卡车运输的电动革命正在加速。从 2023 年到 2024 年，电动中型和重型汽车 （MDHD） 的部署增长了 44%。加州的零排放车辆采用率特别高，该州有强大的车辆激励措施和政策，如高级清洁卡车规则。自 2021 年通过以来，该州取得了显著进步。仅在 2023 年，加州就售出了超过 18,000 辆中型和重型汽车，其中零排放卡车占车队车辆销量的六分之一。
加州在重型运输脱碳方面的领导地位是该地区被选为 RMI 和 Mission Possible Partnership （MPP） 与贝索斯地球基金合作开展清洁工业中心工作的原因之一。有利的地方政策和对低排放供应链不断增长的需求一直在推动全州的进步，但要加快采用并为在美国各地的采用奠定基础，还有更多的工作要做。
虽然电动卡车 （e-truck） 正在迅速获得市场份额，但它们仍占销售额的少数，并且仍然存在重大挑战。一个关键挑战是优化充电以满足车队运营需求，同时最大限度地降低燃料成本。为了应对这一挑战，RMI 和 MPP 团队分析了洛杉矶水电部 （LADWP） 的电价，以更好地了解车队如何以经济实惠的方式为电动卡车充电。
我们发现，管理充电（一种优先在非高峰时段充电的运营策略）和分布式能源 （DER）（如太阳能电池板和电池存储）可以大大降低充电成本，同时还可以作为车队部署电力仓库的权宜之计，这可能需要数年时间。虽然我们发现在非高峰时段充电可以节省最显着的成本，但部署 DER 也可以大大降低成本。
尽管与柴油和汽油卡车相比，非托管充电可以为车队节省资金，但托管充电可以节省更多，有助于支付电动卡车较高的前期成本。
这种策略将重型卡车的每英里成本从 36 美分降低到 26 美分，大大低于柴油卡车每英里 70 美分的成本。鉴于管理充电不需要充电器升级或新安装，因此不需要前期资本成本，因此采用这种灵活的方法可以让车队受益匪浅。
当电力需求较低时，使用托管充电的车队通常会在夜间充电。许多人还使用低功率充电器，这种做法被称为慢速充电。虽然夜间充电的电力成本低于慢速充电，但以尽可能低的功率水平充电数小时的车队也可以节省大量成本，最高可达 20%。与非高峰夜间充电相比，慢速充电还可以将停车场的峰值负载降低多达三分之一，后者可能需要增加 10% 的互连。以正确的速度充电不仅可以降低持续的电力成本，还有助于避免在充电器或公用事业升级上超支。
托管收费可能难以实施，因为它需要经验才能成功实施。例如，南加州的一个车队通过托管充电将其峰值负荷减少了 1 MW。然而，该车队在经过一年的优化后才实现了这些节省。他们现在正在节省持续的电费，但他们支付了不再使用的超大型电网连接的费用。
虽然有一些软件解决方案可以使托管充电更易于部署，但为了最有效地管理充电，车队需要知识渊博的现场工作人员，他们可以在夜间将车辆移至充电器。此外，尽管软件解决方案的实施成本低廉，但它们也可能是僵化的：例如，延迟返回的车辆或未插电的车辆可能会导致更高的电力成本或运营故障。没有可预测的固定路线的车队需要注意这些限制，因为他们的运营需要灵活性。
虽然管理式收费是降低成本的有效方法，但它可能难以实施，而且正如我们上面提到的，作起来很僵化。太阳能和电池存储形式的 DER 可以通过管理充电或作为独立策略为车队节省资金。
在加利福尼亚，太阳能很丰富，太阳能电池板现在非常便宜，在对高达 1 MW 的商业系统进行激励后，价格约为每瓦 1.5 美元，提供的日间能源比电网便宜得多。对于拥有足够屋顶或顶篷空间的车辆段来说，最大限度地提高太阳能容量是一项不遗憾的行动，可以为白天充电的车队节省大量资金，甚至可以为夜间充电箱节省资金，无论是否与电池存储配合使用。太阳能电池板可以在白天为车队的一部分车辆供电，多余的能量反馈到电网或储存在电池中以供夜间使用。
事实上，如果空间允许，现场太阳能和电池储能可以节省几乎与管理充电相同的电力成本，尽管这被增加的资本成本所抵消。作为另一个好处，DER 甚至可以减少站点的整体互连规模和从电网中汲取的能源。例如，在南加州，如果公用事业费率允许净计量并激励需求负载转移，那么增加 DER 可以将卡车设施的生命周期成本降低 5-10%，而无法在非高峰时段充电的电动卡车可以节省最大的成本。
现场电池还可以为车队提供更大的灵活性，特别是对于那些无法实施托管充电的车队。电池储存能量，当车辆在高峰时段或停电期间需要充电时，它们可以释放这些能量。例如，轮胎漏气或意外交货可能意味着电动卡车必须在高峰时段充电，车队需要支付 500 美元或更多的额外需求费用，并将每年的总电力成本提高多达 40%。现场电池可以在有空闲容量的非高峰时段充电，然后可用于在昂贵的高峰时段为车辆充电。
向站点添加分布式能源可以提高机组的经济性和灵活性，并避免可能影响所有客户的电网升级成本，但当前的公用事业和监管流程可能会延迟站点与电网的连接。因此，虽然 DER 应该有助于避免耗时的电网升级，但车队和开发商有时会回避它们，因为工程和许可流程会增加获得电网连接所需的时间。而且，在一些公用事业计划下，纳入 DER 可以取消电费中的电动汽车充电折扣。这些 DER 抑制措施损害了正在努力满足新需求的电动汽车车队和公用事业公司。这些障碍尤其令人不安，因为管理收费和纳入 DER 有助于避免一些配电升级，预计到 2035 年，加州纳税人将花费高达 500 亿美元。值得庆幸的是，许多公用事业公司现在鼓励客户使用电池，而更多公用事业公司需要效仿，简化他们的流程。
DER 的障碍不仅与电网有关。对于 DER 来说，许可要求可能既复杂又耗时，洛杉矶县关于电池存储的消防安全法规特别严格。
高昂的前期成本是另一个重大障碍。购买电动卡车和充电器的成本通常超过每辆卡车 400,000 美元，每个大容量充电器的成本超过 100,000 美元。增加 100 万美元或更多的投资以在现场增加大型太阳能和储能，这可能需要 5-8 年才能收回，对于一些车队来说可能很困难。物理空间也是许多现有专门用于停放车辆的车辆段的主要限制，今天开放的大多数 DER 密集型站点都是定制设施。
电力成本因公用事业和多方面方式而异。电力成本因一天中的时间、每月高峰需求费用、前期互连费用、潜在的太阳能和电池收入以及每月使用的连接大小 （MW） 和能源 （MWh） 之间的划分而异。
在所有其他条件相同的情况下，最佳充电计划取决于公用事业费率结构，这就是为什么利益相关者了解这些费率至关重要的原因。公用事业公司在一天中的不同时间设定最昂贵的高峰定价时间，这意味着车队将不得不调整运营以节省最多的资金。例如，在夏季工作日，LADWP 和邻近的南加州 Edison 的峰值充电费率发生在一天中的不同时间。这激励了不同的最佳充电和 DER 策略。
在 LADWP 地区的车队无法进行非高峰充电的情况下，DER 每年可节省更多成本。这些趋势适用于其他公用事业公司，这些公用事业公司存在高峰和非高峰需求收费差异，并且在太阳能净电表不足的情况下情况更加复杂。
注： 使用的电力成本包括 LADWP 大型商业服务的所有费率组成部分，包括使用时间费率和需求费用、车辆里程以及来自洛杉矶车队车辆的 Geotab 远程信息处理数据分析的可能收费模式。
纳入可行的最大托管充电量，并从一开始就评估 DER 的潜在价值。作为第一步，车队应在开始电气化之前使用车辆远程信息处理了解他们的电力需求，然后在其公用事业费率下查看这些负载的成本。
使用 NREL 的 ReOpt 等工具了解 DER 如何减少负载和成本。
与充电合作伙伴合作，确保系统尺寸合适且经过优化。从长远来看，在现场运营设计过程的早期引入充电合作伙伴将为车队节省大量时间和金钱，因为在充电安装和升级后添加电池的许可有时可能需要几年时间。
利用 DER 和管理充电让更多客户上网，这将推迟升级需求并成为费率的潜在下行压力。
通过扩大准备计划等财务激励措施和优化使用时间费率，激励 DER 安装和管理充电。
这些因素共同有助于加速中型和重型卡车的电气化，帮助车队满足 Advanced Clean Trucks 的要求，同时为每个人更有效地使用纳税人的钱。
虽然托管充电和 DER 实施存在障碍，但 RMI 和其他公司的研究表明，节省大量成本和时间证明了简化部署的努力是合理的。
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