Så kan elbilar stå för halva effektbehovet

Om 6 av 10 bilar i Sverige är laddbara bilar kan deras batterier bidra med hälften av Sveriges effektbehov när det är som störst. Men än är tekniken vehicle to grid är långt från marknaden.

Personbilar brukar stå parkerade mer än 95 procent av tiden. Laddbilar skulle då kunna användas för andra ändamål.

Till exempel kan batterierna kapa effekttoppar i bilägarens hus. I stället för att ta el från elnätet för att driva disk- eller tvättmaskin på kvällen, när belastningen på elnätet brukar vara hög, kan energin tankas ur från elbilsbatteriet. På så sätt kan behovet av att bygga nya elnät minska.

Batterierna skulle också kunna utföra stödtjänster till elsystemet, till exempel genom att reglera frekvensen i elnätet.

Läs mer: Fem intressanta laddalternativ – vi fortfarande väntar på

Teoretiskt sett finns en mycket stor potential för tekniken som kallas vehicle to grid, ungefär från bil till elnät. I sin doktorsavhandling uppskattar Chalmersforskaren Maria Taljegård den till 14-114 GW för 3,8 miljoner laddbara fordon.

– Men i praktiken är nog potentialen för vehicle to grid i det lägre spannet, runt 10 eller 14 GW, säger Daniel Kulin, sakkunnig på e-mobilitet på intresseorganisationen Power Circle.

Bilarna kan underlätta omställningen

Även 10-14 GW är högt jämfört med när Sveriges elbehov är som störst. Topplasttimmen under den kallaste vinterdagen brukar ligga på 25-30 GW. Om laddbara fordon tillsammans kan stå till tjänst med 14 GW, skulle det alltså kunna täcka halva Sveriges effektbehov.

– Elsystemet i Sverige kommer aldrig att behöva mer än 14 GW, säger Maria Taljegård.

Grafik: Jonas Askergren. Fakta: Johan Kristensson, Linda Nohrstedt. Källa: Power 2 U

Antagandet om 3,8 miljoner laddbara fordon motsvarar 60 procent av personbilsflottan. I dag ligger siffrorna på knappt 100 000 laddbilar och 2 procent av personbilsflottan.

Antalet laddbilar väntas dock öka, framför allt i nybilsförsäljningen. Men det tar tid innan de når en hög andel av den totala fordonsflottan. Bil Sweden spår till exempel att 25 procent av alla personbilar är laddbara år 2030.

Med många bilbatterier som behöver laddas, ökar belastningen på elnätet. Men kan bilarna också fungera som rullande kraftkällor underlättas omställningen.

Knäckfrågan blir kontrollen över batteriets livslängd

För att potentialen i vehicle to grid ska kunna förverkligas så krävs att både bil och laddbox har teknik för dubbelriktad laddning och kommunikationsöverföring. I dag finns sådan teknik i nära 20 000 av de laddbara personbilarna i Sverige, enligt Power Circle. Men någon energi tankas så gott som aldrig ur från dessa bilar eftersom det knappt finns några laddstationer med vehicle to grid-stöd.

Läs mer: Så ska elnätet försörja fem miljoner elbilar

Stefan Gabrielsson, produktchef på företaget CTEK som utvecklar laddare, tror att det dröjer fem eller sex år innan vehicle to grid-teknik finns allmänt tillgänglig på marknaden.

– Elektrifieringen av fordonsflottan har tagit längre tid än man trodde. Och finns det inte så många bilar så är det inte så bråttom. Men intresset ökar nu när bilarna kommer, säger han.

Stefan Gabrielsson.Foto: CTEK

Den stora knäckfrågan är, enligt honom, om biltillverkarna kommer att gå med på att släppa kontrollen över batteriernas livslängd. Om en viss del av laddcyklerna används för annat än att driva bilen, blir det troligen färre cykler kvar för bilägarens körning. Därmed kan vehicle to grid-användning påverka biltillverkarnas garantiåtaganden för batteriernas kapacitet över tid.

– Frågan blir om biltillverkarna kommer att vilja släppa ifrån sig batterikapacitet, säger Stefan Gabrielsson.

Styrsignal saknas från lokalnäten

I dagsläget finns ingen gemensam standard för vehicle to grid i Europa. I slutet av året väntas laddstandarden ISO 15118 kompletteras med sådana tekniska specifikationer.

Japan har varit snabbare. Sedan 2014 finns den japanska laddstandarden Chademo för vehicle to grid. Nissan och Mitsubishi har Chademokontakter på sina bilar. De kan alltså ladda ur till elnätet om de ansluts till en laddbox med stöd för vehicle to grid.

De kontakter som används av övriga biltillverkare, CCS, Typ 1 och Typ 2, har ännu inte vehicle to grid-funktion.

I Sverige saknas också styrsignaler från lokalnäten. Det innebär att även om laddboxarna skulle utrustas med vehicle to grid-funktion så skulle de ändå inte veta när det omgivande nätet behöver el.

Pilotprojekt i Örebro och Kungsbacka

Trots dessa hinder pågår ändå två pilotprojekt om vehicle to grid i Sverige, ett i Örebro och ett i Kungsbacka. I Örebro är det allmännyttans Örebrobostäder som testar att låta en elbil från Nissan ge huset fastighetsel, medan det i Kungsbacka är kommunen som försöker öka egenanvändningen av solel med hjälp av de egna elbilarna.

Foto: Thomas Johansson/TT Foto: Thomas Johansson/TT

Tio V2G-laddare som kommunens elbilar kopplas upp mot har satts upp i Kungsbacka av Nissan, Eon och kommunen. Fem av laddarna är placerade vid stadshuset och bidrar med frekvensreglering i elsystemet och jämnar ut energianvändningen genom att de kapar effekttoppar i verksamheten.

De övriga fem sitter vid Teknikens hus och har inte frekvensreglerande funktion. Däremot är de sammankopplade med en solcellsanläggning på totalt 56 kW.

Flera pilotprojekt pågår världen över

I Örebro handlar det om två fastigheter som har försetts med en V2G-laddare vardera. En Nissan Leaf som körs av Öbo-anställda kan ansluta sig till laddboxarna.

Grafik: Jonas Askergren. Fakta: Johan Kristensson, Linda Nohrstedt. Källa: Power 2 U

Annars är det Tyskland, Nederländerna, Strobritannien, USA och Japan som det gäller att hålla koll på när det gäller pilottester av V2G-tekniken. Det menar åtminstone konsultbolagen Everoze och Evconsult i en sammanställning som publicerades hösten 2018. Totalt identifierades 50 olika projekt i hela världen, varav 25 i Europa, 18 i Nordamerika och sju i Asien.

Fler projekt har tillkommit sedan dess. Här är fyra – pågående eller avslutade – som har haft eller kan komma att få betydelse när tekniken ska gå från pilot till kommersiellt gångbar. Att Renault, Nissan och Mitsubishi är överrepresenterade beror på att de tre allianskompanjonerna står för över hälften av alla kartlagda projekt.

Foto: Andrei Dimofte/Creative Commons Foto: Andrei Dimofte/Creative Commons

1. Den portugisiska ön Porto Santo

Den lilla ön Porto Santo vid Madeira förlitar sig tungt på importerade fossila bränslen för elproduktionen. Öns mål på längre sikt är att bli Europas första fossilfria ö. I ett kortare perspektiv vill den öka andelen förnybar elproduktion från dagens 15 till 30 procent. Omställningen leder till ett behov av att kunna lagra energin över dygnet, rapporterar nyhetsbrevet Omev.

2018 lanserades därför ett demonstrationsprojekt där bland andra Renault och ABB ingår. Utrullningen började i somras och består av tre faser: 1. Införskaffande av 20 elbilar och 40 laddstationer. 2. Implementering av V2G-tekniken. 3. Installation av stationära energilager i form av använda bilbatterier.

Projektet verkar ännu befinna sig på ett tidigt stadium, men är intressant att följa eftersom öns isolerade läge gör effekterna enklare att mäta.

Foto: Parker Project Foto: Parker Project

2. Parkerprojektet i Köpenhamn

I september 2016 blev Danmark först i världen med en kommersiell så kallad V2G-hub. Tio enheter kapabla att mata ut elenergi från lika många elskåpbilar installerades vid det danska elbolaget Frederiksberg Forsynings kontor i Köpenhamn. Bakom projektet står även bland andra Nissan, energibolaget Enel samt det amerikanska V2G-bolaget Nuvve.

I slutet av 2018 avslutades projektet. Utöver att de tio bilarna användes för daglig körning hölls de uppkopplade mot nätet i snitt 100 timmar per vecka och bil. Totalt 130 000 kWh återfördes till elnätet under projekttiden, motsvarande förbrukningen för 21 villor.

Varje bil genererade i snitt 1 860 euro, motsvarande knappt 20 000 kronor, i intäkter varje år för energin de levererade ut på nätet. Deltagarna konstaterade att V2G har potential, men att regleringar och skattesystem behöver förändras.

Foto: Dreev Foto: Dreev

3. Jätteprojekt planeras i Storbritannien

Amerikanska Nuvve och det franska elbolaget EDF bildade i mitten av 2019 samriskbolaget Dreev. Syftet är att lansera V2G-tekniken på flera marknader.

För Storbritannien finns det specifika målet 1 500 V2G-laddare, vilka skulle kunna erbjuda hela 15 MW i tillgänglig effektreserv vid tillfällen då elnätet är satt under press. Det motsvarar behovet för 4 000 villor, enligt Dreev.

4. M-Tech Labo

Tidigt V2G-projekt i Japan som pågick mellan 2010 och 2013, och där själva tekniken demonstrerades under ett år.

Fem Mitsubishi iMiev användes för att kapa effekttoppar vid en av företagets anläggningar. Bilarnas batterier var små (16 kWh) med dagens mått, liksom laddarna (3 kW).

Hela systemet bestod av solceller om 20 kW, de fem elbilarna samt ett stationärt energilager av använda elbilsbatterier på 80 kWh. Det var endast igång vardagar 13–16 och överförde då mellan 30–50 kWh, vilket innebar att anläggningens effektbehov kunde kapas med i snitt 12,7 procent.

Flera olika begrepp

Vehicle to grid (V2G) är en teknik för dubbelriktad laddning. Elnätet kan förse elbilen med energi och elbilen kan leverera energi tillbaka till elnätet. På så sätt kan elbilarnas batterier till exempel bidra med frekvensreglering i elsystemet.

Dessutom finns en teknik mer anpassad för enskilda hushåll, kallad vechicle to home eller vehicle to building (V2H eller V2B). V2H behöver inte vara kopplat mot elnätet som V2G, utan kan verka innanför husets elmätare, gärna tillsammans med solceller. Men det går förstås även att kombinera V2H med V2G.
För att vehicle to grid ska fungera måste bilen och laddboxen kunna prata med varandra. Av de olika kontakttyperna kommunicerar Chademo via CAN buss, vilket innebär att signalerna överförs via en dataledning. I kontakttyperna CCS, Typ 1 och Typ 2 sker kommunikationen via Control Pilot-ledaren i så kallad powerline communication, PLC.
Kommunikationen kan också ske via wifi, till exempel vid induktionsladdning.

Växelström eller likström

Tekniskt sett spelar det ingen roll om bilen lämnar ifrån sig likström eller växelström. Men det påverkar kostnaden och behovet av kringutrustning.
Likström är det enkla för bilen. Då är det laddboxen som omvandlar likström till växelström och anpassar strömmen till elnätets förutsättningar.
Växelström är det enkla för laddboxen. Bilen behöver då ha kraftelektronik som omvandlar likström till växelström. Laddboxen måste också ge bilen specifik information om hur el ska överföras till elnätet.

Utvecklingen av standarden fokuserar på att bilen ska lämna ifrån sig likström.

Linda Nohrstedt

Johan Kristensson

Mer om: Elbilar Elsystem

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt