全美推广电动校车与电网协同试点，三大设计点尤为关键

美国各大电网公司正在成为推动美国校车从柴油校车转向纯电动校车的主力。美国联邦政府、州政府提供的资金资助以及现有的各种投融资机制，有望加速全美的校车电动化转型，为社区带来健康、气候和经济效益[1][2]。

为此，全美各大电网公司开始试点如何通过电动汽车与电网协同（简称“车网协同”，特别是V2G技术），将电动校车变成“移动储能系统”。该系统可在必要时向电网馈电，辅助大规模的可再生能源并网，并在灾难发生时作为应急电源。

通过车网协同，电动校车可作为移动储能系统，提供各种电网服务。

(图源:Greggory Kresge)

校车按固定的时刻表运行，并在夏季或白天上课的用电高峰时段停运，因此，成为提供电网服务的理想选择。电动校车的储能功能，能够平滑可再生能源发电的随机性与波动性，削减电网系统负荷（或局部负荷）的峰值及相对应的新增发电装机投资，并为应急避难场所及重要设备提供备用电源。此外，电动校车提供的电网服务（包括为电网或建筑设施提供电能量与电力支持）可以创收，用来回收电动校车的购置与运营成本，实现学校与电网公司的“双赢”。

来自美国14个州的至少15家电网公司已启动针对电动校车V2G的试点。

美国V2G电动校车试点项目分布 （图源：WRI）

这些V2G试点项目的效果仍待观察。目前两个试点项目的成功实施可以为V2G技术的推广提供参考。在2021年夏季，美国国家电网（National Grid）通过在当地电网尖峰负荷时段（也是电价高峰时段），利用电动校车的V2G，连续馈电上网50多个小时。该项目缓解了马萨诸塞州的火电发电需求，并降低了当地温室气体排放。2020年，爱迪生联合电气公司（Con Edison）也成功完成了首个V2G试点，联合电气与纽约州的一个学区（White Plains）、校车制造商（Lion）、充电基础设施服务公司（Nuvve）与校车运营商（National Express）合作，分别测试了5辆电动校车的有序充电功能与V2G功能。爱迪生联合电气公司成功地实现了电动校车馈电上网，并为周边用户供能。

尽管上述试点很成功，但V2G试点也不乏挑战。例如，2015年，马萨诸塞州能源部为三个学区购买了三辆电动校车，计划开展一年的V2G功能测试，但由于缺乏训练有素的工作人员，安全地执行V2G测试，该项目被搁置。

在对14个州的所有V2G试点进行评估后，WRI向电网公司、电网监管机构与利益相关方提出未来设计电动校车V2G试点时需注意的三个关键点：

01

项目是否引入新的电价机制推广校车电动化与V2G应用?

与使用柴油车相比，纯电动校车能够在一定程度上节约成本。但是，由于美国各地电价机制差异很大，电动校车的经济性也有较大差异。此外，针对电动校车在负荷峰时充电，一些电网公司还会设置需量电价，有的甚至会提高需量电价，从而增加用电成本。所以，电价机制设计对于未来规模化推广V2G技术尤为重要。分时电价机制可以帮助电动校车规划充电时间，削峰填谷并节省用电成本。如果不调整当前电价机制，就很难调动有关主体充分利用电动校车的储能特点，调整其充放电时间与充放电功率，节约用电成本，降低车辆总拥有成本。

02

项目是否有助于推动社区韧性？

电动校车可在飓风、火灾、洪水等紧急灾难发生时提供应急电源服务，在灾难应急响应与灾后恢复过程中发挥重要作用。受气候变化影响，自然灾害正变得日益频繁与严重。极端天气下，互联的电网基础设施系统面临瘫痪风险。经提前规划，电动校车可作为灾难响应设施，为避难场所或重要建筑提供应急电源服务。

对电网企业而言，通过投资电动汽车与车网协同来提高电网韧性，势在必行。一些美国电网公司正在测试V2G与电动汽车对本地负荷馈电（V2B）应对灾难响应的潜在价值[3]。例如，DTE能源公司为期五年的电动校车试点项目[4]，就在测试电动校车的V2G功能，以便在紧急情况下为重要建筑提供备用电源。随着这些技术的普及，电动校车除了提供应急电源服务，也可用来提供更多种类的电网服务，如延缓本地的配电网扩容。

03

项目试点选址时，是否优先考虑公平性?

电动校车的V2G试点为本地社区公平发展提供了机会。脆弱社区（或校区）的居民面临更严重的空气污染[5]，也更易受到气候变化带来的极端天气影响[6]，由此一些V2G试点就以脆弱社区为主要选址方向。例如，由波特兰清洁能源基金资助的电动校车V2G试点，优先考虑将电动校车作为低收入社区应灾时的备用电源。试点选址时，考量与公平性相关的指标，如收入水平和空气污染程度等，有助于为电网容量不足的学区提供必要的电网支持。

电网公司V2G电动校车（ESB）试点项目列表 （图源：WRI）

携手推广电动校车

对电网公司、整车生产企业、政策制定者和其他利益相关方而言，携手在全国范围内推广电动校车恰逢其时。V2G技术对于校车电动化转型至关重要，它为社区和电网企业创造价值。

我们仍需对V2G的技术可行性、经济可行性开展更多研究，如分析电动校车车网协同的未来收益，以帮助电网公司和学区更好地规划车辆采购，管理运营成本。此外，招聘专业人员并开展人员培训对于规模化推广电动校车V2G也至关重要。

世界资源研究所电动校车项目正在组建工作小组[7]，针对车网互动试点、电价机制调整等措施展开研究，助力美国校车在2030年前实现全面公平的电动化转型。

参考文献

[1]https://www.wri.org/insights/how-states-can-transition-electric-school-buses

[2]https://www.wri.org/insights/how-help-your-community-fund-electric-school-buses-us

[3]https://sinovoltaics.com/learning-center/electric-vehicles/what-is-vehicle-to-building-charging-v2b/

[4]https://www.proterra.com/press-release/proterra-powered-electric-school-buses-and-proterra-charging-systems-selected-by-michigan-schools-for-vehicle-to-grid-pilot-program/

[5]https://www.lung.org/clean-air/outdoors/who-is-at-risk/disparities

[6]https://www.epa.gov/newsreleases/epa-report-shows-disproportionate-impacts-climate-change-socially-vulnerable

[7]https://www.wri.org/initiatives/electric-school-bus-initiative

[10]https://sinovoltaics.com/learning-center/electric-vehicles/what-is-vehicle-to-building-charging-v2b/

[11]https://www.proterra.com/press-release/proterra-powered-electric-school-buses-and-proterra-charging-systems-selected-by-michigan-schools-for-vehicle-to-grid-pilot-program/

[12]https://www.wri.org/initiatives/electric-school-bus-initiative

作者

Norma Hutchinson

世界资源研究所（美国）

全球能源项目

研究员

Greggory Kresge

世界资源研究所（美国）

美国电网企业关系联络人

交通电动化项目高级经理