Forskningsstudie: Marknadsmognad för Vehicle-to-Grid (V2G) i Europa

Vehicle-to-Grid (V2G), även benämnt som dubbelriktad laddning på svenska, är ett teknikområde där det satsas stora forsknings- och utvecklingsresurser. Men osäkerheten kring om och i så fall när V2G kommer nå kommersiellt genomslag är fortfarande stor. Tre tyska forskare från Aachen Universitet har i en nyligen publicerad studie försökt reda ut status på den Europiska marknaden [1]. De områden som undersöks är: regelverk/policy, hårdvara, försäljning av laddbara bilar i Tyskland och bilarnas egenskaper [1].

Det som händer i Europa kan vara en fingervisning även för den globala utvecklingen. Majoritet av de genomförda och pågående forskningsprojekt som har genomförts i världen har varit i Europa [2]. Dagens nyhetsbrev gör några nedslag i studien. För de som är intresserade är studien öppet tillgänglig att läsa, se [1].

V2G versus V2X och den svenska kontexten

Men först en kort kommentar om begreppen för dubbelriktad laddning och kontexten för Sverige. I studien används begreppet V2G som ett samlingsbegrepp för flera möjliga applikationer av dubbelriktad laddning, som exempelvis Vehicle-to-Home (V2H) och Vehicle-to-Load (V2L). I andra sammanhang vi har stött på har i stället begreppet Vehicle-to-Everything (V2X) använts som samlingsbegrepp. Vi hoppas att det inom en snar framtid kommer att ske en harmonisering av begreppen för att det ska bli tydligare vad som menas, då det kan finnas betydande skillnader mellan olika applikationer.

Sverige nämns i förbifarten några gånger i studien, fokus är på Tyskland. Värt att notera är att det pågår flera forsknings- och utvecklingsprojekt även i Sverige. I april i år publicerades en rapport från Power Circle som identifierade 14 forskningsprojekt som direkt eller indirekt berör dubbelriktad laddning [3]. Intresse finns även från svensk fordonsindustri. Volvo Cars och Polestar deltar i forskningsprojekt inom området (t ex [4] och [5]).

Skatter, mätning och anslutningsregler behöver anpassas till V2G

Europeiska länder har börjat undersöka hur de kan underlätta för V2G, men hittills finns det inget land som har införda speciella V2G regelverk [1]. Regelverk håller dock på att utvecklas i Tyskland, Storbritannien, Frankrike, Nederländerna och Schweiz [1].

De tre viktigaste regulatoriska barriärer som har hindrat V2G att bli möjligt i större skala är enligt studien: skatt på elkonsumtion, mätning av levererad energi och att uppfylla olika anslutningsregler (grid codes) [1].

De flesta länderna i Europa har någon form av skatter och avgifter för elkonsumtion, vilket ofta utgör en stor andel av det totala elpriset. En konsekvens är att det har varit svårt att få lönsamhet av att sälja redan skattad el tillbaka till elnätet. Denna skattefråga håller nu på att lösas i flera länder (ink Tyskland) genom skatteavdrag motsvarande den elen som säljs tillbaka till elnätet [1].

En möjliggörare för V2G är att elkonsumtionen kan mätas med hög detaljnivå. Vilket är precis vad smarta elmätare gör. Det finns dock stora skillnader inom Europa. I Norden, Italien och Frankrike har över 90 procent av hushållen installerat smarta elmätare [1]. Vilket kan jämföras med cirka hälften i Storbritannien eller nära noll procent i Tyskland mot slutet av 2021 [1]. Tyska regeringen har sedan dess agerat genom att införa en ”Smart Meter Law” som reglerar en maximal kostnad av 20 Euro för att få en smart elmätare installerad [1].

Det finns ett stort antal anslutningsregler (grid codes) i Europa. Anslutningsregler reglerar hur en elproduktionsenhet ska agera för att inte försämra nätverkets kvalitet [1]. Historiskt har elproduktionsenheterna varit större kraftverk anslutna till elnät med högre spänning (reds. anm., i svensk kontext är detta transmissionsnät och regionnät) [1]. Enheter på lågspänningsnätet (t ex solcellsanläggningar och vindkraft) har inte varit så betydande för elnätet. Strategin har i stället varit att stänga av mindre enheter vid störningar i t ex frekvens och låta större enheter stabilisera systemet [1]. I takt med att förnyelsebar energi har ökat i betydelse har detta förändrats till att även mindre enheter ska agera för att stabilisera elnätet, vilket även gäller för V2G system [1]. En utmaning är kommunikationen mellan systemet och bilarna [1]. Vilket är speciellt svårt för V2G genom AC laddare.

AC/DC

I en tidigare omEV-serie om V2X beskrev vi kortfattat fördelar respektive nackdelar med V2G via AC eller DC laddare [6]. Enligt studien från Tyskland är det fortfarande en öppen fråga vilken teknik som kommer att bli mest attraktiv i framtiden. DC har för tillfället mest momentum hos tillverkarna av laddare. Av de 20 tillverkare som erbjuder V2G laddare är det endast två som har AC laddare kompatibla med V2G. Men alla 20 har DC laddare för V2G [1].

Viktiga utmaningar för V2G med AC laddare är dels att få bilar hittills har utrustats med dubbelriktad ombordladdare, vilket inte behövs för V2G med DC laddare [1]. Som nämnt ovan försvårar också AC efterföljandet av de lokala anslutningsreglerna. Eftersom invertern (vilket är den enhet som ska uppfylla anslutningsreglerna) sitter i en bil som kan röra sig geografiskt mellan olika anslutningsregler ökar komplexiteten och kraven på bland annat IT system [1]. I en V2G DC laddare är invertern stationär och behöver därmed endast hantera en typ av anslutningsregler [1].

Allt fler bilar utrustas redo för dubbelriktad laddning

Studien redovisar vilka laddbara bilar som är redo för någon form av dubbelriktad laddning. I april i år fanns det totalt ett 30-tal bilmodeller från 25 fordonstillverkare som stödde någon form av dubbelriktad laddning [1]. Endast ett fåtal av dessa är redo för V2G med anslutning till elnätet [1]. Potentialen för laddbara bilar att utföra V2G har dock ökat i takt med ökade batteristorlekar och delvis genom snabbare laddning [1]. Större batteriet, givet samma dagliga körsträckor, ökar den tillgängliga energimängden som kan frigöras till V2G tjänster [1]. Sedan år 2018 har den genomsnittliga batterienergin för nya batterielektriska bilar i Tyskland ökat från 40 kWh till över 60 kWh [1]. Även (ur)laddning till högre effekt kan öka förutsättningarna för V2G upp till en nivå mellan 10 – 20 kW, vilket verkar vara konsensus hos tillverkarna av laddare [1]. Teoretisk laddningseffekt kan möjligen även ge en indikation på möjlig urladdningseffekt [1]. Den genomsnittliga DC laddningen för nya batterielektriska bilar i Tyskland låg år 2023 på cirka 115 kW och AC laddning på cirka 9 kW [1].

Egen kommentar

Dubbelriktad laddning utvecklas snabbt, inte minst kommer det allt fler ”V2G ready” bilar ut på marknaden. Europa är troligen ledande men mycket återstår att lösa innan tekniken kan skala upp på kommersiella grunder. Vilket delvis kräver att de regulatoriska hindren minskar, vilket nu verkar vara på gång i flera länder i Europa. De affärsmässiga möjligheterna och utmaningarna med V2G saknades tyvärr i studien. Frågan om AC och/eller DC kommer vi nog återkomma till i framtiden.

Referenser

[1] Hecht, Christopher, Jan Figgener, and Dirk Uwe Sauer. ”Vehicle-to-Grid Market Readiness in Europe with a Special Focus on Germany.” Vehicles 5.4 (2023): 1452-1466. länk

[2] V2G Hub. 2023. länk

[3] Power Circle. 2023. länk

[4] Lindholmen Science Park. 2023. länk

[5] Polestar. 2023. länk

[6] OmEV. 2022. länk