In maart 2023 zal de Raad van de Europese Unie naar verwachting het verbod goedkeuren op de verkoop van auto's met verbrandingsmotoren vanaf 2035. Dit zal leiden tot een sterke toename van het gebruik van elektrische voertuigen in dit decennium en - wat cruciaal is - de vraag naar elektriciteit doen toenemen. Gridio heeft de beschikbare gegevens van zijn vloot van slimme laders gebruikt om de impact op de benodigde piekstroom in te schatten. De uitkomst maakt duidelijk dat dit verbod zonder slim laden niet haalbaar is.
Volgens schattingen van Bloomberg New Energy Finance, EY en Eurelectric zullen er in 2035 ongeveer 150 miljoen elektrische auto's op de wegen van de EU rijden. Gridio beheert actief ongeveer 6.000 slimme oplaadpunten voor elektrische voertuigen en we hebben een zeer gedetailleerd inzicht in wanneer auto's opladen en hoeveel stroom en energie ze nodig hebben. We weten bijvoorbeeld dat gebruikers meestal tussen 16:00 en 21:00 inpluggen, ze laden ongeveer 2,2x per week op en het gemiddelde laadvermogen is 10kW. Interessant is dat ongeveer 20-25% van de EV-vloot elke nacht oplaadt.
50% stijging van de piekvraag naar elektriciteit
Als we onze gebruikersaantallen opschalen naar 150 miljoen, voorspellen we dat elektrische voertuigen op piekmomenten ongeveer 300 gigawatt aan stroom nodig zullen hebben - ervan uitgaande dat er niet slim wordt opgeladen, dus dat auto's worden aangesloten nadat ze thuis zijn aangekomen. Om dit in perspectief te plaatsen: de hoogste elektriciteitsvraag in de EU is gemeten op 18 januari 2017 - op 542 gigawatt. Dus als alle andere factoren gelijk blijven, zal de piekvraag met 50% toenemen, alleen al door de extra elektrische auto's.
Slim laden kan leiden tot nog hogere pieken
Vandaag werkt smart charging (noem het versie 1.0) door Gridio dat het opladen van elektrische voertuigen van zijn gebruikers plant in de periodes met de laagste spotprijzen voor elektriciteit - die meestal ook samenvallen met de laagste koolstofintensiteit. Door dit te doen, concentreren we het opladen van auto's op de meest zinvolle uren - waardoor de druk op het elektriciteitsnet wordt verminderd tijdens de avondpieken, wanneer de auto's normaal gesproken zouden zijn opgeladen. Hoewel het onmogelijk is om te weten hoe de elektriciteitsprijzen per uur er in 2035 uit zullen zien, is het waarschijnlijk dat we perioden met lage prijzen zullen blijven hebben in tijden met een hoge penetratie van hernieuwbare energie. In dergelijke gevallen zou slim opladen de piekvraag verder doen toenemen tot 375 GW - een verdere stijging van 25%. Om dat te voorkomen zullen we dus moeten overschakelen op slim laden 2.0.
Slim laden 2.0 - intraday planning, zelfverbruik en netbeperkingen
Om de toename van elektrische voertuigen te faciliteren, moeten ze absoluut slim worden opgeladen. Om dat te begeleiden, moet de energiegemeenschap van de EU zich gaan voorbereiden op een meer geavanceerde versie van de energiemarkten - op groothandels-, kleinhandels- en distributienetniveau. Er zijn drie belangrijke uitdagingen die gepaard gaan met het bovenstaande scenario voor elektrische voertuigen.
Uitdaging #1: we hebben intraday planning nodig voor elektriciteitsmarkten.
Het is waarschijnlijk dat het huidige day-aheadmarktmodel voor elektriciteit, waarbij vraag en aanbod één keer day-ahead worden gepland, zal falen. We zullen honderden gigawatt aan nieuwe wind- en zonne-energie op de markt krijgen, waardoor de elektriciteitsprijzen zullen dalen. Maar als alle slimme opladers het opladen van EV's (300GW+) plannen op de meest winderige en zonnige uren, zal die gratis hernieuwbare energie vrij snel worden opgeslokt. Daarom is het waarschijnlijk dat we de vraag naar elektriciteit een paar keer moeten 'herplannen'. We kunnen bijvoorbeeld eerst miljoenen elektrische auto's laten opladen tussen 2:00 en 4:00 uur op momenten dat er veel wind is. Maar als blijkt dat de vraag van EV's hoger is dan de windproductie (wat leidt tot een prijsstijging), dan moeten sommige elektrische auto's opnieuw worden ingepland om op te laden in de volgende periode met de meeste wind, enzovoort, enzovoort, totdat de vraag van EV's over de dag is verdeeld. Het gebruik van alleen day-aheadprijzen zou wel eens niet meer voldoende kunnen zijn.
Uitdaging #2: eigenverbruik van zonne-energie.
Samen met de hausse in elektrische auto's zet ook de hausse in zonne-energie op daken door. Dit betekent dat veel van de nieuwe vraag (elektrische auto's) en het nieuwe aanbod (zonne-energie) aan het 'einde' van het elektriciteitsnet zullen worden opgewekt - bij huizen en kantoren die zijn aangesloten op beperkte distributielijnen. Om te voorkomen dat de kabels verstopt raken, is het van vitaal belang dat zonne-energie die ter plekke wordt opgewekt, ook ter plekke of in de buurt wordt gebruikt. Door auto's automatisch op te laden wanneer zonnepanelen stroom opwekken, hoeven er geen grote hoeveelheden stroom geëxporteerd en geïmporteerd te worden uit het centrale net, waardoor er minder onderstations en distributienetwerken hoeven te worden aangepast. Om dat te doen, moeten auto's, zonnepanelen en batterijen (van verschillende merken) met elkaar communiceren en geoptimaliseerd en gepland worden. Daarom bouwen we bij Gridio aan een oplossing voor meerdere apparaten en merken voor onze EV-klanten en dit zal nog belangrijker worden.
Uitdaging #3: lokale netwerkbeperkingen
Nu er zoveel extra wind- en zonne-energie op het net komt, maken we ons bij Gridio iets minder zorgen over de beschikbaarheid van de benodigde stroomopwekking, maar meer over hoe de koperen kabels die onze huizen en kantoren met het grote net verbinden, de extra belasting aankunnen. Terwijl we het eerder genoemde eigenverbruik van zonne-energie maximaliseren, is het waarschijnlijk dat het prijsmechanisme voor het gebruik van het distributienet ook moet veranderen om dynamischer te worden. Om te vermijden dat één buurt vol EV's het hele distributienet verstopt, is het waarschijnlijk dat de netwerktarieven actief moeten dalen wanneer de vraag lager is en sterk stijgen wanneer de netcapaciteit het maximum nadert. Gezien de dynamische aard van het opladen van EV's zullen tarieven voor vaste tijdsperiodes (bv. piek om 18:00) niet langer volstaan - realtime netwerktarieven zullen mogelijk nodig zijn.
Deze uitdagingen vereisen samenwerking tussen marktspelers, regelgevende instanties, elektriciteitsafnemers en zelfs fabrikanten van apparaten. In Gridio zien we het als onze missie om de wereld te helpen bij deze energietransitie door een platform en een app aan te bieden die ervoor zorgen dat elektrische voertuigen energie gebruiken wanneer dat het meest zinvol is. Het wanneer is het meest zinvol zal echter een steeds complexere vraag worden zoals hierboven geïllustreerd, maar we gaan de uitdaging aan!
Op naar de overgang, neer naar de uitstoot!
Konrad
