Dat elektrisch rijden de toekomst heeft, dat staat als een paal boven water. Het aantal volledig elektrische auto’s in België blijft gestaag toenemen, net als de beschikbaarheid van publieke laadpalen, particuliere laadstations en zakelijke laadmogelijkheden. Er wordt geschat dat er bijna 2 miljoen volledig elektrische auto’s in Nederland zullen rijden in 2030. En we weten allemaal dat groen laden van groot belang is, omdat de CO2-uitstoot op die manier zo laag mogelijk is. Maar voorlopig kunnen onze noorderburen dat helemaal niet rijmen. Twee miljoen elektrische auto’s groen laden, dat is onmogelijk. Tenzij we de volledige aandacht leggen op slim laden. Wat is dat en waarom is dit essentieel voor het elektrisch rijden?
Waarom rijmen 2 miljoen elektrische auto’s en groen laden eigenlijk niet?
Voordat we kijken naar het slimme laden, is het goed om eerst te kijken naar de huidige situatie om te zien waarom twee miljoen elektrische auto’s laden onmogelijk is. Duurzame energie wordt vooral op piekmomenten gewonnen. Denk aan de zonne-energie die voornamelijk gewonnen wordt op het moment dat de intensiteit van de zonnestralen maximaal is. Of windenergie die gewonnen wordt… wanneer het waait uiteraard. Die piekmomenten zijn dé momenten waarop het aanbod het grootst is.
Kijken we naar de piekmomenten in de vraag, dan zien we dat dit patroon niet overeenkomt met het aanbod. De piekmomenten zijn ’s morgens voordat de mensen naar het werk gaan en het moment dat mensen thuiskomen. Dit zijn tevens dé momenten waarop de elektrische auto geladen wordt. Wanneer iedereen de auto laadt tussen 6 uur ’s avonds en 6 uur ’s morgens, dan staat dit haaks op het aanbod van zonne-energie. Op het moment dat het aanbod piekt, is er geen vraag. En wanneer de vraag op het toppunt is, is er geen aanbod.
We slaan de groene energie gewoon op en we zijn er toch?
Opslaan van energie gaat altijd gepaard met verliezen. Opslag in elektrische batterijen geeft het minste verlies (dit is van groot belang voor het slimme laden), maar chemische opslag is vele malen goedkoper. Het probleem is echter dat hier veel grotere verliezen geleden worden. Moet de groene energie voor een langere tijd opgeslagen worden op een chemische manier (methaan, waterstof, ammonia), dan betekent dit dat we de energie niet optimaal benutten.
Met steeds meer elektrische auto’s en andere voertuigen die in hoge mate overstappen naar elektrisch, is het van enorm belang dat we de groene energie wél optimaal benutten. Anders is de kans groot dat het aanbod aan groene stroom simpelweg kleiner is dan de energiebehoefte.
Dus: we moeten wel slim laden in de toekomst
Slim laden is onvermijdelijk wanneer we de elektrische auto over een paar jaar op groene stroom willen laten rijden om zo de CO2-uitstoot te minimaliseren. Slim laden heeft overigens niet alleen betrekking op de elektrische auto, het is van belang voor het gehele beeld van aanbod van en vraag naar energie.
Bij slim laden worden vraag en aanbod op elkaar afgestemd door de laadpaal zelf. De laadpaal zorgt ervoor dat piekaanbod opgevangen wordt en piekvraag afgestemd wordt op het aanbod. Dat klinkt wat mysterieus, maar het is eenvoudiger dan je denkt:
- Op het moment dat er veel aanbod en weinig vraag is, laden de laadpalen vele malen sneller om zo het aanbod optimaal in te zetten
- Op het moment dat er weinig aanbod en veel vraag is, verspreid de laadpaal het laden over een langere periode (cut and divide), om zo aansluiting te vinden op een aanbodmoment van groene energie
Nu biedt de elektrische auto tegelijkertijd een oplossing voor het probleem van de piekvraag en het piekaanbod die niet op hetzelfde moment plaatshebben. De elektrische auto heeft namelijk enorme accu’s; en daarin kan de groene stroom wél opgeslagen worden.
Op naar bi-directioneel laden
We hebben gezien dat het piekaanbod aan groene stroom op een moment valt waarop de vraag laag is. Chemische opslag is goedkoop, maar zorgt voor grote verliezen. Elektrische opslag in batterijen is veel duurder, maar zorgt ervoor dat het verlies minimaal is. Elektrische auto’s zijn al voorzien van de batterijen die nodig zijn. Er zijn dus geen extra kosten om de auto te gebruiken als opslaglocatie.
Wat betekent dit bi-directioneel laden nou precies? Eigenlijk is het simpel: het is laden in 2 (bi) richtingen. Op het moment dat zonnepanelen veel energie opwekken maar deze energie niet direct nodig is, wordt de energie opgeslagen in de accu’s van de auto. Wordt het vervolgens avond, leveren de zonnepanelen geen energie meer op maar gaan de lampen en wasmachine wel aan in huis? Dan levert de elektrische auto aan het stroomnetwerk. Op die manier wordt de groene stroom gebruikt die overdag opgewekt is.
Kunnen we zonder slim laden in de toekomst?
Hoewel er gewerkt wordt aan mogelijkheden om groene stroom voordeliger op te slaan, is het lastig om het energieverlies bij bi-directioneel en slim laden te overtreffen. En laten we eerlijk zijn: wanneer we grijze stroom volledig uit willen bannen, én tegelijkertijd massaal aan de elektrische auto op groene stroom willen, dan moet er iets veranderen. Met de huidige mogelijkheden is het niet mogelijk om de piekvragen op te vangen, omdat deze ongeveer haaks op het aanbod aan groene stroom staan.
Willen we optimaal gebruik gaan maken van groene stroom, dan moeten we ervoor zorgen dat vraag en aanbod beter op elkaar aansluiten – of dat de groene stroom beter opgeslagen kan worden. Slimme laadpalen zorgen ervoor dat de piekvragen en het piekaanbod beter op elkaar aansluiten door software en hardware in te zetten die het stroomnetwerk optimaliseren. Wordt de elektrische auto daarbij ook nog gebruikt als een asset binnen het zakelijke en huishoudelijke stroomnetwerk door middel van bi-directioneel laden, dan is het wél mogelijk om over een aantal jaar miljoenen elektrische auto’s rond te rijden op groene stroom – en uitsluitend groene stroom te gebruiken in het huishouden. Ook wanneer de zon onder is en het niet waait buiten.