NVE imøtegår en klassisk elbilmyte i ny rapport
Denne artikkelen ble oppdatert for over ett år siden, og kan inneholde utdatert informasjon.
Ny rapport viser at investeringsbehovet i det regionale strømnettet i stor grad er uavhengig av elbilveksten fram til 2030. Mye må skiftes ut selv uten elektrifisering av veitransporten.
Denne artikkelen er første del i høstens serie der vi imøtegår typiske myter som verserer om elbil, slik vi annonserte på Facebook.
Den ferske rapporten fra Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE), med tittelen «Har strømnettet kapasitet til elektriske biler, busser og ferger?» setter skapet på plass.
Samtidig er rapporten ærlig på at det er noen utfordringer som må løses underveis, men understreker at elektrifisering av veitransporten ikke må få skylden for investeringsbehovet som sådan. Det framgår ikke minst tydelig av grafen over.
NVE har bedt nettselskapene som blir mest berørt av elektrifiseringen om å utrede konsekvensene for strømnettet, og deler utvilsomt Norsk elbilforenings syn:
Basert på den teknologiske utviklingen – og prisnedgangen på batterier (figuren over) vurderer NVE at «batterielektrisk vil være mest utbredt for små- og mellomstore kjøretøy, samt ferjer. For mer energikrevende transportmetoder som hurtigbåter og tungtransport kan hydrogen og biodrivstoff spille en viktig rolle. Dette kan riktignok endre seg etter hvert som teknologien utvikler seg».
Om vi sammenligner dette med landets største hurtigladestasjon, ved E6 på Nebbenes (bildet over), har de 24 hurtigladerne og fire semihurtigladerne samlet effekt på 3,2 MW. Siden de sjelden utnyttes fullt ut (28 kan lade samtidig), er det såkalt dimensjonerende effektbehovet satt til 2 MW.
Cruiseskipet krever altså 4-6 ganger mer installert effekt enn en stor hurtigladestasjon.
Figuren over gir oversikt over de innrapporterte komponentene som blir overbelastet. Av totalt 115 komponenter, har nettselskapene uansett planlagt å skifte ut omtrent halvparten av disse innen 2030 på grunn av lastøkning, forsyningssikkerhet eller alder.
Videre vil halvparten av komponentene sannsynligvis bli for hardt belastet selv uten elektrifisering av transport ifølge nettselskapenes beregninger for vekst i effektforbruket:
Samtidig understreker rapporten også at hastigheten på hurtiglading vil gå opp i årene som kommer. I dag er den typiske hastigheten 50 kW (Tesla 120 kW), mens det er varslet opptil 350 kW i neste generasjons lynladere.
NVE legger derfor til grunn gjennomsnittlig ladeeffekt på 100 kW for hver hurtiglader (i 2030-scenarioet). Dét fører til et samlet effektbehov på 420 MW (med 60 prosent utnyttelse – kalt sammenlagringsfaktor – på stasjonene til enhver tid).
NVE konstaterer at elbussene krever større nettinvesteringer, siden denne hurtigladingen oftest foregår på dagtid. Altså når strømnettet har høyere belastning. Den antatt maksladefarten i 2030 er satt til 450 kW. Ladingen vil skje automatisk via en pantograf.
I nettområdene langs kysten fra Rogaland til Troms anslår som nevnt NVE at 115 transformatorer eller ledninger i regionalnettet bli overbelastet innen 2030. For omtrent 1/3 av disse kan elektrifisering av transport være utløsende for nye investeringer.
Nødvendige investeringer når en transformator i regionalnettet blir overbelastet varierer fra noen hundre tusen til 70 millioner kroner per transformator. For de dyreste investeringene kan andre løsninger som batterier i nettet og endret ladetid være billigere alternativ.
Overgangen til elektrisk transport vil også kunne føre til store kostnader i distribusjonsnettet: Men:
Samtidig er rapporten ærlig på at det er noen utfordringer som må løses underveis, men understreker at elektrifisering av veitransporten ikke må få skylden for investeringsbehovet som sådan. Det framgår ikke minst tydelig av grafen over.
NVE har bedt nettselskapene som blir mest berørt av elektrifiseringen om å utrede konsekvensene for strømnettet, og deler utvilsomt Norsk elbilforenings syn:
«Vi tror en stor andel av fremtidens transport vil være elektrisk.»I scenarioet for elektrifisering vil energibruken i transportsektoren reduseres fra 55 TWh i 2016, til litt over 45 TWh i 2030. Uten elektrifisering ville energibruken til transportsektoren øke til nesten 70 TWh i 2030. Dette vil redusere klimautslippene med seks millioner tonn CO2 årlig i 2030 (se figur 5-3 under). Det tilsvarer omtrent ti prosent av de norske CO2-utslippene i 2015.
Elbiler, hurtigladere, elbusser, elferjer og landstrøm
For å vurdere konsekvensene for regionalnettet, har NVE har lagt 2030-scenarioet til grunn. Samtidig har Statnett simulert virkningene på transmisjonsnettet, altså «strømmens motorveier» ut til regionalnettene (som forsyner distribusjonsnettene ut til deg og meg med spenning mellom 230V og 22 kV), i 2030 med samme scenario som NVE-rapporten. Resultatene viser at elektrifisering i kategoriene under har liten betydning for belastningen på transmisjonsnettet.- 1,5 millioner elektriske personbiler (halve personbilparken)
- 7.000 flere hurtigladere til elbiler
- Alle bybusser er elektriske
- To av tre ferjesamband drives med elektriske ferjer
- 30 landstrømanlegg leverer strøm til skip i de største havnene
«Selv om flere typer kjøretøy og båter er utelatt i scenariet, mener vi dette er et realistisk anslag for elektrifisering av transportsektoren.»
Basert på den teknologiske utviklingen – og prisnedgangen på batterier (figuren over) vurderer NVE at «batterielektrisk vil være mest utbredt for små- og mellomstore kjøretøy, samt ferjer. For mer energikrevende transportmetoder som hurtigbåter og tungtransport kan hydrogen og biodrivstoff spille en viktig rolle. Dette kan riktignok endre seg etter hvert som teknologien utvikler seg».
Det er behov for investeringer, men…
Det er det absolutt høyeste effektuttaket NVE må ta høyde for i slike scenario. Altså må nettets styrke dimensjoneres ut fra hvor mye strøm som brukes samtidig. Men elbilenes påvirkning på dette uttaket, dersom halve bilparken er elektrisk, blir trolig lite:«Det vil øke det høyeste effektuttaket fra regionalnettet med mellom 5 til 15 prosent, avhengig av nettområde. Det høyeste effektuttaket, altså hvor mye strøm som brukes samtidig, bestemmer hvor sterkt nettet må være. Økt effektuttak betyr at nettet må forsterkes enkelte steder.»NVE påpeker at det særlig er elektrifiseringen av ferjer og landstrøm til skip som gir økt investeringsbehov. Eksempelvis antas det at et cruiseskip vil ha behov for 12 MW fra land for å kunne erstatte forurensende dieselgeneratorer om bord.
Om vi sammenligner dette med landets største hurtigladestasjon, ved E6 på Nebbenes (bildet over), har de 24 hurtigladerne og fire semihurtigladerne samlet effekt på 3,2 MW. Siden de sjelden utnyttes fullt ut (28 kan lade samtidig), er det såkalt dimensjonerende effektbehovet satt til 2 MW.
Cruiseskipet krever altså 4-6 ganger mer installert effekt enn en stor hurtigladestasjon.
Mange nettkomponenter må uansett byttes
Nettselskapene har innrapportert 115 komponenter i regionalnettet som blir overbelastet med 2030-scenarioet for elektrifisering av transport. Transformatorer utgjør nærmere 90 prosent av de overbelastede komponentene, og den største andelen av dem er i Møre og Romsdal. Enkelt forklart: Disse belastes med mer enn 100 prosent av installert ytelse eller har for liten kapasitet til å sikre forsyningssikkerhet.
Figuren over gir oversikt over de innrapporterte komponentene som blir overbelastet. Av totalt 115 komponenter, har nettselskapene uansett planlagt å skifte ut omtrent halvparten av disse innen 2030 på grunn av lastøkning, forsyningssikkerhet eller alder.
Videre vil halvparten av komponentene sannsynligvis bli for hardt belastet selv uten elektrifisering av transport ifølge nettselskapenes beregninger for vekst i effektforbruket:
«De fleste av disse er planlagt utskiftet innen 2030, eller de er under vurdering for å bli utskiftet. Som figuren viser er det en stor andel av de innrapporterte komponentene enten overbelastet allerede i dag eller vil bli overbelastet i 2030 selv uten elektrifisering av transport. Figuren viser også at nær halvparten av overbelastede komponentene er planlagt utskiftet/utbedret innen 2030.»Elbiler står for mer enn en tredjedel av de overbelastede komponentene, men NVE fastslår at overbelastningen er liten i de fleste av disse tilfellene:
«En overbelastning på noen få MW er uproblematisk for de fleste transformatorer i regionalnettet.»
Beregner 420 MW til hurtiglading
Norsk elbilforening har beregnet at det er behov for 4.000 hurtigladere for elbil i 2020 (samtidig bruk). I dag nærmer det seg 1.000 hurtigladere over hele landet som kan brukes samtidig. I sin framskrivning, med 1,5 millioner elbiler i 2030, beregner NVE at 7.000 hurtigladere vil bli bygd (som øker antallet til rundt 8.000 målt mot dagens tall). Som en funfact: Justervesenet opplyser at det er rundt 12.000 bensinpumper i landet i dag. Basert på dette, mener NVE det ikke er urimelig å anta at deres eget anslag for hurtigladere stemmer. Særlig ut fra at en «elbil har lengre fyllingstid enn en fossilbil».
Samtidig understreker rapporten også at hastigheten på hurtiglading vil gå opp i årene som kommer. I dag er den typiske hastigheten 50 kW (Tesla 120 kW), mens det er varslet opptil 350 kW i neste generasjons lynladere.
NVE legger derfor til grunn gjennomsnittlig ladeeffekt på 100 kW for hver hurtiglader (i 2030-scenarioet). Dét fører til et samlet effektbehov på 420 MW (med 60 prosent utnyttelse – kalt sammenlagringsfaktor – på stasjonene til enhver tid).
«I 2030 er det sannsynlig at ladeeffekten pr. hurtiglader vil være høyere enn dette, men dette kan både redusere sammenlagringsfaktoren og redusere behovet for antall hurtigladere. Vi antar at samlet effektbehov vil være omtrent det samme.»
Beregning for elbusser opp til 450 kW
«Hydrogen, biodiesel og biogass kan være andre teknologier for å få ned bussenes CO2- utslipp, men per i dag ser det ut til at en stor andel av kollektivtrafikken i byene vil håndteres med elbusser. Ifølge en rapport fra Transportøkonomisk institutt er elbusser den billigste teknologien for å oppnå utslippsreduksjoner.»Fram til nå har prøveprosjektene stort sett basert seg på at elbussene hurtiglades ved endeholdeplassene, med ladeeffekt inntil 300 kW – altså seks ganger mer enn den typiske elbil hurtiglades med i dag.
NVE konstaterer at elbussene krever større nettinvesteringer, siden denne hurtigladingen oftest foregår på dagtid. Altså når strømnettet har høyere belastning. Den antatt maksladefarten i 2030 er satt til 450 kW. Ladingen vil skje automatisk via en pantograf.
«I samråd med Ruter har vi antatt at hver bussrute har behov for (i gjennomsnitt) to ladestasjoner med 300 kW, og vil ha et ladebelegg på 50 prosent av tiden. Dette gir et effektbidrag på 300 kW pr. rute. Ladeeffekten til pantografene kan være høyere enn 300 kW i 2030, men da vil ladetiden gå ned og ende omtrent på samme effektbidrag.»
Ferjesamband krever ladeeffekt 1-4 MW
NVE beregner at 73 samband får helelektriske ferjer og 11 får hybridferjer innen 2030. Dersom dette slår til, vil cirka 65 prosent av dagens ferjesamband på riks- og fylkesvei være elektrifiserte.«Helelektriske ferjer har ikke bare lavere utslipp, men også langt lavere driftskostnader. Dette kan i mange tilfeller forsvare en høyere investeringskostnad, spesielt for høyt trafikkerte fergesamband. Et eksempel på dette er utlysningen av Anda-Lote i Sogn og Fjordane hvor Statens Vegvesen åpnet for at den ene av to fergene kunne være hybridferge, men hvor man får to helelektriske ferger (i 2018).»Avhengig av avgangsfrekvens, har NVE beregnet at landets ferjesamband vil trenge 1-4 MW ladeeffekt (hvorav de travleste sambandene, med kortest landligge, må ha mest).
Mengder av installert effekt trengs til landstrøm
Folk som er skeptiske til begrensninger på kjøring med fossilt drivstoff i byområder, viser gjerne til at utslipp fra skip er verre for luftkvaliteten. Dette skal møtes med en offensiv utbygging av landstrøm, slik at for eksempel cruiseskip kan la være å bruke dieselgenerator ved landligge. Fremfor å bruke generatorer i alt fra fiskebåter til cruiseskip kan energibehovet dekkes fra strømnettet på land via et landstrømanlegg. Landstrøm bidrar på den måten til økt energieffektivitet, reduserte klimautslipp og mindre støy når skip ligger til kai. Men det er store forskjeller i energibehov:- Fiskebåt: Mindre enn 0,1 MW
- Offshore supplyskip: Rundt 0,4 MW
- Cruiseskip: Opptil 12 MW
Her er investeringsbehovene
NVE konstaterer at det er spesielt elferjer og landstrøm til skip som fører til økt investeringsbehov i årene fram til 2030. Sammenlignet med nettselskapenes laveste prognose for maksimal effekt i 2030, representerer elektrifisering av transport en effektøkning på mellom 5 og 15 prosent (avhengig av KSU-område). Den relativt sett høyeste økningen kommer i Troms, Møre og Romsdal, Nordre Nordland og Sør-Troms. Samtidig er det avgjørende å få fram at den generelle økningen i strømforbruk jevnt over det som skal til for å sikre elektrisk transport.
I nettområdene langs kysten fra Rogaland til Troms anslår som nevnt NVE at 115 transformatorer eller ledninger i regionalnettet bli overbelastet innen 2030. For omtrent 1/3 av disse kan elektrifisering av transport være utløsende for nye investeringer.
Nødvendige investeringer når en transformator i regionalnettet blir overbelastet varierer fra noen hundre tusen til 70 millioner kroner per transformator. For de dyreste investeringene kan andre løsninger som batterier i nettet og endret ladetid være billigere alternativ.
Overgangen til elektrisk transport vil også kunne føre til store kostnader i distribusjonsnettet: Men:
«I flere tilfeller må det bygges en ny transformatorstasjon, men i nesten alle disse tilfellene er ny stasjon allerede planlagt og den eksisterende stasjonen vil i 2030 være overbelastet selv uten elektrifisering av transport.»Les hele rapporten:
BAKGRUNN: Forutsetninger for rapporten
- NVE har antatt 1,5 millioner elbiler og at hver elbil krever 0,7 kW i maksimallast. Totalt gir dette en effekt på over 1000 MW.
- NVE har antatt 7000 flere hurtigladere fordelt over landet. Hver hurtiglader tilsvarer omtrent 100 kW, men det er samtidig antatt en sammenlagringsfaktor på 60 %. Hurtigladerne gir totalt en effekt på 420 MW.
- NVE har antatt at alle bybusser i de 30 største byene er elbusser, som tilsvarer omtrent 500 elektrifiserte bybussruter. Hver bussrute krever omtrent 300 kW. Summert opp vil det gi en effekt på 163 MW.
- NVE har antatt at 73 ferjesamband får helelektriske ferger og 11 ferjesamband får hybridferjer innen 2030. Dette tilsvarer at omtrent 2 av 3 ferger blir elferjer, hvor hver elferje krever fra 1 til 4 MW. Alle ferjeleiene vil til sammen gi en økt effekt på 900 MW.
- NVE har har antatt at alle de største havnene får landstrømanlegg. Effekten varierer fra 1 til 36 MW pr. havn som totalt gir 245 MW med landstrøm.
- Antagelsene for elektrifisering av transport gir en økt effekt på omtrent 2.200 MW, hvis alt inntreffer samtidig. Til sammenligning var det høyeste registrerte effektuttaket så langt i Norge på 24.000 MWh/h (inntraff 21. januar 2016).