Nooit meer dom laden: over smart charging en V2G

Een gezin gebruikt gemiddeld 10 Kwh per dag. De accu van een elektrische auto kan vaak met gemak 60 Kwh opslaan. Wanneer we een lege accu van een elektrische auto volledig opladen, slaan we dus het dagverbruik van zes huishoudens op in één auto. Momenteel wordt de energie van die zes huishoudens alleen gebruikt voor het aandrijven van de auto. Met onze Europese ambities in elektrische vervoer, betekent dat we enorm veel druk gaan uitoefenen op onze energievoorraad en netcapaciteit. Dat terwijl diezelfde auto gemiddeld 95 procent van de tijd stilstaat. Dat kunnen we veel slimmer inrichten.

Verreweg het grootste gedeelte van onze huishoudelijke apparaten gebruikt direct de energie die door het apparaat wordt opgevraagd: de koelkast, televisie of wasmachine hoef je niet eerst op te laden om het te gebruiken. Een elektrische auto moet je wel opladen en dat maakt dat je kunt spelen met wanneer je deze energie opvraagt. Dat is belangrijk omdat het aantal elektrische auto’s en daarmee de belasting van het elektriciteitsnet snel stijgt: de Europese Commissie streeft naar 30 miljoen elektrische auto’s in 2030 en Nederland naar 2 miljoen. Enkele Europese landen zijn daarom begonnen met Smart Charging. Dat betekent dat de auto niet meteen wordt opgeladen wanneer de stekker in het stopcontact wordt gestoken, maar op een slimmer moment: wanneer veel duurzame energie voorhanden is en/of het elektriciteitsnet slechts licht wordt belast, bijvoorbeeld midden in de nacht. Smart Charging is daarbij een belangrijke oplossing tegen het weggooien van duurzame energie (curtailment, zie kader) en tegen overbelasting van het net.

Volgende stap: ontladen van de elektrische auto

Onze elektriciteitsvraag zal in de toekomst steeds meer toenemen. Niet alleen elektrische auto’s vragen steeds meer energie, ons werk en huishouden vraagt meer elektriciteit en de gasaangedreven centrale verwarming wordt veelvuldig vervangen door een warmtepomp. Zonne-energie is hierbij een belangrijke duurzame oplossing, maar heeft als belangrijke uitdaging dat je de opgewekte energie meteen moet gebruiken, omdat het bouwen van een aparte accu voor de opslag van zonne-energie in veel gevallen nog te kostbaar is. Door de accu van de auto via een Vehicle-to-Grid (V2G) laadpaal in te zetten als  energiebuffer, leveren we een belangrijk antwoord op deze uitdaging.

De elektrische auto wordt met deze V2G laadpaal niet alleen op een slim moment geladen, maar kan ook door deze laadpaal worden ontladen en ingezet op het netwerk, wanneer er te weinig duurzame energie voorhanden is (bijvoorbeeld omdat de zon niet schijnt, of omdat er te weinig is voorspeld door de netbeheerder). Zo wordt de accu van de elektrische auto multi-functioneel – als aandrijver van de auto én als batterij voor ons energienetwerk. Daarvoor heeft de auto niet alleen voldoende capaciteit (met 60 kWh zou een gemiddeld gezin immers zes dagen stroom kunnen halen uit een de elektrische auto), maar ook voldoende vermogen. Elke auto kan 10 kW tot 20 kW vermogen terugleveren aan het net, wanneer deze aan de laadpaal staat. Genoeg om twee tot drie huishoudens tegelijkertijd van stroom te voorzien.

Een rekensom:

In 2030 is de verwachting dat het energienet in Nederland een vermogen moet dragen van bijna 50 GW en dat er 2 miljoen elektrische auto’s rondrijden. Stel dat 1/8 van de auto’s in Nederland bidirectioneel kan laden en ontladen via een V2G-laadpaal. Dan is er in Nederland 250.000 * 10kW oftewel 2,5 GW aan direct vermogen beschikbaar voor energielevering. Dit is heel veel als we het afzetten tegen de 100 MW aan primaire reservevermogen dat in Nederland nodig is voor de stabilisering van het elektriciteitsnet. Als alle elektrische auto’s V2G auto’s zouden zijn, dan kunnen de elektrische auto’s zelfs 40 procent van het vermogen dragen.

Dat houdt dus een gigantische opslag- én leveringscapaciteit in. Een capaciteit die door de aanschaf en het gebruik van elektrische auto’s door particulieren en bedrijven welhaast gratis beschikbaar komt voor netbalancering. Op lokaal niveau in wijken en buurten is deze opslagcapaciteit van direct belang. ZenMo, het aan de  TU Eindhoven verbonden onderzoeksinstituut, heeft in opdracht van DeeldeZon een interactief simulatiemodel ontwikkeld.

Uit dit model blijkt dat wanneer in onze pilotbuurt 40 elektrische auto’s tegelijk laden, het net overbelast raakt. In combinatie met de extra belasting door de warmtepomp (waardoor fossiel gas wordt vervangen voor elektriciteit en het verbruik van een huishouden jaarlijks wordt verdubbeld), is de kans op congestie vrijwel zeker. Uit dit model blijkt dat bij een juiste mix van slimme laadpalen én  vehicle-to-grid (V2G) laadpalen in de wijk, het lokale net niet wordt overbelast. Door juiste laadtechnieken wordt de elektrische auto in plaats van een last, een lust wordt voor de wijk.

Autobezitters kunnen door het inzetten van hun elektrische auto als batterij voor de wijk, kleine energieleverancier worden en geld verdienen aan het terugleveren aan het energienetwerk, of geld besparen door zoveel mogelijk hun auto op te laden met hun ‘eigen zonne-energie’ en vervolgens hiermee voorzien in de eigen behoefte door de stroom op een later moment weer uit de auto te halen.