Ny forskning om elbilar och elnät

Nu har forskningsprojektet Ett elsystem för elfordon gått i mål och släppt sin slutrapport. Projektet har haft som syfte att ta ett helhetsgrepp om den förväntade elektrifieringen av fordonsflottan och dess inverkan på elsystemet. Power Circle har deltagit som en av flera partners i projektet som letts av Energiforsk.  

Den 14 mars slutredovisades projektet Ett elsystem för elfordon på en konferens arrangerad av Energiforsk i Stockholm. Slutrapporten för projektet redovisas genom en syntesrapport baserad på de forskningsresultat som producerats och de åtgärder som bör vidtas för att möjliggöra en storskalig övergång till elfordon utifrån ett elsystemperspektiv. I denna blogg delar vi med oss av några av de mest intressanta resultaten från projektet. 

Elektrifieringens effektbehov och prognoser för transportsektorns elektrifiering 

I en enkät från Profu som besvarats av elnätsbolag uppger 15 av 26 nätägare att de ser svårigheter med att möta elektrifieringens behov av effekt. Antingen innebär effektbehoven att ytterligare nätförstärkningar krävs utöver de planerade för att möta efterfrågan, eller så ser inte elbolaget att de kan möta behoven alls. Profu bedömer att denna oro inte är förvånande då elektrifieringen precis har börjat och att många elnät börjar bli gamla och är i behov av upprustning.  

Detta ska ställas i relation till de scenarier för transportsektorns elektrifiering som Power Circle har gjort inom ramen för Ett elsystem för elfordon. Scenarierna för etablering av elektriska fordon visar att elektrifieringen av flottan sannolikt kommer fortsätta gå snabbt, och snabbast går det för personbilar. I scenariot med en hög elektrifieringstakt så bedöms elektriska fordon stå för 100 procent av nybilsregistreringen till 2030. 

Hur laddning sker blir mer avgörande i framtiden 

Med den elektrifieringstakt som scenarierna påvisar och den osäkerhet som finns kring om elnäten har effekten som krävs så blir implementeringen av smart laddning viktigare framöver. Då kan elbilsladdning gå från en potentiell risk till att bli en tillgång i elsystemet. När, var och hur bilister laddar sina fordon blir då avgörande. Inom projektet har Chalmers under 2023 samlat in kör- och laddningsdata från 220 elbilar. Dataanalysen visar att elbilarna mestadels laddar med en laddeffekt på mellan 3–7 kW, så kallad ”långsam” laddning vid bostaden. Laddenergin som behöver laddas är oftast mindre än 7 kWh/dag, vilket för de flesta resulterar i en laddtid på ca 1– 2h/dag. Därtill är det alltid minst 30% av bilarna som står parkerad på sin bostadsadress oavsett tidpunkt på dygnet. Dessutom är minst 70% parkerad i minst 1 timma oavsett tidpunkt på dygnet. Det visar att det finns potential att utnyttja bilarnas batterier som flexibilitetsresurs både hemma och på andra platser under alla dygnets timmar. 

Därefter analyserades vilka problem som uppstår vid lokala elnätstationer beroende på hur elbilsägare väljer att ladda sin elbil.  Tre laddscenarier jämfördes, ett där alla bilar laddar direkt när de kommer hem, ett när alla elbilar styr sin laddning efter elpriset och ett tredje där vi ser en mix av de två föregående strategierna. Jämförelsen visar att en strategi där elbilsägarna optimerar sin laddning utifrån elpris (med eller utan V2G) ger färre problem i nätet jämfört med om bilarna laddas direkt vid hemkomst. Direktladdning skapar främst problem i elnäten under kvällstid på vintern.  

Trots att antalet problem minskar i snitt med en viss form av smart laddning så går det också att se att de gånger som problem uppstår så kan de bli större eftersom bilarnas laddning är mer koordinerad. Det kan exempelvis bero på att alla bilars laddning startar igång automatiskt när det slår över till den timmen under dygnet som elpriset är lägst. Oavsett laddningsstrategi uppstår problemen främst i tätbefolkade områden. Men med en bättre fördelning av laddningen över tid finns det bättre möjlighet att övervinna problemen i elnäten. 

Med smart laddning kan elsystemet gynnas av elfordon 

Sammanfattningsvis visar Chalmers studier att elbilar har potential att bidra till flera systemnyttor. Om laddningen sker smart och exempelvis pausas när systemet behöver det så kan det bidra till effektreserven. Behovet av ett utbyggt lokalt elnät kan minska med ökad elektrifiering av persontransporter om laddningen planeras både utifrån tillgänglig kapacitet i elnätet och elbilsägarnas körbehov, och variabel elproduktion som solenergi kan bättre integreras i elsystemet och elnätet, och samtidigt minska behovet av andra energilager. 

Därtill behöver strategierna för smart laddning utvecklas med exempelvis fler styrsignaler än spotpris för att kunna minska belastningen i elnäten samtidigt som fordonsflottan elektrifieras. Med en bättre koordinering på nationell nivå kan vi skapa ett elsystem för elfordon. 

Vill du veta mer om projektets resultat? Se presentationen från konferensen här!