V2G-tekniken (Vehicle-to-Grid) har potential att förändra elbilsmarknaden och energihanteringen som vi känner den. Fördelarna inkluderar hantering av energiförsörjningen så att den går dit den bäst behövs, ökad nätkapacitet och minskad totalkostnad för en elektrifierad fordonspark. Här är allt du behöver veta om den här tekniken.
vad är Vehicle-to-Grid (V2G)?
Elbilar laddar oftast sina batterier med ström från elnätet, men med V2G-tekniken kan elen även flöda i motsatt riktning. Denna dubbelriktade laddning gör att den energi som lagras i bilens batteri kan laddas tillbaka till nätet, vilket är särskilt användbart under perioder med hög efterfrågan eftersom energin då kan användas där den behövs som mest.
Vad är V2G laddning?
Vehicle-to-Grid-laddning möjliggör dubbelriktat energiflöde från elnätet till bilen och tillbaka igen. På så sätt kan ett företag eller en villaägare använda batteriet i sitt elfordon som en lagringsenhet. Vissa elfordon och laddare accepterar redan denna typ av laddning, vilket gör att användarna kan sälja energi direkt tillbaka till elnätet. Detta kan bidra till att minska energikostnaderna och kan till och med ge företagen en ny intäktskälla.
Hur fungerar V2G?
V2G fungerar så att en elbil kan hämta energi från elnätet, samtidigt som den kan skicka tillbaka en del av elen under perioder med hög efterfrågan - eller bara när användaren vill sälja överskottsenergi. Med hjälp av en smart laddare och rätt programvara kan en användare besluta att ladda ut den el som finns lagrad i bilens batteri tillbaka till elnätet. Detta kan ske automatiskt baserat på förinställda parametrar eller så kan de välja att skicka tillbaka energin när de vet att de inte kommer att behöva sin bil på ett tag.
"Bilar står stilla 97 % av dygnet", säger Åsmund Møll Frengstad, COO på CURRENT Eco, "och en elbil är bara ett batteri på hjul. Det är en avbrottsfri strömkälla."
Kraften i V2G är beroende av att fordonen förblir inkopplade. Med en inkopplingsgrad på bara 30% krävs en viktig beteendeförändring för att möjliggöra denna teknik.
Vad är Vehicle-to-Everything (V2X)?
En annan tillämpning av denna dubbelriktade teknik är Vehicle-to-Everything (V2X). Detta innebär att energi eller information överförs från ett fordon till en annan enhet och vice versa.
Vad används V2X till?
Det finns många användningsområden för V2X, till exempel kan två fordon som laddar på samma plats dela energi för att säkerställa att ett av dem har tillräckligt med laddning när det behövs. Detta minskar beroendet av elnätet och gör det möjligt för dem som har flera fordon, t.ex. vagnparksoperatörer, att maximera energianvändningen mellan fordonen.
Fordon som stöder V2X kan också användas för att driva bostäder, personliga mobilitetsenheter - som elektriska skotrar eller cyklar - eller till och med bidra till den energi som används i kommersiella byggnader.
Möjligheterna är oändliga med V2X eftersom det kan driva nästan vad som helst, inklusive:
- Hem
- Företag
- Enskilda byggnader
- Andra fordon
- Personliga transportmedel
- Maskiner
- Lantbruksutrustning
- Robotar
- Externa batterier för extra lagring
Vad är V2H?
Vehicle-to-Home (V2H) är kanske en av de mest intressanta tillämpningarna av V2X-laddningsteknik. Detta gör det möjligt för en elbilsägare att använda sin bil som en lagringsenhet - ungefär som att fånga solenergi under dagen för att driva hemmet på natten. På så sätt kan husägare maximera den gröna energi de använder, minska energikostnaderna och minimera sitt beroende av elnätet.
Kan en elbil driva ett hus?
En elbil kan driva ett hus och så mycket mer. Även om det är bra att skicka tillbaka energi till elnätet för att minska efterfrågetoppar och eventuellt skapa en intäktsström, kan denna energi också användas för att driva ett hem, företag eller annan byggnad. Detta kan bidra till att maximera användningen av förnybar energi (till exempel genom att lagra vindenergi för användning under vindstilla dagar) eller helt enkelt för att dra nytta av en förmånlig taxa (till exempel genom att ta ut en lägre taxa över natten för att driva hemmet under dagen).
CURRENT Eco har ett pågående projekt på en högskola i Norge där en Nissan Leaf används för att driva en hel campusbyggnad. Detta "Energy Island"-koncept visar hur en vanlig elbil kan användas för att leverera ström via V2X, vilket minskar energikostnaderna och förbättrar hållbarheten.
Vad är V2X-anslutning?
V2X används också i samband med hur ett fordon kommunicerar med omvärlden. Det handlar mindre om energi och mer om dubbelriktad informationsdelning. Ett fordon kan till exempel kommunicera med väginfrastrukturen för att förbättra trafikflödet, uppdatera andra fordon om trafikstockningar eller helt enkelt samla in data om sin resa. Detta är något som fordon redan gör, men som sannolikt kommer att öka i takt med att städerna blir smartare och vi får se fler självkörande fordon på vägarna.
FÖRKORTAR V2G BATTERITIDEN?
Att köra en elbil, tömma batteriet och ladda upp det igen kommer långsamt att minska dess hälsotillstånd, men det tar lång tid - och det finns många sätt för den genomsnittliga elbilsföraren att maximera batteriets livslängd. Den faktiska effekten av V2G på batteriets hälsotillstånd beror dock på ett antal faktorer, bland annat batterityp, laddare och V2G-teknik.
Elbilsbatterier är tåligare än vad experterna en gång trodde. Tidiga studier visade att ett batteri kunde hålla i cirka 10 år, och många tillverkare erbjöd åtta års garanti. Nyare studier visar dock att ett typiskt elbilsbatteri kan hålla i upp till 20 år.
Detta är värt att ta hänsyn till när man funderar på vilken inverkan V2G kan ha på ett batteris livslängd. En studie utförd av University of Warwick visar att V2G kanske inte alls skadar ett elbilsbatteris prestanda.
Samma studie visade också att överföring av energi från fordonet tillbaka till elnätet under vissa omständigheter till och med kan förbättra batteriets livslängd. I forskningsrapporten står det "Omfattande modelleringsresultat visar att om en daglig körcykel förbrukar mellan 21% och 38% laddningsstatus, kan urladdning av 40%-80% av batteriets laddningsstatus till nätet minimera kapacitetsförlusten med ungefär 6% och effektförlusten med 3% under en tremånadersperiod."
CURRENT har installerat Norges första V2G-lösning (Vehicle-to-Grid) tillsammans med Statsbygg, vilket visar hur elbilsbatterier kan gynna både elnätet och fastighetsägare. Detta kommer att bana väg för ytterligare framsteg när V2G blir mer utbrett i framtiden.
Med potentialen att förbättra batterikapaciteten utöver de många andra fördelarna med V2G och V2X är det ett område värt att utforska eftersom rätt tillvägagångssätt kan förändra hur både företag och konsumenter hanterar energihantering.
Varför behöver vi V2G?
Det finns ett antal viktiga fördelar med V2G. För länder som Storbritannien eller Tyskland med ett åldrande elnät kommer V2G att vara avgörande för att säkerställa att kapaciteten möter efterfrågan. I länder som Norge och Sverige kan fördelarna ses i form av peak shaving, vilket möjliggör en minskning av energiräkningarna.
I takt med att elfordon blir allt vanligare kommer V2G att minska belastningen på elnätet samtidigt som ägare och vagnparksförvaltare kan sänka kostnaderna för laddning. Dessutom kommer V2G att göra det möjligt för oss att använda mer förnybar energi, vilket bidrar till målen om minskade koldioxidutsläpp runt om i världen. Eftersom energi kan lagras i ett elbilsbatteri kan överskott av vind- och solenergi lagras för att användas vid ett senare tillfälle, vilket ytterligare minskar ett hems eller företags beroende av fossila bränslen.
Klarar elnätet av elbilar?
Det är en fråga som ofta ställs när man funderar på en framtid med enbart eldrift. I områden där kapaciteten kan vara ett problem kanske det bara blir ett problem under rusningstid. Graeme Cooper, Transport Decarbonisation Director på brittiska National Grid, tror dock inte att det kommer att bli något problem. I en nyligen publicerad artikel säger han: "Det finns definitivt tillräckligt med energi och nätet klarar det utan problem. Tillväxten inom förnybar energi innebär att detta inte är statiskt och smart mätning kommer att göra detta mer effektivt."
Genom att ta med V2G i mixen framtidssäkras elnätet ytterligare. Vid tillfällen när det inte finns tillräckligt med förnybar kapacitet (t.ex. när alla sätter på vattenkokaren under en reklampaus) kan el dras tillbaka till nätet från en inkopplad elbil.
Enligt Ofgem har forskning visat att V2G har potential att spara 3,5 miljarder pund per år i nätinvesteringar. Detta beror på att det hjälper till att balansera energibelastningen vid tider med hög efterfrågan och innebär att nätet inte behöver betydande uppgraderingar.
Den långsiktiga avkastningen bör också beaktas. "I Norge, i en stad med cirka 50 000 invånare där alla har en elbil, är den beräknade kostnaden för investeringar i det lokala elnätet 200 miljoner pund", förklarar Frengstad. "Om man tillämpar smart laddning - det vill säga inte tar upp energi från själva bilen, utan helt enkelt kan styra laddningen av elbilen - är investeringen noll. I Storbritannien, som har en lägre nätkapacitet, kan investeringen minskas med minst 90 %. Det är enormt."
fördelarna med V2G
Fördelarna med V2G är långt fler än de för villaägare. Faktum är att företag inom en mängd olika sektorer kan dra nytta av Vehicle-to-Grid-tekniken.
Den största fördelen för alla som använder V2G är möjligheten att minska beroendet av fossila bränslen. Detta bidrar till målen om minskade koldioxidutsläpp och hjälper företagen att nå sina individuella hållbarhetsmål. "De kan visa hur mycket ren förnybar energi de använder genom att dra nytta av elbilens batteri", säger Frengstad.
Till exempel kan ett företag eller hushåll som genererar sin egen energi genom sol- eller vindkraft lagra den energin i batteriet i ett inkopplat fordon, redo att användas när det är brist på sol eller vind. På så sätt kan energin distribueras dit den bäst behövs utan att behöva vänta på rätt förhållanden. Utan V2G kan företaget eller hushållet behöva förlita sig på dyr - och kanske mindre miljövänlig - el från elnätet.
För Företagare
Oavsett om du driver ett fastighetsbolag eller helt enkelt har laddstationer tillgängliga för dina anställda har V2G ett antal affärsmässiga fördelar. En fördel är dynamisk lasthantering, som gör att du kan styra mängden el som går till eller från fordonet. Detta kan bidra till att sänka kostnaderna och skicka den tillgängliga energin dit den behövs som mest.
"De största fördelarna för företagen är att de kan hantera energin i byggnaden och se till att de inte tänder en säkring - utöver kostnadshanteringen", säger Frengstad. "Det här är det första steget mot toppstyrning och att se till att e-mobilitet inte är den tillgång som höjer din energiräkning med höga toppar."
En energileverantör i Storbritannien menar att V2G kan ge besparingar på 250 till 450 pund per år och laddare. För företag med många laddare kan detta innebära betydande besparingar.
En annan fördel är möjligheten för företag att driva sina byggnader med hjälp av denna teknik. Istället för att skicka strömmen direkt tillbaka till elnätet kan den energi som lagras i fordonets batteri användas för att driva verksamheten och på så sätt spara in på energikostnaderna under högtrafik.
"Jag ser ett stort genomslag för kommersiella flottor", säger Frengstad. "De har pengarna att köpa laddarna, och vi tror starkt på att de flesta bilar med förbränningsmotorer kommer att tas ur bruk inom en inte alltför avlägsen framtid."
För alla företag som har en fordonsflotta möjliggör V2G flexibel laddning för att få ut mesta möjliga av energipriser och tillgänglighet. En flotta med fulladdade fordon kan också ge en betydande intäktsström genom att den lagrade energin säljs tillbaka till elnätet vid tillfällen med hög efterfrågan. En vagnparksansvarig kan balansera fordonens och förarnas behov med dessa intäktsgenererande möjligheter.
För konsumenter
Konsumenter kan också dra nytta av V2G genom att sälja sin oanvända energi tillbaka till nätet med vinst. Detta är särskilt användbart för elbilsägare som laddar sin bil under dagen med hjälp av solenergi, eller som laddar på natten till en lägre kostnad. "Det finns så mycket potential i ett ekonomiskt perspektiv", tillägger Frengstad. "Om vi samarbetar kan vi alla tjäna pengar."
En annan fördel för konsumenterna är att fordonet kan driva hemmet med hjälp av lagrad energi, vilket kan minska energikostnaderna och göra det möjligt för husägaren att använda mer förnybar energi. Kunder i ett försök i Storbritannien har kunnat tjäna så mycket som 725 pund per år genom att helt enkelt låta sina bilar vara inkopplade när de inte används.
Vilka är fördelarna med V2X?
Denna teknik kan göra så mycket mer än att sälja energi tillbaka till elnätet. Som vi var inne på ovan gör dubbelriktad laddning att ett bilbatteri kan fungera som en lagringsenhet. Detta gör det möjligt för företag att driva sina byggnader, konsumenter att driva sina hem och en hel mängd andra möjligheter som kan bidra till att sänka kostnaderna och öka användningen av förnybar energi i stället för fossila bränslen.
KOMMER V2G ATT BLI MAINSTREAM?
Det pågår V2G-försök över hela världen. CURRENT deltar i en rad olika försök, bland annat SCALE (Smart Charging Alignment for Europe) och SpotMe, ett Eurostar-projekt om flyttbara elbilsladdare med V2X-kompatibilitet. I andra områden testar elbolag V2G för att minska kostnaderna för konsumenterna och för att testa hur tekniken kan förbättra nätkapaciteten när elbilarna blir allt populärare.
"I Norge är 85-95 % av alla nya bilar som säljs helt batteridrivna", säger Frengstad. "Men problemet just nu är att tillverkarna inte kan få tag på tillräckligt många bilar på grund av pandemin. När den logistiska krisen är över kommer produktionstakten att öka, priserna kommer att sjunka och då kommer det att finnas en sweet spot som skapar massiv tillväxt. Jag ser inte många V2G-laddare på offentliga platser, men där bilen står länge - på arbetsplatsen eller hemma - absolut."
Det finns en mängd teknik där ute som stöder V2G, från hårdvara till programvara för smart laddning. I takt med att tekniken blir mer allmänt tillgänglig kommer det att bli enklare för företag och privatpersoner att ansluta sig.
Vilka bilar är V2G?
Många av fordonen med CHAdeMo-kontakter har redan V2G-förmåga. Det kanske mest populära exemplet här är Nissan Leaf, som har använts i en mängd olika V2G-försök. De fordon som för närvarande kan acceptera V2G är bl.a:
- Nissan Leaf
- Nissan e-NV200
- Mitsubishi Outlander PHEV
- Mitsubishi Eclipse Cross PHEV
- Kia Soul EV
- Volkswagen ID.4
- Volkswagen ID.5
Volkswagen är ett nyare tillskott på listan, eftersom den tyska biltillverkaren lade till dubbelriktad laddningsfunktion i år via en uppdatering.
Förbättringar av laddningstekniken innebär att fler fordon i framtiden kan stödja V2G. Medan många CHAdeMo-anslutningar möjliggör denna energiöverföring, har fordon med CCS-anslutningar lämnats på efterkälken. Men 2025 kommer CCS2 att ha dubbelriktade standarder på plats, vilket innebär att det är troligt att vi kommer att se mer V2G-funktionalitet från och med då.
Med många V2G-försök på plats och en teknik som utvecklas i snabb takt finns det potential för V2X att ta fart inom de närmaste åren. Detta gör det möjligt för företag och privatpersoner att minska energikostnaderna, nå hållbarhetsmålen och förbättra nätkapaciteten i den helelektriska framtiden.
Om du vill veta mer om V2G-teknik och programvara för smart laddning kan du ta en titt på CURRENT:s fullständiga lista över lösningar här.