Kort sagt bidrar V2G till att mildra klimatförändringarna genom att vårt energisystem kan balansera allt mer förnybar energi, men för att lyckas tackla klimatkrisen måste tre saker hända inom energi- och mobilitetssektorerna: Utfasning av fossila bränslen, energieffektivitet och elektrifiering.
När det gäller energiproduktion innebär utfasning av fossila bränslen att förnybara energikällor, som vind- och solenergi, tas i bruk. Detta hänger dock tätt samman med utmaningen gällande energilagring. Medan fossila bränslen kan ses som en form av energilagring, eftersom de frigör energi när de förbränns, fungerar vind- och solenergi annorlunda.
Denna energi bör antingen användas när den produceras eller lagras för senare användning. I takt med att produktionen av förnybar energi i allt högre grad blir en del av vårt energisystem, ökar volatiliteten och behovet av nya sätt att balansera och lagra förnybar energi.
Samtidigt gör transportsektorn sin beskärda del av koldioxidminskningen. Ett tydligt bevis på detta är antalet elbilar på våra vägar, som stadigt ökar. År 2022 var 14% av alla sålda bilar eldrivna, medan den siffran bara var 5% år 2020.
Batterier i elbilar är den i särklass mest kostnadseffektiva formen av energilagring, eftersom de inte kräver några ytterligare investeringar i hårdvara. Med V2G kan vi utnyttja batterikapaciteten upp till 10 gånger mer effektivt än med vanlig smart laddning. Vehicle-to-Grid-tekniken gör att vi kan utnyttja den befintliga fordonsparken på bästa sätt.
2030 kan det finnas så många som 250 miljoner elbilar globalt. Det innebär att vi alltså kommer att ha drygt 250 miljoner små energilager på hjul. Forskning visar faktiskt att i slutet av detta årtionde bör elbilsbatterier kunna tillgodose efterfrågan på kortvarig energilagring.
Virtas vision för V2G-lösningar
Stationära energilager – stora powerbanks på sätt och vis – blir allt vanligare. De är ett praktiskt sätt att lagra energi från till exempel stora solcellsparker. Enligt prognoser kan 6% av den globala elproduktionen komma att lagras i batterier inom de närmaste 20 åren.
Till exempel erbjuder Tesla och Nissan hemmabatterier för konsumenter. Tillsammans med solpaneler och laddstationer för elbilar, är dessa hemmabatterier ett utmärkt sätt att balansera energiproduktion och konsumtion i småhus eller mindre samhällen.
Pumpstationer är en annan vanlig form av energilagring. Vatten pumpas kontinuerligt upp och ner för att producera och lagra den producerade energin.
I större skala, och jämfört med elfordon som är batterier på hjul, är dessa energilager dyrare att leverera och kräver betydande investeringar. Eftersom antalet elbilar ökar kontinuerligt är elbilar ett mycket bättre alternativ utan extra kostnader.
På Virta tror vi att elfordon helt enkelt är det smartaste sättet att hjälpa till med hantering och produktion av förnybar energi, eftersom elfordon kommer att vara en del av våra liv i framtiden – oavsett hur vi väljer att använda dem.
Bilden visar två kollegor på Virta som arbetar med en V2G-laddare i ett parkeringsgarage. Foto/Credit: Ville Vappula.
När det kommer till att använda V2G i praktiken, är det viktigaste att se till att elbilsförare har tillräckligt med energi i sina bilbatterier när de behöver det. En förare måste till exempel kunna ta sig till och från sin arbetsplats eller till ett viktigt möte.
Detta är det grundläggande kravet för V2G och all annan laddningsteknik: Elbilsföraren måste kunna ställa in när han eller hon vill koppla ur bilen och hur fullt batteriet ska vara vid just den tidpunkten.
Med Virtas V2G-lösning är bilbatteriet alltid laddat till 70-90% när föraren behöver åka iväg.
Vid användning av smart laddning upphör möjligheten att balansera elnätet när batteriet är fulladdat. Med V2G kan balanseringen av elnätet fortsätta under hela den tid som fordonet är inkopplat.
Privat laddning (hemma eller på arbetsplatsen), är idealisk för V2G eftersom fordonet är anslutet till laddstationen under en lång tid. Det gör det möjligt att styra laddning och urladdning under de mest lämpliga tiderna för elsystemet.
Hur rör sig elektricitet?
Låt oss först gå igenom grunderna för hur elektricitet (el) beter sig i elnätet. Den tar alltid kortast möjliga väg till den närmaste plats där den behövs. En V2G-laddare tar upp el från bilbatteriet och skickar helt enkelt tillbaka den till elnätet, där den fortsätter sin resa till närmaste plats där den behövs.
Ett praktiskt exempel: Virtas huvudkontor
På Virtas huvudkontor har vi för närvarande sju V2G-laddare i bruk. Dessa stationer är placerade i kontorsbyggnadens parkeringsgarage bredvid vanliga, allmänt tillgängliga smarta laddstationer.
När V2G-ladaren laddar ur, överförs elen från huvudkontoret direkt till de närliggande bilbatterierna som laddas vid de vanliga laddstationerna – de är ju i det fallet de närmaste platserna där efterfrågan på el är kontinuerlig.
Om inga elfordon behöver laddas, kommer den urladdade elen att användas för garagebelysning eller luftkonditionering istället. Det minskar byggnadens totala energiförbrukning, vilket balanserar energisystemet runt fastigheten.
Låt oss ta dig med på en virtuell rundtur på Virtas huvudkontor för att testa vår lösning för V2G-laddning...
...och hos våra kunder
Ett annat exempel på V2G-utbyggnad är eFuture-projektet där Virta gjorde det möjligt för Nissan att rivstarta V2G-laddning (vehicle-to-grid) av elbilar tillsammans med E.ON.
Vi tillhandahöll en digital laddplattform för elbilar till E.ON, som automatiserar laddning och energiexport i linje med signaler som efterfrågan på nätet, energipriser och energimixens koldioxidintensitet – för att testa effektiviteten hos V2G i större skala, under verkliga förhållanden, med 20 V2G-laddare.
Syftet med det projektet, som startade i Storbritannien redan 2020, var att visa att V2G är en livskraftig, hållbar och lönsam lösning för företag.
Under projektet anslöts fordonen till V2G-laddarna med intervall som utformats för att efterlikna företagets fordonsflottas laddscheman – främst över natten, men även under delar av dagen.
Sammanfattning av fördelarna beroende på dina mål med V2G-teknik:
- Minska den totala ägandekostnaden (TCO) för fordonsparker
- OEM-företag (biltillverkare) kan sälja fordon med ett mervärde
- Energimarknadens parter kan handla och optimera sin balans
- Nätoperatörer kan optimera investeringar och stabilisera elnätet
För fastigheter
Vid installation av en laddstation är första steget att se över byggnadens elsystem. Elanslutningen kan bli ett hinder för projektet eller öka kostnaderna avsevärt om anslutningen behöver uppgraderas.
Vehicle-to-Grid, liksom andra lösningar för smart energihantering som Dynamic Load Management (DLM), bidrar till att elbilar kan laddas var som helst, oavsett omgivning, fysisk plats eller fastighetstyp.
Fördelarna med V2G för fastigheter är tydliga när elen från bilbatterier används där den behövs som mest (vilket beskrivs i föregående kapitel). Vehicle-to-Grid hjälper till att balansera efterfrågan på el och undvika onödiga kostnader för att bygga ut elsystemet.
Med V2G kan de tillfälliga förbrukningstopparna av el i fastigheten balanseras med hjälp av elfordon och ingen extra energi behöver förbrukas från elnätet.
För elnätet
När elförbrukningen ökar kan det leda till överbelastning av elnätet i området. En fastighets förmåga att balansera sitt elbehov med V2G-laddstationer hjälper också kraftnätet i större skala.
Detta kommer väl till pass när mängden förnybar energi i nätet, som produceras med vind- och solenergi, ökar. Förnybara energikällor är volatila och skapar utmaningar i områden som är beroende av vind- och solenergi.
Dessa omständigheter orsakar "överbelastning" eller flaskhalsar som kan hindra elen från att nå sin destination. Lyckligtvis kan smart styrda elbilar erbjuda en lösning på överbelastning av elnätet och förhindra behovet av dyra uppgraderingar av elnätets infrastruktur.
Utan Vehicle-to-Grid-teknik måste energi köpas från reservkraftverk, vilket höjer elpriserna under rusningstid eftersom det är en dyr procedur att starta dessa extra kraftverk. Dessutom producerar de flesta av dessa reservkraftverk koldioxidenergi, då de inte sällan drivs av diesel eller olja, som Karlshamnsverket.
Utan kontroll måste du acceptera detta givna pris, men med V2G kan du optimera dina kostnader och vinster. Med andra ord gör V2G det möjligt för energibolag att spela pingis med elen i nätet.
För fordonsflottor
Operatörer av elektrifierade fordonsflottor, kan ansluta sig till ett V2G-program och generera extra intäkter eftersom elbolag vanligen betalar företag med laddbara fordon, för att ladda ur fordonens batterier. Samtidigt kan fordonsparken hjälpa till att balansera energinätet.
Med Vehicle-to-Grid kan elfordonen i fordonsflottorna används som tillfälliga energilager. Det kan vara särskilt användbart om ett företag huvudsakligen förlitar sig på fastighetsdrift. Vid brist på ström eller till och med vid ett strömavbrott, kan energi lagras i fordonen och laddas ur i företagets byggnad när det behövs.
För förare av elfordon
Varför skulle då enskilda elbilsförare delta i Vehicle-to-Grid som efterfrågeflexibilitet, (demand response på engelska)? Som vi förklarade tidigare gör det ingen skada för dem, men gör det någon nytta?
Eftersom Vehicle-to-Grid-lösningar förväntas bli en ekonomiskt fördelaktig funktion för energibolagen, har de ett tydligt incitament att uppmuntra konsumenterna att delta.
När allt kommer omkring räcker det inte med teknik, enheter och fordon som är kompatibla med V2G-tekniken – konsumenterna måste också delta, koppla in sig och göra det möjligt för sina bilbatterier att användas för V2G.
På samma sätt som för fordonsparker, kan enskilda elbilsförare också dra nytta av extra intäkter för att lagra överskottsenergi i sina fordon och sälja tillbaka den till elnäten.
Vi kommer snart att se kommersiellt tillgängliga V2G-lösningar men det återstår mycket utvecklingsarbete innan tekniken blir ett vanligt verktyg för energihantering.
A. V2G-teknik & enheter
Flera hårdvaruleverantörer har utvecklat laddstationer som är kompatibla med Vehicle-to-Grid-teknik. Precis som alla andra laddenheter, finns V2G-laddare redan i många olika former och storlekar.
Vanligtvis är den maximala laddeffekten cirka 11 kW – precis tillräckligt för hemmaladdning eller på arbetsplatsen men vi kan också hitta V2G-laddare med en laddeffekt på upp till 15 kW. I framtiden kommer laddstationer med högre effekt att kunna användas.
Vehicle-to-Grid-laddare är DC-laddare (drivna av likström), eftersom bilarnas egna enkelriktade ombordladdare kan förbikopplas på detta sätt. Det har också förekommit projekt där ett fordon har en inbyggd DC-laddare och fordonet kan anslutas till en AC-laddare. Detta är dock inte en vanlig lösning idag.
Sammanfattningsvis finns det enheter som är genomförbara men det finns fortfarande utrymme för förbättringar i takt med att tekniken mognar.
B. V2G-kompatibla fordon
För närvarande har CHAdeMo-tillverkare av elfordon, exempelvis Nissan, gått före andra biltillverkare genom att lansera V2G-kompatibla bilmodeller på marknaden. Alla Nissan Leaf och Nissan e-NV200 kan laddas med Vehicle-to-Grid-laddare. Mitsubishi har också anslutit sig till klubben med sina modeller Outlander PHEV och iMiev som också är V2G-kompatibla.
Några andra bilmodeller med V2G-kapacitet är Peugeot iON och Citroën C0.
Möjligheten att stödja V2G är en verklig möjlighet för OEM-tillverkare och många fler av dem kommer förhoppningsvis snart att gå med i klubben av V2G-kompatibla laddbara fordon.
Ford har till exempel att kommersialiserat V2G med sin elektriska pickup F-150 Lightning och Hyundai med sin IONIQ 5-modell, medan Volkswagen också implementerar ISO-15118-standarden i sina fordon.
Kompatibilitet med CCS-standarden är planerad att kommersialiseras 2025.
Påverkar V2G bilbatteriernas livslängd?
Vissa V2G-motståndare hävdar att V2G-tekniken gör att bilbatterierna får kortare livslängd. Påståendet i sig är lite märkligt, eftersom bilbatterier ändå laddas ur dagligen – när bilen används laddas batteriet ur så att vi kan köra runt. Forskning visar faktiskt att batterinedbrytningen kan minskas med upp till åtta procent med noggrann laddning och urladdning. Batteriets livscykel och V2G:s inverkan på den studeras kontinuerligt.
Läs mer om V2G och batteriets livslängd
C. Samarbete: Biltillverkare och energisektorn måste ta sitt ansvar
Vehicle-to-Grid är bara ett (men mycket betydelsefullt) exempel på de möjligheter till energihantering som elbilar erbjuder oss i framtiden. Saken är den att energi- och mobilitetssektorerna kommer att konvergera i framtiden, med eller utan V2G. Vi tror dock på det förstnämnda.
Men stora hjul snurrar långsamt och det finns ett visst motstånd mot förändringar. Nissan är ett bra exempel för andra biltillverkare att börja samarbeta med energisektorn för att utveckla något nytt och livsförändrande och att djärvt blicka in i framtiden. Bilindustrin genomgår en revolution som aldrig förr. Att förena krafterna med energisektorn ger bilindustrin en chans att inleda en ny storhetstid.
Detsamma gäller för energisektorn: I takt med att energieffektiviteten ökar och fler förnybara energikällor tillkommer kommer den pågående förändringen att bli drastisk för elnätet. Energisektorn måste hitta nya sätt att balansera energiproduktion och energiförbrukning. Lyckligtvis är elfordonen redo att hjälpa till.
D. Europeiska standarder som underlättar laddning av elfordon
Marknaderna för efterfrågeflexibilitet (demand response, på engelska) i Europa växer med en tillväxttakt på över 20%. V2G är ett av de mest lovande verktygen på marknaderna för efterfrågeflexibilitet. Det är inte konstigt att V2G-marknaden förväntas växa till över 5 miljarder dollar år 2024.
För närvarande är V2G fortfarande en projektbaserad verksamhet, men det är på väg att förändras. V2G kommer snart att bli en kommersiellt lönsam verksamhet och det kommer att dyka upp allt fler företag som utvecklar och erbjuder V2G-teknik.
Den europeiska standarden ISO 15118-20 definierar ett kommunikationsgränssnitt mellan fordon och elnät för dubbelriktad laddning och möjliggör dubbelriktad kraftöverföring för flera fordon.
I praktiken innebär standarder som dessa att laddningen av elfordon blir smartare, effektivare och bekvämare. Det innebär i sin tur att batterikapaciteten för energihantering kommer att öka kraftigt under de närmaste åren.
En möjlighet som bara ges en gång i livet
De första V2G-projekten är igång sedan länge och lösningar för Vehicle-to-Grid håller på att implementeras. V2G kommer att bli en viktig lösning först på platser där energisystemet är mest instabilt.
Det viktigaste, oavsett plats, är att de installerade laddstationerna är smarta – annars kommer alla funktioner för energihantering att vara otillgängliga.
Så snart V2G-tekniken blir norm, kommer elfordon också att kunna stödja elnätet i nödsituationer – så kallad efterfrågeflexibilitet. Om extrema väderförhållanden orsakar strömavbrott kan elfordon upprätthålla strömförsörjningen för grundläggande behov tills problemet har åtgärdats. Detta kommer att göra elsystemet mindre sårbart och mindre beroende av yttre förhållanden. Virta har flera gånger hjälp till att balansera elnätet.
Nu återstår att alla aktörer börjar utnyttja den största och mest kostnadseffektiva energilagringen vi har – elfordon.
Trängselhantering – en förutsättning för hållbarhet?
