Med det växande antalet elfordon och laddhybrider på gatorna har vissa människor uttryckt oro över hur ökad användning av sådana fordon kan påverka energinätet. Den här artikeln listar de viktigaste påståendena om ämnet och tar upp dem.
Huvudfrågan verkar vara om elnätet kan hålla jämna steg med den ökande efterfrågan eftersom expertprojekt EVs kommer att utgöra 58 % av den globala fordonsförsäljningen år 2040, jämfört med 10 % idag. Den mest pessimistiska prognosen ser ut ungefär så här - om vi tar Storbritannien som exempel fanns det 32 697 000 bilar i slutet av 2020, enligt transportdepartementet. Om alla vore batteridrivna och laddade samtidigt med en typisk hemladdarhastighet på 7kW skulle de behöva 229GW kraft - mer än dubbelt så mycket som landets nuvarande nätkapacitet på 101GW.
Nätet kan helt enkelt inte hantera alla elbilar som kommer!
Låt oss lugna dig direkt - ja, energinäten klarar den extra belastningen från elbilar. Beräkningar som de som visas ovan är baserade på felaktiga antaganden och onödigt alarmerande. Exemplet ovan är faktiskt omöjligt att replikera i verkligheten. För det första förutsätter det massantagande av elbilar över en natt.
Det kommer helt enkelt inte att hända av en massa anledningar, men först och främst kan det omöjligt att öka produktionen av elbilar i den sortens takt. För det andra kommer inte varje enskild person i världen (eller något specifikt land) att byta till en elbil samtidigt. Det är helt enkelt ingen mening - folk kommer i allmänhet att behålla sina befintliga bilar i några år som de brukar, och sedan kan deras nästa köp bli en elbil. Och eftersom inte alla har köpt sin nuvarande ICE-bil samtidigt kommer de inte alla att ersätta dem med elbilar samtidigt, även om det fanns tillräckligt med elbilsproduktionskapacitet i världen för det, vilket det inte finns.
De laddar alla samtidigt!
Den "skeptiska" synen förutsätter också att dessa elfordon alla alltid kommer att ladda samtidigt, vilket knappast är möjligt. För det första för att det inte kommer att finnas någon faktisk efterfrågan på det från ägare, och för det andra för att det helt enkelt inte kommer att finnas tillräckligt med laddare för det - åtminstone inte på ett tag, under vilken tid nätet kan anpassa sin produktionskapacitet.
Enligt samma logik, om alla britter slog på sin tvättmaskin samtidigt, skulle de kräva cirka 51,4 GWof effekt, ett värde långt över det genomsnittliga dagliga behovet på 30 GW - och det är hela den genomsnittliga energiförbrukningen i Storbritannien under en hel dag, av vilken tvättmaskinerna uppenbarligen bara är en liten del.
Men bilar körs mycket och elbilar behöver mycket kraft!
Om vi ville vara mer realistiska skulle vi behöva undersöka den genomsnittliga sträckan som bilar reser och den genomsnittliga förbrukningen av en elbil. I genomsnitt kördes bilar i Storbritannien runt 6 500 miles 2019. För att förenkla beräkningen, låt oss säga att medianförbrukningen av elbilar är 0,346 kWh per mil. Det kommer att göra den årliga förbrukningen per bil i Storbritannien 2 249 kWh om vi föreställer oss att alla fordon i Storbritannien är elektriska. Att multiplicera den siffran med det totala antalet bilar ger oss ett svar på 73,5 TWh per år av energi som krävs för att driva varje bil i Storbritannien. Det motsvarar cirka 22 % av landets elproduktion för 2019. 22 % extra nätkapacitet målar verkligen upp en annan bild än 200 %.
Att välja ett annat land eller en annan region ger liknande resultat. Till exempel i EU är den genomsnittliga sträckan som en bil körde under 2019 11 300 km (eller cirka 7 021 miles). Om vi accepterar utgångspunkten att alla bilar i EU har blivit elektriska och förbrukar i genomsnitt 0,346 kWh per mil, ger det en årsförbrukning på 2 429 kWh per bil. Att multiplicera det antalet med den totala mängden personbilar i regionen ger oss 589,5 TWh eller ungefär 21 % av den genererade elkraften.
I USA är siffrorna något högre på grund av större resavstånd, men ändå inte alarmerande. Amerikaner körde i genomsnitt lite över 14 000 miles 2019 per bil, vilket bringar den genomsnittliga EV-förbrukningen till cirka 4 844 kWh per bil och år i vårt tänkta scenario där alla fordon är elektriska – multiplicera det med antalet fordon i drift totalt 1 354,4 TWh eller 33 % av den totala nätproduktionen. Detta stämmer överens med den 30 % ökade elproduktionen som beräknades behövdes om alla bensindrivna fordon i USA plötsligt blev elektriska.
Det finns helt enkelt inte tillräckligt med kraft att gå runt!
Ingen av de tillgängliga uppgifterna ger oss en verklig anledning till oro. Det senaste decenniet har varit en period av minskad efterfrågan på elektricitet tack vare populariseringen av effektivare konsumentelektronik, nedgången i industriell produktion, etc. Under 2010-talet har den genererade elen minskat med 3 % i USA och med hela 18 % i Storbritannien.
Dessutom, låt oss inte glömma att när elbilar blir utbredda kommer efterfrågan på fordon med förbränningsmotorer att minska. Det kommer i sin tur att påverka bensinproduktionen, vilket bidrar till trenden att sänka elförbrukningen i industriproduktionen totalt sett. Således kan frigjord el från vilken industrisektor som helst användas för att driva dessa elbilar istället.
Att öka elproduktionen för att matcha efterfrågan är omöjligt!
Faktum är att en upptrappning av elproduktionen är möjlig även utan radikala innovationer i sektorn. Norge är ett utmärkt exempel på detta. Det nordiska landet är bland de mest avancerade inom elbilar - 12 % av dess fordon är nu elektriska. Norge tycks ha hanterat det ökade behovet av el utan några som helst hicka. Sedan 1990 har konsumtionen ökat med 26 %, men produktionen har kunnat möta efterfrågan, vilket visas i diagrammet nedan.
Den gradvisa adoptionshastigheten är en annan viktig anledning till att människor inte bör oroa sig för huruvida elnäten kan hantera elbilar. I motsats till våra teoretiska exempel kan vi inte vifta med en trollstav och slå alla fordon elektriska på plats. Under de senaste 10 åren har försäljningen av elbilar skjutit i höjden. Bara i Storbritannien har registrerade elektriska personbilar hoppat från 1 544 2010 till 314 966 under tredje kvartalet 2021, en ökning med nästan 5 000 % vilket låter otroligt, men titta på basnumret - den tillväxten började med bara 1 544 fordon, och 314 966 är fortfarande en minskning.
Experter förutspår fortsatt ökade adoptionshastigheter inom en snar framtid. Till exempel räknar EY och Eurelectric med att den europeiska fordonsparken kommer att nå 65 miljoner elfordon år 2030 och 130 miljoner år 2035 (men 2019 är den totala fordonsparken för EU 242 miljoner, så även om den siffran förblir densamma kommer elbilar bara att utgöra 53 % av fordonen på vägarna). Jämfört med dagens ynka 3,2 miljoner elbilar på europeiska vägar, är det en ökning med mer än 2 000 % och 4 000 %, och ändå skulle vi i detta scenario fortfarande vara väldigt långt ifrån att alla bilar på vägen är en elbil. Föga överraskande drar den citerade rapporten slutsatsen att nätet inte kommer att kollapsa och kommer framgångsrikt att klara även med den förutspådda massökningen av antalet elbilar.
När det gäller staterna, genomförde U.S. Drive en insiktsfull studie som jämför fordon med olika elektriska apparater enligt deras relativa användningshastigheter, och antar således tre scenarier för användning av elbilar - låg, medel och hög. I alla tre scenarierna drog de slutsatsen att det amerikanska nätet skulle kunna hantera ny efterfrågan eftersom det har hanterat liknande utmaningar tidigare.
Toppförbrukningen kommer att skjuta i höjden!
Allt detta betyder inte att det inte finns några problem med den förväntade ökade efterfrågan på elektricitet på grund av massinförande av elbilar. Den största oron är densamma som med annan hemelektronik, nämligen överbelastning av nätet under rusningstid. Ohanterad laddning kan direkt påverka kvaliteten på strömförsörjningen och leda till spänningsfluktuationer och strömförluster.
Eldistributörer kommer att behöva investera i högre kapacitet vid den "sista milen" och särskilt högre toppkapacitet, men de kan också uppmuntra konsumenter att ladda utanför rusningstid genom att sänka kostnaderna, till exempel mitt i natten. Detta görs redan i många länder med billigare nattpriser men skulle kunna förbättras ytterligare för att locka EV-användare i synnerhet.
En annan lösning är den ytterligare integrationen av smarta nät, vilket kommer att förbättra effektiviteten i energiinfrastrukturen och introducera bättre sätt att hantera efterfrågan under högtrafik. Till det kopplas idén om fordon-till-nät-lösningar (V2G) som skulle kunna introduceras i framtiden. V2G är en teknik som gör att bilbatterier kan ladda elnätet om strömbehovet är för stort.
Uppenbarligen kan detta inte hända i dagens värld eftersom V2G utgör många problem. Bland dem är ytterligare utarmning av Li-Ion-batterierna i fordon genom att tvinga på dem ytterligare cykler. Det finns också frågan om att människor i allmänhet vill köpa elbilar för att kunna använda dem som elbilar, och inte nätförbättrande batterier. En sådan lösning skulle dock kunna användas i kombination med smart grid-teknik, särskilt i ett slutet system, t.ex. ett grönt hus där en elbil kan spela en integrerad del som en kraftkälla i nödsituationer eller under natten.
Allt går så fort!
I slutändan pekar allt på att nätet kan hantera elbilar bra, med tanke på den gradvisa ökningen av adoption (och det är fortfarande gradvis även om de mest optimistiska bedömningarna visar sig vara sanna). Dessutom har studie efter studie visat att effekten av att använda massabilar på nätet är mer än hanterbar.
Låt oss inte glömma att vi har varit tvungna att hantera liknande utmaningar för befintlig elektrisk infrastruktur tidigare med antagandet av de många elektriska apparater som vi inte kan leva utan i dagens värld. För ett sekel sedan använde den genomsnittliga konsumenten inte el till mycket mer än att tända lamporna, och nu är vi mer och mer beroende av den för arbete, fritid och, naturligtvis, resor.
Ibland kan det kännas som att användningen av elbilar kan gå för snabbt, mycket snabbare än användningen av någon av dessa apparater någonsin gjorde, men det hände på 1900-talet, och vi är inte där längre. Vindkraft, solenergi, smarta elnät, batterier - ingen av dessa saker var tillgängliga när apparatrevolutionen inträffade, och det är de nu.
Så låt oss alla tillsammans ta ett djupt andetag och sluta oroa oss för katastrofer som inte kommer att hända. Och kanske, *bara kanske* - njut av alla fördelar som elbilar ger oss jämfört med ICE-bilar utan att leva i ett konstant tillstånd av ångest över "vad detta betyder för nätet" eller något sådant.
TL;DR
Det finns många utmaningar som står i vägen för en utbredd användning av elbilar, men elproduktion och elnät är inte bland dem.
