Hogeschool van Amsterdam

Kenniscentrum Techniek

Hoeveel laadt het hele Nederlandse Elektrische Wagenpark?

Met de groei van elektrisch vervoer in Nederland en zorgen over de impact op het elektriciteitsnet dringt de vraag zich op: hoe groot is die impact van elektrisch rijden nu precies? Met andere woorden: als je het laadgedrag van alle elektrische auto’s bij elkaar op zou tellen: hoe groot is dan het vermogen dat gedurende de dag wordt gevraagd? We noemen deze geaggregeerde laadvraag het ‘Nationaal Laadprofiel’ en hebben die binnen het project Simulaad benaderd. Dat heeft geleid tot een online tool waarbij elke EV-enthousiasteling toekomstige laadvraag kan simuleren.

Met meer dan 200.000 elektrische auto’s op de weg in Nederland wordt er dagelijks een groot aantal laadtransacties uitgevoerd. Dit gebeurt op een diversiteit van laadinfrastructuur, variërend van private laadpunten op eigen oprit (vooral ’s avonds), laadpunten op kantoor (semipubliek; vooral overdag), op publieke laadpunten (varieert; maar wat meer neigend naar avondladers) en snelladers (varieert ook).

De laadsnelheid varieert per type laadpunt. Zo laad je op een thuislaadpunt veelal 3,7kW (hoewel EV-rijders met een grote batterij-EV mogelijk die aansluiting verhoogd hebben tot 7,4 of 11kW), en laad je bij publieke en kantoorlaadpunten van 11 tot 22kW. Tenslotte laad je bij snelladers normaal 50kW, maar biedt een partij als Fastned inmiddels ook al 150kW bij bepaalde stations aan. Op termijn komt hier het Ionity netwerk bij die tot 350kW zou kunnen laden. Hiermee varieert de impact op het elektriciteitsnet per type laadstation aanzienlijk. Er wordt weliswaar minder frequent gebruik gemaakt van snelladers dan private laders; maar vormt een 150kW-snellader het equivalent van ca. 40 thuisladers.

De doelstelling binnen dit project was een meer realistisch beeld te schetsen van de verhouding waarin EV rijders gebruik maken van de diverse laadmodaliteiten (van privaat, publiek tot snelladen). En dit te vertalen naar een vermogensvraag per type laadmodaliteit; en deze tenslotte te aggregeren tot het Nationaal laadprofiel: de geaggregeerde laadvraag van alle Nederlandse elektrische auto’s in Nederland. 

Om hier uitspraken over te doen hebben we gebruiksdata nodig van die verschillende modaliteiten. Voor publieke laadtransacties en snelladerdata beschikken we over de data die door de G4-steden en MRA-e ter beschikking zijn gesteld. Voor semipublieke data konden we gebruik maken van geanonimiseerde data van project partners Rijkswaterstaat (RWS) en RoyalHaskoningDHV (RHDHV) (om kantoorladers te analyseren). Voor laadsessies op private palen was geen data beschikbaar en hebben we typische “thuislader-profielen” die we op publieke palen zien als proxy gebruikt om privaat laadgedrag te benaderen.

Binnen het project is vervolgens een aantal aannames gedaan om tot een eerste schets van het nationaal laadprofiel te komen. Zo hebben we op basis van RVO-cijfers een inschatting van aantal thuis- en werkladers gemaakt. Dit is gebruikt om een inschatting te maken van het aantal keer dat een profiel realistischer wijze moet worden opgeschaald. Ook hebben we een schatting gemaakt van de laadsnelheid per voertuig; immers, elektrische auto’s verschillen sterk in hun laadsnelheid (bijvoorbeeld 1 of 3 fase maar ook 16A of 32A stroomsterkte). 

In onderstaande figuren 1a-d zijn de laadprofielen voor de vier verschillende laadmodaliteiten weergegeven. Een aantal zaken valt op. 

  • Voor thuisladers is het gemiddeld piekvermogen in de avond 1,3kW, met (niet verrassend) de piek in de avond. Wel opvallend is dat het piekvermogen een stuk lager is dan de veel genoemde 3,7kW die een EV vraagt bij het opladen. Thuisladers zullen niet allemaal gelijktijdig en elke dag laden. Dat verklaart dat het gemiddeld piekvermogen per private EV aanzienlijk lager is; en per saldo het huishoudelijk elektriciteitsgebruik gemiddeld genomen ongeveer verdubbelt. 
  • Voor publiek laden geldt dat het piekvermogen ook in de avond ligt (2,2kW); omdat een publiek laadpunt twee stekkers heeft komt dit piekvermogen per stekker iets lager uit dan de private laadpunten. Verder is opvallend dat er ook regelmatiger ochtendsessies plaatsvinden op publieke punten (kleine ochtendpiek) en het profiel over de dag wat gelijkmatiger is dan bij thuisladers door bezoekend verkeer.
  • Bij kantoorladers is er een sterk ochtendpiek, die kan oplopen tot 3,5kW per EV. Ook is er een kleine opleving rond het middaguur. De relatief hoge piek komt met name door de relatief snelle laders. Het is hier de vraag of dit bij andere kantoor-omgevingen vergelijkbaar is.
  • Tenslotte laat het snellader-profiel een piek rond het middaguur zien; met een gemiddelde piek per EV van bijna 15kW.  

Deze profielen zijn nog verder uit te splitsen naar week- en weekenddagen en te differentiëren in batterijgrootte en laadsnelheid van de elektrische voertuigen. Voor details verwijzen we naar ons rapport. 

Opschaling naar een nationaal laadprofiel

De laadprofielen voor de verschillende laadmodaliteiten vormen de bouwblokken voor het opstellen van een laadprofiel. Het thuislaadprofiel geldt in principe voor 1 thuislaadpunt. Dit profiel zou dus kunnen worden opgeschaald naar de ca. 150.000 EV rijders die naar schatting thuis kunnen laden. En zo zijn ook de andere laadmodaliteiten op te schalen naar geschatte hoeveelheden publieke, semipublieke en snelladers. Figuur 2 schetst hoe al deze laadmodaliteiten bij elkaar optellen en bijdragen aan het totale laadvermogen dat EV rijdende Nederland vraagt voor het opladen van alle (200.000+) elektrische auto’s in Nederland. 

Opvallend is dat de laadpiek vooral in de avond ligt. Hier is het grote aantal private laders vooral voor verantwoordelijk. De piek ligt om half 7 ’s avonds op 220MW; het dal ligt ’s nachts rond 6uur op ca. 70MW. Delen we de 220MW-piek door het aantal elektrische auto’s in Nederland (200 duizend); dan draagt elke EV dus ongeveer 1kW bij aan de avondpiek. Dat is niet niks; maar is wel een stuk lager dan wat vaak wordt aangenomen in berichtgeving in de media. Laat onverlet dat netbeheerders de netten moeten uitrollen op de pieken en niet op de gemiddelde laadvraag. Maar dan blijft het adagium: pieken in laadvraag komen zelden gelijktijdig voor. 

Verder is opvallend dat kantoorladers grotendeels verantwoordelijk zijn voor de ochtendpiek (totaal 150MW). Ondanks het relatief kleine aantal snelladers is de bijdrage van snelladers met name overdag toch significant door het hogere vermogen dat per voertuig wordt geladen. Met de komst van 150kW laders wordt dat aandeel overdag naar verwachting nog groter.

Slim laden

De oppervlakte onder de grafiek geeft de hoeveelheid energie weer die wordt geladen per type paal. Hieruit blijkt dat 62% van de geladen stroom door thuisladers wordt geleverd. Juist deze groep kan met slim laden meer van hun laadvraag in de nacht halen, waardoor de avondpiek relatief makkelijk kan worden verkleind. 

Publieke laders en kantoorladers zijn verantwoordelijk voor respectievelijk 15% en 14% van de totale laadvraag. Hierbij kan slim laden ook een rol spelen bij piekreductie. Publiek laden vooral door avondsessies naar de nacht te verplaatsen; en kantoorladers meer naar de (zonnige) middagen te verplaatsen. Snelladen levert vooralsnog 8% van alle geleverde stroom. Omdat bij snelladen EV-rijders meestal direct afkoppelen als de auto is opgeladen zijn deze niet geschikt voor slim laden maar is dit ook minder urgent omdat de meerderheid van de sessies buiten de pieken plaatsvindt.

Simulatiemodel

De verkoop van elektrische auto’s staat niet stil. De vraag is dan ook hoe het nationaal laadprofiel gaat ontwikkelen met oog op de geambieerde 1,7miljoen elektrische auto’s op de weg in 2030. Hiertoe hebben we een simulatietool ontwikkeld die in staat stelt die groei zelf te kunnen instellen en effecten op het nationaal laadprofiel te kunnen simuleren. Zo kan bijvoorbeeld het effect worden gesimuleerd van een scenario waarin snelladen een grote vlucht neemt, of dat er vooral 3fase laders worden verkocht de komende jaren; of dat kantoorladen sterk wordt gestimuleerd. De 1.0 versie van de tool is online; en iedereen is welkom om de tool te gebruiken. Feedback en suggesties zijn van harte welkom; dat helpt ons bij de ontwikkeling van de 2.0 versie. 

Dit project is onderdeel van Simulaad, een project mogelijk gemaakt door TKI Urban Energy. Partners in het project waren ElaadNL, RHDHV, RWS, MRA-e, Gemeente Amsterdam, Enpuls, Pitpoint.  

Auteurs: Rick Wolbertus, Robert van den Hoed

 

Gepubliceerd door  Urban Technology 8 juli 2020