Hoe het laden van elektrische auto's bijdraagt aan een stabiel elektriciteitsnet

Het energiesysteem van de toekomst moet flexibel zijn. De beschikbaarheid van duurzame energie uit zon en wind kan grillig zijn, waardoor andere opwekbronnen moeten bijspringen wanneer het donker en windstil is. Momenteel zijn we grotendeels aangewezen op fossiel gestookte energiecentrales. Als we daar niet afhankelijk van willen zijn, moeten we ons energieverbruik aanpassen aan de momenten dat groene energie beschikbaar is, of wanneer we groene energie op kunnen slaan voor later gebruik, onder meer in batterijen.

Batterijen op zichzelf kunnen een behoorlijke investering zijn, maar we moeten niet vergeten dat er al een groot aantal batterijen in Nederland is – en ze rijden rond op vier wielen. Met slimme, flexibele oplossingen kunnen elektrische voertuigen een belangrijke rol spelen in de beheersing van de netbalans. Equans en ENGIE brengen dit samen in de praktijk met ‘Laden op onbalans’, een vorm van slim laden.

Wat is onbalans?

Balans op het elektriciteitsnet is essentieel: het aanbod van en de vraag naar elektriciteit moeten constant gelijk zijn. Onbalans treedt op wanneer er een tekort of overschot aan elektriciteit is, steeds vaker veroorzaakt door schommelingen in zonne- en windenergieproductie. Elektrische auto's kunnen hierbij helpen door op cruciale momenten hun laadsnelheid te verminderen, mede waardoor het elektriciteitsnet stabiel blijft.

Meer flexibiliteit voor het net

Equans en ENGIE hebben al jaren een succesvolle samenwerking en een bewezen staat van dienst in overheidsconcessies voor publiek laden. Hierin zorgt Equans als Charge Point Operator voor de plaatsing, het beheer en de exploitatie van de laadpalen, en zorgt ENGIE als duurzame energieleverancier voor de levering van groene energie. Bij het ‘Laden op onbalans’ gebruiken Equans en ENGIE de mogelijkheden voor de inzet van laadpalen om het Nederlandse energiesysteem flexibeler te maken.

Het uitgangspunt van het project is simpel. Laadpalen worden doorgaans niet flexibel aangestuurd. Zodra je een auto aansluit, begint de laadsessie en deze eindigt zodra de batterij volledig is geladen. Auto's staan gemiddeld twee derde van de tijd dat ze aangesloten zijn, volgeladen aan de laadpaal. De accu is in slechts een derde van die tijd volgeladen. Dit biedt dus ruimte om deze laadsessies flexibel te maken, bijvoorbeeld door minder stroom te leveren wanneer er te weinig stroomaanbod is.

Dit lijkt makkelijker dan het is. Een project zoals dit is niet eerder uitgevoerd en het vergde aanpassingen aan de bedrijfsvoering. Vanwege het unieke karakter van dit project waren de bestaande producten nog niet ontworpen voor de onvoorspelbare beschikbaarheid van duurzame energie en de tal van kleine aansluitingen van ‘Laden op onbalans’. Daarnaast waren er veel technische obstakels te overwinnen, omdat de bestaande software niet voldeed om op grote schaal flexibiliteit van laadpalen te benutten. En misschien wel het belangrijkst: hoe zorg je ervoor dat EV-bestuurders geen last hebben van ‘Laden op onbalans?

Snel opschakelen voor maximale impact

Equans en ENGIE hebben voor dit project nieuwe producten ontwikkeld met de benodigde eigenschappen voor ‘Laden op onbalans’. ENGIE ontwikkelde een soort virtuele elektriciteitscentrale, die op momenten van een tekort aan elektriciteit, minder elektriciteit verbruikt. Deze elektriciteit wordt vrijgemaakt door laadsessies tijdelijk af te remmen. Er wordt voor gezorgd dat eindgebruikers hier geen last van hebben, door slechts kortstondig in te grijpen (zo’n 5-10 minuten per keer) en een beperkt aantal keren per dag. Equans en Smatch (de slimme laadoplossing van ENGIE) ontwikkelden een platform waarmee actieve laadsessies worden afgeremd zodra ENGIE een signaal stuurt naar Equans. Dit platform monitort dagelijks de impact van deze sturing op bestuurders. Waar nodig worden de regels voor het afremmen van sessies aangescherpt om impact op bestuurders te beperken tot een minimum. ENGIE ontwikkelde een platform waarmee actieve laadsessies worden afgeremd zodra ENGIE een signaal stuurt naar Equans. Dit platform monitort dagelijks de impact van deze sturing op bestuurders.

In de samenwerking was de aanpak gericht op ‘eerst opschalen, daarna verbeteren’. Dat betekent dat ervoor werd gekozen om eerst alle randvoorwaarden in te richten die het mogelijk maken om snel op te schalen (naar 1.000+ laadpalen). Op deze manier kan worden bekeken wat de impact van de sturing is op grote schaal. Dit geeft veel sneller een accuraat beeld van de impact dan wanneer een dergelijk systeem op een enkele paal wordt toegepast. Daarnaast is het opschalen het meest complexe stuk van een project als dit, waar ENGIE en Equans dus zo vroeg mogelijk mee wilden beginnen. Eerst opschalen maakte het tot slot mogelijk veel sneller waarde te creëren en daadwerkelijk impact te maken op de netbalans.

CO2-vrij regelbaar vermogen

In de samenwerkende gemeenten Zuid-Holland (SGZH) plaatst Equans de laadpunten en voorziet ENGIE de punten van stroom. Door de omvang van de ruim 9.200 laadpunten is het mogelijk impact te maken op de netbalans met de virtuele elektriciteitscentrale. Hiermee is bewezen dat dit project schaalbaar is en verder uitgebreid kan worden. De omvang van dit project maakt het de grootste pilot op het gebied van slim laden/onbalans laden in de wereld.

De virtuele elektriciteitscentrale ‘beschikt’ over circa 16 MW CO2-vrij regelbaar vermogen. Dit staat gelijk aan het vermogen van ongeveer 40.000 zonnepanelen. Bij verdere opschaling kan dit systeem er zelfs voor zorgen dat fossiele energiecentrales minder snel hoeven bij te springen. Deze CO2-vrije balansmethode is bovendien zeer gebruiksvriendelijk: tot op heden zien Equans en ENGIE geen verschil in het aantal gebruikers dat vertrekt voordat de accu vol is. Dit is onze indicator dat gebruikers geen tot weinig last ondervinden van onbalans laden.

Een lange rit voor de boeg

Flexibiliteit uit elektrische voertuigen via laadpalen is nodig om de energietransitie te laten slagen. ‘Laden op onbalans’ laat zien dat dit werkt en Equans en ENGIE werken dan ook hard aan vervolgstappen.

Allereerst willen Equans en ENGIE het project opschalen door uit te breiden naar alle andere laadpalen in de regio Zuid-Holland én naar andere provincies en gemeenten. Want hoe meer laadpalen worden toegevoegd aan de virtuele elektriciteitscentrale, hoe groter het regelbare vermogen en dus hoe lager de CO2-uitstoot.  Vervolgens wordt het algoritme verbeterd om zo nog sneller en slimmer te kunnen inspelen op tekorten op de elektriciteitsmarkt, en er tegelijkertijd voor te zorgen dat autobestuurders van elektrische auto's daar geen hinder van ondervinden.

Laden op onbalans is één van de vele puzzelstukjes in de energietransitie. Het ontsluiten van flexibiliteit uit publieke laadpalen helpt de energievraag te beïnvloeden, zodat fossiel gestookte energiecentrales bij opschalen uiteindelijk minder vaak nodig zijn. En daarmee komt het behalen van klimaatdoelen met ieder elektrisch autoritje dichterbij.