Het elektriciteitsnet is overvol. De doorbraak van hernieuwbare energiebronnen zoals zonnepanelen en windturbines zorgt voor grote pieken in de opwek van elektriciteit. Tegelijkertijd vragen apparaten zoals warmtepompen en elektrische auto’s steeds meer ruimte op het stroomnet, met eveneens grote piekmomenten.
Tussen die pieken bestaat een mismatch: vraag en aanbod zijn slecht op elkaar afgestemd. Hierdoor raakt het elektriciteitsnet overbelast en ontstaat netcongestie. Mogelijk dé oplossing: elektrische auto’s die slim en bidirectioneel laden. Door op het juiste moment op te laden of stroom terug te leveren, kunnen bidirectionele auto’s piekbelasting op het stroomnet spreiden.
Tijdens het Kia Charge Event wisselden experts op het gebied van elektrisch rijden van gedachten over de toekomst van bidirectioneel laden. In samenwerking met de energiesector wil Kia elektrische auto’s integraal onderdeel van het elektriciteitsnetwerk maken.
Het Zuid-Koreaanse bedrijf introduceerde onlangs de EV9 met ingebouwde bidirectionele laadtechnologie. Samen met Kia Smart Charge technologie gaan deze auto’s netcongestie tegen door te laden op momenten dat er veel hernieuwbare stroom beschikbaar is, en door piekmomenten juist te vermijden. Nederland is het eerste land waar deze technologie wordt geïntroduceerd.
Experts op het Kia Charge Event
Baerte de Brey (Chief International Officer ElaadNL), Cindy Kroon (Chief Commercial Officer Vattenfall Nederland), Joris Laponder (Managing Director Zaptec Benelux), Jesse Stuiver (Country Manager Benelux ROAD), Sjors ten Tije (Communicatiemanager Vereniging Elektrische Rijders) en Auke Hoekstra (Directeur ZEnMo simulations).
De nood is hoog, benadrukt Cindy Kroon, Chief Commercial Officer van Vattenfall Nederland. Bedrijven die willen elektrificeren worden in hun ambities geremd door het ontbreken van capaciteit op het stroomnet. Netverzwaringen kennen doorlooptijden van enkele jaren. Vattenfall heeft daarom een speciaal team dat voor het bedrijfsleven alternatieven verzint om toch op korte termijn te kunnen elektrificeren, zoals met laadpleinen en batterij-opslag. ‘Je blijft met elkaar zoeken hoe het wel kan. Want het is eeuwig zonde als door netcongestie de energietransitie vertraagt.’
Ook consumenten beginnen de gevolgen van netcongestie te ondervinden. Zo komt het plaatsen van publieke laadpalen onder druk te staan. Daarnaast stijgen energiekosten: de netbeheertarieven worden dit jaar voor huishoudens gemiddeld 84 euro hoger. Netverzwaring is hier de grootste reden voor. Zelfs het aansluiten van nieuwbouwwoningen komt in de knel. De gevolgen van netcongestie worden steeds tastbaarder, vertelt Kroon in dit fragment:
Het is zaak reeds beschikbare infrastructuur efficiënter te gebruiken, stelt Baerte de Brey van ElaadNL, een innovatiecentrum voor slimme oplaadtechniek, opgezet door de netbeheerders. ‘Als iedereen auto’s aanschaft die bidirectioneel kunnen laden, ziet de toekomst er heel wat rooskleuriger uit.’
Auto-accu’s die zowel op- als ontladen, kunnen een belangrijke bufferfunctie in het stroomnet vervullen. ‘We zijn keihard aan het werk. Maar kabels leggen, transformators en distributiestations bouwen, vergunningen aanvragen en extra monteurs opleiden, kost tijd. Over een jaar of tien à vijftien hebben we ons waarschijnlijk wel uit de prut geïnvesteerd. Maar die tijd hebben we niet.’
Vehicle to Grid
Auto’s die elektriciteit terug aan het net leveren, kunnen gebruik maken van vehicle-to-grid, oftewel V2G-technologie. Tot voor kort was die uitwisseling van stroom slecht mogelijk, legt onderzoeker Auke Hoekstra uit. Het stroomnet en autobatterijen werken namelijk met verschillende spanningen: het elektriciteitsnet maakt gebruik van wisselstroom en batterijen van gelijkstroom.
De omvormer van een doorsnee elektrische auto kan de wisselstroom uit het stopcontact in gelijkstroom omzetten, maar niet andersom. Hiervoor zijn speciale bidirectionele laadpalen nodig. Die zijn erg duur door de lage volumes waarin ze geproduceerd worden of omdat ze een onnodige extra omvormer bevatten.
De nieuwste generatie elektrische Kia-modellen beschikt over een bidirectionele omvormer die in staat is gelijkstroom naar wisselstroom om te zetten. De Kia EV9 is de eerste EV met een gecertificeerde omvormer. En in combinatie met het bijbehorend bidirectioneel Kia-laadpunt kan de stroom uit de auto – volgens de juiste netcodes – teruggeleverd worden aan het net. De batterij van de auto kan hierdoor een rol vergelijkbaar met een thuis- of buurtbatterij vervullen. Wat Hoekstra betreft een revolutie: ‘Dit is een gamechanger waar ik als nerd al meer dan tien jaar van droom. Dat we al die batterijen op wieltjes aan kunnen spreken.’
Netcongestie gesimuleerd
Wat is dan het effect van bidirectioneel laden op netcongestie? Hoekstra deed er onderzoek naar. Hij is verbonden aan de TU Eindhoven en oprichter van ZEnMo simulations, dat onderzoek doet naar elektrische mobiliteit en de transitie naar duurzame energie.
Voor een hypothetische wijk met vijftig woningen heeft hij een simulatie gedraaid waarin verschillende aantallen elektrische auto’s, met en zonder bidirectioneel laden met Kia Smart Charge-software, en verschillende aantallen warmtepompen gebruikt worden. ‘De gemiddelde belasting van het elektriciteitsnet is in Nederland maar 30 procent. Het gaat echt om de pieken, die zijn problematisch’, vertelt Hoekstra.
De pieken in de stroomvraag worden – in de simulatie – veroorzaakt door de combinatie van warmtepompen en elektrische auto’s die bijna allemaal tegelijkertijd stroom vragen. Momenten waarop mensen van werk thuiskomen, de auto inpluggen en de verwarming aanzetten. In een wijk waar de helft van de vijftig huishoudens een warmtepomp heeft en twintig een elektrische auto die bij thuiskomst direct gaat opladen, ontstaan al overbelastingen op het stroomnetwerk. ‘Auto’s die dom laden, zijn best wel een groot probleem’, merkt Hoekstra op.
Wat het effect is van bidirectionele auto’s gecombineerd met slimladen-technologie op het elektriciteitsnet in de wijk, laat Hoekstra in dit fragment zien:
De grote impact van bidirectionele auto’s op het stroomnet verbaast Hoekstra niet: ‘De capaciteit van zo’n autobatterij is vergeleken met de meeste thuisbatterijen behoorlijk gigantisch. 60 of 80 kilowattuur is voor een auto normaal, terwijl een thuisbatterij vaak maar 10 kilowattuur capaciteit heeft.’
Het financiële plaatje
Het slagen van bidirectioneel slimladen is niet alleen afhankelijk van hardware. Hoe consumenten met de infrastructuur communiceren is ook van wezenlijk belang. Dat stelt Jesse Stuiver, country manager bij Road, een softwarebouwer voor laadpaalsystemen.
Voor Kia Charge is een app ontwikkeld waarmee gebruikers in kunnen spelen op wisselende stroomprijzen. ‘In de app kan je je auto, energiecontract en lader koppelen. Zo krijg je toegang tot een waaier van smart charging-opties’, vertelt Stuiver. ‘Voor de consument begint het toch heel vaak bij de eigen portemonnee. Ik geloof dat er ook op het vlak van what’s in it for me kracht van deze techniek uitgaat.’
Voor de gemiddelde consument maakt het niet veel uit of diens auto om 6 uur ’s avonds wordt opgeladen of om 2 uur ’s nachts – zolang de accu de volgende ochtend vol genoeg is en de elektriciteit tegen een gunstig tarief is afgenomen. ‘Je geeft als consument aan: gebruik mijn flexibiliteit maar’, zegt Joris Laponder van laadpaal-ontwikkelaar Zaptec. ‘Als ik als consument een bepaald optimum bereik, ben ik tevreden. Voor energiemaatschappijen is dat belangrijke informatie, omdat zij met nog veel meer flexibiliteitsvraagstukken aan het werk zijn.’
Zelfvoorzienende ecosystemen
Ook samenwerking is cruciaal voor het optuigen van goed werkende platforms voor bidirectioneel laden, voegt Cindy Kroon van Vattenfall toe. ‘De vraag is hoe wij binnen het energiesysteem een model vinden dat het voor de klant simpel houdt. Want die wil geen apart contact met de netbeheerder die zegt wanneer hij moet afschakelen. Om vervolgens van de energieleverancier te horen: nee, het is nu een goedkoop moment om te laden. De klant wil een overzichtelijke app. Dat moeten wij voor de klant gaan oplossen, met achter de schermen verschillende belangen. Daarvan staan we nu aan de vooravond.’
Er moet in ieder geval afstand worden genomen van het idee dat consumenten geld verdienen puur door stroom terug te leveren, betoogt Kroon. ‘De auto als thuisaccu is een enorm krachtig instrument waarmee je de consument die duurzaam en kostenefficiënt wil zijn, gaat leren om zelfvoorzienend te zijn.’
De wens om op energiegebied zelfvoorzienend te zijn, komt ook naar voren uit het jaarlijkse laadonderzoek van de Vereniging Elektrische Rijders. Er is grote interesse in het gebruiken van de elektrische auto als thuisbatterij. Autobezitters willen zo meer grip krijgen op de eigen opwek en verbruik, vertelt communicatiemanager Sjors ten Tije:
Tegelijkertijd signaleert Ten Tije dat er nog wel wat huiver is onder consumenten over het inzetten van hun eigen auto voor het oplossen van maatschappelijke problemen als netcongestie. ‘Mensen vinden het leuk om mee te doen en te helpen, mits er een goede vergoeding tegenover staat.’
De volledige video’s zijn hier terug te vinden: panelgesprek en presentatie Auke Hoekstra.
Dit artikel wordt u aangeboden door
