Juli, 2018
Auto’s: de nieuwe energiecentrales voor kantoorgebouwen
Duurzame energiebronnen zijn behoorlijk wispelturig. Naarmate de daken steeds vaker blauw kleuren door de plaatsing van pv-panelen, wordt netbalans belangrijker. Wat ligt er dan meer voor de hand dan de accu van elektrische auto’s – die immers toch stilstaan bij kantoor – als oplader te gebruiken? Voor het samenspel tussen opwekking en opslag heeft Engie een ‘smart grid charger’ ontwikkeld die nu, exclusief, bij haar kantoorpand in Zaandam wordt toegepast.
Met meer dan honderdduizend elektrische voertuigen op circa acht miljoen personenauto’s in Nederland lijkt het er nog weinig op dat deze vorm van vervoer binnen enkele jaren een belangrijke rol in onze energietransitie gaat vervullen. Ook opwekking van zonnestroom met bijna een miljoen pv-panelen bij voornamelijk huishoudens en mkb-bedrijven is met 675 MW bepaald niet fors: dat staat gelijk aan het vermogen van een gemiddelde gasgestookte centrale (in Nederland ligt het finale energieverbruik op ruim 20 GW).
Snelle groei
Schijn bedriegt echter: jaar na jaar heeft het IEA (internationaal energie agentschap) veel te conservatieve prognoses voor de groei van zonnestroom laten zien. Zo is de kostprijs van pv-panelen de afgelopen 10 jaar niet alleen bijna gedecimeerd, ook de efficiëntie is met sprongen toegenomen. Experts verwachten dat de eindprijs per kWh binnenkort enkele centen bedraagt, concurrerend met de eindprijs van fossiele brandstoffen. Vanaf dat moment zal pv echt mainstream worden.
Tegelijkertijd zijn ook de kosten voor opslagsystemen sterk gedaald, vooral die van lithium-ion dat in ruim driekwart van alle elektrische auto’s wordt toegepast. Marktstudies van onder meer Bloomberg New Energy Finance en Navigant Research laten zien dat batterijen in rap tempo goedkoper worden; van 230 €/kWh vorig jaar via 150 €/kWh in 2020 naar 61 €/kWh in 2030. Omdat batterijen het belangrijkste deel van de fabricagekosten uitmaken, zal dan ook het aandeel elektrische voertuigen aanzienlijk toenemen. Deskundigen verwachten dat rond 2030 de verkoop van elektrische auto’s die van fossiel aangedreven voertuigen overvleugelen.
Koploper
Op gebied van elektrisch vervoer is Nederland, zowel Europees als mondiaal, koploper. Met ruim 6,5 procent nieuw verkochte elektrische auto’s staat Nederland wereldwijd vooraan terwijl maar liefst 12 procent van alle laadpunten wereldwijd zich in ons land bevindt, zo bracht rvo.nl medio vorig jaar nog naar voren. Ook is ons land sterk in de ontwikkeling van open ict-standaarden en slim laden.
Volgens prof.dr.ir. Maarten Steinbuch, hoogleraar regeltechniek aan de tu Eindhoven, zullen sensoren in de gebouwde omgeving aan duurzame mobiliteit worden gekoppeld. ‘Verlichting, laadpalen en slimme auto’s zullen de rol van de infrastructuur gaan overnemen’, zegt hij. ‘Op termijn zullen elektrische auto’s ons beter dan ooit kunnen informeren over wat voor onderhoud welk wegdek precies nodig heeft. De vraag is van wie die data wordt: van de overheid, de verkoper of de eindgebruiker?’
De schakel naar een koolstofarme economie voor de burger ligt dus bij elektrisch vervoer: de laadinfrastructuur – nu circa één laadpunt op elke verkochte elektrische auto – wordt steeds fijnmaziger terwijl de actieradius dermate toeneemt dat elektrische auto’s binnenkort gemiddeld maar een keer per week hoeven te tanken. Netbeheerders, startups en energiebedrijven zijn daarom al enige jaren bezig om deze digitale infrastructuur in ons land handen en voeten te geven. Op die manier kan het potentieel van duurzame energiebronnen – vooral pv op gebouwen – volledig worden gebruikt.
Netbeheerders, startups en energiebedrijven zijn bezig om de digitale infrastructuur – inclusief pv op gebouwen – in ons land handen en voeten te geven.
Mobiele oplossing
Een van die energiebedrijven is Engie (het vroegere GDF Suez), een van oorsprong Franse multinational die met een jaarlijkse omzet van ruim 66 miljard euro door overnames het grootste nutsbedrijf ter wereld is geworden. Het Belgische Elektrabel is ingelijfd, evenals Cofely. Binnen Engie Services, een zelfstandig bedrijfsonderdeel van de Engie Groep, leidt Jacco van der Burg het team ‘smart mobility en e-mobility’. Volgens hem is de koppeling van bedrijfshuisvesting aan elektrisch vervoer de meest voor de hand liggende.
‘Vier jaar geleden zijn we begonnen te onderzoeken of het mogelijk zou zijn om de batterijen van elektrische auto’s aan het gebouw te koppelen’, zegt Van der Burg. ‘Mobiliteit en huisvesting zijn immers samen verantwoordelijk voor ruim driekwart van alle CO2-uitstoot bij dienstverlenende ondernemingen. Nu kan je elektriciteit natuurlijk als ‘base load’ stationair op je terrein opslaan, maar dat is een nogal kostbare optie. Tenzij je als bedrijf een aantal elektrische auto’s in je wagenpark tot je beschikking hebt…’
Het is bijna een retorische vraag. Een vol batterijpakket van één doorsnee elektrische auto heeft namelijk als karakteristiek dat die genoeg is om een tot vier huishoudens met een gemiddeld verbruik van 3.500 kWh van stroom te voorzien, dus geschikt voor de meeste kantoren. De koppeling van de elektrische auto aan het gebouw en het stroomnet wil energiebedrijf Engie, via de zojuist geïnstalleerde ‘smart grid charger’ bij haar kantoor in Zaandam, gaan vermarkten.
‘Je kunt aan een aantal zaken denken’, vervolgt hij. ‘De batterijen in auto’s zijn geschikt als opslag, als achtervang voor capaciteit op het net en ze kunnen pieken in het aanbod duurzame elektriciteit goed afscheren. Bovendien is er de trend om de afname van duurzame energiebronnen op gelijkstroom in te richten waardoor je alles direct op de ‘smart grid charger’ kunt zetten en dus ook geen kosten voor omvormers meer kwijt bent. Dan heb je toch geen dure stationaire opslag meer nodig?’
Slim laden
Nu de urgentie voor flexibiliteit op het laag- en middenspanningsnet in ons land vooral lokaal toeneemt, is de ‘smart grid charger’ van Engie een uitkomst. ‘Met een elektrisch wagenpark,’ zo vertelt Van der Burg, ‘hebben we toegang tot batterijen van voertuigen die 90 procent van de tijd stilstaan, zowel thuis als voor bij kantoor. Als onze nieuwe gebouwen steeds slimmer worden en ze aan de beng-eisen of zelfs aan energieneutraliteit voldoen, slaan we met de koppeling van elektrisch vervoer met de ‘smart grid charger’ twee vliegen in één klap: enerzijds opwek, anderzijds afname en opslag.’
Een Japanse theeceremonie duurt ongeveer een half uur.
Integratie
Volgens Van der Burg is de periode dat bedrijven uitsluitend stroom verkochten, inmiddels allang voorbij: de meeste moderne energiebedrijven leveren slimme systemen, dus diensten, hardware en software. Dat betekent overigens niet dat Engie geen tegenslagen tijdens de pilot heeft gehad, integendeel.
‘Om een nieuw product, zoals de smart grid charger in de markt te zetten, moet het commercieel niet alleen haalbaar, maar ook modulair schaalbaar zijn. In het begin leek de integratie van pv-panelen, laadpunten en het kantoorgebouw nog zo gemakkelijk, maar in de praktijk viel het behoorlijk tegen. Tijdens de pilot hebben we veel laadpalen versleten. Een smart grid charger moet niet alleen een uitgekiend managementsysteem hebben, maar ook een bidirectionele omvormer waardoor er weinig vervuiling (lees: blindstroom) op het net terecht komt.’
Kopje thee
De smart grid charger – die twee keer zo duur is als een gemiddeld laadpunt – maakt gebruik van het ChaDeMo-communicatieprotocol, een van de drie mondiale standaarden voor snelladen. Dit protocol regelt, bij hoog vermogen en een zware aansluiting op het net, het snelladen voor elektrische voertuigen tot 62,5 kW via 500 V en 125 A gelijkstroom, dus voor de korte afstand voertuigen (ruim 125 km). De officiële afkorting staat voor ‘Charge De Move’ en is afgeleid van de Japanse uitdrukking ‘o cha demo ikaga desuka’ – vrij vertaald met ‘wil je een kopje thee?’ – oftewel de tijd die een elektrische auto nodig heeft om haar batterijpakket via het laadpunt tot minstens 80 procent op te laden. Voor alle duidelijkheid: een Japanse theeceremonie duurt ongeveer een half uur.
Dat Engie juist van dit communicatieprotocol gebruik maakt, is niet zo vreemd: haar partners voor de ontwikkeling en vermarkting van de smart grid charger zijn Hitachi en Mitshubishi, de eerste voor de lader zelf, de tweede voor het soort auto dat hiervoor geschikt is. ‘Dat is in eerste instantie de PHEV (plug-in hybride) Outlander, tot voor kort de meest verkochte plug-in hybride, maar kan elke andere Japanse elektrische auto of een Renault zijn’, licht Van der Burg toe. ‘Zowel Hitachi als Mitshubishi zijn al bijna vier jaar nauw bij onze pilot betrokken en hebben deze smart grid charger al enige tijd in Japan in gebruik. Maar ja, dat is een afwijkende situatie; geen 220 V op het net en een andere frequentie.’
Engie is vier jaar geleden begonnen te onderzoeken of het mogelijk zou zijn om de batterijen van elektrische auto’s aan het gebouw te koppelen.
Vermarkting
Nu de pilot bij het kantoor in Zaandam succesvol is verlopen, wil Engie de smart grid charger ook in een commerciële omgeving neer gaan zetten. Van der Burg: ‘we mikken op twee markten, de achtduizend mkb-bedrijven en vierhonderd corporates in ons land. De laatsten kunnen zowel banken, consultancies als verzekeraars en productiebedrijven zijn. Zolang ze maar meer dan vijftig voertuigen in hun wagenpark hebben, een voorwaarde voor commerciële haalbaarheid. Met zes à acht laders kan je een zuinig gebouw bijna energieneutraal maken, denk bijvoorbeeld aan een kantoor op de Amsterdamse Zuidas of aan een productielocatie.’
Volgens Van der Burg is de smart grid charger niet het eindpunt van een ontwikkeling, maar juist het begin. ‘Na verloop van tijd zou je het slimme laadpunt ook aan een app voor de werknemers kunnen koppelen. Als ze in hun digitale agenda aangeven hoeveel en wanneer ze rijden, wordt het ook mogelijk de capaciteit van de lader te verhogen.’ Van der Burg hoopt tevens op ‘economies of scale’. ‘Hoe meer smart grid chargers er op de markt komen, des te meer we dienstverlening kunnen aanbieden’, zegt hij.
‘Bovendien worden de laders door het volume goedkoper en zijn combinaties tussen de smart grid charger en teruglevering aan het net, handel op de onbalans markt of zelfs de APX-beurs denkbaar.’ ‘Koppel je slimme laadpunten op meerdere vestigingen aan elkaar, bijvoorbeeld bij een groot consultancybureau of een internationale verzekeraar, dan behoort een microgrid tot de mogelijkheden en kan je de qua oppervlakte uiteenlopende pv-panelen gaan middelen. Dat is vooral belangrijk wanneer bepaalde vestigingslocaties te weinig mogelijkheden voor zonnestroom hebben en je geen elektriciteit van buiten het bedrijf wilt aantrekken. Ik ben ervan overtuigd dat, wanneer er voldoende ‘economies of scale’ is, we de prijs van de smart grid charger kunnen halveren. De vraag en de interesse zijn er’, besluit hij.
Tekst: Tseard Zoethout, freelance journalist
Fotografie: Industrie