Vehicle-to-grid: Elektrische voertuigen als flexibele opslag in het elektriciteitsnet

Vehicle-to-grid (V2G) technologie stelt elektrische voertuigen in staat om ook elektriciteit terug te leveren aan het elektriciteitsnet. De flexibele capaciteit van de batterij helpt het net in balans te houden en levert geld op voor de eigenaar van de auto. Een nieuw Europees platform voor de elektriciteitsmarkt brengt de grootschalige toepassing van Vehicle-to-grid een stap dichterbij.

[Dit artikel verscheen eerder in Vexpansie 2020-2 | Tekst Daan Hammer]

De opkomst van duurzame energiebronnen, zoals zon en wind, heeft een grote impact op ons elektriciteitsnet. Waar op dit moment fossiele energiecentrales het net op elk moment kunnen voorzien van elektriciteit, fluctueert de beschikbaarheid van duurzame energiebronnen. De zon schijnt bijvoorbeeld alleen overdag, en levert meer energie op in de zomer dan in de winter. Aan de andere kant verandert het totale elektriciteitsverbruik door onder andere het toenemende aantal elektrische voertuigen (EV’s) en bijvoorbeeld de grootschalige toepassing van warmtepompen en zonnepanelen. Vraag en aanbod binnen een steeds duurzamer elektriciteitsnet moeten flexibel op elkaar afgestemd kunnen worden om verstoringen op het net te voorkomen. Landelijke netbeheerder TenneT heeft daarom samen met drie andere Europese netbeheerders een platform ontwikkeld dat ook consumenten toegang tot de ‘duurzame energiemarkt van de toekomst’ geeft. Hiedoor worden in potentie miljoenen zonnepanelen, warmtepompen, batterijen en EV’s aan het elektriciteitsnet gekoppeld. Met behulp van blokchain-technologie houdt het platform bij wie er elektriciteit geleverd heeft en daarvoor (financieel) gecompenseerd moet worden. Het gebruik van blockchain-technologie is eerder in Vexpansie 2018 #2 toegelicht. Dit artikel is online te lezen op vexpan.nl/vexpansie.

Terugleveren

De ontwikkeling van het platform betekent ook de volgende stap in de ontwikkeling van EV’s als flexibele elektriciteitsopslag met behulp van Vehicle-to-grid. V2G is een technologie waarbij een EV via een laadpunt is gekoppeld aan het elektriciteitsnet en ook elektriciteit terug kan leveren aan het net. Daarnaast is het tijdstip van het opladen en terugleveren stuurbaar. De flexibiliteit van V2G sluit daarom perfect aan op de benodigde flexibiliteit in een elektriciteitsnet met duurzame energiebronnen. V2G kan deze flexibiliteit op verschillende punten in het net leveren:

• Back-up

Met V2G wordt de flexibele capaciteit van de batterijen van EV’s gebruikt als back-up door landelijke netbeheerders van het hoogspanningsnet. Bij onverwachte verschillen in vraag en aanbod, kunnen EV’s als reservediensten snel ingezet worden. Het elektriciteitsnet in een grote regio of het hele land wordt dan in balans gehouden door aangesloten EV’s te laden of ontladen. Hierdoor hoeven fossiele energiecentrales niet meer als back-up te dienen.

• Lokale piekbelasting

Ook op lokaal niveau kan V2G toegepast worden. De duurzame energie die lokaal is geproduceerd kan dan ook lokaal gebruikt worden. Elektriciteit hoeft hierdoor niet over lange afstanden te worden getransporteerd, waardoor er minder transportverlies optreedt. Ook de kabels in het net worden minder belast. De netwerkkosten gaan daardoor omlaag. Lokale netbeheerders zetten EV’s met V2G technologie in als tijdelijke buffercapaciteit om de piekbelasting in het net op te vangen. De voertuigen vangen dan bijvoorbeeld overdag de lokaal geproduceerde zonne-energie op. Deze energie wordt ’s avonds gebruikt om de piekbelasting te verlagen.

• Gebouwen

EV’s met V2G kunnen ook dienen als tijdelijke opslag voor gebouwen. Het overschot aan elektriciteit dat overdag met behulp van zonnepanelen opgewekt wordt, kan opgeslagen worden in de batterij van het voertuig. Wanneer de zonnepanelen niet voldoende elektriciteit genereren, kan er elektriciteit uit de batterij van de auto teruggeleverd worden. De lokaal opgewekte elektriciteit blijft daarmee behouden voor het gebouw. Daarnaast kunnen EV’s ook voor gebouwen dienen als back-up, mocht de stroom uitvallen. Uiteraard moet teruglevering uit de auto zodanig worden gedoseerd dat er nog wel genoeg stroom beschikbaar is om de volgende rit te kunnen maken.

Platform

Het platform van TenneT richt zich op het vervullen van de back-up functionaliteit van V2G voor het hoogspanningsnet. De EV-eigenaar stelt het voertuig beschikbaar voor het platform via een app en bepaalt daarbij hoeveel capaciteit van de batterij gebruikt mag worden. Zolang het voertuig geparkeerd staat en is aangesloten op een oplaadpunt, wordt de batterij onderdeel van de elektriciteitsmarkt, maar is altijd vol genoeg voor de volgende rit. Volgens TenneT is de deelname van 750.000 elektrische auto’s voldoende om in 2030 als back-up voor het net garant te staan, zonder de hulp van gascentrales. Meerdere autofabrikanten zijn inmiddels bezig om het beperkte aanbod aan EV’s dat geschikt is voor V2G uit te breiden.

De ontwikkelingen op het gebied van V2G en ondersteuning van het elektriciteitsnet maken EV’s een belangrijke schakel in de energietransitie. Daarin gaat het niet alleen meer om de verminderde uitstoot tijdens het rijden, maar ook om de vele waardevolle uren waarin de voertuigen stilstaan.

Geraadpleegde bronnen: Kennis- en innovatiecentrum ElaadNL TenneT

Daan Hammer,

Adviseur Elektrisch Vervoer bij Sweco

Kadertekst

Het verschil tussen Smart Charging en Vehicle-to-grid

Smart charging, ook wel V1G of unidirectioneel laden, is het verhogen of verlagen van het laadvermogen (laadsnelheid) van een EV. Deze vorm van flexibiliteit is alleen mogelijk bij een EV die aan het laden is of een lege batterij heeft. Vehicle-to-grid, ook wel bidirectioneel laden, power recycling of ontladen, gaat een stap verder. Hierbij is het mogelijk om het opgeladen vermogen van de batterij (deels) terug te leveren aan het net om fluctuaties in productie en verbruik van elektriciteit in het net te compenseren. V2G vergroot daarmee de flexibiliteit in het net en verbetert de integratie van duurzame energiebronnen.