Elektrische mobiliteit in Nederland en de rol van mobiele batterijen

Elektrische mobiliteit ter ondersteuning van duurzaamheid

Duurzaamheid wordt steeds belangrijker. Met het oog op de klimaatverandering nemen landen de verantwoordelijkheid voor verandering op zich en denken na over manieren om de CO2-uitstoot te verminderen en de impact op het milieu te beperken. Aangezien vervoer verantwoordelijk is voor 16,2% van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen (Ritchie & Roser, 2020)[1], is dit een voor de hand liggende kans om de uitstoot te verminderen. Om deze uitdaging aan te gaan, hebben veel landen in Europa en de hele wereld wetten ingevoerd en denken ze opnieuw na over vervoer in zijn geheel.

Een van de oplossingen voor de uitstoot van het vervoer kunnen elektrische auto’s zijn. En hoewel sceptici wijzen op de grote milieu-impact van de productie van elektrische auto’s, die inderdaad hoger is wat CO2-uitstoot betreft, is de totale levenscyclus van een voertuig op batterijen (BEV) minstens 30% minder dan die van auto’s met een verbrandingsmotor (ICE). Dit geldt zowel voor een grijze als een groene energiemix, wat betekent dat zelfs met elektriciteit uit steenkool BEV en Plug-in hybride elektrische voertuigen (PHEV) duurzamer zijn dan hun traditionele soortgenoten. (Verbeek, Bolech, van Gijlswijk, & Speen, 2015)[2].

De Nederlandse aanpak om de mobiliteit koolstofvrij te maken

Als we de aanpak van Nederland met betrekking tot het terugdringen van emissies in het vervoer onder de loep nemen, zijn er verschillende wetten te bekijken. Als Europees land heeft de wetgeving van de Europese Unie een grote invloed op de regelgeving in Nederland. De EU heeft als doel om in 2050 klimaatneutraal te zijn, wat wordt ondersteund door de European Green Deal en het Paris Agreement. Onderdeel van de strategie om dit doel te bereiken is het decarboniseren van de mobiliteit in de EU. Dit omvat aspecten als alternatieve brandstoffen, alternatieve vervoersmiddelen en automatisering van voertuigen (European Commission, 2018)[3].

Met als doel dat alle nieuwe verkochte auto’s in 2030 zero-emissie zijn, heeft Nederland deze strategie met verschillende middelen op nationaal niveau geïmplementeerd.

Zij bieden voordelen aan bestuurders van elektrische auto’s, waaronder:

• Een vrijstelling van de motorrijtuigenbelasting, evenals de belasting op personenauto’s en motorfietsen
• De mogelijkheid van een lagere bijtelling
• Subsidies voor batterij-elektrische voertuigen voor particulieren (2.000 – 4.000 euro in 2021, 2.000 – 3.350 euro in 2022)
• Subsidies voor BEV’s voor ondernemers (maximaal € 5.000)

Dit komt boven op de inherente voordelen van het rijden in een elektrische auto zoals die door de Nederlandse overheid worden gepromoot:

• Een hoger rendement van elektrische auto’s ten opzichte van ICE-auto’s
• Geen directe uitstoot van broeikasgassen, fijnstof en stikstofoxiden
• Bijdragen aan schone lucht (Ministerie van Economische Zaken, 2016)[4]

Naast de voordelen onderneemt de Nederlandse overheid ook verschillende acties om de verkoop van elektrische auto’s en de laadinfrastructuur in Nederland te verbeteren. Zo wordt er samengewerkt met regionale overheden, gemeenten, verenigingen en bedrijven om de krachten te bundelen en samen de elektrificatie van vervoer uit te voeren (Greendeals, 2016)[5]. Verschillende steden en regio’s bieden ook hun eigen subsidies voor elektrische auto’s en oplaadpunten (Nederland elektrisch, 2020)[6].

Naast het ondersteunen van elektrische auto’s worden ook ICE-auto’s ontmoedigd door het invoeren van milieuzones in stadscentra. Op het moment van schrijven van deze blogpost zijn er 13 gemeenten in Nederland, die het vervoer met vervuilende vrachtwagens en auto’s beperken met milieuzones (Rijksdienst voor Ondernemend Nederland, 2021)[7]. De Green Deal Zero Emissie Stadslogistiek, die in 2014 door bedrijven en overheden is ondertekend, is een toezegging van deze partijen om de logistiek in steden duurzamer en efficiënter te maken. Met meer dan 200 verschillende partijen die zich tot 2020 bij de deal hebben aangesloten, is het einddoel om in 2025 zero-emissie stadslogistiek te bereiken. Daarnaast hebben 30 van de 40 grootste gemeenten in Nederland vanaf 28 juni 2019 ingestemd met het Klimaatakkoord en zich gecommitteerd aan de invoering van zero-emissie zones in 2025 (Op Weg Naar ZES, 2021)[8].

Een onderdeel van het streven naar emissievrije stadslogistiek is de focus op de “last mile”. Voor de meeste goederen zal het vervoer van en naar het centrum van een stad ofwel de eerste ofwel de laatste kilometers van de reis zijn. De honderden kilometers die een goed van het ene naar het andere land kan worden vervoerd, worden niet beïnvloed door de emissievrije zones, maar de laatste kilometers wel. Daarom moeten logistieke en taxibedrijven voorbereid zijn op deze ontwikkeling en plannen maken voor zero-emissie last mile delivery (Gemeente Rotterdam, 2019)[9].

Om de laadinfrastructuur te laten aansluiten bij de ambities van de overheid is de “Nationale Agenda Laadinfrastructuur” in het leven geroepen. Tot 2030 verwacht de overheid 1,9 miljoen elektrische personenauto’s in het straatbeeld van Nederland. In de agenda is een prognose gemaakt van de oplaadpunten in de toekomst en een schatting van het benodigde aantal oplaadpunten. Men verwacht ongeveer 1,7 miljoen opladers nodig te hebben om de nodige elektriciteit voor de EV’s te leveren. Van deze 1,7 miljoen oplaadpunten zijn er ongeveer 10.000 snellaadstations. Dit betekent dat er tot 2030 gemiddeld 213 publieke laadpalen per werkdag geplaatst moeten worden om dit doel te bereiken (Rijksdienst voor Ondernemend Nederland, 2019)[10]. Om dit in perspectief te plaatsen: op 1 januari 2020 waren er 203.419 geregistreerde EV-personenauto’s, 49.520 (semi)publieke laadpunten en 1.252 snellaadpunten in Nederland (Nationale Agenda Laadinfrastructuur, 2020)[11].

Verschillende EV-laders en de uitdagingen die ze stellen

De toevoeging van duizenden EV-laadpunten op het elektriciteitsnet is niet te onderschatten. De belasting van het net neemt toe naarmate er meer laadpalen worden geplaatst. Voor de laadstations is er het belangrijke verschil tussen AC en DC-laadstations. AC is de afkorting van “wisselstroom” en laadstations van dit type hebben een vermogen van 12 tot 40 ampère. Deze laadstations zijn ook goedkoop en worden normaal gebruikt voor privéparkings, alsook voor semi-openbare parkings, waar auto’s voor een langere tijd geparkeerd staan. DC-laadstations daarentegen, waarbij DC “gelijkstroom” betekent, worden gebruikt wanneer auto’s snel moeten worden opgeladen, bijvoorbeeld op parkeerplaatsen langs de snelweg. Deze laders zijn aanzienlijk duurder, omdat ze een ingebouwde omvormer bevatten, die de wisselstroom die door het elektriciteitsnet wordt geleverd, omzet in gelijkstroom om de elektrische auto rechtstreeks op te laden. AC-laadstations hebben deze optie niet, wat resulteert in een trager laadproces en lagere kosten. In hun geval zet de converter die in de elektrische auto zit de energie om. DC-laadstations worden ingedeeld in laders met een laag vermogen (0 tot 50 kW) en laders met een hoog vermogen (meer dan 50 kW). Hun energievraag is ook hoger met ongeveer 100 ampère, waardoor ze een bijzondere uitdaging vormen voor het elektriciteitsnet en de netleveranciers om geschikte netaansluitingen te leveren. Problemen die zich kunnen voordoen zijn een hogere piekvraag, verminderde reserves, instabiliteit van de spanning en een afnemende betrouwbaarheid van het net (Khan, 2021)[12].

Om te zorgen voor een stabiel net en dat alle laadstations de benodigde stroom krijgen, zijn netverzwaringen noodzakelijk. In Nederland blijkt dit echter een uitdaging te zijn. Niet alleen laadpalen, maar ook wind- en zonneparken hebben netaansluitingen met een hoog vermogen nodig en ook particulieren vragen om netaansluitingen voor hun zonnepanelen en nieuwbouwwoningen. Zo was in 2019 45 weken wachten op een netverzwaring in plaats van de wettelijke termijn van 18 weken niet zeldzaam (Cobouw, 2019)[13].

Te late netaansluitingen kunnen een groot probleem zijn voor verschillende groepen die gebruik willen maken van laadpalen:

Vooral voor logistieke bedrijven kan de combinatie van milieuzones, maar late netaansluitingen een probleem zijn. Supermarkten in het midden van steden liggen vaak binnen deze milieuzones, terwijl de logistieke centra op plaatsen liggen, waar de netaansluiting niet gemakkelijk kan worden vernieuwd. Tegelijkertijd moeten elektrische vrachtwagens meestal worden opgeladen in de logistieke centra, aangezien een wijdverspreid net van snelladers voor vrachtwagens op dit moment niet realistisch is. Terwijl de aankoop van elektrische vrachtwagens dus gemakkelijk kan gebeuren, vormen de snellaadstations een uitdaging. Ook grote wagenparken van taxibedrijven staan voor deze uitdaging. Hetzelfde geldt voor evenementen, waar snelladers nodig zijn of gevallen waar de netaansluiting vertraging oploopt, terwijl de snellader al is gekocht of gehuurd. Aangezien een snelle oplossing noodzakelijk is, kan dit organisatoren ervan weerhouden snelladers te overwegen voor hun toekomstige evenementen.

Een voorbeeld van vertraagde netaansluitingen als een reëel probleem is het distributiecentrum van Albert Heijn in Zaandam. Zij waren van plan 60 elektrische vrachtwagens aan hun vloot toe te voegen, aangezien veel van hun supermarkten in de zero-emissiezones van steden zullen liggen. De netverzwaring die nodig is om de vrachtwagens met gelijkstroomladers te laden, kan echter pas in 2027 door de netbeheerder worden geleverd (Pals, 2021)[14]. Dit vormt een groot probleem voor de overgang naar elektrische mobiliteit in Nederland.

Hoe mobiele batterijen de overgang naar elektrische mobiliteit kunnen ondersteunen

Voor dit probleem kan een van de mogelijke oplossingen een mobiele batterij zijn, die verschillende voordelen heeft.

Een mobiele batterij is flexibel en kan gemakkelijk geïnstalleerd worden. Omdat de batterijen gehuurd kunnen worden, is de investering lager dan bij de aankoop van een permanente opslag en kan ze gebruikt worden om de tijd te overbruggen tot de eigenlijke netversterking geleverd wordt.

Dit tijdelijke karakter is ook een voordeel om DC-laders of een specifieke opstelling te testen voor je je vastlegt op een investering voor de lange termijn. Voor een realistische test op locatie kun je een batterij gebruiken en nagaan of de opstelling die je gekozen hebt geschikt is en de investering waard. Door te testen kun je de nodige gegevens verzamelen en voorkomen dat je investeert in een opstelling die te klein of te groot is voor jouw behoeften.

Bovendien kan, zelfs als er maar een kleine netaansluiting beschikbaar is, die gecombineerd worden met een batterij om zonder problemen snelle laders van stroom te voorzien. Dit wordt ondersteund door de functionaliteit van peakshaving, wat betekent dat tijdens elektriciteitspieken de batterij de energie levert, terwijl tijdens daluren de batterij wordt opgeladen door de netaansluiting of andere energiebronnen.

Verder ben je met een batterij niet afhankelijk van het elektriciteitsnet. Bij een stroomstoring van het elektriciteitsnet gaat de batterij door met het leveren van energie tot ze leeg is. Dit geeft extra veiligheid en geeft tijd om de stroomstoring van het net te overbruggen. Een werkelijk voorbeeld hiervan zou kunnen zijn in een logistiek centrum, waar de huidige netaansluiting te klein is om DC-snelladers of een groot aantal AC-laders te ondersteunen. Met een netaansluiting van 3×63 ampère zorgt de combinatie met de batterij ervoor dat er zonder problemen twee 150kW snelladers of 20 AC laders gebruikt kunnen worden voor het laden. Dit is een voorbeeld gebaseerd op de batterijen van Greener Power Solutions en kan afwijken wanneer andere mobiele batterijen worden gebruikt. Lees meer over mobiele batterijen en hoe ze werken in dit blogbericht.

Een mobiele batterij heeft ook de mogelijkheid om aangesloten te worden op een duurzame energiebron. Zo zijn bijvoorbeeld zonnepanelen of een windmolenpark mogelijk. Deze combinatie werkt goed vanwege de fluctuaties in de stroomopwekking door deze energiebronnen, die door het gebruik van de accu kunnen worden opgevangen. Een voorbeeld van deze combinatie is een marketingevenement dat gebruik maakt van elektrische opladers en zij hebben een veld met zonnepanelen toegevoegd aan hun opstelling. De mobiele batterij laadt overdag op wanneer de zonnepanelen de zonne-energie opvangen. Vervolgens kan de accu voldoende energie leveren tijdens de avonduren wanneer het evenement wordt gehouden en er niet genoeg zonlicht is om alle elektrische apparatuur rechtstreeks te ondersteunen.

De ambities van Nederland en andere landen voor elektrische mobiliteit zijn hoog. Zoals in deze blogpost wordt verkend, zijn er al veel wetten en regels, maar er zijn ook nog veel uitdagingen. Mobiele batterijen kunnen hier een deel van de oplossing zijn om de elektriciteit te decentraliseren en tijdelijke tekorten te overbruggen.

Bronnen:

[1] Link naar website: https://ourworldindata.org/emissions-by-sector

[2] Link naar de website voor het downloaden van het document: https://www.tno.nl/nl/aandachtsgebieden/mobiliteit-logistiek/roadmaps/sustainable-traffic-and-transport/sustainable-mobility-and-logistics/de-transitie-naar-co2-neutrale-mobiliteit-in-2050/energie-en-milieu-aspecten-van-elektrische-personenvoertuigen/

[3] Link naar het document: https://ec.europa.eu/clima/system/files/2018-11/vision_1_emissions_en.pdf

[4] Link naar website: https://www.rvo.nl/sites/default/files/2017/05/Visie%20op%20de%20laadinfrastructuur%20voor%20elektrisch%20vervoer.PDF

[5] Link naar website: https://www.greendeals.nl/green-deals/elektrisch-vervoer-2016-2020

[6] Link naar website over subsidies: https://nederlandelektrisch.nl/subsidies-financiering/subsidies-en-regelingen

[7] Link naar website: https://www.milieuzones.nl/locaties-milieuzones

[8] Link naar de website: https://opwegnaarzes.nl/over-zes/green-deal-zes

[9] Link naar het document: https://www.rotterdam.nl/wonen-leven/stappenplan-zero-emissie/Roadmap-ZECL.pdf

[10] Link naar het document: https://www.agendalaadinfrastructuur.nl/ondersteuning+gemeenten/documenten+en+links/documenten+in+bibliotheek/handlerdownloadfiles.ashx?idnv=1773488

[11] Link naar het document: https://www.agendalaadinfrastructuur.nl/ondersteuning+gemeenten/documenten+en+links/documenten+in+bibliotheek/handlerdownloadfiles.ashx?idnv=1773488

[12] Link naar het document: https://english.rvo.nl/sites/default/files/2020/10/Factsheet%20The%20National%20Charging%20Infrastructure%20Agenda.pdf

[13] Link naar het artikel: https://www.cobouw.nl/duurzaamheid/nieuws/2019/12/netbeheerders-waarschuwen-voor-de-toekomst-zonder-organisatie-loopt-de-energietransitie-in-de-soep-101280280?utm_source=Vakmedianet&utm_mediu=

[14] Link naar het artikel: https://www.nt.nl/wegvervoer/2021/10/19/beperkte-stroomcapaciteit-bij-dcs-grote-belemmering-voor-e-trucks/