När e-mobiliteten accelererar, kan elbolagen styra elfordonen till omkörningsfilen?

E-mobiliteten är redan här. Enligt vår senaste rapport Power sector accelerating e- mobility: can utilities turn EVs into a grid asset, skriven i samarbete med det europeiska branschorganet Eurelectric, befinner vi oss i början på en mycket lång resa. Övergången till elfordon har gått snabbare än förväntat. 2021 var en av fem nya fordonsregistreringar i Europa ett elfordon.¹ Och även om elfordonen i Europa endast utgör 1,5 procent av dagens totala fordonspark på 326 miljoner fordon,² förutspår EY:s analytiker att andelen kommer att öka till 65 miljoner fordon år 2030 och 130 miljoner fordon år 2035. Detta drivs av ett helt ekosystem som stöder e-mobilitet:

• Många länder har åtagit sig att sälja nya bilar och transportbilar med nollutsläpp senast 2035, och andra lovar att följa efter till 2040.³
  
• Biltillverkare ser över sina affärsmodeller och framdrivningssystem. De största aktörerna har lovat att öka antalet tillgängliga elmodeller och öka produktionen av lätta nyttofordon.⁴ Vissa planerar även att införa eldrivna tunga fordon.^5,6
• Tillsynsmyndigheterna skärper normerna för koldioxidutsläpp (CO2) för personbilar och lätta lastbilar inom ramen för Europeiska kommissionens miljöreformpaket Fit for 55 (paket⁷).

Så om alla förutsättningarna finns på plats kommer lagstiftning, policyer och incitament att göra sitt jobb. Men hur kan vi upprätthålla dynamiken i övergången till och efterfrågan på elbilar? Det kan endast ske genom att göra elfordonen lika enkla att använda, eller enklare, som fordon som drivs med konventionella bränslen. Dessutom behöver fokus läggas på att leverera bekvämlighet och tillförlitlighet till kunderna. För det är trots allt kunden som har den verkliga makten i denna transformationsprocess och som bestämmer om han eller hon ska välja el eller inte. I det avseendet är kundernas acceptans en lika viktig drivkraft för e-mobilitet som de ekonomiska och miljömässiga kraven.

Just nu anser dock ledare inom bilindustri, energibolag, fordonsflottor, stadsplanering och laddningsinfrastruktur att det finns en överhängande risk för att övergången till elfordon kommer att accelerera snabbare än det ekosystem som ska upprätthålla och stödja användningen. Och om fordonen finns tillgängliga men inte den stödjande infrastrukturen, kommer kundernas aptit på elfordon att avta. Det kan till och med sätta stopp för den fortsatta utvecklingen av e-mobilitet.

Fordonens räckvidd förbättras, så att elbilar kan köra längre sträckor på en enda laddning. Men förarna känner oro för om den offentliga laddningsinfrastrukturen är tillräcklig, särskilt när det gäller längre resor utanför hemmet eller depån. Fler elbilar på vägarna innebär att fler förare kommer att konkurrera om möjligheterna att ladda. Både köer och irritation kommer att växa.

I dag finns det 374 000 offentliga laddningsstationer i Europa, en ökning med 40 procent till 2021.¹² Men tillgången är ojämn. Tio europeiska länder har inte en enda laddare per 100 kilometer väg.¹³  66 procent av alla offentliga laddare finns i Frankrike, Tyskland, Italien, Nederländerna och Storbritannien.¹⁴ Landsbygden tenderar att vara underförsörjd jämfört med stadsområden, medan bristen på parkeringsplatser i städer skapar en betydande efterfrågan på laddare på gator i bostadsområden.¹⁵ I Storbritannien till exempel saknar en tredjedel av alla bostäder en uppfart där laddare kan installeras. I Nederländerna är siffran 70 procent.¹⁶ EY beräknar att den förväntade ökningen av elfordon i Europa kommer att kräva minst 65 miljoner laddningsstationer år 2035 – varav 9 miljoner kommer att vara offentliga och 56 miljoner finnas i bostadsområden.

The European network of public charge points is not expanding fast enough. There are three principal reasons for that:

• Permitting delays and availability and access to real estate: local authorities often lack dedicated teams to administer the rollout of EV charge points. It can take months for charge point operators (CPOs), responsible for installing and maintaining charging stations, to get permission to site their infrastructure.
  
• Delays and costs in getting a grid connection: anecdotally, some industry leaders reveal that CPOs in some European countries can wait up to 36 months to get a connection. Significant local bottlenecks are commonplace, especially where grid upgrades are needed to accommodate hubs of rapid and high-powered chargers. There are questions too about who pays for grid connections, as well as policy options for funding public chargers.
  
• Lack of interoperability between charger networks: using a charge point is not as straightforward as filling up with fuel. Lack of interoperability, due in large part to an absence of common standards, restricts user choice about where to charge and how to pay. Meanwhile, poor reliability on some networks, and variable levels of customer service, add to driver frustration.
  

Källa: EY-analys, november 2021.

Ett tätare samarbete i det stödjande ekosystemet kan undanröja hindren. Till exempel, den CPO som samarbetar med stadsplanerare, lokala myndigheter och administrativa funktioner får bättre förutsättningar att se till att laddstationer byggs där de används som mest och att de ger största möjliga miljöavkastning på investeringen och maximal bekvämlighet för kunden.

CPO:erna behöver även ha ett nära samarbete med DSO:erna. DSO:erna kan få incitament från regeringen för att påskynda anslutningar till nätet, eventuellt till lägre kostnader, och för att investera i förstärkningar av nätet. Men det finns ett problem. Ju mer laddningsinfrastruktur vi installerar för att möta det stora inflödet av elfordon, desto större blir kraven på elnätet. Nätkapaciteten måste anpassas till oförutsägbar laddning av elfordon och ökad belastning.

Trots all skrämselpropaganda kommer elfordonen inte att överbelasta elnätet. Nätet kommer att kunna hantera den ökade belastningen från distribuerade energiresurser, värmepumpar och elektrifiering av industrin. Men Europas elnät står ändå inför en stor utmaning i och med den nära förestående utrullningen av 130 miljoner elbilar. Om förare av elfordon ska kunna ladda var och när de vill måste den befintliga nätinfrastrukturen byggas ut, förstärkas och digitaliseras.

Efterfrågan på el från laddning av elfordon förväntas öka med 30 procent per år, vilket innebär mer än 200 TWh i slutet av detta årtionde. Då kommer elfordonen att stå för cirka 7 procent av den totala efterfrågan på el i Europa.¹⁷ Eventuella destabiliserande effekter kommer inte från en ökad efterfrågan, utan från att tusentals, eller till och med miljontals, elfordon försöker ladda samtidigt.  Ju fler fordon som ansluts till konventionella elnät, desto mer ökar risken för att elförsörjningen blir otillräcklig, osäker och av sämre kvalitet. Detta kan leda till spänningsfall, spänningsfluktuationer och energiförluster.¹⁸ DSO:er måste förhindra att detta inträffar.

Källa: EY-analys, november 2021.

Studier visar att när elfordonspenetrationen når 50 procent går nätspänningsavvikelserna utöver standardnivån.¹⁹ Därför är det riskfyllt att använda en "installera och glöm"-strategi för laddningsanslutningar, eftersom det kan förvärra överbelastningen i redan hårt belastade elnät. Detta kommer att förstärkas ytterligare om perioder med hög belastning – till exempel i slutet av arbetsdagen – sammanfaller med perioder när många laddar sina elfordon.²⁰

En analys av de sex vanligaste platserna för laddning – bostäder (på landsbygden och i städerna), arbetsplatser, hubbar för fordonsflottor, hubbar för övernattning och motorvägskorridorer – visar att toppbelastningen kommer att öka med 21 procent och uppgå till 90 procent år 2035. Belastningen på transformatorer kommer att öka med 19 procent och uppgå till 80 procent år 2035. EY:s analytiker förutspår en 86-procentig ökning av toppbelastningen i flerbostadshus och en 90-procentig ökning i motorvägskorridorer där snabbladdare med hög effekt drar stora mängder el från nätet. Transformatorer måste i de flesta fall arbeta över sin nominella kapacitet.

Styrd laddning förändrar allt. Den gör det möjligt för DSO:er att omvandla belastningen som uppstår, när miljontals elfordon laddar när de vill, till en tillgång. Med hjälp av operativsystem som verkar i realtid och avancerade applikationer kan styrd laddning kontrollera tillgänglig kapacitet, tid och varaktighet för laddning samt minska risken för överbelastning av nätet. Laddning kan ske när elnätet har tillräcklig kapacitet eller överskottskapacitet, när efterfrågan är lägre (till exempel under natten) eller när elen är billigare. Inom olika laddningssegment ger styrd laddning besparingar på 7–21 procent av toppbelastningen. Det är en vinst för både nät och kunder.

Laddningslösningar kan hanteras av leverantörer via en dataanslutning som kanaliserar energi i en riktning, från nätet till fordonet. Med tiden, i takt med att V2G-tekniken (Vehicle-to-grid) mognar, kommer elfordon att bli energilagringsenheter på hjul. De överför effekt från fordonsbatteriet till nätet eller till en byggnad för att jämna ut energiproduktionen och energiförbrukningen. Det minskar behovet av ytterligare elproduktion eller nätförstärkning.

Andra lösningar håller också på att testas. Samlokalisering av solenergiproduktion och lagring kan till exempel användas vid bensinstationer i motorvägskorridorer där elnätet inte räcker till för snabb och supersnabb laddning. Smarta ledningar, som balanserar energiflöden i kraftledningar, och trådlös laddning är andra lösningar som också håller på att utforskas. Var och en av dessa lösningar skapar synergieffekter mellan nätet och elfordonet. Och även om de inte kommer att lösa alla tänkbara scenarier, kommer de att mildra belastningen när stora grupper av elfordon laddar samtidigt. Dessa lösningar bör:

• Minska behovet av omfattande investeringar i nätet.
  
• Omvandla ett centralt styrt energisystem till ett decentraliserat med autonoma, smarta producenter.
  
• Göra det möjligt för förare av elfordon, som verkar inom ramen för en decentraliserad och reglerad modell, att tillhandahålla balanskapacitet till kraftsystemet och att få lämplig ersättning för detta.

I takt med att dessa lösningar mognar kommer digitaliseringen av nätet, för att övervaka och utvärdera prestanda i förhållande till förbrukning, att vara avgörande för att förstå och förutse kundbeteenden, nätpåverkan och nätbehov.

DSO:er kommer att spela en central roll i utbyggnaden av e-mobilitet. De ansvarar för planering av nätutveckling och hanterar distributionsverksamheten och nya laddningsanslutningar. Men de har också en social skyldighet att leverera bästa möjliga miljöresultat till lägsta möjliga kostnad genom att investera på rätt plats och vid rätt tidpunkt. Samtidigt måste de undvika risken för strandade tillgångar. Eftersom de ansvarar för tillsyn av lokala nät kan de identifiera områden med överbelastning, bedöma hur laddning av elfordon påverkar efterfrågan på el och förutse framtida behov av nätinvesteringar. I takt med att Europa går över till smarta nät och lokala flexibilitetsmarknader kommer DSO:erna att vara rustade för att integrera lösningar som minskar toppförbrukningen och överbelastningen och som förbättrar elkvalitet och tillförlitlighet.

När användningen av elfordon tar fart är planeringen av kraftsystemet för elektrifiering ett stort åtagande. För att lyckas behöver DSO:erna:

• Förbättra insynen i låg- och mellanspänningsnäten för att få en bättre förståelse för vad som händer och var.
  
• Kompetens, kapacitet och investeringar som stödjer en helt automatiserad och harmoniserad kundupplevelse för att främja användningen av elfordon.
• Möjligheten att spåra beteenden i realtid, från fordon till nät och tillbaka igen, för att kunna hantera ett alltmer ansträngt distributionsnät.

Bredare kompetens och bättre prestationer inom DSO:ernas ansvarsområden kommer leda till ett ökat kundfokus. Det bidrar i sin tur till mer innovativa lösningar och en bättre upplevelse för förarna.

Marknaden för elfordon kommer att växa kraftigt och snabbt. I slutet av årtiondet förväntas marknaden vara värd mer än 150 miljarder euro²¹. Stora samhällsvinster kommer att följa i spåren av minskade utsläpp från vägtransporter och en strävan efter klimatneutralitet. För att nå dit krävs dock att man undanröjer befintliga hinder och utformar ett motståndskraftig system för e-mobilitet som kan tillgodose framtida behov.

Det finns sex grundläggande åtgärder för att säkra e-mobilitetens lönsamhet på lång sikt:

• Planera noggrant investeringar i distribution, digitalisering, IT och nätinfrastruktur med hänsyn till förväntad användning av elfordon.
  
• Förenkla lokala myndigheters godkännandeprocesser för installation av laddningsinfrastruktur.
• Möjliggör snabbare och billigare nätanslutningar för elfordonsladdare.
• Fokusera på laddningsinfrastrukturens tillförlitlighet för att vinna kundernas förtroende.
• Se till att alla offentliga laddare i Europa är digitalt anslutna och kan användas för smart laddning.
• Möjliggör driftskompatibilitet - alla fordon, alla kontrakt, alla betalningsmekanismer - i alla laddningsnätverk.

Ur ett nätperspektiv kommer ny teknik att stödja användningen av elfordon. Tekniken kommer att ge en överblick över den uppkopplade miljön från det ögonblick då ett fordon kopplas in och strömmen börjar flöda från nätet.

Driftskompatibiliteten är beroende av en smidig kommunikation mellan distributionsnätet, laddningsutrustningen och fordonen. Tekniken kommer att göra det möjligt för aktörer i det stödjande ekosystemet att kommunicera, dela data och samarbeta med varandra för att förbättra effektiviteten och driva på innovationen inom e-mobilitet. Digitala intelligens- och analysverktyg kommer att möjliggöra prognoser och modellering för att utforma och förbättra lösningar. Verktygen kommer att övervaka laddningsinfrastrukturen och på sikt ge en bättre kundupplevelse genom att identifiera och åtgärda problem.

Samtidigt kommer reglerande mekanismer att skydda och gynna kunderna. Det innebär till exempel att när V2G blir en gångbar teknik och lokala flexibilitetsmarknader börjar fungera, kommer den så kallade prosumenten att delta i egen produktion och konsumtion av el. Eventuellt överskott av förnybar energi kommer att användas för att balansera elnätet och prosumenten kommer att kompenseras. Detta utbyte av energi kommer att utmärka e-mobiliteten under de kommande årtiondena.

Vi måste också vara medvetna om att alla åtgärder och innovationer bör vara inriktade på kundupplevelsen. Om det är mer komplicerat, kostsamt eller besvärligt att ladda en elbil än att tanka bensin eller diesel kommer kundernas vilja att byta till elbilar att minska. Och om kunderna inte fortsätter att stödja e-mobilitet kommer elbilarna snabbt att försvinna.