Onder de verzamelnaam slim laden gebeurt er een hoop in de wereld van Elektrisch Vervoer.
En niet zonder reden, want de potentie van deze geliefde batterij op wielen is enorm! Uiteraard doen we het uiteindelijk om de CO2 impact van mobiliteit te verlagen en klimaatverandering tegen te gaan. Maar naast de groene kilometers kan slim laden ook helpen in de balancering van het landelijke en lokale net. En voor de eigenaar van de EV zitten hier ook nog eens mooie voordelen aan vast zoals een verminderde energierekening of soms zelfs geld toe! Win-Win-Win zou je zeggen, maar toch werkt dit nog niet allemaal zoals we zouden hopen. Om kennis over slim laden thuis toegankelijk te maken voor een breed publiek volgt daarom een korte beschrijving van de verschillende vormen van slim laden in de thuissituatie. Waar we nu staan, enkele voorbeelden van interessante slim laden proposities die nu al in de markt beschikbaar zijn en wat we bij Krachtwerk verwachten aan veranderingen en ontwikkelingen in de komende jaren.
Welke vormen van slim laden kennen we?
1. Load balancing
Load balancing, ook wel fuse protection genoemd, is een van de eerste vormen van slim laden en wordt tegenwoordig in praktisch elke laadpaal meegeleverd. Simpel gezegd zorgt het systeem ervoor dat jouw energienetwerk thuis nooit overbelast raakt door de gecombineerde energievraag van je auto en andere apparaten in je huis, zoals de inductiekookplaat. Zo hoef je je elektriciteitsaansluiting thuis niet te verzwaren en kan je (meestal) toch veilig op vol vermogen laden. Om dit concreet te maken hieronder een rekenvoorbeeld: “Een optimale aansluiting voor een huishouden met een laadpaal is een 3x25A aansluiting wat ongeveer 17 kW aan beschikbaar vermogen oplevert en kost ongeveer 400 Euro aan aansluitkosten per jaar. Veel EVs laden optimaal op ongeveer 11 kW. Tel hier 3 KW voor je inductiekookplaat bij op, 2 KW voor je wasmachine, en ten slotte nog eens 7 KW voor de warmtepomp en de kans dat de stoppen doorslaan zonder een verzwaring of load balancing systeem is aanzienlijk. Een verzwaring naar 3X35A kost ongeveer 1.730 Euro per jaar. Meer dan 1300 Euro paar jaar duurder! Een investering in een load balancing systeem betaalt zich dus snel terug.”
2. Statische laadschema’s
Een eenvoudige manier van slim laden is het gebruik van laadschema’s. Een handmatige vorm hiervan is wanneer je pas ’s avonds je auto begint te laden om van het goedkopere nacht tarief gebruik te maken. Sommige Charge Point Operators (CPO’s) bieden apps aan die deze handeling voor je automatiseren. Zo koppel je je auto wanneer je thuiskomt, maar begint je auto pas met laden op de tijd die jij hebt ingesteld in de app. In het VK is deze vorm van slim laden redelijk populair door het grote verschil in dag en nacht prijzen. In Nederland zien we juist een verschuiving van de klassieke dag en nacht tarieven naar enkele interessante nieuwe contractvormen die consumenten voordeel geven om bij productieoverschotten energie te gebruiken. Een mooi voorbeeld hiervan is Budget Energie die het afgelopen voorjaar een actiecontract aanbood waarbij je tussen april en augustus in de weekenden tussen 12.00 en 17.00 uur ‘gratis’ stroom kreeg. Met een EV voor de deur was het dus interessant een laadschema in te stellen en op deze uren even bij te laden.
3. Zonneladen
Een prachtige propositie die ervoor zorgt dat je kilometers kan maken op je eigen geproduceerde zonnestroom. Dit kan al door je slimme meter te laten meten wanneer je panelen terug leveren en dan te zorgen dat al die stroom jouw auto ingaat in plaats van het landelijke stroomnet op. Meer geavanceerde oplossingen laten software een optimaal laadschema voor je maken op basis van de verwachte lokale zonproductie, en jouw gewenste vertrektijd. Dit kan een mooi voordeel opleveren, zeker wanneer het salderen wegvalt en leveranciers kosten gaan rekenen voor het terug leveren van zonne-energie. Bij Krachtwerk verwachten we dan ook dat zonneladen een steeds belangrijker deel van het systeem zal worden in de komende jaren. Een totaaloplossing is het niet, want een zomerse dag levert vaak niet meer dan 20KWh op, waarvan je huis ook nog eens de helft gebruikt. Op de resterende 10KWh zal je rond de 50 kilometer kunnen rijden. Helaas niet genoeg om het hele jaar gratis te rijden. Een andere beperking is dat zonnige uren vaak plaatsvinden op momenten dat de auto niet thuis staat. Hierdoor is deze vorm dan ook goed combineerbaar voor mensen met een thuisbatterij. Die kunnen de zonnewinst overdag opslaan en vervolgens naar de auto overzetten bij thuiskomt. Een kleine kanttekening hierbij is dat men wel rekening dient te houden met rendementsverlies bij op- en ontlading.
4. Laadschema’s op dynamisch elektriciteitstarief
Sinds dynamische energiecontracten hun intrede hebben gedaan in de Nederlandse energiemarkt is daarmee ook een nieuwe vorm van slim laden interessant geworden; slim laden op de laagste energieprijs. Een dynamisch energiecontract is gebaseerd op de groothandelsmarktprijzen van de zogenaamde day-ahead markt. Een dag voor levering wordt voor de volgende dag door middel van een veilingsysteem voor ieder uur van de dag een prijs bepaald. Deze prijs kan tijdens zonnige dagen of dagen met veel wind zelfs negatief zijn. Energieleveranciers schermen met besparingen die kunnen oplopen tot wel 800 euro per jaar. Deze wordt gerealiseerd door een app die op basis van huidige batterij niveau en de gewenste vertrektijd een optimaal laadschema maakt op basis van de energieprijzen van de gebruiker. Hoewel het marktaandeel van deze dynamische contractvormen voor nu vrij stabiel blijft rond de 3%, verwachten wij dat deze contractvorm, en dus deze vorm van slim laden op de middellange termijn aan populariteit zal winnen.
5. Flexibel laden op energiemarkten
Ook voor mensen zonder zonnepanelen of dynamische contracten valt er wat te verdienen met slim laden. Het vernieuwende Zweedse energiebedrijf Tibber heeft onlangs Grid rewards gelanceerd. Een propositie waar hun klanten met vast of variabel contract die een een EV en thuislader hebben, geld kunnen verdienen door Tibber de laadsessies te laten besturen. Tibber verdient op haar beurt weer geld door op de energiemarkten (zoals de landelijke onbalansmarkt, of binnen hun energieportfolio) het gecombineerd vermogen van de aangesloten EV’s naar boven of beneden bij te sturen. De naam Grid Rewards komt dan ook van het vermogen om te helpen het landelijke energienet in balans te houden. Klanten delen mee in de opbrengst, met voordelen die kunnen oplopen tot meer dan €100 per jaar.
6. Thuisladen en netcongestie
Binnen de energiesector zijn er ook zorgen over de impact van batterijen (EV’s en thuisbatterijen) die en masse worden ingezet op de landelijke elektriciteitsnetten. Een van die zorgen is dat EV’s en batterijen juist congestieproblematiek op lokaal niveau kunnen verergeren als bijvoorbeeld de EV’s in een wijk waar congestie voorkomt toch gaan acteren op de landelijke onbalans. Er wordt daarom ook gezocht naar manieren waarop deze EV’s ook hiermee rekening kunnen houden. Op publieke laadpalen kan dit door middel van simpele verplichtingen (zoals helemaal niet kunnen laden tussen bepaalde uren). Dit werkt echter niet bij thuisladen. Bij Krachtwerk geloven wij ook meer in een oplossing waarbij lokale congestieprikkels worden meegenomen in de slimme besturing van de laadsessies. Dergelijke prikkels zijn er momenteel alleen nog niet.
7. Bidirectioneel laden – V2H & V2G
Toch wel de heilige graal onder het slim laden. Bidirectioneel laden (V2X), waaronder Vehicle to Home (V2H) en Vehicle to Grid (V2G), wordt al sinds de opkomst van elektrisch rijden gezien als een belangrijke toevoeging aan het elektriciteitssysteem van de toekomst. De eerste pilots dateren al vanaf 2009 (https://www.v2g-hub.com/insights/timeline#graphs) en zijn in aantal flink toegenomen in de laatste jaren. Toch is de verwachting dat grootschalige adoptie van V2X nog enige tijd op zich laat wachten. Bij V2H kan de auto terug leveren aan het huis wanneer het verbruik hoger is dan de eigen opwek, en de stroomtarieven net even hoog zijn. De verwachting is dat deze techniek vooral groot wordt in landen waar regelmatig black-outs voorkomen, of energietarieven erg schommelen gedurende de dag en het dus interessant is om je EV als tijdelijke opslag in te zetten. Anders dan V2H zorgt Vehicle to Grid (V2G) juist dat de stroom vanuit je auto niet terug je huis in gaat, maar het elektriciteitsnet op. Zo heeft Octopus Energy, een van de wereldwijde voorlopers op het gebied van Slim Laden, recent de eerste echt serieuze V2G propositie voor huiseigenaren gelanceerd: ‘Octopus Power Pack’. Hoewel dit groot en goed nieuws is, moeten de verwachting wel enigszins getemperd worden. Nog niet veel huishoudens zullen van deze propositie kunnen gebruikmaken de komende tijd door een mix van hordes die nog genomen moeten worden.
Voorwaarden voor grootschalige adoptie van V2X
Een van de eerste horden die genomen moet worden is het aantal automerken dat Bidirectioneel laden ondersteunt. Nu is dat slechts een klein groepje (vooral Japanse) auto’s zoals de Nissan Leaf en Mitsubishi oOutlander, die ook nog eens een verouderde stekker technologie hiervoor hanteren. Het goede nieuws is dat er al veel aankondigingen zijn geweest van nieuwe modellen die binnenkort op de markt komen zoals de KIA EV9, de complete nieuwe Volkswagen ID lijn, en de Renault 5 E-Tech. Belangrijk hierin is ook dat deze automerken bidirectioneel laden ondersteunen op de in Europa gestandaardiseerde CCS type stekker, in plaats van de huidige CHAdeMO opties die niet goed matchen met thuisladen.
Daarnaast moet ook het aantal laders dat bi-directioneel laden ondersteunt omhoog, en de kosten van deze laders juist omlaag. Ook hier zijn genoeg aankondigingen van laders die in de komende jaren op de markt zullen komen, maar de verwachting is dat de kosten in de eerste tijd erg hoog zullen zijn waardoor dit economisch gezien niet uitkomt voor een thuislader. Ook de communicatie tussen de laadpaal en EV is kritiek voor V2G. Er wordt druk aan gewerkt (ISO-15118-20) maar de techniek staat nog in de kinderschoenen.
In Nederland ligt er nog een belastingtechnisch probleem: EV’s (maar ook thuisbatterijen) die laden en ontladen betalen belasting (rond 10 ct) over de geladen elektriciteit maar krijgen die niet terug bij terugladen. Bij grootverbruik is dit al opgelost, maar voor de huisaansluiting is nog geen oplossing gevonden waardoor de business case voor V2G nog moeilijker wordt. Ten slotte zijn er nog vragen en zorgen over extra energieverlies bij het laden en weer ontladen, en rondom batterijdegradatie en fabrieksgarantie. Al met al zijn er nog genoeg horden te nemen. Er zijn dan ook kenners die sceptisch zijn over de waarschijnlijkheid dat thuis V2X laden echt grootschalig een bijdrage zal leveren aan de energietransitie. Bij Krachtwerk zijn we iets optimistischer. Wij verwachten dat V2X laden eerst tractie zal vinden in het thuisdomein, vanwege de relatief lagere complexiteit, en gaandeweg deze technologie ook in het publiek domein gemeengoed wordt.
De ultieme vorm van slim laden – conclusie
Hierboven staan de bekende vormen van slim laden kort beschreven. Sommige vormen van slim laden zijn al enigszins gemeengoed geworden, denk aan het load balancen. Anderen staan nog in de kinderschoenen. Het probleem met bovenstaande tekst is echter dat de vormen van slim laden apart beschreven staan! De kracht van slim laden gaan we pas echt zien als de verschillende vormen gecombineerd toegepast kunnen worden. Stel je voor, je auto laadt altijd op je eigen zonnestroom of het goedkoopste moment van de dag. Tegelijkertijd help je het landelijke en stroomnet in balans te blijven, en mocht je ’s nachts in de jacuzzi willen, dan gebruik je daarvoor toch gewoon je overtollige zonnestroom vanuit je auto? En mochten we dan onverhoopt toch nog een landelijke stroomstoring ervaren, heb jij in ieder geval nog een paar dagen stroom.
* Op basis van een verzwaring van verzwaring naar 3x25A per jaar)
Caspar Leusink
Caspar Leusink is een enthousiasteling op het gebied van EV-technologie, toegewijd aan het versnellen van de energietransitie door slimme laadoplossingen te ontwikkelen voor klanten van Krachtwerk. Met uitgebreide ervaring in e-mobiliteit brengt Caspar diepgaande kennis in het bouwen en integreren van slimme systemen die het laden van EV’s optimaal afstemmen op zowel klantbehoeften als het energiesysteem.