Professor: Der er gode argumenter for at overinvestere i ladeinfrastrukturen

Dimensionering af den fremtidige opladeinfrastruktur er en kompliceret problemstilling, der stiller krav til både forskere, planlæggere og politikere.

For forskeren og planlæggeren er det grundlæggende kompliceret at simulere og optimere systemet, fordi der er mange usikkerheder forbundet med antagelserne, og fordi systemets skala og kompleksitet er stor. Herunder også nødvendigheden af at kunne modellere opladeadfærd i tid og rum i en fremtidig situation.

For politikerne og planlæggere er det kompliceret, fordi der i udformningen af systemet skal tages stilling til, hvilke serviceniveauer man skal sigte efter, hvordan yderområder skal serviceres, timingen af eventuelle investeringerne, samt hvordan opladeinfrastrukturen mere generelt kan tænkes at spille ind på indfasningen af elbiler.

I dette indlæg vil jeg forsøge at bibringe viden fra et netop afsluttet projekt, hvor vi på DTU på basis af avancerede beregninger har kigget ind i fremtiden og regnet på den nødvendige opladeinfrastruktur på statsvejnettet i 2030.

Selvom nævnte projekt kaster lys over en række problemstillinger, bør det understreges, at der er behov for en betydelig vidensopbygning på området i de kommende år.

Efterspørgsel efter opladning er usikker

En opladeinfrastruktur på statsvejnettet spiller sammen med andre måder at oplade på, hvoraf den primære kilde i fremtiden vil være hjemmeopladning.

Efterspørgslen på statsvejnettet hænger derfor sammen med udbredelsen af hjemmeopladning og andre måder at oplade på. Hertil kommer, at efterspørgslen afhænger af antallet af elbiler, bilernes rækkevidde, deres ladehastighed, samt hvordan disse teknologiske faktorer påvirker folks ladeadfærd generelt.

Samspillet mellem disse mange faktorer betyder, at antallet af fremtidige opladehændelser på statsvejnettet vil være forbundet med ganske stor usikkerhed, selv hvis vi udelukkende betragter opladninger på en normal dag.

Dette betyder, at man bør regne på mange forskellige scenarier for at sikre sig, at løsninger er robuste.

Balance mellem efterspørgsel og udbud

I et opladesystem vil der være en række standere fordelt på et mindre antal opladestationer, og når efterspørgslen overstiger udbuddet, vil der opstå kø.

Den negative omkostning af kø-ventetid kan bestemmes på lige fod med den negative samfundsøkonomiske omkostning af trængsel på et vejnet. Hvis man sammenholder kø-omkostningen med omkostningen af at investere i flere opladere, kan man få indsigt i, hvilket niveau af infrastruktur man som samfund bør sigte efter.

Denne information er værdifuld, selv i et system der i ganske stort omfang vil være drevet af kommercielle operatører, fordi det giver mulighed for at subsidiere markedet, hvis der er behov for dette.

Det første spørgsmål man kan stille sig er, hvilke servicegarantier man bør sigte efter. Dette er et ganske kompliceret spørgsmål, fordi servicegarantier kan formuleres på mange måder.

I ovennævnte projekt formulerede vi servicegarantier i form af maksimale ventetider en person i systemet kan vente. Ved at sammenholde forskellige servicegarantier på tværs af forskellige scenarier, fandt vi, at et optimalt samfundsøkonomisk niveau i opladesystemet er en ventetidsgaranti på maksimalt cirka 10 minutter.

Udnyttelsesgrad og gennemsnitlig ventetid

Et fastlagt serviceniveau afleder en række andre effekter i systemet. Herunder en gennemsnitlig udnyttelsesgrad af standerne samt en gennemsnitlig ventetid.

I vores projekt indarbejdede vi et informationsdelingssystem, hvor ventetider på de enkelte stationer blev offentliggjort og delt med bilisterne. Dette svarer til, hvordan man i dag deler information om trængsel i navigationssystemer.

Under disse forudsætninger fandt vi, at systemets gennemsnitlige udnyttelsesgrad er på under 25 procent og sjældent kommer over 35 procent. Man vil med andre ord på en normal dag passere to til tre ledige standere for hver stander, der er optaget, og denne udnyttelsesgrad er faktisk optimal for samfundet.

Dette betyder samtidig, at gennemsnitlige ventetider på normaldage vil være lave, og at kun ganske få brugere vil opleve gener og ventetider.

Overordnet dimensionering

Vores beregningerne viser, at man forventeligt med realistiske scenarier for efterspørgslen skal bruge mellem 1.200 og 1.600 hurtigladere på statsvejnettet i 2030 for at sikre en effektiv service på de maksimalt 10 minutters ventetid.

Dette kan på tværs af en række scenarier udtrykkes som en overordnet håndregel for, hvordan systemet skal dimensioneres. Hvis A er andelen af elbiler, T er antallet af daglige bilture, så er antallet af opladere, der sikrer en maksimal ventetidsgaranti på 10 minutter, L₁₀, omtrent bestemt ved:

L₁₀ ~ A*T/2500*30

Den geografiske placering

I nærværende studie beregnes der et behov for cirka 50 opladestationer.

Dette tal vil dog variere noget med forudsætningerne. Forventeligt vil et spænd mellem 30-55 landsdækkende opladestationer være passende alt efter forudsætninger og krav til service.

Der er visse argumenter for at overinvestere i opladeinfrastruktur, fordi dette har effekter på det generelle salg af elbiler, og de effekter dette forventeligt afleder i form af reduceret CO2 og luftforurening.

Jeppe Rich
Professor ved DTU Transport

Et andet resultat af analysen er imidlertid, at man som politiker og planlægger skal forholde sig til den geografiske spredning af opladekapaciteten.

Hvis man undlader at tage højde for, at visse områder har ganske moderate trafikmængder, eksempelvis store dele af Vest- og Nordjylland, vil udviklingen af opladeinfrastrukturen hænge efter i disse områder, fordi det ikke er kommercielt rentabelt.

Dette er et problem, fordi mange mennesker afstår fra at købe elbil på grund af ’rækkeviddeangst’ på de lange, men sjældne ture.

Der er derfor et vist argument for at overinvestere i de geografiske områder. Noget lignende sker allerede i den kollektive trafik, hvor byer og centrale korridorer subsidierer yderområder. I vores analyse er der foretaget modelmæssige antagelser, der sikrer et vist niveau af geografisk spredning.

Normaldage og ekstremdage

Studiet viser også, at det er afgørende, om man regner på normaldage eller også inddrager effekten af mere ekstreme dage.

Den nødvendige kapacitet stiger ganske betragteligt, hvis ventetidsgarantierne skal tilfredsstilles også på ekstreme dage.

Politikere og planlæggere bør nøje overveje, hvordan ekstreme dage skal vægtes i analysen, og hvilke hensyn disse skal have.

Overinvestering bør tilstræbes

Der er visse argumenter for at overinvestere i opladeinfrastruktur, fordi dette har effekter på det generelle salg af elbiler, og de effekter dette forventeligt afleder i form af reduceret CO2 og luftforurening.

Dette skyldes ikke mindst, at investeringsomkostningerne ved at udvikle et system med særdeles gode garantier ikke er meget dyrere end et normalt dimensioneret system, når det sammenholdes med andre investeringer i transportsystemet.