Når mange bruker strøm samtidig, er effektbehovet størst og ofte strømprisen høy. Kapasiteten i strømnettet begrenset. Bruk av elektrisitet fra et energilager istedenfor fra strømnettet kan være lønnsomt både for den som bruker elektrisitet, for de som produserer elektrisitet og nettselskap som overfører elektrisitet. Når det er lite bruk av elektrisitet, for eksempel om natta kan lageret fylles igjen. I prosjektet «Nettbalansering fra store parkeringsanlegg og næringsbygg» har vi benyttet batteriene i parkerte elbiler som energilager. Vi undersøkte primært om energilagring i elbiler og styring av energibruk i bygninger kan bidra til en mer fleksibel og dermed økonomisk energibruk. Det inkluderer vurdering av kostnad i dag og i fremtiden. I tillegg har vi testet metoder for å vite når effektbehovet er størst, hvor mye energi som tapes og hvordan spenningskvalitet kan påvirkes.
Vi har brukt Oslo lufthavn Gardermoen (OSL) som case. På flyplasser er det forutsigbart hvor lenge bilene står parkert og dermed hvor lenge el-bilbatteriene er tilgjengelig. Ettersom det hele tiden er nye biler som parkerer kan vi se bort fra batterislitasje. Vi har installert fire toveisladere (V2G) i parkeringshuset P10 som både kan lade elbilene og sende strøm fra bilens batteri tilbake til strømnettet Vi styrer opplading og utlading av biler som deltar i prosjektet fra NMBU på Ås. Vi setter opp en ladesyklus hvor bilen(e) lades opp og ut for å komplementere annen bruk av elektrisitet og samler data. En V2G-lader er også installert på NMBU på Ås. Den har vi benyttet ved utvikling av programvare for styring av laderne og for å undersøk om spenningskvalitet påvirkes av V2G.
Et resultat er at teknologien for å trekke elektrisitet fra elbilenes batterier og levere den til strømnettet fungerer fint. OSL er kritisk infrastruktur og styring av - og datasamling fra laderne krevde derfor sikker kommunikasjon. Sammen med tilgang til styringskoder for V2G-laderen har bistand fra produsenten av V2G-laderen og IT-kompetanse hos NMBU og Avinor vært avgjørende. Datainnsamlingen er nå forlenget utover NeX2G-prosjektet og knyttes opp mot EU-prosjektet BatCat.
Vi har også analysert data om bruk av elektrisitet til oppvarming av varmtvann på OSL. De viser at varmtvannsberederne har stort potensial for å flytte vannoppvarming og dermed strømbruk til tider med lavere priser. Dette vil redusere strømregningen, særlig fordi det kutter toppene i forbruket, som påvirker nettleien mest. For å benytte elbilenes batteri til å redusere fremtidige
effekttopper og dermed optimere kostnadsreduksjon har vi benyttet maskinlæring og funnet hvilke data og algoritmer som gir best resultat.
V2G-laderen er vesentlig dyrere enn en vanlig lader. Vi benytter derfor to steg i våre modellberegninger hvor vi først utnytter potensialet for styring av elektrisitetsbruk og deretter benytter elbilenes batterier som energilager. Vi finner at en kombinasjon av styrt lading og V2G er beste løsning. Vi ser også at det er synkende nytteverdi i å installere mange slike ladere på samme sted, fra eier av V2G-laderes perspektiv. Modellberegninger og analyse av samfunnsøkonomiske kostnader indikerer at det er lønnsomt å ta i bruk V2G. Den høye kostnaden for V2G-laderen tilgjengelig i markedet i dag vil være en betydelig barriere. Behov for subsidier avhenger blant annet av hvilken teknologisk løsning som blir standard i fremtiden.
Vi har sammenliknet fleksibilitet fra V2G med andre former for fleksibilitet som kan tilbys i det nord-europeiske kraftsystemet med energisystemmodellen Balmorel. Antallet V2G-ladere som kreves i 2040 dersom de alene skal dekke behovet for fleksibilitet i nettet er vesentlig flere enn de som kan være tilgjengelig på flyplasser. V2G-ladere i husholdninger er potensielt mange flere og beregninger antyder at bare en liten andel av disse er tilstrekkelig til å dekke behovet for fleksibilitet. Videre viser analysene at behovet for V2G-ladere er noe større i land uten vannkraft, f.eks. Danmark.
Prosjektet er et skritt på veien mot et mer fleksibelt og bærekraftig energisystem. Med V2G og smart styring kan vi bruke strømmen når den er billigst og minst belastende for nettet – og kanskje til og med tjene litt på å dele den med andre. Prosjektet har vist at elbilbatterier kan brukes som energilager for å gjøre strømbruk smartere og billigere. Også i husholdninger og mindre næringsbygg kan V2G kombineres med styring av varmtvann og oppvarming. Det største potensialet for V2G i fremtiden vil være der. Om våre resultater også gjelder for husholdninger og mindre næringsbygg vil kreve nye analyser.
Experience with V2G is gathered and prove of concept shown. EVs in Europe now use the CCS charging standard rather than the old CHAdeMO standard. The programs to control the chargers may thus not be applied directly. Models developed in the project cover projection of energy demand, optimal scheduling of charging and optimal share of vehicle-to-grid chargers (V2G), and scheduling of hot water heaters. The models are developed and tested with historic data. Using the models in a real market situation will require adaptation to the new standard and preferably linking the models. Moreover, V2G chargers using the new CCS standard must be available in the market.
NeX2G is a Collaborative and Knowledge-building Project that will meet societal and industry-related challenges (KSPK). The project will investigate the potential magnitude and economic sustainability of flexibility available to the energy system from long-term parking of electrical vehicles (EVs) and commercial building assets. We will use Oslo airport Gardermoen as a case and work with real time data as basis for detailed and aggregated analysis. Airports are interesting because future power demand will increase substantially and they will in the future have a large pool of parked EVs. Five bidirectional EV chargers will be installed at the airport together with devices to collect real time data on operation and control of chargers and selected building assets. Machine learning algorithms will be used to predict the flexibility based on the collected data and experience with seamless exchange of energy, grid and flexibility services collected. Use of EVs as energy storage requires robust technical solutions, marketplace development, visualization of benefits and possibly policy incentives. Moreover, the comparison of economic benefits for the owner (Avinor) with the socioeconomic benefits and need for policy is crucial for the realisation of X2G.
