I mars 2023 väntas Europeiska unionens råd godkänna förbudet mot att sälja bilar med förbränningsmotor från och med 2035. Detta kommer att leda till en kraftig ökning av antalet elfordon redan under detta årtionde och - vilket är kritiskt - öka efterfrågan på el. Gridio har använt tillgänglig data från sin flotta av smarta laddare för att uppskatta effekten på toppkraftsbehovet. Resultatet visar tydligt att detta förbud inte är genomförbart utan smart laddning.
Baserat på uppskattningar från Bloomberg New Energy Finance, EY och Eurelectric kommer cirka 150 miljoner elbilar att rulla på EU:s vägar 2035. Gridio hanterar aktivt cirka 6.000 elbilars smarta laddning och vi har mycket detaljerade insikter om när bilarna laddas och hur mycket effekt och energi de behöver. Vi vet till exempel att användarna oftast kopplar in sig mellan 16:00 och 21:00, de laddar ungefär 2,2 gånger per vecka och den genomsnittliga laddeffekten är 10 kW. Intressant nog kopplar cirka 20-25% av elbilsflottan in sig varje natt.
50% ökning av den maximala efterfrågan på el
Genom att skala upp vår användarbas till 150 miljoner beräknar vi att elfordon kommer att kräva cirka 300 gigawatt kraft vid toppar - förutsatt att ingen smart laddning sker, vilket innebär att bilarna kopplas in när de kommer hem. För att sätta detta i perspektiv kan nämnas att den högsta efterfrågan på el i EU uppmättes den 18 januari 2017 - då den uppgick till 542 gigawatt. Så allt annat lika kommer den maximala efterfrågan att öka med 50 %, bara på grund av de nya elbilarna.
Smart laddning kan leda till ännu högre toppar
Idag fungerar smart laddning (kalla det version 1.0) genom att Gridio schemalägger laddningen av sina användares elbilar till de perioder då spotpriserna på el är som lägst - vilket vanligtvis också sammanfaller med den lägsta koldioxidintensiteten. På så sätt koncentrerar vi laddningen av bilar till de mest förnuftiga timmarna - vilket minskar belastningen på elnätet under kvällstoppar, när bilarna normalt skulle ha laddats. Även om det är omöjligt att veta hur elpriserna per timme kommer att se ut 2035 är det troligt att vi kommer att fortsätta att ha perioder med låga priser när andelen förnybar energi är hög. I sådana fall skulle smart laddning ytterligare förvärra efterfrågetoppen till så mycket som 375 GW - en ytterligare ökning med 25 procent. För att undvika detta måste vi därför övergå till smart laddning 2.0.
Smart laddning 2.0 - intradagsplanering, självförbrukning och nätbegränsningar
För att underlätta den kraftiga ökningen av elfordon måste de absolut vara smart laddade. I samband med detta måste EU:s energigemenskap börja förbereda sig för en mer avancerad version av energimarknaderna - på grossist-, detaljist- och distributionsnätsnivå. Det finns tre viktiga utmaningar som följer med ovanstående elbilsscenario.
Utmaning #1: Vi behöver intradagsplanering för elmarknaderna.
Det är troligt att den nuvarande modellen för elmarknaden, där utbud och efterfrågan planeras en gång dagen före, kan komma att fallera. Vi kommer att få flera hundra gigawatt ny vind- och solkraft som kommer in på marknaden och pressar ner elpriserna. Men om alla smarta laddare schemalägger sin EV-laddning (300 GW+) till de blåsigaste och soligaste timmarna, kommer den gratis förnybara kraften att slukas upp ganska snabbt. Det är därför troligt att vi kan komma att behöva "planera om" efterfrågan på el några gånger. Till exempel kan vi först schemalägga miljontals elbilar så att de laddas kl. 14.00-16.00 när det finns mycket vindkraft till låg kostnad. Men om det visar sig att efterfrågan från elbilar är högre än vindproduktionen (vilket leder till en kraftig prisuppgång) bör en del av elbilarna planeras om för att laddas under nästa blåsigaste period, och så vidare tills efterfrågan från elbilar är fördelad över dagen. Det kanske inte längre räcker att bara använda dagspriserna.
Utmaning 2: självkonsumtion av solenergi.
Tillsammans med elbilsboomen fortsätter också solcellsboomen på taken. Det innebär att en stor del av den nya efterfrågan (elbilar) och tillgången (solenergi) kommer att genereras i "slutet" av elnätet - i bostäder och kontor som är anslutna till begränsade distributionsledningar. För att undvika att kablarna blir överbelastade är det viktigt att den solel som genereras på plats används lika mycket på plats eller i närheten, och det är här som elfordon blir en bra partner. Genom att automatiskt ladda bilarna när solpanelerna genererar el behöver man inte både exportera och importera stora mängder el från det centrala elnätet, vilket innebär att det krävs färre uppgraderingar av transformatorstationer och distributionsnät. För att göra det måste bilar, solpaneler och batterier (från olika märken) kommunicera med varandra och optimeras och schemaläggas tillsammans. Det är därför vi på Gridio bygger en lösning för flera enheter och varumärken för våra elbilskunder, och detta kommer att bli ännu viktigare.
Utmaning 3: begränsningar i det lokala nätet
Med så mycket extra vind- och solkraft i elnätet är vi på Gridio något mindre oroliga för att den kraftproduktion som krävs ska finnas tillgänglig, utan mer för hur kopparkablarna som ansluter våra hem och kontor till det stora elnätet ska klara av den extra påfrestningen. Samtidigt som vi maximerar den tidigare nämnda självkonsumtionen av solenergi är det troligt att prissättningsmekanismen för att använda distributionsnätet också måste förändras för att bli mer dynamisk. För att undvika att ett kvarter fullt av elbilar blockerar hela distributionsnätet är det troligt att nätavgifterna aktivt måste sjunka när efterfrågan är lägre och stiga kraftigt när nätkapaciteten närmar sig sitt maximum. Med tanke på elbilsladdningens dynamiska karaktär kommer det inte längre att räcka med avgifter för fasta tidsperioder (t.ex. toppar kl. 18.00) - det kommer eventuellt att behövas nätavgifter i realtid.
Dessa utmaningar kräver samarbete mellan marknadsaktörer, tillsynsmyndigheter, elkunder och till och med tillverkare av utrustning. Vi på Gridio ser det som vårt uppdrag att hjälpa världen att navigera i denna energiomställning genom att erbjuda en plattform och en app som gör att elfordon använder energi när det är som mest meningsfullt. Frågan om när det är mest meningsfullt kommer dock att bli allt mer komplex, vilket illustreras ovan, men vi antar utmaningen!
Framåt med omställningen, nedåt med utsläppen!
Konrad
