Teknologisk Institut: Energilagring bør indtænkes i ladeinfrastrukturen

Decentrale energilagre, herunder dansk teknologi baseret på genbrugte batterier, kan med fordel understøtte de knudepunkter i vores elnet, hvor ladning af biler og lastbiler ellers risikerer at blive unødigt dyrt, langsomt og mindre grønt.

Det sker ved, at lokale energilagre udjævner den effekt, der trækkes fra elnettet under stor belægning af ladestation, og ved, at de henter strøm fra elnettet, når den er grøn og billig.  

Elektrificeringen af de lette køretøjer er i massiv vækst understøttet af en bilbranche, der er gået "all in". Der produceres i 2021 cirka fire millioner elbiler på verdensplan med en forventning om en syvdobling frem mod 2030.

I Danmark er væksten ligeledes stor, og De Danske Bilimportører kunne fra september måned 2021 rapportere, at 22,4 procent af bilsalget var rene elbiler, mens 22,9 procent var plug-in-hybrider. Med mange nye elbilmodeller på vej og meldinger om ellastbilernes snarlige ankomst er ladeinfrastrukturen blevet flaskehals.

Masseproducerede elbiler markedsføres i dag med op til 700 kilometers rækkevidde, og groft antaget er rækkevidden for elbiler blevet fordoblet over de sidste 10 år.

Med den fortsatte batteriudvikling må det forventes, at både mellemklassebiler, luksusbiler og ellastbiler i 2040 snildt vil kunne håndtere en tur fra Jylland til København og retur uden unødige afbræk for at lade.

Et muligt scenarie er derfor, at den danske ladeinfrastruktur i 2040 kommer til at betjene markant flere elbiler og ellastbiler, som til gengæld samlet set vil bruge infrastrukturen mindre.

Hurtigladning kan blive billigere og grønnere

På Teknologisk Institut har vi fokus på den intelligente energiforsyning til fremtidens ladeinfrastruktur både i hjemmet, hos virksomheden og "på vejen".

Med udvikling, validering og dokumentation understøtter vi både elektrificeringen af vores transport og implementering af svingende og vedvarende energikilder, der kræver en omstilling fra "produktion tilpasset forbrug" til "forbrug tilpasset produktion".

Elproduktionen vil i øget omfang være styret af, om solen skinner, og vinden blæser. Der er altså med andre ord behov for, at vi, hvor det er muligt, lader vores elbiler på tidspunkter med den største produktion af grøn el.

Ved opladning på en offentlig ladestander, for eksempel på en rasteplads, vil tidsfaktoren ofte vægte mest, hvorfor der hurtiglades med maksimal effekt, som begrænses af elbil eller ladestander. Med andre ord oplades der ved de offentlige ladestandere kun sjældent på de for elnettet eller klimaet optimale tidspunkter.

Ladeeffekten går ved hurtigladning af elbiler mod 350 kilowatt per elbil og for de tunge køretøjer mod en til tre megawatt per lastbil. På pladser med flere ladestandere vil der ofte opereres med en "spræng ikke"-styring, som lader kapaciteten drosle ned, hvis for mange kunder hurtiglader samtidig. 

Dette hænger sammen med, at nettilslutning for ladestation udgør en stor del af anlægsbudgettet, hvorfor operatører ofte afvejer den maksimale kapacitet med omkostningen til nettilslutning på omkring 1.000 til 1.500 kroner per ampere.

Bilistens oplevelse af "hurtigladning" vil derfor i virkelighedens verden afhænge af tilgængelighed og reel ladeeffekt, hvor sidstnævnte kan påvirkes af den aktuelt tilgængelige effekt fra ladestanderen.

Optimering af energisystemet

At indtænke energilagre til de offentligt tilgængelige ladestationer i form af batterier, gerne genanvendte, kan derfor give god mening både i forhold til slutbrugeroplevelse, den konkrete business case, risikoafdækning og optimeret understøttelse af den grønne omstilling.

Mere konkret vil energilagre ved kommende ladestationer understøtte, at ladestanderoperatører kan sænke eller udsætte udgift til tilslutningsafgift og købe sig tid til gennem overvågning af belastning bedre at kunne planlægge den fremtidige balance imellem effektbehov fra nettet og eller øget energilagerkapacitet.

Den lokale distributionssystemoperatør kan udsætte netforstærkning ved, at operatøren udjævner træk på elnettet og samtidigt flytter forbruget til de tidspunkter, hvor der er mest grøn strøm og eller lave elpriser.

Løsningen sikrer også operatør en agilitet i forhold til at sikre en effektbuffer, som kan håndtere introduktionen af kommende megawattladere til lastbiler. Operatøren vil med energilagre kunne afbalancere investering i netforstærkning og tilslutningsafgift med det effektbehov, som forventes på den lange bane. Sidst, men ikke mindst, vil operatør kunne understøtte danske leverandører af teknologier til energilagring og herunder løsninger baseret på genbrugte batterier.

Det bør sikres, at de involverede aktører såsom kommunerne bliver klædt på til at kunne vurdere, hvornår anvendelse af energilagre vil tilføre værdi til deres ladeinfrastruktur

Lars Overgaard
Forretningsleder, Teknologisk Institut

Behov for roadmap

Teknologisk Instituts Energy Flex Lab understøtter i den sammenhæng arbejdet med sammentænkning og optimering af energisystemet i forhold til smart energiforsyning og intelligent ladning.

Parallelt med dette undersøges konsekvenserne af hurtigladning i vores nye Fast Charging Lab, hvor vi snart kan lade elbiler med 350 kilowatt og teste degradering på elbil-battericeller, der hurtiglades med belastninger på op til 1.500 ampere.

Til sammenligning vil et elbilsbatteri, der lades med 350 kilowatt, blive udsat for en strømstyrke på op mod 1.000 ampere. Hurtigladning med så store strømstyrker er nyt, og det er derfor vigtigt at teste, hvor meget hurtigladning slider på batterierne.

Vi ser et behov for et roadmap, der understøtter en landsdækkende massiv og tilstrækkelig udrulning af en både driftssikker, intuitiv, grøn og omkostningseffektiv ladeinfrastruktur.

Den skal både være tilpasset tiden, hvor en tur på tværs af landet og retur for de fleste elbiler kræver en opladning på en offentlig ladestation, og tiden, hvor dette ikke er tilfældet.

Her bør decentrale energilagre efter vores vurdering indtænkes, og det bør sikres, at de involverede aktører såsom kommunerne bliver klædt på til at kunne vurdere, hvornår anvendelse af energilagre vil tilføre værdi til deres ladeinfrastruktur.