Uit Net NL: De opmars van e-vervoer

De accu, of het accupakket, is nog altijd een belangrijke remmende factor bij de opmars van de e-auto. Maar ook daar is goed nieuws te melden: “De laatste vijf jaar is de accu meer ontwikkeld dan in heel de 20e eeuw”, stelt Auke Hoekstra, senior adviseur Elektrische Mobiliteit bij de Technische Universiteit Eindhoven. “De prijs is in tien jaar met een factor 5 gedaald en die ontwikkeling gaat steeds sneller. Accu’s worden lichter, kunnen sneller en vaker laden en krijgen meer capaciteit. Een elektromotor gebruikt zijn energie viermaal efficiënter en is eenvoudiger dan een verbrandingsmotor. Daardoor heeft hij veel minder onderhoud nodig. Slotsom: de elektrische auto is superieur en helpt ook nog om klimaatverandering tegen te gaan.”

Hoekstra verwacht dan ook dat automobilisten spontaan gaan kiezen voor een e-auto, niet zozeer omdat hij schoner is, maar omdat de e-auto simpelweg beter en aantrekkelijker is. Cruciale vraag: hoe snel, en met welke aantallen groeit het e-wagenpark in Nederland? De TU Eindhoven bracht het meest aannemelijke scenario in beeld. Jaarlijks worden in Nederland rond de 400.000 nieuwe auto’s gekocht. Dit jaar zijn 20.000 daarvan elektrisch, in 2021 stijgt dat al naar 80.000 en in 2025 gaan er 200.000 auto’s met een stekker over de toonbank. Daardoor rijden er in 2027 een miljoen e-auto’s in Nederland en in 2030 ruim 2 miljoen.

De echte doorbraak van de e-auto staat dus voor de deur. “Een heel spannend moment”, stelt Onoph Caron, directeur van ElaadNL. “Zodra leasemaatschappijen instappen en andere zakelijke rijders, die puur op kosten afwegen welk voertuig ingezet wordt, ontstaat er momentum. Dan versnelt de groei alleen maar. Het is de vraag of alle partijen daarop voldoende kunnen anticiperen.”

Die vraag is zeer terecht, want de grootschalige overstap van het brandstofpistool op de stekker wordt een precair samenspel van industrieën, markten, overheden en consumenten. Fabrikanten van accu’s en e-auto’s, installateurs en exploitanten van laadpalen en snelladers, garagebedrijven, stroomleveranciers, ICT-ontwikkelaars, gemeenten en provincies, Rijkswaterstaat en netbeheerders – ze moeten allemaal hun processen en diensten in sneltreinvaart aanpassen.

Dat is nog niet alles: met de komst van de batterij op wielen worden infrastructuren gekoppeld en afhankelijk van elkaar. De weginfrastructuur, vervoermiddelen, het totale elektriciteitssysteem en ICT-infrastructuren: ze kunnen niet meer zonder elkaar. Hoekstra: “Het elektriciteitsnet moet een dynamische schakel worden tussen opwek en vraag. Beide veranderen de komende jaren sterk. We krijgen steeds meer fluctuerende stroom uit zon en wind, terwijl met warmtepompen en e-auto´s de vraag naar stroom toeneemt. Doen we niks, dan ontstaan er pieken in de haarvaten van het net, met storingen en hoge kosten als gevolg. Het goede nieuws is: als we de flexcapaciteit van al die rijdende accu’s goed benutten, is de belasting op het elektriciteitsnet te verwaarlozen. Dan kun je het systeem juist robuuster maken. Maar het is een uitdaging van formaat om dat in te voeren.”

Naast regelgeving en marktwerking gaat het volgens Hoekstra ook om de digitalisering van het elektriciteitsnet. Want alleen met real time inzicht in de netbelasting tot op wijkniveau, kunnen vraag en aanbod voortdurend effectief op elkaar worden afgestemd. Het huidige systeem, waarbij de netcapaciteit is berekend voor verbruikersprofielen, zal in de dynamische toekomst niet voldoen. Het is dus cruciaal dat netbeheerders tijdig de benodigde aanpassingen doen aan het net.

Fiscale voordelen tot 2025

De Mobiliteitstafel van het Klimaatakkoord deed in juli voorstellen om tot 2030 een CO2-reductie te behalen van ten minste 7,3 megaton. Die voorstellen lopen uiteen van stringente milieu-eisen bij aankoop van voertuigen tot stimuleren van fietsgebruik. En van slimmer inrichten van het openbaar vervoer tot zero-emissiezones in grote steden voor bestel- en vrachtwagens. E-automobilisten moeten volgens het voorstel tot 2025 fiscale voordelen genieten. Dat is ook nu al zo: e-rijders betalen geen bpm, geen wegenbelasting, geen brandstofaccijns en profiteren van een lagere bijtelling.

In een slim net kunnen e-auto’s slim laden of stroom leveren. Expertisecentrum ElaadNL, dat allang geen laadpunten meer plaatst, doet veel onderzoek naar de mogelijkheden van slim laden. Onoph Caron: “In de kern betekent het dat er een stuursignaal naar laadpalen gaat waardoor ze meer of minder laden of op een ander moment. Dat signaal kan van de netbeheerder komen, die daarmee de netbelasting bewaakt. Maar het zou ook kunnen komen van een marktpartij die bij hoge productie van groene stroom de lage energieprijs wil benutten om sneller te laden.”

’s Werelds grootste gedragsonderzoek naar slim laden startte in september in Gelderland en Overijssel. Bij 4.500 nieuw te plaatsen laadpunten kunnen e-auto’s sneller laden als er veel stroom uit zon en wind beschikbaar is. Die stroom is, door samenwerking met energiecoöperaties, zoveel mogelijk lokaal opgewekt. Caron: “Met dergelijke onderzoeken kijken we welke slimme technieken enerzijds goed aansluiten op de wensen van gebruikers en anderzijds de beschikbare capaciteit zo goed mogelijk benutten.”

Caron verwacht dat het elektriciteitsnet – mits slim – de sterke toename van e-auto’s op de Nederlandse wegen kan voeden. “De totaal benodigde elektriciteit is niet snel een probleem. Piekbelasting wel. Door de vraag te spreiden kunnen we netverzwaring voorkomen of uitstellen.” Caron pleit wel voor een mogelijkheid voor netbeheerders om, in geval van nood, elektrische auto’s minder te laten laden om overbelasting te voorkomen. “In Frankrijk en Duitsland is dat bij wet geregeld en het is verstandig om dat hier ook te doen.”

De voortschrijdende techniek levert een flinke bijdrage aan de strijd tegen piekbelasting. Binnen afzienbare tijd komen er steeds meer betaalbare e-auto’s op de markt met een actieradius van 300 tot 500 kilometer. Hoekstra: “De meeste automobilisten in Nederland rijden dagelijks ongeveer 30 kilometer. Laden kun je dus steeds makkelijker uitstellen tot de piek op het net over is – en de stroom goedkoper. Dat maakt een enorm verschil! Maar het gaat verder: je kunt ook elektriciteit van je auto gaan terugleveren aan het net. Uit onze modellen blijkt dat één elektrische auto met een grote accu en een driefasen (ont-) lader de piekvraag van drie tot vijf huishoudens volledig kan wegnemen.”

Het bezwaar dat accu’s door ontladen sneller verouderen, is volgens Hoekstra achterhaald: “Sinds kort weten we dat accu’s juist sneller verouderen als ze helemaal vol staan. Een e-auto bij thuiskomst eerst gecontroleerd ontladen en in de nacht weer opladen, zorgt dus misschien zelfs voor een langere levensduur.”

Het is een open deur, maar toch: de ICT-technologie die de steeds inniger relatie tussen mobiliteit en het elektriciteitssysteem in goede banen leidt, moet absoluut veilig zijn. “Ik moet er niet aan denken dat een onverlaat straks zomaar 100.000 laadpalen kan aansturen”, stelt Caron. Cyber security staat dan ook bovenaan de prioriteitenlijst van ElaadNL, dat samen met ENCS (European Network for Cyber Security) onderzoekt waaraan de systemen moeten voldoen. Caron: “Die normen en specificaties leggen we vast in protocollen, die overheden en marktpartijen bij aanbestedingen kunnen gebruiken. Want de markt moet de gevraagde kwaliteit realiseren.”

Zo’n marktstandaard is dus van groot belang en Caron zou daarmee graag een tandje doorpakken: “Uiteindelijk wil je dat er een normering wordt vastgelegd en bewaakt, maar er is nu geen instantie die daarop toeziet.” Saillant is dat het protocol dat ElaadNL hiervoor ontwikkelde de wereldstandaard is geworden. Caron: “Standaardisatie is vooral handig voor de industrie, maar productontwikkelaars kunnen hierover lastig overeenstemming bereiken. Wij werken voor de netbeheerders en zijn als niet-commerciële partij met zoveel expertise op een plek uniek in de wereld. Daarom wordt ons protocol overal toegepast.”

De gestage opmars van de e-auto heeft volgens Caron en Hoekstra de komende jaren grote impact op de dynamiek van het werk van netbeheerders. “Door actief contact te leggen met marktpartijen en particulieren die een aansluiting willen, kunnen ze ingrijpende aanpassingen of zelfs netverzwaring voorkomen”, stelt Hoekstra. Hij voorziet bovendien dat het ‘principe van de koperen plaat’ zijn langste tijd gehad heeft: “Vraag en aanbod gaan sterk fluctueren en je kunt dus niet meer iedereen altijd tegen eenzelfde tarief het net laten belasten. Dat wordt hemeltergend duur. Het zou goed zijn als netbeheerders nu al voorstellen doen voor bijvoorbeeld flexibele tarieven en dynamische aansluitingen, voordat de markt of het ministerie erom vragen.”

Caron pleit ervoor om het proces van aansluiten zowel bij gemeenten als netbeheerders beter te organiseren: “Dagelijks zoveel laadpalen plaatsen lukt gewoon niet als iedereen 6 weken moet wachten op een verkeersbesluit en nog eens 18 weken op de netbeheerder.”

Hij besluit met een oproep: “Netbeheerders zijn gewend om hun werk redelijk zelfstandig te doen, maar nu krijgen ze te maken met overheden, allerlei soorten marktpartijen en stakeholders. Die zullen steeds vaker vragen ‘hoe ziet het net eruit en wat zijn de mogelijkheden?’ Dat vraagt een andere werkwijze. Ik denk dat het goed is als netbeheerders zich daar nu al op voorbereiden.”

De toekomst in beeld

Wat als nieuwe generaties autobezit echt massaal de rug toekeren? Wat als de auto autonoom gaat rijden? Om op die vragen een realistisch antwoord te kunnen geven – en een beetje uit frustratie over de behoudende voorspellingen van instituten als de International Energy Agency – bouwt Hoekstra een computersimulatie voor toekomstscenario’s. Hij doet dat samen met wetenschappers van de TU Eindhoven zoals Maarten Steinbuch en Geert Verbong, maar ook met voormalig Alliander CEO Peter Molengraaf. “Met die simulaties kunnen we complexe scenario’s extrapoleren om te zien waar we over 10 of 25 jaar staan.”

Enpuls liet zo’n simulatie uitvoeren om de impact van autonoom rijden op het elektriciteitsnet in beeld te brengen. “De autonome auto zelf verandert niet zoveel aan de situatie,” legt Hoekstra uit, “maar als mensen autonome auto’s gaan delen wordt het een heel ander verhaal. Zo’n taxi zonder chauffeur blijft rijden en laadt zichzelf op buiten de woonwijk of stad. Daardoor komt ruim 90% van de parkeerruimte vrij. Bedenk wat dat betekent voor de ruimtelijke planning! De autonome deelauto is minder beschikbaar voor flex op het net, maar kan wel weer laden op strategische plekken, bijvoorbeeld bij een verdeelstation van de netbeheerder.”