解决方案。唯有将两者结合,才能更快、更可靠地推动电动卡车应用的普及。
沃尔兹博士、艾辛格女士——非常感谢今天的交流!
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来源: electrive