Om hur fem miljoner elbilar ska laddas, med Joakim Munkhammar

Det verkar inte längre handla så mycket om Sveriges fordonsflotta ska elektrifieras, som när. En av de stora utmaningarna som återstår är dock frågan om laddning, och vad det kommer att kräva av elnätet. Vi ringde upp Joakim Munkhammar, forskare på Uppsala universitet, för att höra om hur det ska gå till när uppåt fem miljoner elbilar ska laddas.

Det är 2030 och vardag, klockan är fem på eftermiddagen, och flera miljoner elbilar kopplas in för att laddas. Hur ska det gå till egentligen?

Om vi börjar med vad som skulle kunna ske om vi kör på, alltså installerar effektkrävande laddinfrastruktur och inte tänker till. I vissa kvarter, och ute på landet, där elnätet är svagare kan elnätet bli svajigt. Säkringar på olika nivåer som går. Det kan absolut hända. Men därför bör vi tänka till i förväg och stärka upp elnätet. Om vi antar att alla bilar är elbilar så kommer det bli en stor effektpuckel när folk kommer hem och ska ladda bilen. Man tror att 95% av laddningen kommer ske hemma. Förmodligen kommer man försöka begränsa laddningen just då, och ladda mer övriga timmar. Av dygnets 24 timmar ska man komma ihåg att en vanlig bil står ofta still 23 timmar. Jag tror att man kan anpassa sig och planera mer, som att man vänjer sig vid att ladda mobilen på natten. I vår forskargrupp, när vi pratar om så kallad efterfrågeflexibilitet, så tittar vi dock inte så mycket på lösningar där människor ändrar sitt beteende, utan där det är maskinerna som ändrar sig.

Så man kan till exempel tänka sig att elbilen och elbilsladdaren synkar med ens kalender och har koll på när det ska finnas el i bilen så man kan skjutsa sina barn till fotbollsträningen?

Ja, till exempel. Sen är det nog alltid bra att se till att det finns möjligheter att göra en nödresa.

Men om vi backar lite. Om alla Sveriges fem miljoner bilar drivs på el, hur mycket el rör det sig om på årsbasis?

Energimässigt handlar det om runt 10% av Sveriges nuvarande elbehov. Det är inte så mycket som man kan tro.

Många som skaffar elbil säger att de plötsligt kör mer med tanke på att bränslet plötsligt är så billigt. Blir det inte ännu mer el som behövs då?

När vi tittar på det brukar vi tänka att människor har ett transportbehov, som man kan fylla med en elbil eller på annat sätt. Men det är sant, det ska bli spännande att se hur elbilar påverkar transportbehovet. Vi ser hursomhelst inte att energibehovet är den stora utmaningen, utan effektbehovet. Det vill säga att det ska finnas tillräckligt med el där och då man behöver den.

Kan du ge oss en storleksordning för hur mycket effekt det rör sig om om vi elektrifierar hela privatbilsflottan?

Jag kan faktiskt inte göra det eftersom vi inte vet hur mycket man kommer kunna sprida ut laddningen. Effektmässiga problem kan även uppstå på lite olika sätt, inte bara på eftermiddagen på vardagar. Ta högtider till exempel, om många är ute och kör vid påsk och jul, och många elbilar ska laddas samtidigt på kort tid, en halvtimme till en timme. Då blir effektbehoven höga.

Vissa påstår att elbilar, i och med att man kan styra när och hur snabbt de laddas kommer hjälpa snarare än att stjälpa elnätet genom att tillföra en högre flexibilitet. Har de rätt?

Det är beroende på hur systemet är upplagt. Lokalt kan man såklart styra elbilsladdningen. Man kan även tänka sig att laddningen styrs centralt vid hög belastning [i en viss del av elnätet, reds. anm.]. Där finns det dock juridiska aspekter att utreda. Vi har gjort studier kring just elnätet och elbilar, där vi har antagit att alla bilar ersätts med elbilar. Vi räknade med att hemmaladdningen sköttes med ganska små laddare på 3,7 kW, och då orsakade det knappt några problem i det elnät i Herrljunga som vi använde för modelleringen. I vissa fall blev det problem [för låg spänning i elnätet], men det hände väldigt sällan. Vi var förvånade att det var så pass stabilt. Det var faktiskt större problem med solelen som vi också körde i modellen. Vi vet inte hur det ser ut i andra elnät, men det kan vara så att inte blir något stort problem i de flesta nät.

På Tesla Club Sweden har deras ordförande Tibor Blomhäll gjort en överslagsräkning över vilken typ av laddinfrastruktur som skulle krävas längs E4:an mellan Stockholm och Göteborg för att kunna driva all trafik med el. Han kom fram till att det skulle räcka med 500 snabbladdare på lite över 120 kW för att tillgodose behovet utan långa väntetider. Dvs ett effektbehov på 60 MW. Hur stor är utmaningen med snabbladdning?

Snabbladdning behövs för alla långa resor, även om elbilsbatterierna ökar i kapacitet hela tiden. Det finns många parametrar som fortfarande är okända: hur många stolpar behöver man? Hur snabbt ska laddningen ske? Ska de vara dimensionerade för resorna runt påsk där många är ute på vägarna, och stå tomma annars? Här finns det många avvägningar att göra. Det är många företag som bygger ut snabbladdningsnätverk, hur de gör avvägningar kring detta kan jag inte svara på. Men man kommer nog att vilja kunna ladda bilen på mellan 30 minuter och 1 timme, ungefär tiden det tar att ta en lunch [för det räcker en vanlig snabbladdare på runt 100 kW].

(Extern läsning: Om alla bilar på E4 vore elbilar, Tesla Club Sweden)

Joakim Munkhammar från sitt temporära hemmakontor.

I Norge — det land i världen med högst andel elbilar — har det varit lätt för villaägare att gå över till elbil, det är bara att installera en laddstolpe och köra. Däremot är det desto svårare för de som bor i flerbostadshus eller bostadsrättsföreningar eftersom det inte finns någonstans att ladda elbilen. Till alla föreningar där ute: har du något tips om hur man kan få till möjligheter för deras medlemmar att kunna ladda sina elbilar?

Jag bor själv i en bostadsrätt, och skulle jag köpa en elbil idag så vet jag inte hur jag skulle göra, jag kan inte direkt dra ut en sladd genom fönstret. I vårt fall, för att det ska bli möjligt [att skaffa elbil] behöver kommunen och parkeringsbolagen ta fram en lösning. Så jag har inget direkt tips till bostadsrättsföreningar. Däremot tror jag företag kan tjäna bra på att sätta upp laddstolpar på sina parkeringar och i sina parkeringshus. Står det många elbilar, som dessutom står parkerade länge, så finns det flera sätt att optimera laddningen. För att man ska kunna köra hem igen så räcker det med en konstant laddning på ett par hundra watt. Man kan även tänka sig att bilarna laddar på full effekt, en i taget. Jag tror även att arbetsplatsladdning har stor potential att kombinera med solceller. Med solceller, elbilsladdare och bra prognosticering, kan det dessutom bli en bra framtida affärsidé!

Om vi vänder på det här, om vi antar att det finns fem miljoner elbilar, där alla har en batterikapacitet på 50 kWh innebär det en total batterikapacitet på 250 GWh. Det räcker i princip för att driva det svenska elsystemet under 24 timmar på sommaren. Vad är dina förhoppningar på s.k. “vehicle to grid” (V2G) och möjligheten att använda elbilarna för att lagra och sen mata tillbaka el på elnätet?

En elbil är i mångt och mycket ett batteri på hjul. Batterierna är otroligt stora, och är de komponenter som kostar mest i en elbil. Man kan driva ett hushåll i flera dagar på ett elbilsbatteri om man har en av de större modellerna. Potentialen är definitivt inte utredd. Jag tänker att detta framförallt kan bidra för att jämna ut produktion mellan olika typer av förnybar elproduktion. Eller för att balansera elnätet i de områden där det finns effektproblematik, såsom Stockholm, Uppsala, Göteborg och Malmö. Numera pratar man förresten inte bara om vehicle to grid, man pratar om vehicle to anything. Varför det? Om man ska koppla upp sig direkt mot elnätbolaget kan kraven vara höga. Ska man bara mata in el till hushållet till exempel, så kan kraven vara lägre.

Eller så kan man köra ut i skogen och ha fest i flera dagar...

Yes, det låter kul. Jag är på!

Relaterad lyssning: Tibor Blomhäll, Om praktiska erfarenheter av tio år med elbilar (Solcellskollens podcast)