Vehicle to Grid (V2G) opladen wordt beschouwd als een van de volgende grote evoluties in de manier waarop we niet alleen beheren hoe we EV's gebruiken, maar ook hoe we energie in het algemeen gebruiken. In feite een tweerichtingsinterface tussen het elektriciteitsnet en de batterij van een EV, het is een enorme stap in de richting van slim energiebeheer waardoor we minder energie kunnen gebruiken en de CO2-uitstoot kunnen verminderen.
In wezen is het wat de naam doet vermoeden:een middel waarmee een elektrisch voertuig wordt gekoppeld aan het elektriciteitsnet.
Traditioneel was de stroom van stroom één richting, van centraal gegenereerde bronnen en stroomde in de batterij van een aangesloten EV. Net als elk ander apparaat of gadget dat moet worden opgeladen, trekken EV's gewoon stroom totdat ze volledig opgebruikt zijn, waarna het laadbeheer aan boord de inname van stroom automatisch stopt. De accu van de auto slaat vervolgens de verbruikte energie op om deze uitsluitend te gebruiken om hem van stroom te voorzien.
V2G maakt bidirectionele krachtstroom mogelijk. EV's kunnen zowel stroom van het net halen om op te laden als terug te ontladen in het net wanneer dat nodig is. Dit kan zijn wanneer de totale vraag naar stroom van het net hoog is, of wanneer hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- of windenergie vanwege weersomstandigheden niet zoveel stroom opwekken als normaal.
Op dit moment wordt vraag en aanbod van stroom van en naar het net grootschalig beheerd. De benodigde hoeveelheid stroom wordt geleverd door elektriciteitscentrales, windparken, zonne-energie, enzovoort, en het National Grid kan 'het gas hoger zetten' wanneer de vraag naar stroom toeneemt, of het verlagen wanneer het afneemt. Deze pieken en dalen zijn algemeen bekend, maar ze worden momenteel aangepakt met zeer brede, in plaats van verfijnde, mitigerende maatregelen die veel minder efficiënt zijn dan ze zouden kunnen zijn. Dit brengt aanzienlijke kosten met zich mee in termen van verspilde energie en emissies.
De behoefte aan V2G-technologie is meervoudig. Ten eerste, naarmate het aantal EV's op de wegen toeneemt, zal ook de vraag op het net toenemen. Studies hebben aangetoond dat het net de vraag kan bijhouden, maar dat wil niet zeggen dat het in zijn huidige vorm efficiënt zal zijn om dat te doen. En het feit is dat elektrische voertuigen weliswaar potentieel een probleem creëren, maar ook een centrale rol kunnen spelen bij het oplossen ervan.
V2G-technologie betekent dat opgeslagen energie in de batterij van een aangesloten EV kan worden teruggevoerd naar het net wanneer dat nodig is en kan worden aangevuld wanneer er minder vraag naar het net wordt gesteld. Het kan nodig zijn om stroom uit een EV te halen wanneer de groene generatie laag is, omdat het geen bijzonder winderige of zonnige dag is voor windturbines of zonnepanelen om effectief te zijn. Het kan ook de avondspits gladstrijken wanneer mensen thuiskomen en hun auto's en telefoons inpluggen en de waterkoker aanzetten. Stroom kan dan weer in EV's worden gestopt wanneer de vraag lager is, bijvoorbeeld 's nachts.
V2G helpt de pieken en dalen in vraag en aanbod glad te strijken zonder dat het net de gecentraliseerde, koolstofintensieve opwekking hoeft te vergroten. Het zal ook een centraal element vormen in de overgang naar smart grid-technologie, waar energiebeheer op een veel lokale schaal kan worden gedaan voor maximale efficiëntie.
In één woord, ja. Maar om daar details aan toe te voegen, ondanks dat het al in 2015 in het VK is uitgeprobeerd, gebeurt het nog steeds op zeer beperkte schaal.
'S Werelds grootste V2G-proeflocatie is gevestigd in Londen rond de vloot van elektrische bussen van TfL - de grootste van dergelijke vloot overal ter wereld. Het Bus2Grid-project maakt gebruik van de energie die is opgeslagen in de accu's van maximaal 28 elektrische bussen wanneer deze zijn aangesloten op het depot in het noorden van de stad. Ze kunnen indien nodig meer dan 1 megawatt terugleveren aan het net, waardoor het wordt gestabiliseerd.
Op dit moment is de regeling relatief kleinschalig en is gefinancierd door de overheid in samenwerking met verschillende instanties, waaronder Leeds University, UK Power Networks, TfL, busbedrijf Go-Ahead London en de busfabrikant, het Chinese bedrijf BYD. SSE Enterprise, dat de hardware-kant van de zaak beheert, denkt dat als de hele busvloot van Londen zou worden omgebouwd naar elektrisch, het V2G-aspect de stroomvoorziening voor maximaal 150.000 huishoudens zou kunnen verdelen.
Proefschema's voor individuen om te profiteren van V2G-laden vinden ook plaats in het VK. Orkney heeft sinds begin 2019 een kleinschalig proefprogramma, ReFLEX genaamd, is gebaseerd op micro-opwekking (10 procent van de huizen daar wekt hun eigen elektriciteit op) en gebruikt EV's als 'power sumps' om het net in evenwicht te brengen wanneer dat nodig is.
Electric Nation – een project van Western Power Distribution – heeft onlangs 100 V2G-compatibele Nissan EV-eigenaren gerekruteerd om deel te nemen aan een V2G-proef om te testen hoe het voor individuen kan werken. In tegenstelling tot veel andere dergelijke proeven nemen vijf verschillende elektriciteitsleveranciers deel die een betere spreiding van de gegevens zouden moeten bieden. Mike Potter, CEO van CrowdCharge (een onderdeel van Electric Nation), zei:“Vehicle-to-grid opladen is een geweldig concept, maar het is nog niet voldoende uitgeprobeerd op de Britse elektriciteitsnetwerken om het in een land te kunnen uitrollen. brede basis – vandaar de noodzaak van dit project. Deze proef zal de real-world effecten van V2G bestuderen en een slimme oplossing bieden voor het beheer van het opladen van elektrische voertuigen.”
Over Nissan gesproken, het heeft een voortrekkersrol gespeeld bij de ontwikkeling van V2G (deels omdat zijn EV's zijn gebouwd met de vereiste CHAdeMO-laadtechnologie - meer hieronder) in samenwerking met energieleveranciers zoals EDF in Europa en meest recentelijk E.ON hier in het VK . In samenwerking met E.ON heeft Nissan GB 20 V2G-laders geïnstalleerd in zijn Europees technisch centrum in Cranfield. Het wil het schema ook breder uitrollen.
Ten slotte heeft Octopus Energy al een voorsprong genomen door een complete V2G-bundel – Nissan LEAF en zo – aan klanten hier in het VK aan te bieden. Octopus werd afgelopen augustus gelanceerd en bood klanten een Wallbox V2G-oplader en een nieuwe 40 kWh Nissan LEAF aan voor een belachelijk redelijke £ 299 per maand. De afspraak was dat klanten hun auto minimaal 12 keer per maand tussen 18.00 en 05.00 uur aan het stopcontact moesten laten. Tijdens die nacht kon Ocotpus energie uit de auto's van klanten halen, maar in ruil daarvoor kregen de klanten £ 30 cashback.
Hoewel de technologie om wijdverbreide V2G te ondersteunen al bestaat, is deze niet overal beschikbaar voor alle EV's en alle energieleveranciers. De meest fundamentele beperking voor de brede toepassing ervan is het type laadverbinding dat EV's hebben.
Op dit moment is V2G-laden alleen mogelijk met de CHAdeMO-laadtechnologie. De ontwikkeling ervan is fundamenteel gebaseerd op het vermogen om energie in twee richtingen te stromen en de leden werken volgens gedefinieerde specificaties, testcriteria en certificering aan zowel de kant van de EV als de lader. Het heeft ook achterwaartse compatibiliteit, zodat de huidige systemen compatibel zijn met toekomstige ontwikkelingen. De nieuwste versie van CHAdeMO-opladen kan werken met gelijkstroomsnelheden tot 500 kW, dus hij is zeker klaar voor de toekomst.
Hier in het VK is Nissan de enige fabrikant die CHAdeMO-opladen op zijn EV's aanbiedt.
Het Combined Charging System (CCS), dat veel meer wordt gebruikt, is momenteel niet in staat om in twee richtingen te laden. Er zijn echter plannen om het zo te ontwikkelen dat voertuig-naar-huis (V2H) en vervolgens V2G-laden in 2025 worden ondersteund. Er is geen garantie - en het is zelfs onwaarschijnlijk - dat de huidige auto's die CCS gebruiken, in de toekomst V2G-compatibel zullen zijn.
Zoals u kunt zien, is het feit dat CCS bidirectioneel kan worden opgeladen een struikelblok voor de wijdverbreide uitrol van een effectief V2G-netwerk, zowel hier als in andere markten.
Het Future Energy Scenarios-rapport van de National Grid Electricity System Operator, dat in juli werd gepubliceerd, schat dat tegen 2050 tot 45 procent van de Britse huishoudens V2G-diensten zal leveren. is een best-case scenario. In het ergste geval zou slechts 10 procent van deze capaciteit worden bereikt.
Een andere factor om in gedachten te houden is dat de uitrol van V2G in eerste instantie waarschijnlijk traag zal zijn, waarbij de acceptatie door mensen met een achterstand zal overschakelen van interne verbranding naar EV. Het rapport suggereert dat deze vertraging kan variëren van vijf tot vijftien jaar. Die aanvankelijke traagheid is ook voornamelijk te wijten aan de vereiste ontwikkeling van CCS voordat het bidirectioneel opladen ondersteunt.
Marcus Stewart, hoofdadviseur, National Grid ESO, merkt op:"Het CCS-pad wordt begrepen en we zien niet al te veel V2G in het eerste deel van de scenario's. In 2050 varieert de opname van 5 tot 45 procent in alle scenario's, waarbij 45 procent de 'Leading the Way' vroege levering van Net Zero is. De twee andere Net Zero-conforme scenario's gaan uit van 11 procent en 26 procent in 2050. Dit weerspiegelt de onzekerheid rond de introductie van V2G.”
Aan de kant van de autofabrikant is Nissan de leider in V2G, maar anderen onderzoeken het - hoewel met name de komende Nissan Ariya alleen CCS zal zijn en niet geschikt voor V2G. BMW ontwikkelt zijn bidirectionele oplaadtechnologie en zou begin 2021 tests moeten hebben die een jaar duren. Het bedrijf roept andere belanghebbenden op – waaronder laadhardware en -beheer, communicatie-interfaces en energieleveranciers – om ook hun steentje bij te dragen.
Audi heeft onlangs aangekondigd dat het ook onderzoek doet naar bidirectioneel opladen als onderdeel van zijn doel om zijn wagenpark tegen 2050 CO2-neutraal te maken. Audi's onderzoek gaat echter meer over voertuig naar huis (V2H) dan V2G, en richt zich op mensen die hun huizen met zonnepanelen (fotovoltaïsche - of PV - systemen). In dit geval zou de auto fungeren als een gedecentraliseerd opslagmedium voor energie waarin door PV opgewekte energie zou kunnen worden ingevoerd wanneer deze het meest efficiënt werkt. Als PV niet zo effectief is, kan de energie uit de auto worden gehaald om het tekort aan te vullen. Een vooraf ingestelde laadstatus wordt in de auto gehandhaafd om ervoor te zorgen dat deze altijd klaar is voor gebruik als dat nodig is.
Audi denkt dat zijn huidige e-tron een gemiddeld huis wel een week van stroom kan voorzien, en aangezien een aparte omvormer niet nodig is, is het een zeer kosteneffectieve oplossing.
Ten slotte is Tesla een beetje een V2G-enigma omdat het aarzelde om het idee openlijk te omarmen vanwege de mogelijke degradatie van zijn batterijen en ook vanwege de relatief kleine omvang van zijn wagenpark. Er is echter bevestigd dat V2G-mogelijkheden zijn ingebouwd in de elektronische architectuur van Model 3 - ontdekt door een andere autofabrikant die een Model 3 heeft afgebroken, in plaats van officieel bevestigd door Tesla zelf. Er is algemeen bekend dat de omvormer in Model 3 volledig in staat is om niet alleen de AC-ingang naar DC te veranderen, maar deze ook van de DC-batterij terug te voeren naar de AC-zijde.
Een beperking voor Tesla om goed V2G-compatibel te worden, is het feit dat het een CCS2-verbinding gebruikt die, zoals hierboven vermeld, nog bidirectioneel moet zijn. Wat we wel weten over Tesla is dat het regelmatig voorop loopt, dus met plannen als Powerwall, Autobidder en de recente aanvraag om een energieleverancier hier in het VK te worden, is het niet zo moeilijk om te denken dat het bedrijf vijf jaar vooruitkijken op waar we nu staan.
Vehicle to Grid-technologie zal zeker een groot deel uitmaken van hoe we in de toekomst met energie omgaan. Hoewel het al beschikbaar is, betekenen de beperkingen van het hebben van de juiste auto – d.w.z. een Nissan – en de vereiste hardware dat het slechts een haalbare optie is voor een minderheid van EV-bezitters. Wees er zeker van dat het de komende vijf jaar aan kracht zal winnen, en zodra CCS bidirectioneel geschikt is, zal de technologie enorm in populariteit stijgen.
Op veel verschillende gebieden van de ontwikkeling van elektrische voertuigen en bredere wetgeving die van invloed is op onze transportkeuzes, lijkt 2025 een goede plek te zijn. Onze schatting is dat V2G, na een langzame zwangerschap in de komende jaren, dan mainstream zal worden.
