汽油站在电动车世界中的未来

前言 交通运输代表了全球碳排放的相当一部分——实现该行业的去碳化对于气候行动至关重要。然而，在计划实现电动汽车（EVs）的雄心勃勃的目标下，东南亚城市有大量工作要做，以最大化其转型。转向零排放车辆的未来将需要新的思维和基础设施。那么，这一未来将为加油站带来什么呢？ 研究目标 针对缺乏对加油站改造详细规划和设计的深入研究，我们与新加坡国立大学（NUS）合作，调查电动汽车（EVs）的转型可能如何影响现有交通资产，以及它们如何可以进行改造。我们的关键研究问题包括： 1. 在电动汽车（EV）时代，东南亚（SEA）的加油站未来将何去何从？ 2. 如何让东南亚的城市分析、重新评估并改造他们的加油站？ 我们的研究调查了东南亚城市，即新加坡、雅加达和吉隆坡，在三个案例研究中使用，用于过渡石油站的可用选项。 我们的团队评估了三个城市超过800个加油站。然后，我们将聚类方法应用于该城市加油站组合，以识别典型类型。随后，我们的研究更进一步，开发了三种改用设计选项。这些选项涵盖了运输和土地利用的全部关注范围，包括一个以运输为中心的电动汽车充电中心、一个带有电动汽车充电的混合用途中心和一种不再需要运输功能且土地可以重新利用的选项。接着，我们将这些设计选项应用于每个城市中的聚类实际案例研究位置，以解释过渡选项如何在实际中得到应用。 这次与国立新加坡大学的合作研究有助于指导城市在分析、重新评估和改用其现有资产，以实现电动汽车转型。 迈克尔·查德尼 运输规划主管，新加坡阿鲁普联系方式：michael.chadney@arup.com 与阿鲁普合作是一次愉快的经历。关于东南亚电动汽车转型的前瞻性且实用的发现为城市探索和合作提供了宝贵的见解。 金平安博士 副研究员（研究），新加坡国立大学（NUS）土木与环境工程系联系方式：ceeongr@nus.edu.sg 研究框架 我们的研究方法有几个关键阶段。我们进行了一次全面的桌面审查，以确定每个城市在其电动汽车旅程中的位置、当地加油站环境，以及详细聚类分析以确定适合城市采用针对性方法的加油站类型。此后，我们为不同类型的加油站确定了解决方案和设计思路，包括如何在三个东南亚案例研究的每个示例用例中部署这些方案。 第一部分：定义 全球案例及经验教训，东南亚地区本地情境 全球案例与经验教训 全球研究趋势与差距该研究对全球文献进行了全面回顾。作为这些工作的组成 部分，进行了文献计量分析，以确定全球类似学术研究的状态。我们发现，有关电动汽车（EVs）和电动汽车中心（EV hubs）的论文数量呈增长趋势，对这一主题的兴趣也在增加，主要的研究活动中心来自美国、中国、德国和日本。然而，大部分研究集中在电池充电和电动汽车的技术方面，而关于加油站改造或中心规划和设计的深入研究则相对较少。 新类型和设计 全球范围内，新的建筑类型和设计理念正在涌现，用于电动汽车充电中心的设计。我们公司在此领域已非常活跃。例如，电动汽车加油站®新一代加油站，是在我们建筑师与GRIDSERVE广泛合作的研究成果基础上诞生的，旨在解决现有充电基础设施的限制和挫败感。它代表着一种新型建筑类型和加油站的根本性演变。为公众和车队运营商服务，该设计将提供可靠的、超快速电动汽车充电，辅以一系列辅助服务，缓解续航和充电焦虑，提供前所未有的独特用户体验。 城市中的再利用案例 聚焦于更具体的全球加油站改造为电动汽车充电站的案例研究，发现了少数全球实例。英国的一个关键例子是壳牌EV充电中心，富勒姆。伦敦的壳牌EV充电中心为驾驶员提供了在充电的同时休息的设施，并配备了一个太阳能车篷作为站的替代能源。所有加油机和油罐都被移除并完全替换为电动汽车充电基础设施。通过重新设计内部电力馈线电缆，电动汽车充电点的安装成本得到了降低和简化。 当地情境在东南亚 东南亚各国在其电动汽车转型方面处于不同阶段，并存在特定的本地需求。 新加坡 新加坡旨在到2050年左右将陆地交通领域的碳排放减少80%。为实现此目标，政府制定了一份全面的电动汽车路线图以促进电动汽车的采用[1]。该路线图包括到2030年部署60,000个电动汽车充电点（其中40,000个为公共充电点，20,000个为私人充电点），并设定到2040年实现100%清洁能源车辆的目标。虽然新加坡在该地区电动汽车转型方面处于领先地位，但仍处于过程的早期阶段。电动汽车仅占全部汽车人口的1.2%，其注册率在2023年约为18.1%[2]。截至2023年7月，全岛已有超过3,600个充电点[3]。 印度尼西亚 印度尼西亚承诺在2060年或更早实现净零排放。国家政府声称将推广两轮和四轮电动汽车，到2025年分别达到180万辆和40万辆，到2030年分别达到1300万辆和200万辆。雅加达作为印度尼西亚的首都和最大城市，目前处于初始阶段，2021年电动汽车的采用率仅为0.1%，此外还存在充电基础设施不足且分布不均的问题[4]。为了鼓励电动汽车的采用并满足快速增长的充电需求，印度尼西亚政府计划到2025年建设6300个充电站和17000个电池更换站，这将使充电站数量到2030年分别增加到32000个和67000个。 马来西亚 马来西亚的电动汽车（EV）发展处于与印度尼西亚相对相似的阶段，电动汽车的采用率为0.3%[4]，拥有550个充电站。与其他地区的国家一样，马来西亚也寻求交通电气化，以帮助国家实现其净零排放的雄心。缺乏公共充电站也是马来西亚购买电动汽车的消费者最关心的问题[5]。为了促进电动汽车的销售，马来西亚承诺到2025年安装10,000个充电站。 第二部分：评估 地理位置分析：按城市分类的加油站 地理聚类分析：按城市分类 识别加油站类型学 评估方法 一款定制化的地理空间分析和聚类算法，用于识别加油站类型学。 聚类分析是一种数据分析技术，用于探讨数据集中自然发生的称为簇的组别[6]。聚类分析的关键目标是通过分析城市中加油站典型的地理空间特征来识别具有相似类型的“簇”。用于确定加油站类型的聚类分析工作流程总结在下图之中。 土地使用聚焦标准如下：i) 住宅城市形态；ii) 商业和商务城市形态 运输聚焦的标准包括：iii) 对战略路线的可达性；以及iv) 道路密度。 GIS空间数据分析为每个算法提供了识别聚类的基础输入。 该方法基于四个标准，其中两个与土地利用相关，另外两个与交通相关。 输入数据 800个分布在三个城市的现有加油站 地理空间分析 GIS空间数据使用四个标准跨越土地使用和交通方面 聚类分析 确定使用聚类算法的最优加油站类型数量。 输出 确定每个城市中汽油站的最佳聚类数量或类型。 第三部分：设计 未来三种案例研究类型的设计理念 设计不同再利用选项的构思理念 运输功能向更大用地功能的转变，以指导设计理念。在确定类型后，我们的研究随后探讨了具体的设计理念以及它们如何在每个城市的真实案例研究加油站中得到实施。 我们基于全球和本地最佳实践审查、城市交通和土地利用策略以及理解现有加油站特征的所学，确定了未来的典型类型。它们提供了一系列改造选项，范围从更大的…… 选项 1 加油站转换为电动汽车充电中心 • 有助于解决城市电动车充电缺口问题。• 主要需求来自交通使用者。• 在战略路线/走廊上重要，以支持长距离旅行。• 与新加坡相比，更适合印度尼西亚和马来西亚城市。更大的运输功能；更大的土地利用功能。 选项 2 加油站转变为具有电动汽车充电的多用途场所 • 有助于鼓励途中充电。旅行日记不受影响。• 有助于鼓励整合交通和土地利用规划。• 提升城市特色。• 更适合混用区域中的收藏家和当地道路。• 在三国均有潜在应用案例。 选项 3 归还土地，交通运输函数不再需要。 • 当充电需求由目的地充电或其他充电站满足时，是一个良好的选择。•利用机会将土地归还于自然或其他社区用途。• 由于平均旅行距离较短，以及在其他地方充电的可能性，包括在公共住宅区内充电，对于新加坡来说可能非常合适。 案例研究应用 选项1：加油站改造成电动汽车充电站（纯交通功能） 在这个设计方案中，新的电动汽车充电中心在解决城市战略路线上的电动汽车充电能力方面发挥着突出的交通功能。一个关键主题是效率与自动化（即无需或仅需少量员工）。作为一个现代化和全面的充电中心，它预计将服务各种类型的电动汽车以及各种充电方式，如直流快速充电和电池更换。此外，还包括太阳能板和储能系统等可再生能源系统。 这个选项提议将一个加油站转化为电动汽车充电中心。它作为一个纯粹的交通功能选项，帮助解决城市电动汽车充电缺口问题。电动汽车充电中心的主要需求来自交通用户，对于支持长途旅行的战略路线或走廊来说非常重要。我们为雅加达的Pertamina加油站的案例研究开发了设计理念，如下图所示。这个选择的加油站属于雅加达集群2的类型，具有低RUF（剩余使用寿命）、CUF（消费者使用频率）、ORD（订单）和中等ASR（平均服务速率）的地域特征。 计划部署以节省电力并在高峰时段转移过度需求。该充电中心的设计方案被提出，旨在解决充电能力问题，尤其是在密集道路网络区域或战略道路附近。 所选的加油站靠近一条连接雅加达和 Bekasi 区域的战略性主干道路，与选项 1 相匹配。它作为一个关键的交通焦点，被混合类型的车辆使用。 第四部分：行动 下一步/多标准评估框架 下一步：我们的评估框架 我们正在协助城市分析、重新评估和再利用其现有资产，以应对电动汽车转型的挑战。 结论 虽然许多关于电动汽车领域的研究都集中在车辆和充电技术上，但阿鲁普和南洋理工大学的研究项目则深入探讨了建筑环境的影响及将现有资产重新定位为整体城市规划的一部分的具体设计理念。它提供了一套多样化的选项框架，从以交通为中心的电动汽车中心到不再需要交通功能时的土地全面重新定位。 评估框架 作为研究项目的一部分，我们开发了一个多标准评估框架，以帮助指导未来加油站的使用，以便城市可以部署更详细的过渡策略作为下一步。该框架包括六个关键标准，涵盖战略和政策、需求和可及性等方面。 在未来的评估框架可由城市规划师应用于分析、重新评估和重新利用他们现有的资产以响应电动汽车转型。它允许针对不同地点的设计决策进行优先排序的方法。评估框架允许利用一套完整的评估标准——从电动汽车基础设施政策、对电网的影响、收入和利润、技术复杂性和成本到实施复杂性。这些标准可以整合为一个全面的评估系统，以评估现有加油站转型的机会。 该框架已被开发为： • 适应不同的情境• 全面的和综合的• 一致性和指导工具，适用于城市• 针对不同的标准做出回应不同层次的细节。• 适应不同的指示性评分技术• 用作通知实施计划 5. 德勤。2023年全球汽车消费者研究：东南亚视角。2023。 联系人： 金平安博士 副研究员（研究），新加坡国立大学（NUS）土木与环境工程学院 迈克尔·查德尼运输规划负责人，阿鲁普无效输入: michael.chadney@arup.comarup.com e: ceeongr@nus.edu.sg