Användarbeteende: En kritisk aspekt för framtidens laddinfrastruktur

Bilar brukar enbart tanka på bensinstationer (undantag inkluderar min släkting som tankar villaolja i sin gamla dieselbil), men med laddbara bilar så finns det många alternativ.

Alternativen är många, men hur laddar egentligen elbilsägarna? Det har betydelse för hur investering i laddinfrastruktur och i elnät bör göras. Dagens nyhetsbrev utgår från tre frågor: Hur ser laddbeteende ut bland ägare till laddbara bilar? Hur viktig är den publika laddinfrastrukturen? Hur relaterar detta beteende till belastningen i elnätet? 

Faktorer som påverkar laddningsbeteende  

Tre huvudfaktorer har hävdats påverka laddbeteendet hos användaren till laddbara bilar: tid, kostnad och bekvämlighet [1]. Även om snabbare laddning är att föredra för de flesta så läggs stor vikt vid att laddningen har minimal påverkan på användarens dagliga rutiner. Vilket kan förklara varför hemmaladdning ofta anses som det mest bekväma alternativet [1].

T ex uppgav 70 % av svenska elbilsägare att de endast laddar hemma, primärt på natten. 5 % laddar regelbundet på sin arbetsplats och endast 1 % uppger att de laddar sin bil när de är ute på ärenden. 15 % har ett laddbeteende där laddning sker när tillfälle ges (hemma, på arbetet och ute på ärenden). 

I en litteraturstudie från Hardman et al 2018 [3] har totalt 56 internationella studier (Europa, USA och Kina) som berör laddbeteenden för BEV och PHEV analyserats. Resultatet visar att 50 – 80 % av alla laddtillfällen sker vid hemmet, följt av laddning vid arbetet eller vid pendlingsparkeringar (15 – 25 % för BEV, aningen mindre för PHEV). Endast cirka 5 % av laddtillfällerna sker vid publika laddare. Tillgång till hemmaladdning har även visat sig vara en viktig faktor för att våga ta steget att köpa en laddbar bil.

I en annan studie som har berört psykologiska orsaker till olika laddbeteenden, har det förslagits att User-Battery Interaction Style (UBIS) är en viktig variabel för att förstå användarnas laddnbeteende [4]. UBIS indikerar valda resursoptimeringsstrategier, dvs hur och när användaren väljer att ladda bilen givet bilens begränsade batterikapacitet och deras körbehov. Relaterande koncept/termer har tidigare använts i forskning kring laddbeteende av mobiltelefoner och tankning av bränslebilar [4]. Användare med låg UBIS tenderar att ladda regelbundet oberoende aktuell SOC (State-of-charge), t ex varje natt. Individer med hög UBIS laddar endast när SOC har nått ner till en viss (subjektiv) nivå [4]. I ovan studie initierade 2/3 av användarna laddning vid >40 % SOC, vilket pekar på att en betydande del av användarna verkar ha ett lågt UBIS [4].      

Värdet av den publika laddinfrastrukturen

Ett flertal studier och rapporter t ex [1], [5], [6] har slagit fast att den publika laddinfrastrukturen är en viktig pusselbit för att främja elektromobilitet nu och i framtiden. 

Det finns ett tydligt generellt samband mellan antalet publika laddare och marknadsandelar av laddbara fordon, dock med stora individuella skillnader mellan städer och marknader [5]. En väl utbyggd publik laddinfrastruktur möjliggör [5]:

• längre resor med BEV
• laddning för hushåll utan privat parkering med laddmöjligheter

Dessa är också huvudargumenten till varför publik laddning bör prioriteras. Ett annat argument som har lyfts är att vetskapen av publika laddare kan agera som ett extra skyddsnät och därmed minska räckviddsångest [3].

I fall när publik laddning är gratis kan det vara starkt köpincitament för laddbara bilar. En baksida är att i praktiken verkar dessa laddare främst användas av förare som ej har behov av laddning för att klara sina dagliga körsträckor [3]. Detta leder till ökad trängsel, vilket kan avskräcka förare som är i verkligt behov av laddning för att klara sin dagliga körsträcka [3].

Påverkan på elnätet

Det pågår just nu en livlig diskussion kring laddning av fordon och belastningen på elnätet. Inte minst i Sverige har flera städer uppmärksammat effektbegränsningar i elnätet, bland annat Uppsala [7]. När bilar laddar är därmed en allt viktigare fråga. 

I Hardman et al studien [3] undersökte de kopplingen mellan laddbeteende och belastningen på elnätet. Resultatet pekar på att det i nuläget är liten påverkan på grund av låga andelar laddbara fordon. Detta kan dock snabbt förändras vid ökade marknadsandelar. Om nuvarande laddbeteenden (tid på dygnet) kvarstår finns det stor risk att majoriteten av laddningen initieras samtidigt på dygnet som existerande effekttoppar i elnätet. För hemmaladdning gäller detta eftermiddag/kväll, vilket med ökad andel solel i nätet också olyckligt sammanfaller med minskad elproduktion [5]. I det publika laddnätet är det främst ultrasnabbladdning (150 – 350 kW) som tros utgöra ett effektproblem i framtiden, även vid relativt låg användning [5]. Ett antal finansiella och tekniska lösningar testas nu för att lösa effektproblematiken. Dessa inkluderar laddningstimers och variabel eltaxa för att främja ”off-peak” normalladdning och stationära batterilager som kan minska effekttoppar vid snabbladdningsstationer [5].    

Egen kommentar    

Det kommer kanske inte som en överraskning men hemmaladdning är det helt klart dominerande sättet att ladda. Det finns förmodligen en koppling till att de flesta studier som är gjorda hittills är utförda på tidiga köpare av laddbara bilar (med kort räckvidd), individer som tenderar att bo i villa/hus/radhus med goda laddmöjligheter. Det ska bli intressant att följa hur laddbeteendet utvecklas i takt med att nya grupper börjar använda den nya generationens laddbara bilar med längre räckvidd. Min gissning är att den publika laddinfrastrukturen kommer att bli allt viktigare.

Kopplingen laddbeteende-påverkan på elnätet är spännande. Påverkan på hur och när användare laddar förtjänar troligen mer resurser. Investeringar i ökad effektkapacitet i elnätet är enormt kostsamma. Att genom ”smarta” metoder optimera individens laddbeteende har potential att ge stora samhällsbesparingar. Den slentrianmässiga ”komma hem efter jobbet laddning” trots hög State-of-charge (lågt UBIS) bidrar till en effekttopp men är ofta inte nödvändig för att klara nästa dags körning. UBIS var en tankeställare för mig, tur att det finns laddtimer i de flesta laddbara bilar.

Vilken UBIS har du? Laddar du telefonen varje natt trots att den är nästan fulladdad? Har du alltid fulltankad/fulladdad bil? 

Källor

[1] Research for TRAN Committee – Charging infrastructure for electric road vehicles, Transport and Tourism, 2018. länk

[2] Vassileva, Iana, and Javier Campillo. ”Adoption barriers for electric vehicles: Experiences from early adopters in Sweden.” Energy 120 (2017): 632-641.

[3] Hardman, Scott, et al. ”A review of consumer preferences of and interactions with electric vehicle charging infrastructure.” Transportation Research Part D: Transport and Environment62 (2018): 508-523. 

[4] Franke, Thomas, and Josef F. Krems. ”Understanding charging behaviour of electric vehicle users.” Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour 21 (2013): 75-89.

[5] Emerging Best Practices for Electric Vehicle Charging Infrastructure, ICCT, 2017. länk

[6] Charging ahead: Electric Vehicle infrastructure demand, McKinsey, 2018. länk 

[7] Uppsala har slagit i eltaket, Uppsala Nya Tidning, 2018. länk