Electric car being charged

Electro pop

Elektrifierade fordon kommer att bli transportsektorns nästa fas. Detta budskap accepteras nu allmänt, men hur kan e-mobilitet bli mer populär och vilken roll behöver digitala tekniker och standarder spela för att utvecklingen ska kunna fortsätta? Våra experter Steffen Schaefer och Benedikt Unger vågar sig på att blicka framåt.

Elfordon har gått från att vara nischleksaker till att bli allmänt accepterade. Under 2020 har e-mobiliteten (elektrifieringen av fordon) upplevt en verkligt uppsving. Biltillverkare runt om i världen försöker överträffa varandra med tillkännagivanden om när deras fordon uteslutande kommer att vara elektrifierade. Subventioner och bidrag finns, modellurvalet utökas, laddinfrastrukturen växer och befolkningens medvetenhet om problemen med klimatförändring och luftkvalitet ökar.

Hur påverkar den digitala tekniken användarupplevelsen när det gäller e-mobilitet och hur förändrar digitaliseringen affärsmodeller och värdekedjor? Hur kan den elektrifierade mobiliteten komma att se ut mot slutet av detta decennium? Vi förväntar oss ännu snabbare utveckling i framtiden. Innan detta decennium är förbi, kommer Europa att ha mer än 30 miljoner elfordon på vägarna – jämfört med ca. 3 miljoner i slutet av 2020. Det vill säga om den nödvändiga infrastrukturen, både ur ett fysiskt och digitalt perspektiv, kan hålla jämna steg med denna tillväxt.

De flesta elfordonsägare kommer att ladda sina fordon hemma (68% av all laddning enligt det tyska nationella centret för laddinfrastruktur). Men i takt med att antalet elfordon växer, kommer inte alla att ha tillgång till parkeringsplats med egen laddare. Arbetsplatsladdning, supersnabbladdning vid laddhubbar samt destinations- och gatuladdning kommer alla att uppvisa en betydande tillväxt.

Elektrifierade fordon och digital teknik går hand i hand

Digital teknik som t.ex. smarta telefoner och mobilt internet, industriellt IoT, molntjänster eller maskininlärning har funnits under en tid och har markant bidragit till ett uppsving för den elektrifierade mobilitetsmarknaden som ligger i skärningspunkten mellan energi- och mobilitetssektorn.

Elfordonsförarna ger emellertid uttryck för sin frustration över laddinfrastrukturens brist på tillförlitlighet och användbarhet. Rent allmänt är användarupplevelsen ifråga om elektrisk mobilitet långt ifrån fullkomlig. Två problem som ofta nämns är interoperabilitet – behovet av flera kort och appar för olika laddnätverk – och tillförlitlighet – när man kommer till en laddstation bara för att konstatera att den inte fungerar.

Elutmaningen

Elleverantörer och nätoperatörer bör vara bekymrade över eventuella nätbelastningsproblem. Sett ur ett totalvolymperspektiv kommer förändringarna på elmarknaden att vara begränsade. Men, att leverera energi vid rätt tidpunkt och till rätt plats, kommer att bli en utmaning, i synnerhet om supersnabbladdning införs för fort. Ett gemensamt mål för elleverantörer, nätoperatörer och slutligen för de användare som betalar för laddningen måste vara att jämna ut energibehovs- och tillgångstopparna – som blir allt mer oregelbundna – för att undvika kostsamma infrastrukturuppgraderingar.

Den digitala tekniken kan utan tvekan komma tillrätta med sådana problem. Användningen av denna måste emellertid samordnas och styras mera noggrant än vad som är fallet idag. Öppna standarder och protokoll måste utnyttjas för att frigöra hela potentialen. De viktigaste standarderna och protokollen som kan åtgärda ovannämnda användbarhets- och nätbelastningsproblem omfattar:

  • ISO 11158 som är en kommunikationsstandard mellan ett elfordon och laddstationen. Användarna verifieras genom att bara ansluta kontakten till fordonet, en funktion som ofta kallas "Plug & Charge".
  • OCPI-gränssnittet (Open Charge Point Interface) skickar in plats-, åtkomst- och prisuppgifter. Den vidarebefordrar också transaktionsinformation från laddtjänstoperatören till användarens mobilitetstjänstleverantör. Den här funktionen kallas "roaming" och låser upp samtliga laddningsstationer för de användare som har registrerat sig. Med dessa två standarder kan användarna göra sig av med de smartphone-appar och RFID-kort som de har att göra med idag.
  • OCPP (Open Charge Point Protocol) kommunicerar mellan laddstationerna och det övergripande ledningssystemet. Detta gör att start och stopp av laddningsprocessen kan fjärrstyras – en väsentlig funktion för att belastningen på nätet ska kunna balanseras.
  • Slutligen medger OSCP (Open Smart Charging Protocol) kommunikation mellan energistyrningssystem och laddinfrastruktur när det handlar om fysisk nätverkskapacitet, bl.a. 24-timmarsprognoser.  Detta är nyckeln till ett blomstrande ekosystem för smarta nät.
Electro Pop Infographic

Med stöd av dessa öppna protokoll och branschstandarder går det att styra laddningsprocesserna så att de blir "intelligenta". Detta kan innebära att laddningen påbörjas när priset är lågt och avbryts när nätverket är hårt belastat.

Dessa standarder förbättrar inte bara användarupplevelsen avsevärt och bidrar till en balansering av elnätet, de ger också upphov till nya roller och affärsmodeller:

  • Flexibilitetsleverantörer styr en uppsättning resurser som genererar eller förbrukar energi på ett flexibelt sätt, till exempel elfordon, solcellsystem med stationära batterier eller värmepumpar. Det är flexibilitetsleverantören som bestämmer vid vilken tidpunkt en viss mängd energi ska genereras eller förbrukas.
  • En elfordonsägare (eller en laddoperatör, som kanske sköter ett antal hemladdare) kan vara en sådan flexibilitetsleverantör. Om användarna kan stå för en viss flexibilitet – t.ex. för att de bara använder sitt fordon korta sträckor varje dag men ansluter det till elnätet så ofta som möjligt – blir batteriet en del av nätet och kan utnyttjas av operatören i balanseringssyfte. Detta kan innebära att slutanvändarna motiveras ekonomiskt när de debiteras låg kostnad under tider med låg belastning och senare får kompensation när de lämnar ström till nätet vid hög efterfrågan.
  • Kapacitetsleverantörer är nätoperatörer som hanterar en del av det smarta nätet och sätter gränser för flexibilitetsleverantörerna genom att skapa incitament. De samordnar produktion och förbrukning, varför båda skapar mervärde inom elnätets fysiska gränser.

För att medge smart optimering, finns det ett behov av transparenta och effektiva marknader. Prissättningssignalerna ska vara tids- och platsberoende och ta hänsyn till laddningshastigheten. Det måste finnas möjligheter att styra enskilda fordon för att optimera nätet men fortfarande ta hänsyn till varje användares behov och önskemål. Om dessa roller utvecklas effektivt kan vi alla ladda våra elbilar utan att behöva betala extra för att högeffektnät inrättas.

Införandet av branschstandarder och öppna protokoll för att sörja för sådana väsentliga systemfunktioner måste göras av marknadens aktörer och tillsynsmyndigheter. Nyckeln till att frigöra den elektriska mobilitetens fulla potential ligger i att sådana standarder används i hela branschen för att skapa användarvänliga lösningar. Experter behövs för att man ska kunna komma fram till ett sätt att på bästa sätt bygga in laddning av elfordon i elnätet samtidigt som bästa möjliga användarupplevelse bibehålls.

Författare

Steffen Schaefer

Senior Principal, AFRY Management Consulting

Kontakta Steffen Schaefer

AFRY har åtagit sig att skydda din integritet och dina personuppgifter. Vi behandlar personuppgifter i enlighet med gällande lagar, förordningar och vår integritetspolicy.

Flashing lights AFRY Insights

AFRY Insights

Hur driver digitaliseringen övergången till Clean Energy? I detta nummer av AFRY Insights delar våra kollegor sina senaste insikter om de senaste frågorna kring digitalisering.