为了减少碳排放和减缓地球上的气候变化，世界各地的政府和公司一直在投资公共交通和私人车辆的电气化。中国是从引进电动公交车(EBs)开始探索交通电气化的国家之一。
尽管预计公共交通从燃油交通向电动交通转型具有减少碳排放的优势，但这一转型可能会对电网造成巨大压力，因此应首先仔细考虑这一转型的影响。
在最近发表于 Nature Energy 的一篇论文中，北京航空航天大学和其他研究机构的一个研究小组着手调查将中国的公共交通枢纽转变为可再生能源枢纽可能带来的影响。
根据国际能源机构（International Energy Agency）的数据，2023 年电动汽车的销量将接近 1400 万辆，从而使全球上路行驶的电动汽车总数达到 4000 万辆。然而，充电需求的激增给电网带来了新的挑战，例如运营和扩建成本的增加，以及过载的风险。”
如果不同时向可再生能源生产转型，那么公共交通电气化的积极影响最终将是有限的。虽然过去的一些研究已经调查了将光伏发电（PV）和电动汽车充电站整合在一起的可能性，但尚未深入探讨在城市环境中引入电动汽车充电站后这种做法的具体影响。
我们的主要目标是提出一个结合数据驱动和模型驱动方法的通用框架，为在城市公共交通网络中广泛采用太阳能光伏发电和储能技术提供见解，“ 研究人员说，”我们设计的通用框架结合了数据驱动和模型驱动方法。“我们设计的通用框架结合了数据驱动和模型驱动方法。
作为研究的一部分，研究人员特别着手预测北京从燃油公交车向电动公交车过渡可能产生的影响。为此，他们分析了在北京整个公共交通网络中收集到的数据，包括 GPS 轨迹、车辆信息和公交车站的详细信息。他们的分析还考虑了近年来北京的天气状况和太阳辐照度。
“我们的研究模拟了一个基准情景，即电动公交车取代了北京公交车队中的所有其他燃料类型，"研究人员解释说。“通过估算 EB 能源消耗、优化 EB 电池容量以及以完美的预见性优化 EB 充电时间表，模拟了整个车队的电气化。
“为了将公交车站转变为能源枢纽，我们首先估算了太阳能光伏发电量。然后，我们通过优化太阳能光伏发电装机容量、储能容量、公交车充电时间表以及不同市场情景下太阳能光伏发电和储能的使用情况，实现太阳能光伏发电和储能的经济利润最大化"。
原文链接: Xiaohan Liu et al, Transforming public transport depots into profitable energy hubs, Nature Energy (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01580-0
