Siemens og DTU: Elbiler i garagerne skal stabilisere fremtidens elnet
Hvis vindmøller skal udgøre halvdelen af strømproduktionen i Danmark, så er elbilernes batterier nødt til at være backup i vindstille perioder. Men det kræver forstærkning af højspændingsnettet og omfattende standardiseringsarbejde, viser et samarbejde mellem Siemens og DTU.
Tema
Læs også
Læs mere om
Udbredelsen af elbilen skal bane vejen for større mængder energi fra vindmøller, solenergi og bølgenergi i elnettet. Det er oplagt, når vores transportvaner gør, at flertallet af privatbiler tilbringer størstedelen af tiden parkeret i garagen frem for trillende rundt ude på vejen.
Det vurderer forskere fra Siemens og DTUs Center for Elteknologi på baggrund af et forstudie af vores transport- og energimønstre navngivet Vehicle to Grid.
Studiet viser, at en gennemsnitlig dansk bil holder parkeret mindst 22 timer i døgnet og har en aktionsradius på 40 kilometer dagligt. Samtidig topper vores energiforbrug om aftenen, mens det er på sit laveste om natten. Det mønster er vindkraftproduktionen uanfægtet af.
Resultatet er til tider en overproduktion, som vi har valgt at eksportere. Men fra 2025 skal vindenergien være 50 procent af elproduktionen i det danske elnet. Den politiske målsætning fordrer derfor gode opmagasineringsformer for overskudsproduktionen.
»Den helt store udfordring er at stabilisere elnettet, så det ikke bliver ustabilt, når man hælder store mængder vindenergi ind i det,« siger Anders Troi, civilingeniør og konstruktionschef hos Siemens.
Trykluft og svinghjul taber til elbilen som mellemlager
Mange idéer er i øjeblikket i spil som for eksempel at sende strømmen til Sverige og Norge og lade den pumpe vand op i højtliggende vandreservoirer og på den vis sætte energien i banken. Strømmen kan drive trykluftsreservoirer, hvor trykluft pumpes ned i store kapaciteter i undergrunden, hvormed trykluft kan genere energi, når den kommer tilbage. Roterende svinghjulslagre er en anden idé, som blandt andet afprøves i USA.
»Forslagene har en dårlig virkningsgrad. Så totaløkonomien er betænkelig selv med de nuværende energipriser. Noget, som virker lovende, er til gengæld brugen af elbiler som opmagasinering,« siger Anders Troi.
Det kræver en plug-in elbil, der sættes i en speciel kontakt og både kan oplades fra nettet og sende energien retur. Kontakten er speciel, da den skal kunne kommunikere med elnettet og styres til enten at oplade eller aflade batteriet
Anders Troi hæfter sig ved, at teknologien allerede nu er så god, at de fleste elbiler sagtens kan dække mange danskeres behov for at køre på arbejde og tilbage igen. Ud fra DTU og Siemens beregninger, har størstedelen af elbilerne en stor del af energien tilbage, når de bliver parkeret i garagen.
»Den overskudsstrøm kan man hente ud og afhjælpe aftenpeaket med, så vi undgå at tænde endnu en kraftværksblok,«siger Anders Troi.
Foreslår udbygning af ti kilovolts nettet
Fremtidsperspektivet kræver, at kræftværkerne og elnettet omtænkes. Det nuværende netkontrolsystem er baseret på energi fra kraftværkerne, som distribueres ned i spændingsniveauerne – altså et etvejs energiflow.
»Fremtidens elnetsystemer skal kunne håndtere en stor volumen fra en decentral produktion og kunne vide, hvor der befinder sig tilsluttede elbiler, der har brug for eller kan levere strøm,« siger Anders Troi.
For at det kan lade sig gøre, skal bilerne kunne kommunikere med de decentrale ladestationer og overordnede kontrolsystem. Dertil kommer, at ladestationerne på parkeringspladser, store pladser og lignende kræver meget energi at styre lokalt. En energimængde så betragtelig, at der skal konstrueres specielle anlæg, der kan håndtere og identificere de mængder.
»Nogle af de overslag, vi har lavet, viser, at man måske skal begynde at forstærke det laveste højspændingsnet så, at 10 kilovolts nettet enten skal udbygges eller hæves til 15-20 kilovolt eller mere,« siger Anders Troi
Elbil med tilslutning ude og hjemme
Han hæfter sig ved, at det økonomiske element også er interessent. Eksempelvis er udgiften for at køre i en elbil halv så stor som i en bil med fossile brændstoffer. Men for at idéen skal kunne realiseres, kræver det også, at bilbranchen omstiller sig og laver el-biler, der kan tilsluttes elnettet. Dertil kommer et stort standardiseringsarbejde af for eksempel tilslutningsspændinger og -strømme.
Siemens forestiller sig, at en elbil både har en tilslutning, der benyttes ved tilslutning i hjemmet, hvor der er god tid til opladning, og en anden tilslutning, der anvendes ved hurtigladning på særlige hurtigladningsstationer.
Der skal også udvikles særlige stikpropper, og opsættes tilslutningspunkter på parkeringspladser, ved arbejdspladser, indkøbscentre og andre steder.
»Det er kompliceret at få alle delene til at spille sammen, og det kræver en masse investeringer, men det ser ud til at være den bedste måde til at indføre mere vedvarende energi og reducere CO2-udledningen,« mener Anders Troi.
