Konferensbevakning: V2G Conference i Münster, Tyskland

OmEV har löpande bevakat utvecklingen av dubbelriktad laddning. För två år sedan skrev vi en serie i tre delar om applikationer, användare, batteripåverkan, AC vs DC och standards [1 – 3]. På senare tid har vi även skrivit om marknadsmognad i Europa [4] samt om Fords strategier för dubbelriktad laddning [5]. Vi har även berört dubbelriktad laddning i förhållande till resiliens [6].

Dubbelriktat laddning är med andra ord ett relativt spretigt område med många möjliga applikationer och fortfarande med en del lösa trådar. För att få en bättre inblick i nuläget åkte vi i förra veckan till konferensen ”Vehicle-2-Grid Conference” som hölls i tyska Münster [7]. På konferensen deltog experter från både industrin och akademin.

Presentationerna och diskussionerna var av hög kvalitet. Flera av konferensdeltagarna har nyckelroller i utvecklingen av dubbelriktad laddning i Europa, exempelvis var flera delaktiga i de arbetsgrupper som utvecklar standards för dubbelriktad laddning.

I dagens nyhetsbrev har vi valt ut tre ämnen som fick stort utrymme under konferensen. Dessa tre är: potentialen för dubbelriktad laddning, tekniska utmaningar med Vehicle-to-Home (V2H) och AC vs DC.

Potentialen för dubbelriktad laddning

Madeleine Brolly från Bloomberg NEF var en av de inledande talarna. Bloomberg NEF har nyligen inkluderat dubbelriktad laddning i sina modelleringar. Madeleine gjorde en överflygning kring förväntad aggregerad lagringskapacitet i fordonsbatterier och potentialen för dubbelriktad laddning. Några punkter som var intressanta var:

• Lagringskapaciteten i fordonsbatterier förväntas vara cirka fem gånger större än för stationära batterilager år 2035 (exempel visades för USA, Kina och Tyskland).
• Det saknas heltäckande styrmedel för dubbelriktad laddning på de större fordonsmarknaderna, exempelvis saknas dubbelriktad laddning i AFIR.
• Dubbelriktad laddning kan öka andelarna förnyelsebar elproduktion och nästan helt pressa ut naturgas ur elproduktionen. Prognos för Storbritannien visar att hög användning av fordonsbatterier i dubbelriktade funktioner kan öka andelen förnyelsebar elproduktion med 11 – 19 procent till år 2040.
• Intäkter per fordon väntas avta i takt med att allt fler fordon bidrar med energi och stödtjänster till elsystemet.

Tekniska utmaningar för V2H

En vanlig förväntan är att Vehicle-to-Home (V2H) kommer att realiseras före Vehicle-to-Grid (V2G), se exempelvis förväntan hos svenska experter frågade av PowerCircle år 2023 [8]. En viktig anledning är mindre komplexitet (regulatoriskt, standards, teknik osv) i att använda energi och effekt från fordonsbatteriet bakom mätaren jämfört med att skicka ut det på elnätet [9].

Även om många på konferensen verkade dela denna syn tog flera presentatörer upp ett antal grundläggande tekniska utmaningar för V2H. Flera av utmaningarna rör energiförbrukning. Ett vanligt användarfall för V2H tros vara att fordonsbatteriet laddas upp av solel under dagen för att sedan kunna laddas ur för att helt eller delvis täcka hushållets elkonsumtion under kväll och natt. Ett hushålls elförbrukning uppgavs av Alexander Bourgett från eSystems [7] ligga på en basförbrukning på mellan 600W – 1 200W, utan värme (många i centrala Europa använder gas till uppvärmning) eller matlagning inräknat. Dessa låga effekter är utmanade för V2H då ett aktivt fordon (kylning av ombordladdare, ECU:er, uppkoppling osv) i regel har en basförbrukning på mellan 700W – 1 400W. V2H i dessa scenarion skapar därför stora energiförluster.

Andreas Perschke från HagerEnergy och Markus Hackmann från P3 Automotive presenterade två snarlika lösningar för att adressera detta problem [7]. Lösningarna innebär att ett stationärt batteri i inkluderas i V2H systemet. Fordonsbatteriet laddar det stationära batteriet till högre effekter (och med mindre energiförluster), det stationära batteriet kan sedan driva hushållets laster. Fördelen är att energiförlusterna är mindre från det stationära batteriet, nackdelen är ökade kostnader. Alternativa lösningar för att minska energiförlusterna är mer effektiva ombordladdare. Företaget Infineon presenterade en produkt under utveckling som uppges vara optimerad för ökad effektivitet vid lägre effekter [7].

AC vs DC

Frågan om AC eller DC är mest lämpat för dubbelriktad laddning diskuterades löpande under konferensens två dagar. I korthet handlar det om DC-AC omvandlingen ska ske genom fordonets ombordladdare (AC laddbox) eller genom en växelriktare i laddboxen (DC laddbox). Att V2G branschen ännu inte har nått konsensus står klart. I en publikfråga om vilken lösning som är bäst fick DC 39 procent av rösterna, AC 36 procent och 25 procent ansåg att det inte spelar någon roll [7].

Flera talare menade att båda teknikerna kommer behövas i framtiden då det har olika fördelar beroende på applikation, exempelvis är AC bättre lämpat till Vehicle-to-Load (V2L).

Nedan är en summering av för- och nackdelar som nämndes för respektive teknik:

AC

Fördelar

• Lägre kostnad för laddboxen (dock högre än enkelriktad AC laddbox)
• Majoritet av befintliga anläggningar består av AC laddare

  Nackdelar

• Kräver en dubbelriktad ombordladdare (extra kostnad)
• Måste uppfylla säkerhetskrav för fordon
• Högre utvecklingskostnader för att kunna anpassas till olika marknaders olika anslutningsregler (grid codes)
• Interoperabilitet mellan olika fordon och laddboxar, måste certifieras som ett system
• Standard ej helt redo för AC

DC

Fördelar

• Anslutningsregler (grid codes) regleras av laddboxen
• Mogen teknologi (likheter med kraftelektronik som används för solcellsanläggningar)
• Certifiering och standardisering mer moget
• Mindre energiförluster
• Möjlighet att på sikt ta bort ombordladdaren i fordonet

Nackdelar

• Högre kostnad då kraftelektronik finns i både laddbox och fordon
• Laddboxen är större

Egen kommentar

Entusiasmen för dubbelriktad laddning var av förklarliga skäl stor på konferensen. Den teoretiska potentialen är onekligen betydande, vilket bland annat illustrerades av Bloomberg NEF s presentation men även av andra talare. Exempelvis beräknas den totala lagringskapaciteten i fordonsbatterier i Tyskland kunna ge 283 GW år 2035, vilket nästan är 4 gånger mer än den reglerbara elproduktionen.

I praktiken återstår dock en del innan dubbelriktad laddning kan slå igenom i stor skala. Några av utmaningarna kom med i detta nyhetsbrev. AC vs DC debatten kommer nog att fortgå ett tag till och energiförlustutmaningarna med V2H kan förhoppningsvis driva fram mer energieffektiva lösningar för överföring vid lägre effekter. En ytterligare utmaning som diskuterades är de ekonomiska incitamenten för användarna och andra aktörer. Befintliga test har visat på intäkter på uppåt 800 euro årligen, vilket kombinerat med höga investeringskostnader (beroende på lösning) ger lång avskrivningstid.

Referenser

[1] OmEV. Del 1. 2022. länk

[2] OmEV. Del 2. 2022. länk

[3] OmEV. Del 3. 2022. länk

[4] OmEV. 2023. länk

[5] OmEV. 2024. länk

[6] OmEV. 2022. länk

[7] V2G conference. 2024. länk

[8] PowerCircle. 2023. länk

[9] GlobalSpec. 2024. länk