Med det økende antallet elektriske kjøretøy og plug-in-hybrider på gatene, har noen mennesker uttrykt bekymring for hvordan økt bruk av slike kjøretøy kan påvirke energinettet. Denne artikkelen lister opp hovedpåstandene angående emnet, og tar deretter opp dem.
Hovedspørsmålet ser ut til å være om det elektriske nettet kan holde tritt med økende etterspørsel, siden ekspertprosjekter vil utgjøre 58 % av det globale bilsalget innen 2040, sammenlignet med 10 % i dag. Den mest pessimistiske prognosen ser omtrent slik ut - hvis vi tar Storbritannia som eksempel, var det 32 697 000 biler i slutten av 2020, ifølge Transportdepartementet. Hvis alle var batteridrevne og ladet samtidig med en typisk hjemmeladerhastighet på 7kW, ville de trenge 229GW strøm - mer enn det dobbelte av landets nåværende nettkapasitet på 101GW.
Rutenettet kan bare ikke håndtere alle elbilene som kommer!
La oss berolige deg med en gang - ja, energinettene kan håndtere den ekstra belastningen fra elbiler. Beregninger som de vist ovenfor er basert på feilaktige antakelser og unødvendig alarmerende. Eksemplet ovenfor er faktisk umulig å gjenskape i det virkelige liv. For det første forutsetter det masseadopsjon av elbiler over natten.
Det kommer rett og slett ikke til å skje av en rekke årsaker, men først og fremst kan det umulig å øke produksjonen av elbiler i den typen tempo. For det andre vil ikke hver enkelt person i verden (eller et bestemt land) bytte til en elbil samtidig. Det gir rett og slett ingen mening - folk vil vanligvis beholde sine eksisterende biler i noen år som de vanligvis gjør, og deretter kan deres neste kjøp være en elbil. Og siden ikke alle har kjøpt sin nåværende ICE-bil samtidig, vil de ikke alle erstatte dem med elbiler på samme tid, selv om det var nok produksjonskapasitet for elbiler i verden til det, noe det ikke er.
De lader alle samtidig!
Det "skeptiske" synspunktet forutsetter også at de elektriske kjøretøyene alle alltid vil lade samtidig, noe som neppe er mulig. For det første fordi det ikke vil være faktisk etterspørsel etter det fra eiere, og for det andre fordi det bare ikke vil være nok ladere til det - i hvert fall ikke på en stund, i løpet av denne tiden kan nettet justere produksjonskapasiteten.
Med samme logikk, hvis hver brite skrudde på vaskemaskinen sin samtidig, ville de kreve rundt 51,4 GWof strøm, en verdi som er godt over det gjennomsnittlige daglige behovet på 30 GW - og det er hele det gjennomsnittlige strømforbruket i Storbritannia på en hel dag, hvorav vaskemaskiner åpenbart bare er en liten del.
Men biler kjøres mye og elbiler trenger mye kraft!
Hvis vi ønsker å være mer realistiske, må vi undersøke den gjennomsnittlige avstanden biler reiser og gjennomsnittlig forbruk av en elbil. I gjennomsnitt ble biler i Storbritannia kjørt rundt 6500 miles i 2019. For å forenkle beregningen, la oss si at median EV-forbruk er 0,346 kWh per mil. Det vil gjøre det årlige forbruket per bil i Storbritannia til 2 249 kWh hvis vi tenker oss at alle kjøretøyene i Storbritannia er elektriske. Å multiplisere dette tallet med det totale antallet biler gir oss et svar på 73,5 TWh per år med energi som er nødvendig for å drive hver bil i Storbritannia. Det utgjør rundt 22 % av landets elektrisitetsproduksjon for 2019. 22 % ekstra nettkapasitet tegner absolutt et annet bilde enn 200 %.
Å velge et annet land eller en annen region gir lignende resultater. For eksempel, i EU er gjennomsnittsdistansen en bil kjørt i 2019 11 300 km (eller omtrent 7 021 miles). Hvis vi aksepterer premisset om at alle biler i EU har blitt elektriske og forbruker i gjennomsnitt 0,346 kWh per mil, setter det årlig forbruk på 2 429 kWh per bil. Å multiplisere dette tallet med den totale mengden personbiler i regionen gir oss 589,5 TWh eller omtrent 21 % av generert elektrisk kraft.
I USA er tallene litt høyere på grunn av større reiseavstander, men fortsatt ikke alarmerende. Amerikanerne kjørte i gjennomsnitt litt over 14 000 miles i 2019 per bil, noe som bringer det gjennomsnittlige EV-forbruket til rundt 4 844 kWh per bil per år i vårt forestilte scenario der alle kjøretøy er elektriske – multiplisere det med antall kjøretøy i drift, totalt 1 354,4 TWh eller 33 % av den totale nettproduksjonen. Dette samsvarer med den 30 % økte elektrisitetsproduksjonen beregnet som var nødvendig hvis alle bensindrevne kjøretøyer i USA plutselig ble elektriske.
Det er bare ikke nok strøm til å gå rundt!
Ingen av de tilgjengelige dataene gir oss en reell grunn til bekymring. Det siste tiåret har vært en periode med redusert etterspørsel etter elektrisitet takket være populariseringen av mer effektiv forbrukerelektronikk, nedgangen i industriell produksjon, osv. På 2010-tallet har generert elektrisitet gått ned med 3 % i USA og med hele 18 % i Storbritannia.
I tillegg, la oss ikke glemme at når elbiler blir utbredt, vil etterspørselen etter kjøretøy med forbrenningsmotorer falle. Det vil igjen påvirke bensinproduksjonen, og bidra til trenden med å redusere strømforbruket i industriproduksjonen totalt sett. Dermed kan frigjort strøm fra enhver industrisektor brukes til å drive disse elbilene i stedet.
Å øke strømproduksjonen for å matche etterspørselen er umulig!
Faktisk er det mulig å øke elektrisitetsproduksjonen selv uten radikale innovasjoner i sektoren. Norge er et utmerket eksempel på dette. Det nordiske landet er blant de mest avanserte innen EV-adopsjon -12 % av kjøretøyene er nå elektriske. Norge ser ut til å ha håndtert det økte behovet for elektrisitet uten noen hikke. Siden 1990 har forbruket økt med 26 %, men produksjonen har vært i stand til å møte etterspørselen, som vist i figuren nedenfor.
Den gradvise bruksraten er en annen viktig grunn til at folk ikke bør være bekymret for om de elektriske nettene kan håndtere elbiler. I motsetning til våre teoretiske eksempler, kan vi ikke vifte med en tryllestav og slå alle kjøretøy elektriske på stedet. De siste 10 årene har salget av elbiler skutt i været. Bare i Storbritannia har registrerte elektriske personbiler hoppet fra 1 544 i 2010 til 314 966 i 3. kvartal 2021, en økning på nesten 5 000 %, noe som høres utrolig ut, men se på basistallet - den veksten startet med bare 1 544 kjøretøy, og 314 966 er fortsatt en nedgang i tallet.
Eksperter spår fortsatt akselerert adopsjonshastighet i nær fremtid. For eksempel forventer EY og Eurelectric at den europeiske bilparken vil nå 65 millioner elbiler innen 2030 og 130 millioner innen 2035 (men i 2019 er den totale bilparken for EU 242 millioner, så selv om tallet forblir det samme, vil elbiler bare utgjøre 53 % av kjøretøyene på veien). Sammenlignet med dagens magre 3,2 millioner elbiler på europeiske veier, er det en økning på mer enn 2 000 % og 4 000 %, og likevel vil vi i dette scenariet fortsatt være veldig langt fra at alle biler på veien er en elbil. Ikke overraskende konkluderer den siterte rapporten med at rutenettet ikke vil kollapse og vil klare seg selv med den forutsagte masseøkningen i antall elbiler.
Når det gjelder USA, gjennomførte U.S. Drive en innsiktsfull studie som sammenligner kjøretøy med forskjellige elektriske apparater i henhold til deres relative brukshastigheter, og antar dermed tre scenarier for bruk av elbiler - lav, middels og høy. I alle tre scenariene konkluderte de med at det amerikanske nettet kunne håndtere ny etterspørsel ettersom det har håndtert lignende utfordringer tidligere.
Toppforbruket vil skyte i været!
Alt dette betyr ikke at det ikke er noen problemer med den anslåtte økte etterspørselen etter elektrisitet på grunn av massiv bruk av elbiler. Den største bekymringen er den samme som med annen forbrukerelektronikk, nemlig overbelastning av nettet i rushtiden. Ustyrt lading kan direkte påvirke kvaliteten på strømforsyningen og føre til spenningssvingninger og strømtap.
Elektrisitetsdistributører må investere i høyere kapasitet på «last mile» og spesielt høyere toppkapasitet, men de kan også motivere forbrukere til å lade utenom rushtiden ved å senke kostnadene, for eksempel midt på natten. Dette gjøres allerede i mange land med billigere nattpriser, men kan forbedres ytterligere for å lokke EV-brukere spesielt.
En annen løsning er videre integrasjon av smarte nett, som vil forbedre effektiviteten til energiinfrastrukturen og introdusere bedre måter å håndtere etterspørselen i peak-time. Koblet til det er ideen om kjøretøy-til-nett-løsninger (V2G) som kan introduseres i fremtiden. V2G er en teknologi som gjør bilbatterier i stand til å lade nettet dersom strømbehovet er for stort.
Selvfølgelig kan dette ikke skje i dagens verden siden V2G utgjør mange problemer. Blant dem er ytterligere uttømming av Li-Ion-batteriene i kjøretøy ved å tvinge flere sykluser på dem. Det er også problemet med folk som generelt ønsker å kjøpe elbiler for å kunne bruke dem som elbiler, og ikke nettforbedrende batterier. En slik løsning kan imidlertid brukes i kombinasjon med smart grid-teknologi, spesielt i et lukket system, for eksempel et grøntdrevet hjem der en elbil kan spille en integrert rolle som strømkilde i nødstilfeller eller om natten.
Alt går så fort!
Til syvende og sist tyder alt på at nettet kan håndtere elbiler helt fint, gitt den gradvise karakteren av økningen i adopsjon (og det er fortsatt gradvis selv om de mest optimistiske vurderingene viser seg å være sanne). Videre har studie etter studie vist at effekten av masseadopsjon av elektriske kjøretøy på nettet er mer enn håndterlig.
La oss ikke glemme at vi har måttet håndtere lignende utfordringer til eksisterende elektrisk infrastruktur i det siste med bruken av de mange elektriske apparater vi ikke kan leve uten i dagens verden. For et århundre siden brukte ikke gjennomsnittsforbrukeren strøm til mye mer enn å slå på lysene, og nå er vi mer og mer avhengige av det for arbeid, fritid og, selvfølgelig, reiser.
Noen ganger kan det føles som om EV-adopsjon kan bevege seg for fort, mye raskere enn bruken av noen av disse apparatene noen gang gjorde, men det skjedde på 1900-tallet, og vi er ikke der lenger. Vindkraft, solenergi, smarte nett, batterier - ingen av disse tingene var tilgjengelige da apparatrevolusjonen skjedde, og det er de nå.
Så la oss alle ta et dypt pust og slutte å bekymre oss for katastrofer som ikke vil skje. Og kanskje, *bare kanskje* - nyt alle fordelene elbiler gir oss fremfor ICE-biler uten å leve i en konstant tilstand av angst for "hva dette betyr for nettet" eller noe slikt.
TL;DR
Det er mange utfordringer som står i veien for utbredt bruk av elbiler, men elektrisitetsproduksjon og strømnettet er ikke blant dem.
