Toveis elbillading

Hva

Toveis billading er gjerne omtalt som Vehicle-to-grid eller V2G / V2X. Dette betyr at batteriene i elbiler kan levere strøm tilbake til bygget eller strømnettet. Toveis elbillading drar nytte av at private kjøretøy i gjennomsnitt er parkert mer enn 90% av levetiden. Med V2G blir elbilen en aktiv medspiller i energisystemet.

For å oppnå toveis elbillading trengs det en egen V2G-enhet (toveis ladeboks), et styringssystem, samt tilrettelagte elbiler. Toveis ladeboks omdanner likestrøm fra elbilbatteriet til vekselstrøm som kan brukes i byggene.

På Evenstad er det installert to V2G-enheter på 10 kW fra Nissan / AME. Når en bil er koblet til ladestasjonen, kan den levere rundt 9,5 kW til studiestedet. Elbiler med CHAdeMO-protokoll og uttak kan kobles til laderen, og det er vanligvis ikke behov for modifisering av bilene. På Evenstad er det Nissan Leaf-biler som kan benytte V2G-teknologien, og batterigarantien er avklart for disse bilene. V2G-enhetene har en ladekabel, tilsvarende som ved hurtiglading, og elbilene kobler kabelen til bilens CHAdeMO-uttak.

Se innslag fra NRK Nyheter

Se nyhetsinnslaget da toveislading av elbiler ble testet for første gang i Norge.

Hvorfor

V2G-løsningen har fått mye oppmerksomhet, siden den kan bli viktig framover: både for sluttkunder/plusskunder og nettselskap. NVE har beregnet at den samlede batterikapasiteten for den norske elbilparken kan utgjøre en betydelig effektreserve i det norske kraftnettet i framtiden . Denne batterikapasiteten har potensial til å spille en verdifull rolle i det fremtidige energisystemet.

Teknologien som tilrettelegger for V2G-løsningen er relativt ny, og fortsatt på teststadiet internasjonalt. Gjennom innkjøp av V2G-løsningen tar Statsbygg i bruk ny miljøteknologi og utfordrer leverandører og byggenæring for å skape fremtidsrettede energiløsninger. Praktiske erfaringer fra V2G-uttesting vil være viktig for den videre utviklingen innen dette området i Norge.

På Evenstad

Batteriene i bilene kan på sikt flytte energi/effekt som en del av det sentrale energioppfølgingssystemet, og slik bidra til å oppnå mål om energifleksibilitet. For eksempel kan bilene lades opp når det genereres solenergi eller på natten, og deretter levere strøm tilbake til området i timer hvor strømmen er dyrere, slik som morgen eller ettermiddag.

Økt forståelse for hvordan V2G kan fungere i energisystemet vil også være nyttig for andre eiendommer hos Statsbygg, og i Norge generelt. Effektkapasiteten i elbilen kan for eksempel brukes for å utjevne forbrukstopper gjennom døgnet, til å lagre overskudd av strøm fra solceller eller til batteridrift ved strømstans. Strøm fra solceller kan lade bilen om dagen, mens batteriet i bilen kan levere strøm tilbake på kvelden eller natten. Bruk av batterier kan også være et alternativ eller supplement til nettinvesteringer, samt muliggjøre leveranse av energitjenester til netteier (eks. frekvensregulering).

Hvordan

Allerede i 2017 besluttet Statsbygg at de ønsket å demonstrere toveis elbillading på Evenstad, som første norske aktør. Dette var blant annet inspirert av forskere i FME ZEN, som var en pådriver for å realisere teknologien. Multiconsult ble engasjert som ansvarlig for innkjøpet. Toveis elbillading er en umoden teknologi, og det var få som leverte løsningen i Europa i 2018. Det tok derfor tid å realisere løsningen. Oktober 2019 ble V2G-teknologien endelig demonstrert. I denne forbindelse ble det avklart med Nissan Europa og Nissan Japan at batterigarantien til elbilen (Nissan Leaf) fortsatt var gyldig dersom bilene benytter V2G-laderen.

V2G-enheten som først ble installert var en prototype, og denne ble erstattet av to nye V2G-enheter i 2021. V2G enhetene er levert av Nissan / AME, og software ble utviklet av norske Meshcrafts (nå Current Eco). Innkjøpet ble støttet av Enova, under deres program for ny teknologi.

Hva lærte vi

Erfaringene fra Evenstad gir økt kunnskap og praktiske erfaringer fra innkjøp, installering og drift av V2G-løsningen.

En Nissan Leaf bil kan levere nesten 10 kW effekt til området. I løpet av 2 timer kan bilen dermed levere rundt 20 kWh. For en bil med 40 kWh batteri betyr dette at batteriets ladetilstand reduseres fra for eksempel 80 til 30%. Det er energitap i ladeprosessen, siden likestrøm fra bilens batteri omdannes til vekselstrøm ved utlading, og deretter tilbake til likestrøm ved lading til samme batteri-nivå. Eksempelvis ble det ladet ut 23 kWh i en ladeseanse mai 2020, og bilen måtte deretter lade 28 kWh for å komme tilbake til samme batterinivå. Dette betyr at effektiviteten for den totale ladesyklusen (roundtrip efficiency) var rundt 82% (beregnet som 23 kWh utladet / 28 kWh ladet).

Figuren under viser et eksempel på hvordan V2G kan benyttes på Evenstad. Situasjonen som er illustrert, viser hvordan to elbiler lader ut til sammen 40 kWh to ganger i løpet av et døgn: På formiddagen og kvelden. Deretter lader bilene rundt 48 kWh (på ettermiddagen og natten), for å komme tilbake til startnivået. Dersom vi antar en energikostnad på 2 kr timene det lades ut, og 1 kr timene det lades, vil dette gi en besparelse på 16 kr per bil per ladeseanse (En bil med to daglige ladeseanser i ett år gir en besparelse på ca. 11 000 kr). Linjene viser AMS-måleren for Evenstad, og hvordan V2G-bruken kan endre strømbruken.

Figur: Eksempel på hvordan V2G kan benyttes på Evenstad i løpet av et døgn.  

Anbefalinger

Toveis billading kan bli en interessant løsning, særlig på steder hvor egne biler er parkert i lengre perioder. Løsningen kan også benyttes for å levere strøm mellom bygg, hvor man for eksempel kan lade generert solenergi ved ett bygg, og levere tilbake strøm fra bilen til ett annet bygg.

Fungerende V2G løsning har stor potensiale, men dagens teknologi er fortsatt umoden. For teknologien på Evenstad er det er en utfordring at V2G-enhetene kun er tilgjengelig for elbiler med ChadeMo uttak. Flere bilprodusenter går vekk fra ChadeMo protokoll og går over til en CCS-løsning. Per d.d. er det bare noen få bilmerker som støtter toveis-lading (de fleste er produsert i Sør-Korea), men flere større europeiske bilprodusenter melder om muligheter for V2G teknologi i fremtiden. Det er avgjørende å ha tett dialog med bilindustrien hvis man ønsker videreutvikling av V2G teknologi for bruk i mikronett.

Erfaring fra Evenstad viser at man henter veldig lite gevinst ved å installere et system for toveislading.