Vehicle-to-Grid

Vehicle-to-Grid

Wat is Vehicle-to-Grid?

De elektrische wagen verschijnt meer en meer in het straatbeeld en is in de toekomst niet meer weg te denken. Deze wagen heeft enkele belangrijke voordelen tegenover de klassieke brandstofwagen. Elektrische wagens brengen geen uitlaatgassen in de omgeving en verbeteren zo de lokale luchtkwaliteit in steden en langs de weg. Het gebruik van CO2-neutrale hernieuwbare energie zoals zonne-energie of windenergie om de elektrische wagens op te laden zorgt voor een broeikasgasreductie in de transportsector. Een probleem bij hernieuwbare energie is de natuurlijke variabiliteit van de energiebron. De zon schijnt enkel overdag en de wind blaast niet altijd even hard. Deze problematiek kan aangepakt worden met behulp van het concept ‘van voertuig naar het net’ ook wel Vehicle-to-Grid (V2G) genoemd. Een elektrische auto die gekoppeld is aan een laadpaal kan dankzij V2G zowel opladen als elektrische stroom terug in het elektriciteitsnet sturen. Zo wordt de nodige flexibiliteit geboden aan het elektriciteitsnet.

Waarom is V2G nodig?

Het elektriciteitsnet moet op elk moment van de dag gebalanceerd zijn. Dit betekent dat de elektriciteitsgeneratie continu gelijk moet zijn aan de afname van elektriciteit. Vroeger was het vaak een kwestie van “generatie volgt de vraag”. Door de sterke opkomst van hernieuwbare energie wordt dit steeds moeilijker. De reden is dat veel hernieuwbare energietechnologieën afhankelijk zijn van weersomstandigheden (zoals zon en wind) en dus niet controleerbaar zijn. Het gebrek aan controle over de generatie zorgt voor complicaties om elektriciteitsvraag en -aanbod op elk moment gelijk te houden. Dit komt vooral doordat de opslag van elektrische energie niet eenvoudig noch goedkoop is.

Mogelijke oplossingen voor dit probleem zijn het flexibeler maken van de vraag naar elektriciteit en het opslaan van elektrische energie. De elektrische wagen is de ideale kandidaat om beide taken te vervullen. De batterij van de wagen kan gebruikt worden om elektrische energie op te slaan als er een overproductie is aan elektriciteit en terug in het net te sturen als de elektriciteitsvraag de generatie overstijgt. V2G zorgt dus niet alleen voor een flexibele vraag naar elektriciteit, maar ook voor de mogelijkheid om de batterij te gebruiken als kleine productie-eenheid. Door deze diensten kan het net optimaler werken. 

Meer verdienen aan je elektrische auto?

Een belangrijke taak van Elia, de netbeheerder van België, is het balanceren van het elektriciteitsnet. Hiervoor koopt Elia verschillende stabiliteitsreserves aan. Deze reserves worden dan ingezet indien er een tekort of overschot is aan elektriciteitsgeneratie. De batterij van een elektrische wagen kan zowel elektriciteit opnemen als terug in het net sturen en functioneert dus als een bidirectionele reserve. Een enkele batterij is te klein om significante flexibiliteit te voorzien. Een aggregator heeft als functie meerdere kleine bronnen van flexibiliteit samen te brengen en als geheel op de markt te verkopen als stabiliteitsreserve. Via een aggregator kan een elektrische wagen deelnemen aan V2G. Uiteraard moet de eigenaar van de wagen via de aggregator vergoed worden voor het beschikbaar stellen van de wagen. De vergoeding voor de eigenaar moet groter zijn dan de kosten voor het beschikbaar stellen van de elektrische wagen. Op die manier kunnen mensen winst maken door deel te nemen aan V2G en is de motivatie voor deelname groter.

Je wagen als thuisbatterij

Het simpele concept V2G kan uitgebreid worden. In plaats van elektriciteit van en naar het net te sturen kan ook elektriciteit van en naar een woning gestuurd worden. Dit biedt zeer veel voordelen indien het bijvoorbeeld te combineren valt met zonnepanelen. Overdag zullen zonnepanelen veel elektrische energie produceren maar wordt er binnenshuis weinig elektriciteit verbruikt, terwijl het ‘s avonds juist andersom is. De elektrische wagen kan dan dienen als buffer tussen de middag en de avond. Indien de auto bijvoorbeeld in het weekend thuis staat, kan deze opladen over de middag en terug ontladen ‘s avonds wanneer het donker wordt buiten en er nog steeds elektriciteit nodig is in huis. Zeker nu de slimme meter voor zonnepanelen de standaard wordt, zal dit een groot voordeel bieden. De slimme meter meet hoeveel stroom geïnjecteerd wordt in het net en wat de afname is van het net. Indien een prijs betaald moet worden om elektrische stroom terug naar het net te sturen, kan de elektrische wagen als thuisbatterij dus zeker een voordeel bieden doordat deze de zelf-consumptie van elektrische energie stimuleert.

Technische uitdagingen

Het toepassen van V2G brengt heel wat uitdagingen met zich mee. Het gebruiken van een batterij leidt tot de degradatie ervan. Hiervoor moet de eigenaar van de elektrische wagen gecompenseerd worden. Ook moet geïnvesteerd worden in bidirectionele laadpalen. Deze zijn duurder dan standaard laadpalen omdat de elektriciteit nu in twee richtingen kan stromen en dus een duurdere bidirectionele omvormer nodig is. Bovendien moet nagedacht worden over de implementatie van V2G. Waar komen de laadpalen? Wanneer zijn de wagens beschikbaar? Wanneer laden/ontladen de wagens? Hoeveel energie moet er minstens in de batterij blijven? Dit en nog vele andere vragen moeten beantwoord worden met duidelijke software en communicatietools ontworpen voor V2G. 

Een andere uitdaging voor V2G is de concurrentie met andere technologieën die goedkoper flexibiliteit kunnen aanbieden voor het net, waardoor V2G pas na deze alternatieve reserves in aanmerking komt. Momenteel zijn er veel verschillende laadpalen voor verschillende merken van elektrische wagens. In de toekomst kan gewerkt worden naar een universele  bidirectionele laadpaal om de kosten te drukken via massaproductie en om alle elektrische wagens de mogelijkheid te bieden om aan V2G deel te nemen. 

Heeft V2G toekomst in België?

Opdat V2G zou slagen in België moeten er uiteraard voldoende elektrische wagens rondrijden. Volgens Elia zullen tegen 2030 ongeveer 1.2 miljoen elektrische auto’s rondrijden in België. Dit is natuurlijk een scenario en geen exacte voorspelling. Vervolgens blijkt ook dat een auto gemiddeld voor 90% van de tijd geparkeerd staat. Dit speelt natuurlijk in het voordeel voor de toepassing van V2G in de toekomst.

Elia voerde een studie uit om na te gaan of er een mogelijkheid bestaat V2G te gebruiken in de Belgische elektriciteitsmarkt. Uit deze studie volgt dat zowel unidirectionele als bidirectionele laadpalen beide succesvol flexibiliteit kunnen bieden aan het Belgisch net. Een voorwaarde hiervoor is dat het aandeel aan auto’s dat deel neemt groot genoeg is. Er moeten minimaal 200 à 1200 auto’s beschikbaar zijn om aan frequentieregeling te kunnen deelnemen. Opdat dit zou werken is uiteraard een voldoende aantal ‘slimme’ laadpalen essentieel. Deze gaan gekoppeld met een grote initiële kost. Dit prijskaartje is momenteel echter nog een groot struikelblok voor de opkomst van V2G. De stijgende vraag naar flexibiliteit in het elektriciteitsnet door de sterke opkomst van oncontroleerbare hernieuwbare energie kan V2G het nodige duwtje in de rug bieden om dat struikelblok te overwinnen.