Als je een typische Amerikaan bent, kom je thuis van je werk en begin je met het omdraaien van schakelaars en het draaien van knoppen – de was doen, eten koken, tv kijken. Omdat zoveel andere mensen hetzelfde doen, is de belasting van het elektriciteitsnet in woonwijken momenteel het grootst. Deze vraag zal alleen maar groeien naarmate de wereld zich afwendt van fossiele brandstoffen, waarbij steeds meer mensen inductieovens, warmtepompen en dergelijke gaan kopen elektrische voertuigen.
Dat is een uitdaging voor nutsbedrijven, die nu al krakende netwerken in de VS beheren terwijl ze proberen aan de groeiende vraag naar energie te voldoen. Daarom proberen ze nu elektrische auto’s van een last in een zegen te veranderen. Steeds meer modellen beschikken bijvoorbeeld over ‘vehicle-to-grid’- of V2G-mogelijkheden, wat betekent dat ze indien nodig stroom naar het elektriciteitsnet sturen. Anderen experimenteren met wat actief gecontroleerd opladen wordt genoemd, waarbij algoritmen haperen als elektrische auto’s opladen, in plaats van dat ze allemaal energie onttrekken zodra hun eigenaren de stekker in het stopcontact steken. Het idee is dat sommige mensen later opladen, maar nog steeds een volle batterij hebben als ze ’s ochtends naar hun werk gaan.
Een nieuwe rapport van de Brattle Group, een economisch en energieadviesbureau, uitgevoerd voor EnergyHub, dat dergelijke technologie ontwikkelt, heeft gegevens uit de praktijk van eigenaren van elektrische auto’s in de staat Washington gebruikt om het potentieel van deze aanpak aan te tonen, zowel voor nutsbedrijven als voor bestuurders. Ze ontdekten dat een actief beheerd laadprogramma elk jaar tot $ 400 per EV bespaart en dat de voertuigen ’s ochtends nog steeds volledig opgeladen waren. Nutsbedrijven lijken ook te profiteren, aangezien de herverdeelde vraag resulteert in kleinere pieken in de vroege avond. Dat zou op zijn beurt betekenen dat een nutsbedrijf dure upgrades – die ze nodig hebben om de toegenomen elektrificatie mogelijk te maken – kan uitstellen en de belastingbetaler geld kan besparen.
Actief beheerd opladen werkt met iets dat ‘gebruikstijd’ wordt genoemd, waarbij een nutsbedrijf verschillende tarieven in rekening brengt, afhankelijk van het tijdstip van de dag. Tussen 16.00 en 21.00 uur, als de vraag groot is, zijn de prijzen ook hoog. Maar na 21.00 uur vallen ze. Eigenaars van elektrische auto’s die tot later op de avond wachten met opladen, betalen minder voor hetzelfde vermogen.
Prijzen op het moment van gebruik ontmoedigen het energieverbruik wanneer de vraag het grootst is, verlichten de belasting en verminderen de hoeveelheid elektriciteitscentrales die moeten produceren. Maar niets houdt iedereen tegen om aan te sluiten zodra de goedkopere prijzen om 21.00 uur beginnen. Naarmate de acceptatie van elektrische voertuigen toeneemt, kan dit coördinatieprobleem een nieuwe stijging van de vraag veroorzaken. “Een elektrische auto kan op zichzelf al tweemaal de piekbelasting van een gemiddeld huis leveren”, zegt Akhilesh Ramakrishnan, managing energy officer bij Brattle Group. “Je komt op het punt waarop ze anders moeten worden beheerd.”
Dit is waar actief beheerd opladen een rol speelt. Met behulp van een app geeft een eigenaar van een elektrische auto aan wanneer hij zijn auto moet opladen en hoeveel lading zijn accu gedurende de dag nodig heeft. (De app leert na verloop van tijd ook te voorspellen wanneer een voertuig de stekker uit het stopcontact haalt.) Als ze om 18.00 uur thuiskomen, kan de eigenaar verbinding maken, maar begint de auto niet met opladen. In plaats daarvan wacht het systeem tot een bepaald punt in de nacht voordat het sap wordt ingeschakeld, waardoor er voldoende tijd is om het voertuig vóór het opgegeven uur volledig op te laden. “Als klanten ons niet vertrouwen om ze daar te krijgen, zullen ze ons niet toestaan hun voertuig effectief te controleren”, zegt Freddie Hall, een datawetenschapper bij EnergyHub.
De gemiddelde bestuurder rijdt slechts 30 mijl per dag, voegde Hall eraan toe, en heeft elke nacht ongeveer twee uur opladen nodig. Door veel auto’s actief te beheren in de buurten kan het systeem de vraag gelijkmatiger over de nacht verdelen: mensen gaan eerder of later naar hun werk dan hun buren, voertuigen met grotere accu’s hebben meer tijd nodig om op te laden, en sommige zullen bijna leeg zijn, terwijl andere mogelijk moeten worden bijgetankt.
Ze krijgen allemaal nog steeds de lagere tarieven met prijzen op basis van gebruikstijd, maar ze belasten het elektriciteitsnet niet op alle oplaadbeurten op 21-jarige leeftijd. “De resultaten zijn eigenlijk heel veelbelovend in termen van het verminderen van piekbelastingen”, zegt Jan Kleissl, directeur van het Center for Energy Research van de Universiteit van Californië, San Diego, die niet bij het rapport betrokken was. “Het toont een groot potentieel voor het verlagen van de kosten van het opladen van elektrische auto’s in het algemeen.”
Met actief beheerd opladen kan het elektriciteitsnet twee keer zoveel elektrische auto’s huisvesten voordat een nutsbedrijf het systeem moet upgraden om de extra belasting aan te kunnen, aldus het rapport. (En denk eens aan alle extra energievraag van zaken als datacenters.) Deze kosten worden onvermijdelijk doorberekend aan alle belastingbetalers. Maar, zo merkt het rapport op, actief beheerd opladen zou deze upgrades met wel tien jaar kunnen vertragen. “Als elektrische voertuigen groeien, zullen er, als je deze oplossingen niet implementeert, nog veel meer upgrades plaatsvinden en dat zal voor iedereen tot prijseffecten leiden”, aldus Ramakrishnan.
Tegelijkertijd kunnen elektrische auto’s deze tarieven op de lange termijn helpen verlagen dankzij V2G, een aparte nieuwe technologie. Hiermee kan een nutsbedrijf elektrische auto’s in garages gebruiken als een groot netwerk van back-upstroom. Dus als de vraag toeneemt, zullen deze voertuigen kan stroom naar het elektriciteitsnet sturen waar anderen gebruik van kunnen makenof gewoon het huis bevoorraden waarin ze zitten, waardoor de structuur feitelijk van het elektriciteitsnet wordt verwijderd en de vraag afneemt. (En denk aan alle vloten van elektrische voertuigen, zoals schoolbussen, met enorme batterijen om als extra stroom te gebruiken.) Met al die reserve-energie hoeven nutsbedrijven misschien niet zoveel dure batterijfaciliteiten zelf te bouwen, projecten waarvoor de belastingbetaler niet de rekening hoeft te betalen.
Actief gecontroleerd opladen en V2G zouden kunnen samenwerken, waarbij sommige batterijen om 18.00 uur ontladen omdat ze energie leveren en later ’s nachts weer worden opgeladen. Maar dat ballet vergt meer experimenten op grote schaal. “Hoe gaan we het inpassen om een batterij te ontladen en ’s nachts op te laden?” zei Hall. “Omdat je het de volgende dag in huis wilt hebben.”
Om de uitstoot van broeikasgassen zo snel mogelijk terug te dringen, heeft de wereld meer elektrische auto’s nodig. Nu is het alleen een kwestie van ervoor zorgen dat ze het internet ten goede komen, in plaats van het te belasten.
Dit artikel verscheen oorspronkelijk in Korrel.
Korrel is een non-profit, onafhankelijke mediaorganisatie die zich toelegt op het vertellen van verhalen over klimaatoplossingen en een rechtvaardige toekomst. Meer informatie op Grist.org
