De meeste huishoudens hebben nu nog vaste of variabele prijzen voor elektriciteit, waarbij de kosten voor een bepaalde periode vaststaan. In de nabije toekomst zullen we steeds meer continu fluctuerende stroomprijzen zien. Bepaalde energieleveranciers bieden dit al. Het betekent dat elektriciteit op drukke momenten duur is en op rustige momenten met overschotten goedkoop of zelfs gratis, of nog beter: afneembaar tegen een vergoeding. Eind april was de stroomprijs in Nederland en België voor het eerst negatief, waarbij consumenten geld toe kregen als ze stroom verbruikten. Dat gold alleen voor klanten met een dynamisch energiecontract, wat in Nederland sinds 2015 mogelijk is. De reden is simpel: de energieproductie verandert van centrale naar decentrale opwekking en van constante fossiele bronnen naar fluctuerende duurzame bronnen, zoals zon en wind. Op basis van het weer zijn momenten met overschotten van te voren te voorspellen; er zijn al apps die dit doen. Op 22 april was het zonnig en waaide het hard, waardoor er voor het eerst veel te veel overtollige stroom was. Die stroom moet dan doorverkocht worden aan het buitenland of direct geconsumeerd worden; bij onvoldoende afname moeten windmolens en zonnepanelen afgeschakeld worden. De negatieve stroomprijs leverde hilarische taferelen op. Zo nodige iemand buurtgenoten uit om gratis hun elektrische auto's bij hem op te laden. Hij ontving er vervolgens een klein bedrag voor, omdat afname van stroom tijdens een negatieve prijs het net ontlast.
Netcongestie
:strip_exif()/i/2005118312.jpeg?f=imagemedium)
Die decentrale opwekking en het meer fluctuerende aanbod leiden tot problemen. Op het ene moment is er meer aanbod dan vraag, zoals hierboven geschetst, en op het andere moment is dat exact andersom. De mismatch tussen vraag en aanbod levert netcongestie op, oftewel overbelasting van het net. Dat heeft tot gevolg dat het op sommige plekken niet meer per definitie mogelijk is om stroom te leveren of af te nemen, wat grote gevolgen heeft voor bijvoorbeeld bedrijven die zonnepanelen op hun dak willen plaatsen en een nieuw datacenter dat zich wil vestigen. Ook ons menselijke gedrag is nog niet goed afgestemd op een fluctuerend aanbod. De stroomvraag piekt tussen 18.00 en 20.00 uur, terwijl er 's nachts juist heel weinig energie wordt afgenomen. Ook is de beprijzing van energie onlogisch. Als je rond het middaguur thuis je auto wilt opladen, betaal je het hoogste tarief, terwijl er dan juist overcapaciteit is van zonne-energie en het zeer wenselijk is om stroom af te nemen.
Netbeheer Nederland heeft een capaciteitskaart online gezet waarop de situatie in Nederland in beeld wordt gebracht, zowel qua levering (invoeding) als afname. Netverzwaring is noodzakelijk. In de komende tien jaar moet de capaciteit van het net worden verdubbeld, wat volgens Netbeheer Nederland een investering van drie miljard per jaar vergt. Er zijn tal van technische mogelijkheden om deze transitie in goede banen te leiden. Thuisaccu's en v2x kunnen daar mogelijk een rol in spelen.
Pieken en dalen balanceren
In de nabije toekomst zal steeds meer apparatuur zich slim laten aansturen, al dan niet via speciale domotica. De vaatwasser of wasmachine gaat dan pas werken als de stroom ruim beschikbaar én goedkoop is. Ook het veelgehoorde probleem van massaal ladende EV's rond 18.00 uur, wanneer mensen van hun werk komen en inpluggen, is relatief eenvoudig te ondervangen. Dat kan bijvoorbeeld door de auto handmatig op een later tijdstip in te stellen, zoals 23.00 uur, als de piek achter de rug is en het daltarief in werking treedt. Een andere optie is slim laden, dat al op steeds meer laadlocaties wordt toegepast, zowel bij openbare laadpalen als thuis. Dat wordt ook wel v1g genoemd, oftewel unidirectioneel v2g.
Het laadvermogen, dat doorgaans varieert van 3,7 tot 22kW, wordt dan slim afgestemd op de pieken en dalen op het net. Technisch kan dat via de auto zelf, een app, een slimme laadpaal of een loadbalancer, allemaal al dan niet in samenwerking met de energieleverancier en netbeheerder. We spreken pas van 'slim laden' als er een koppeling is met het net, waarop het laadgedrag wordt afgestemd. Is er een piek in de vraag, dan zal het laadvermogen worden teruggeschroefd of zelfs tijdelijk gepauzeerd worden. Is er voldoende energie beschikbaar, dan zal de auto op vol vermogen laden. Uiteraard kan dit slimme laden ook altijd worden onderbroken of aangepast, bijvoorbeeld als het nodig is om eerder dan normaal te vertrekken.
/i/2002373435.png?f=imagegallery)
Ongestuurd versus slim laden. Beeld: Enexis
Je auto als thuisaccu
Met slim laden kunnen EV's als een soort bufferopslag gebruikt worden, iets wat al enkele jaren gebeurt in Utrecht. Deelauto's van We Drive Solar worden overdag via slimme laadpalen opgeladen met zonnepanelen in de buurt, onder andere op daken van scholen en bedrijven. Maar het kan nog een stap verder als de auto's ook kortstondig energie kunnen terugleveren, bijvoorbeeld als er een piek in de vraag is. In dat geval kunnen aangesloten auto's tijdelijk stroom terugleveren aan het net. Zoals te zien is aan de afbeelding hieronder, is de impact daarvan aanzienlijk, zo blijkt uit praktijktests bij We Drive Solar met v2g-geschikte voertuigen. Ten opzichte van ongecontroleerd 'dom' laden leidt slim laden tot flink kosten besparen, maar ook een reductie van CO2-uitstoot: fossiele kolen- en gascentrales hoeven niet meer vermogen te leveren als elektrische auto's tijdelijk stoppen met laden. Het terugleveren van energie doet daar nog een flinke schep bovenop: de aangesloten v2g-auto's vormen samen een geclusterde energiecentrale die stroom levert.
Uiteraard worden EV's in de praktijk niet helemaal leeggetrokken; het gaat in principe maar om enkele kWh's. Stel dat alle 270.000 huidige EV's over v2g zouden beschikken en 5kW capaciteit aan het net beschikbaar zouden stellen, dan zou dit tot een totaal beschikbaar vermogen van 1350MW (1,4GW) leiden. In 2030 moeten er twee miljoen EV's rondrijden en tegen die tijd zal v2x vermoedelijk ook meer ingeburgerd zijn.
EV's als energiebuffer voor je huis en de wijk
Hetzelfde gaat natuurlijk lokaal op: v2h voor je huis, waarbij een EV een thuisaccu wordt, of v2g voor de buurt om netcongestie te voorkomen en vraag en aanbod lokaal te balanceren. Op die manier kunnen EV's in een wijk of thuis overdag energie van zonnepanelen opnemen en dit na zonsondergang terugleveren. Het grote voordeel van een EV is dat je een grote accu hebt en die tijdens het stilstaan kunt gebruiken. De capaciteit is vele malen groter dan die van thuisaccu's en per kWh niet veel duurder, zeker tweedehands niet. Als je via v2h je eigen zonnestroom gebruikt, weet je bovendien zeker dat je groene energie gebruikt voor het rijden. Daar staat tegenover dat de auto overdag op je oprit moet staan. Nu we meer thuiswerken is dat vaker het geval, maar het is niet altijd mogelijk. Als hij elders geparkeerd staat, kan hij via v2g of v2b alsnog een bijdrage leveren.
CO2-reductie
Nico Brinkel, die als onderzoeker aan de Universiteit Utrecht betrokken is bij het slimladenproject in Utrecht, stelt dat v2g net als slim laden ook veel CO2 kan besparen: "Dit effect is zelfs nog een stuk groter met v2g, omdat er kan worden teruggeleverd op momenten met hoge elektriciteitsprijzen en emissiefactoren, waardoor de netto-uitstoot van een laadsessie lager wordt. We kijken dan naar marginale emissies, dus dat zijn de emissies van de elektriciteitscentrale die extra gaat draaien als er 1kWh extra geladen wordt. Het verschil in emissies tussen verschillende elektriciteitscentrales in Nederland is groot, dus het terugleveren van stroom als een centrale met hoge emissies marginaal is, en dus minder hard gaat draaien, heeft veel effect. Voor het bepalen van de laadkosten hebben we de prijzen in de day-aheadmarkt van elektriciteit, oftewel de APX, gebruikt."
:strip_exif()/i/2005118660.jpeg?f=imagegallery)
Persoonlijk voordeel
CO2-besparing en het net balanceren is mooi, maar wat heb je er zelf aan? Bij v2h is dat duidelijk: je kunt je auto als accu gebruiken. Als noodstroomvoorziening, om zonnestroom op te slaan en om stroom op momenten van overschotten goedkoop in te kopen en later te gebruiken. Bij v2g heb je indirect voordeel en help je vooral het net en de buurt. Daar staat een bepaalde vergoeding tegenover, zoals deels gratis laden en goedkoper parkeren.
:strip_exif()/i/2005740618.jpeg?f=fpa)
:strip_exif()/i/2005149008.jpeg?f=fpa)
:strip_exif()/i/2004764964.jpeg?f=fpa)