这一系统将要求我们在如何监管和运营电网方面做出重大改变，包括计量、定价和资助关键的现代化项目，如扩大电网规模的电力存储。从电池设计的进步到确保快速充电站有朝一日无处不在，这一切都将依赖于密切的公私合作。这一愿景将面临巨大的惯性和阻力，因为它从根本上与当前电网运营商受监管的垄断思维、大型发电厂和依赖化石燃料的做法不一致。

尽管如此，过去几个月发生的事件表明，这种依赖化石燃料的系统正开始让路。现在的关键是培育一种转变。

通用汽车的声明是一个里程碑

通用汽车(General Motors)首席执行官玛丽•巴拉(Mary Barra) 1月底的声明是电动汽车发展的一个里程碑。虽然通用汽车将其目标描述为“雄心勃勃”，但这些目标的特殊性和雄心值得注意。事实上，它们是在与环境保护基金(Environmental Defense Fund)磋商后制定的，该基金在与大公司合作改善环境绩效方面取得了成功，这在汽车行业是第一次。

通用汽车绝不是唯一一家在电动汽车领域推出大胆举措的公司。福特的电气化计划比通用汽车更早，该公司正在推出野马和F-150卡车等标志性品牌的电动版本。大众表示，到2023年将在电动汽车领域投资300亿欧元(合358亿美元)，并承诺到2028年推出70款全新的全电动大众车型，预计大众集团的电动汽车销量将达到2200万辆。创业公司也越来越活跃，电动卡车创新者Rivian与亚马逊签署了一项大协议，购买Rivian的全电动送货车，而且似乎每个月都有新的中国电动汽车公司出现。

当然，特斯拉掀起了人们对电动汽车的兴奋之情，特斯拉计划在奥斯汀和柏林新建工厂。其上海工厂正在稳步提高Model 3的产量。与此同时，新的私营部门投资来源正涌入电动汽车和电池公司。

由于电池对电动汽车销量增长至关重要，该技术面临着成本、续航里程和充电时间等常见挑战。电池发展的第一个事实是，与计算机芯片的功率和速度呈指数级增长(即所谓的“摩尔定律”)不同，电池的关键性能指标没有理由期望呈指数级(而不是线性)改善。相对而言，与过去几十年推动IT/数字创新的硅芯片进步相比，你所读到的任何电池“突破”都只能带来增量收益。

新材料不断被探索，新设计也不断被探索。例如，替代锂离子电池中液态电解质的“固态”电池是有前景的，尽管还需要数年时间才能达到成本效益。此外，对现有设计的创新调整也会带来收益，比如将不同尺寸的电池组合在不同尺寸车辆的电池组中，以及更好的电池管理软件。

电池的续航里程已经达到了可以轻松满足大多数消费者日常通勤和出差需求的程度，但司机在长途旅行中仍然需要充电。因此，更快的充电时间现在成为人们关注的焦点。(丰田，由于其早期在混合动力系统(如普锐斯)和燃料电池电动汽车上的战略赌注，在提供电池电动汽车方面明显缓慢，现在承诺推出固态电池电动汽车-续航里程超过300英里10分钟今年的充电时间原型。)

中国在电池发展中发挥着关键作用

全球竞争是电池发展的关键因素，而中国是影响当今电动汽车各个方面的最重要力量:供应、需求、电池、基础设施和文化势头。中国的主导地位在一定程度上是由于其深思熟虑的产业政策，在推动国内汽车制造商设计和生产电动汽车的同时，促进了电池研发和电池供应链。这鼓励了像比亚迪这样以电池专家起家的公司发展成为汽车公司，这是其他地方没有的发展。

中国还拥有电池生产所需的充足锂和稀土供应，尽管远未达到垄断地位;随着经济形势变得更加有利，其他全球能源也在陆续投产。中国要求外国汽车制造商在中国境内生产用于国内销售的汽车，必须遵守许多规则，包括与中国汽车制造商合资经营(以促进技术和生产专业知识的转让)，将一定比例的生产用于电动汽车，并在这些汽车中使用中国制造的电池。

在协调区域和国家政策以支持电动汽车方面，欧盟紧跟中国。2020年，欧盟的电动汽车销量超过中国，达到140万辆，比2019年增长137%，尽管整体汽车销量下降了20%。这就是结果，观察人士说，绿色激励措施，许多新车型的到来，并加大推广力度。挪威以领先世界而闻名在人均电动汽车拥有率方面，2020年所有新车销量的一半以上是电动汽车。廉价的水力发电和近乎免费的充电是原因之一，但挪威对电动汽车和充电基础设施的税收补贴也是原因之一。与美国一样，与中国的竞争正推动欧盟发展自己的电池和电动汽车供应链，以避免单一来源的依赖，并保持较高的技术水平。

充电基础设施是一个瓶颈

鉴于汽车制造商目前承诺推出大量新电动汽车车型，充电基础设施正成为加快电动汽车普及的关键瓶颈。关于电动汽车和充电基础设施的“先有鸡还是先有蛋”的问题经常被引用，但一个更合适的类比(多亏了电影《梦幻之地》)可能是，“如果你建造了它，它们就会来。”

中国已经表明，在需求之前建设充电基础设施、通过创造文化动力感和解决续航里程焦虑来诱导购买是多么重要。A哥伦比亚大学报告这归功于中央政府对充电基础设施的大力支持，并制定了国家标准，只有一个充电接口。(美国有三个。)哥伦比亚大学的报告称，中国还集中收集了更多的电动汽车充电数据，而美国的充电网络有许多不同的所有者，很少进行协调分析。

在全球范围内，打破人们对电动汽车采用的消极和恐惧的心理平衡，向积极和自信转变，与正确把握经济形势同样重要。为此，在充电基础设施方面的投资如果能代表全线紧逼，即一次性投入大量资金，而不是逐步增长，将是最有效的。鉴于家庭充电将满足许多农村和郊区电动汽车车主的日常需求，应优先考虑安装在最具杠杆性的充电地点，即城市多功能建筑和用于长途旅行的州际公路附近。

虽然特斯拉为自己的客户提供自己的超级充电站的战略决定对其销售和公众对电动汽车的意识都产生了有益的影响，但我们不指望未来的充电站会由汽车制造商命名。相反，汽车制造商将与私营企业合作建设充电基础设施，但也将寻求政府投资。例如，通用汽车最近的声明包括承诺与EVgo合作，在未来五年内安装超过2700个快速充电站。

拜登政府正在支持一项关于电动汽车基础设施的重大努力，并计划这样做安装50万个独立充电器(是现有充电站的5倍)，有28000个充电站。拜登的计划到2030年可以满足美国一半以上的充电需求，并“刺激多达2500万辆电动汽车的销售”。据Inside ev报道。大力推动建立电动汽车充电基础设施也将创造成千上万的就业机会，这是推动美国交通部门脱碳的一个关键卖点。

一股越来越强大的力量强烈支持电动汽车的采用:一种新的电网方法的吸引力，这种方法是分散的，支持个人和社区能源自治、独立和灵活性。许多不同的力量——特别是试验改变网格规则并被高度宣传的试点项目——可以帮助促进这一愿景。

州和联邦政府扮演着重要角色

人们很容易将电动汽车市场上这些非凡的创新视为埃隆·马斯克(Elon Musk)等富有远见的企业家的产物。但私营部门和企业家是在一个法律和监管的世界里运作的。一种承认各州和联邦政府的重要作用的方法可以进一步加速电动汽车的转型。政府的行动包括旨在减少新机动车辆排放的法规，使用政府采购权力来刺激需求(联邦政府车队有60多万辆汽车)，以及用电动汽车取代内燃机汽车的重大财政激励措施。

加州等领先州也将在电动汽车转型中发挥重要作用。去年9月，加文·纽森州长发布行政命令设定了一个目标，即到2035年，该州销售的所有车辆都是零排放车辆。根据加州空气资源委员会的说法，这将使加州(30多年前采用了首个ZEV标准)“在2045年走上碳中和的道路”。

其他11个州，主要在东北部(科罗拉多州和华盛顿州是最近增加的)，也有ZEV标准。此外，I-95公路沿线的12个州和哥伦比亚特区还成立了交通与气候倡议组织，以促进更清洁的交通系统。该倡议最近启动了东北电动汽车网络该机构将与公共和私营部门合作，“协调整个东北部和大西洋中部地区的电动汽车基础设施规划和部署。”他们的目标是从新英格兰北部到华盛顿特区的无缝电动汽车

这样的愿望在十年前似乎遥不可及，但现在随着电动汽车转型势头的增强，它们已经触手可及。就在五年前，交通运输的排放量超过了发电的排放量，成为美国最大的温室气体排放来源，这凸显了加速电动汽车转型的重要性。如果应对气候变化需要我们“一切都电气化”，那么我们需要将电动汽车视为更大的能源生态系统的一部分，而不是一个独立的部分。电动汽车将受益于现代化的电网，并将在现代化中发挥至关重要的作用。同样，监管电网的政府官员以及支持电动汽车的政策也将确保这些创新有增长空间。所有人齐心协力的方法是通向清洁能源未来的唯一途径。

约翰·保罗·麦克杜菲是宾夕法尼亚大学沃顿商学院管理学教授，也是麦克创新管理研究所车辆和移动创新项目主任。莎拉·e·莱特是沃顿商学院法律研究和商业伦理副教授。