On-site solar PV and storage make European truck charging stations more affordable and grid-friendly under heterogeneous network tariffs
本研究表明，将现场光伏发电与储能系统集成到欧洲兆瓦级卡车充电站中，能够显著降低平准化充电成本，减轻异构网络电价带来的经济影响，并通过将被动负荷转化为可控的、对电网友好的资产来缓解电网约束。
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重型运输向清洁未来迈进的关键在于一个巨大的转变：用电动卡车取代柴油卡车。对于长途运输而言，这些车辆不能仅依赖电池；它们必须在司机进行强制休息的同时实现快速充电。这需要一种新型的基础设施：能够提供相当于一个小镇整个电力需求规模的充电站。然而，建设这些充电站面临着一个隐蔽而复杂的障碍。这不仅仅是关于充电器本身的成本，而是关于它们从当地电网抽取电力的价格。在欧洲，企业获取电力的规则在不同城镇之间差异巨大。有些地区根据使用了多少能量收费，而有些地区则根据在任何单一时刻抽取的最高功率峰值收费。这些各异的规则造成了成本上的碎片化，使得即使卡车完全相同，充电站在某一地点可能盈利，而在另一地点却可能成为财务灾难。
来自查尔姆斯理工大学的研究人员与德国和中国的合作伙伴一起，致力于绘制整个欧洲大陆这一成本的“隐形景观”。他们构建了一个未来货运网络的详细模拟模型，确定了到2034年支持电动卡车所需的2,310个特定充电枢纽位置。随后，他们将这些位置针对160个不同地方电网运营商的真实电力定价规则进行了测试。研究发现，这些地方定价规则的差异是一个巨大且常被忽视的因素。在许多情况下，仅仅因为身处一个城镇而非邻近城镇所导致的成本差异可能高达每千瓦时0.04欧元。这个差距如此之大，甚至足以与建造充电设备本身的成本相媲美。一个看起来建设成本很低的站点，可能会因为当地的计费规则而导致运行成本过高，而附近的一个类似站点却可能蓬勃发展。
该团队发现，解决这种财务不确定性的方案在于将电源直接引入充电站。通过在这些枢纽的屋顶和停车区域安装太阳能电池板，并配备大型蓄电池储能系统，运营商可以显著降低成本。研究模拟了三种关于可用太阳能空间大小的不同情景，范围从仅利用现有屋顶到利用更大的地面区域。在最有利的情景下，将太阳能与电池结合使用，可以使研究中近一半地点的总充电成本降低至少20%。更重要的是，这种配置充当了抵御混乱定价规则的“盾牌”。当站点自身产生电力并进行存储时，它在昂贵的用电高峰期对电网的依赖程度会降低。这种灵活性减轻了不同地方规则带来的影响，有效地平滑了优选地点与劣质地点之间的成本差异。电池组允许站点存储白天的廉价太阳能，并在卡车到达时使用，从而避免了因一次性抽取大量电力而产生的巨额费用。
除了节省资金外，这种方法还为电网本身带来了关键益处。建设这些站点的最大障碍通常是升级当地输电线路以应对这种新增的大规模负荷所需的时间。研究人员发现，通过使用太阳能电池板和电池来管理自身的电力需求，充电站可以推迟需要进行昂贵电网升级的需求。在他们的模拟中，增加储能装置使得中位充电枢纽在需要请求更大容量的电网连接之前，可以多运行长达五年的时间。这是因为电池吸收了峰值需求，起到了缓冲器的作用，防止站点从当地线路中抽取突然且压倒性的电流浪潮。电池还确保了现场产生的太阳能能够被实际利用，而不是被浪费。如果没有储能，如果卡车不在那一刻正好充电，很大一部分太阳能可能会被闲置；有了储能，这些能量会被捕获并稍后使用，从而提高了整个系统的效率。
这项研究强调，电动卡车的经济性不仅关乎电价或卡车的价格，更关乎这些因素如何与当地基础设施规则相互作用。研究人员表明，虽然太阳能和储能无法完全消除成本差异，但它们可以显著压缩这些差异，使欧洲充电站的商业案例更加稳定和可预测。这种稳定性对于需要确保项目随着网络扩张而持续有效的投资者和运营商至关重要。研究结果表明，实现货运电气化的路径并非仅仅是简单地插上更多卡车的电源，而是一个将当地资源与当地规则相匹配的复杂拼图。通过将充电站视为能够产生并存储自身电力的“主动参与者”，而非“被动消费者”，该行业可以应对欧洲碎片化的能源定价格局。这种方法将充电枢纽从一个脆弱的负荷转变为一个可控的资产，使其能够在需求增长的同时，在不立即压垮电网的情况下，与电动货运需求共同成长。
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