Bidirectioneel thuisladen kan fors bijdragen aan flexibiliteit Nederlandse energiesysteem

ElaadNL is het Nederlandse kenniscentrum voor het slim en duurzaam opladen van elektrische voertuigen. Nazir Refa, Team Lead Data Analytics: ‘Wij doen veel data- en marktonderzoek, bijvoorbeeld vanuit het perspectief van het elektriciteitsnet en laadinfrastructuur, en maken scenario’s over elektrisch vervoer. Zo krijgen netbeheerders een idee van de extra vermogensvraag in de toekomst en weten overheden wat ze kunnen verwachten van de laadbehoefte.’

Geen verre toekomst
Refa en collega’s publiceerden begin augustus het rapport ‘Bidirectioneel laden: welke kant gaat het op?’ De centrale vraag: wat is de impact op het stroomnet wanneer steeds meer elektrische auto’s niet alleen uit het net kunnen laden, maar daar ook stroom aan kunnen terugleveren – vehicle to grid (v2g)? Die is actueel, gezien de Nederlandse congestieproblematiek en omdat bidirectioneel laden geen verre toekomst meer is; veel fabrikanten van elektrische voertuigen en laadinfra kondigen aan dat het binnenkort beschikbaar is. Sinds kort wordt v2g bovendien daadwerkelijk in de praktijk gebruikt in Nederland – in het project Utrecht energized.

Opschaling bij thuisladen
‘De vraag is dan ook hoe v2g grootschalig te implementeren en wat het effect kan zijn; in welke mate het kan bijdragen aan het ontlasten van ons stroomnet’, aldus Refa. ‘In ons onderzoek focusten we op thuisladen, op eigen terrein van huishoudens. Dat is de businesscase waarbij de opschaling van v2g als eerste op gang komt. De elektrische auto is een grote batterij op wielen. Bij bidirectioneel laden biedt die de mogelijkheid om er stroom in op te slaan, bijvoorbeeld wanneer de prijs van stroom uit het net en uit je zonnepanelen laag is. Die stroom kun je op een later moment gebruiken in je huis of terugleveren aan het net.’

Altijd aan de stekker
In 2050 is de gehele vloot aan personen- en bestelauto’s, ruim 11 miljoen in totaal, volledig geëlektrificeerd. Ze kunnen allemaal bidirectioneel laden. Personenauto’s laden 19 procent van de tijd bij de woning, bestelauto’s 9 procent. Thuis zijn de elektrische auto’s voortdurend aan de stekker aangesloten. Ze laden wanneer de stroom het goedkoopste is, leveren terug als de prijs hoog is en gebruiken zoveel mogelijk eigen stroom van zonnepanelen. Met deze uitgangspunten berekenden de onderzoekers het flexibele vermogen van elektrische auto’s in 2050.

Conservatieve inschatting
Refa: ‘We combineerden dus diverse verwachtingen: het aandeel thuisladen, laadprofielen, de toename van elektrische mobiliteit en 100 procent adoptie van vehicle-to-grid in 2050. Gemiddeld komen we dan uit op 1 tot 2 kilowatt per voertuig aan teruglevering in de piekuren. Onder de streep betekent dat 4,5 gigawatt flexibel vermogen in 2050 dat aan het elektriciteitsnet kan worden geleverd. Dat is bijna een vijfde van de huidige piekvraag in Nederland: zo’n 22 gigawatt. In 2050 is die vraag volgens Netbeheer Nederland 46,9 tot 61,7 gigawatt. Niettemin hebben we het dan nog steeds over een significante bijdrage aan flexibiliteit in ons energiesysteem. Temeer omdat we een conservatieve inschatting maakten en alleen focussen op de usecase thuisladen.’

Dynamisch tarief
Hoe realistisch is het scenario van de onderzoekers van ElaadNL? Ze constateren dat vehicle-to- grid voor mensen met een enkeltarief en dubbeltarief energiecontract financieel gezien niet interessant is. Bij een dynamisch tarief is dat echter wel het geval. Er ontstaan verschuivingen in het thuisverbruik: tijdens de avondpiek op het elektriciteitsnet – tussen 5 en 9 uur – wordt gemiddeld gezien energie teruggeleverd en de laadpiek verschuift naar de nachtelijke uren – wanneer het rustig is op de lokale netten. De adoptie van dynamische energiecontracten is dus van belang.’

Zonnepanelen
‘Daarnaast werken de netbeheerders aan variabele nettarieven voor het gebruik van het net’, aldus Refa. ‘Wanneer die ingevoerd worden, ergens de komende jaren, maakt ook dat v2g financieel interessant. Beide zijn dus relevant. Dat geldt ook voor zonnepanelen, waarvoor we specifieke use- cases berekenden. Je kunt je elektrische auto straks gebruiken om meer zelfconsumptie te realiseren, en overschot aan het net te leveren wanneer je er een goede prijs voor kunt krijgen.

Interoperabel en schaalbaar
Nog een afhankelijkheid die Refa noemt, betreft de benodigde ICT-systemen. Die moeten op orde zijn. Bidirectioneel thuisladen is mooi, maar om het maximale eruit te halen, moet alles binnen het huishoudelijke energiesysteem naadloos samenwerken: de auto, de lader, thuisbatterij, warmtepomp en zonnepanelen. Het aan elkaar knopen van deze apparaten, interoperabel en schaalbaar, vereist open en gestandaardiseerde protocollen voor een home energy management systeem (HEMS). ElaadNL borduurt hierop voort en werkt onder andere samen met Flexiblepower Alliance Network (FAN) aan een interoperabele oplossing voor HEMS en energie-intensieve apparaten in en om het huis.

Totale plaatje
Refa: ‘Om v2g daadwerkelijk van de grond te krijgen, moeten we vooral inzetten op open protocollen en standaarden. Daarmee voorkomen we een vendor lock-in: waarbij consumenten afhankelijk zijn van één fabrikant of energieleverancier wat betreft slim en bidirectioneel laden. De conclusie is dat het totale plaatje moet kloppen: regelgeving, adoptie en techniek. Als we daar tegen het einde van 2030 de belangrijke stappen in hebben gezet, dan levert bidirectioneel laden in de twee decennia daarna een zeer belangrijke bijdrage aan een duurzaam, flexibel en betrouwbaar Nederlands energiesysteem.’