Naarmate fabrikanten nieuwe modellen elektrische voertuigen introduceren, groeit de vraag ernaar gestaag. Nieuwe EV-verkoop in de VS ongeveer verdubbeld in 2021 en zou in 2022 weer kunnen verdubbelen, vanaf 600,000 tot 1.2 miljoen. Leiders in de auto-industrie verwachten dat EV's de oorzaak kunnen zijn van ten minste de helft van alle nieuwe autoverkopen in de VS tegen het einde van het decennium.

EV's spreken verschillende klanten op verschillende manieren aan. Veel kopers willen helpen het milieu te beschermen; anderen willen geld besparen op benzine of probeer de nieuwste, coolste technologie.

In gebieden zoals Californië en Texas die de afgelopen jaren te maken hebben gehad met grote weergerelateerde stroomstoringen, beginnen consumenten EV's op een nieuwe manier te beschouwen: als een potentiële elektriciteitsbron wanneer de lichten uitgaan. Ford heeft van back-upstroom een ​​verkoopargument gemaakt voor zijn elektrische F-150 Lightning-pick-up, die ergens in het voorjaar van 2022 in de showrooms zal verschijnen. een gemiddeld huis drie dagen volledig van stroom voorzien met één keer opladen.

Maar tot nu toe slechts een paar voertuigen kunnen op deze manier een huis opladen, en het vereist speciale apparatuur. Vehicle-to-home opladen, of V2H, vormt ook een uitdaging voor nutsbedrijven. Hier zijn enkele van de belangrijkste problemen die betrokken zijn bij het mainstream maken van V2H. Benzine kan maar één kant op, van pomp naar auto, maar met wat technische vooruitgang kunnen elektrische auto's binnenkort stroom terug naar huizen sturen.

Het ABC van V2H

De grootste factoren die een rol spelen bij het gebruik van een elektrische auto om een ​​huis van stroom te voorzien, zijn de grootte van de batterij van het voertuig en of deze is ingesteld voor 'bidirectioneel opladen'. Voertuigen met deze capaciteit kunnen elektriciteit gebruiken om hun batterijen op te laden en kunnen elektriciteit van een opgeladen batterij naar een huis sturen.

Er zijn twee manieren om te beoordelen hoe "groot" een batterij is. De eerste is de totale hoeveelheid elektrische brandstof die in de batterij is opgeslagen. Dit is het meest gepubliceerde getal van EV-fabrikanten, omdat het bepaalt hoe ver de auto kan rijden.

Batterijen voor elektrische sedans zoals de Tesla Model S of de Nissan Leaf kunnen mogelijk 80 tot 100 kilowattuur elektrische brandstof opslaan. Ter referentie: 1 kilowattuur is genoeg energie om een ​​typische koelkast vijf uur van stroom te voorzien.

Een typisch Amerikaans thuisgebruik ongeveer 30 kilowattuur per dag, afhankelijk van de grootte en welke apparaten mensen gebruiken. Dit betekent dat een typische EV-batterij genoeg elektrische brandstof kan opslaan om een ​​paar dagen in de totale energiebehoefte van een gemiddeld huis te voorzien.

De andere manier om de capaciteit van een EV-batterij te beoordelen, is het maximale uitgangsvermogen in de back-upmodus. Dit vertegenwoordigt de grootste hoeveelheid elektrische brandstof die op een bepaald moment aan het elektriciteitsnet of een huis kan worden geleverd. Een EV die in de back-upmodus werkt, heeft doorgaans een lager maximaal uitgangsvermogen dan in de rijmodus. Het back-upvermogen is belangrijk, omdat het aangeeft hoeveel apparaten een EV-batterij tegelijk van stroom kan voorzien.

Dit cijfer wordt niet voor alle EV's zo veel gepubliceerd, deels omdat het opladen van auto's naar huis nog niet op grote schaal is toegepast. Ford heeft geadverteerd dat zijn elektrische F-150 een maximaal V2H-vermogen zou hebben van 2.4 kilowatt, mogelijk opgewaardeerd tot 9.6 kilowatt – ongeveer hetzelfde als een enkele duurdere Tesla powerwall energieopslag in huis.

Aan de lage kant is 2.4 kilowatt voldoende vermogen om acht tot tien koelkasten tegelijkertijd te laten werken en zou een groot deel van een typisch huishouden een paar dagen continu kunnen laten draaien - of veel meer als de elektriciteit spaarzaam wordt gebruikt. Aan de hoge kant zou een vermogensniveau van 10 kilowatt meer apparaten of apparaten met een hoger vermogen kunnen gebruiken, maar dat gebruiksniveau zou de batterij sneller leegmaken.

Stroom opslaan als het goedkoper is

Om stroom uit hun auto te halen, hebben EV-bezitters een bidirectionele oplader en een elektrisch voertuig nodig dat compatibel is met V2H. Bidirectionele opladers zijn al in de handel verkrijgbaar, hoewel sommige duizenden dollars kunnen toevoegen aan de prijs van de auto.

Een beperkt aantal EV's die nu op de markt zijn, zijn compatibel met V2H, waaronder de Ford Lightning, Nissan Leaf en Mitsubishi Outlander. General Motors en Pacific Gas & Electric zijn van plan om test V2H opladen in Californië medio 2022 met meerdere elektrische voertuigen van GM.

Sommige huiseigenaren hopen misschien hun voertuig te gebruiken voor wat planners van nutsbedrijven noemen "piek scheren” – overdag stroom afnemen van hun EV in plaats van afhankelijk te zijn van het net, waardoor ze hun elektriciteitsaankopen tijdens piekuren verminderen. Om dit te doen, moeten ze mogelijk speciale meetapparatuur installeren die zowel het ontladen van de voertuigaccu als de stroom van het elektriciteitsnet naar het huis kan regelen.

Peak-shaving is het meest logisch in gebieden waar nutsbedrijven een gebruikstermijn voor elektriciteit hanteren, waardoor stroom van het net overdag veel duurder is dan 's nachts. Een huishouden met pieken zou 's nachts goedkope elektriciteit gebruiken om de EV-batterij op te laden en die elektriciteit vervolgens op te slaan om overdag te gebruiken, om hoge elektriciteitsprijzen te vermijden.

Hulpprogramma's en de toekomst van V2H

Hoewel V2H-mogelijkheden nu bestaan, zal het waarschijnlijk nog even duren voordat ze wijdverbreid worden toegepast. De markt voor V2H-compatibele elektrische voertuigen zal moeten groeien en de kosten van V2H-laders en andere apparatuur moeten omlaag. Net als bij Tesla's Powerwall, zal de grootste markt voor V2H waarschijnlijk huiseigenaren zijn die back-upstroom willen voor wanneer het net uitvalt, maar niet alleen voor dat doel in een speciale generator willen investeren.

Door huiseigenaren in staat te stellen hun voertuigen te gebruiken als back-up wanneer de stroom uitvalt, zouden de sociale gevolgen van grootschalige stroomuitval worden verminderd. Het zou nutsbedrijven ook meer tijd geven om de service te herstellen, vooral wanneer er aanzienlijke schade is aan elektriciteitspalen en -draden, zoals tijdens Orkaan Ida in Louisiana in augustus 2021.

Energiebedrijven zullen nog steeds geld moeten uitgeven aan het bouwen en onderhouden van het net om betrouwbare service te bieden. In sommige gebieden worden de netonderhoudskosten doorberekend aan klanten via piekbelastingen, wat betekent dat mensen zonder V2H – die waarschijnlijk een lager inkomen hebben – een groter deel van die kosten kunnen dragen dan mensen met V2H, die wel vermijd het afnemen van piekvermogen van het net. Dit geldt vooral als er veel EV-bezitters zijn gebruik zonnepanelen op het dak om hun auto-accu's op te laden en die voertuigen te gebruiken voor peak-shaving.

Toch zijn elektrische voertuigen, zelfs met V2H, een enorme potentiële markt voor elektrische nutsbedrijven. Bidirectioneel opladen is ook een integraal onderdeel van een bredere visie voor een elektriciteitsnet van de volgende generatie waarin miljoenen EV's constant stroom van het net afnemen en teruggeven - een belangrijk element van een geëlektrificeerde toekomst. Maar eerst zullen energieplanners moeten begrijpen: hoe hun klanten V2H . gebruiken en hoe dit hun strategieën kan beïnvloeden om het netwerk betrouwbaar te houden.

Over de auteur

Seth Blumsack, Hoogleraar Energie- en Milieueconomie en Internationale Betrekkingen, Penn State

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.