Bild: Getty images

Låt bilen ladda ditt hem

Att använda elbilen som backup-batteri för hem och elnät har varit en vision i decennier. Nu är fordon till nät-tekniken på väg ut på marknaden.

Premium
Publicerad

Ett svagt surrande hörs och en blå lampa blinkar när elbilen i garaget börjar ladda. Laddboxen på väggen visar att laddningen sker med effekten 17,5 kilowatt. Men efter en liten stund börjar effektsiffran minska, går ner till noll och är snart på minus.

Det som händer är att laddningen styrs om åt andra hållet. Elen tas i stället ur bilens batteri och förs till huset och/eller elnätet i det som kallas vehicle to grid, ”fordon till nät” på svenska.

– Nu går elen åt andra hållet. Vi tar alltså energi från bilens batteri och driver vårt kontor med det, säger Björn Jernström, teknikchef på företaget Ferroamp som arbetar med utveckling av den nya laddtekniken.

Björn Jernström på Ferroamp förser kontors­huset med el från sin elbil.
Bild: Marie Granmar

Använd elbilen som energilager

Idéerna om att använda elbilar som energilager har funnits länge. Redan i början av 2000-talet myntades begreppet vehicle to grid, ofta förkortat V2G, i Kalifornien av företaget AC Propulsions. Sedan dess har det gjorts åtskilliga studier och pilotprojekt kring hur idéerna kan omsättas i praktiken. En variant kallas fordon till hem, vehicle to home, V2H, och då används elbilsbatterierna internt i en fastighet.

Daniel Månsson är professor i smarta elnät vid Kungliga tekniska högskolan, KTH.
Bild: KTH

En som har studerat hur fordon till nät kan ingå i energisystem är Daniel Månsson, professor i smarta elnät vid Kungliga tekniska högskolan, KTH. Han menar att möjligheten att använda el­bilen som energilager passar väl in i elektrifieringen av samhället.

– För så kallade energigemenskaper, där många delar på egenproducerad el från exempelvis solceller, har det här stor potential framöver. Till exempel som backup om elnätet går ner, eller för att kapa effekttoppar, säger han.

Daniel Månsson har bland annat studerat en bostads­rättsförening i Hudiksvall som valt att satsa på tekniken. De åtta bostäderna i Brf Stenberg har solceller, stationära batterier, bergvärme och ett system för energioptimering. Dessutom finns här åtta elbilar och laddstolpar som både kan ta ström från och ge ström till elnätet.

Klas Boman har grundat bostadsrättsföreningen Stenberg.
Bild: VW Group

Målet: Bli självförsörjande på energi

Initiativtagare är Klas Boman, tidigare konsult i bland annat bilindustrin. När han skulle dra sig tillbaka för pension ville han göra något för klimatet. Målet är att bli självförsörjande på energi och nå så lågt klimatavtryck som möjligt.

– Jag ville kunna se barnbarnen i ögonen och känna att jag gjort vad jag kan för att bidra, säger han.

De åtta elbilarna som hittills har använts i Brf Stenberg i snart ett år ägs av Volkswagen, som ser detta som ett pilotprojekt.

– Det viktiga för oss är att visa att det går. Vi har bara 63 ampere in till fastigheten och varje familj har säkring på åtta ampere. Under ett år använder vi tillsammans cirka 150 000 kilowattimmar inklusive elbilarna. Det är väldigt lite, säger Klas Boman.

Enkel användning är viktigt om fordon till nät eller hem ska bli framgångsrikt i längden, menar han. Det främsta hindret för de boende i Brf Stenberg är att komma ihåg att sätta i laddsladden.

Laddningen sker också enligt ett schema som alla måste följa fyra dagar i veckan. Under angivna tider ska elbilarna då stå inkopplade i garaget. Övriga tre dagar är det fri laddning utomhus.

– Vi måste styra upp det eftersom bilarna behövs för lastbalansering. Vi har ju bara 63 ampere in, säger Klas Boman.

Ingen oro för slitage på bilbatterierna

När åtta hushåll delar på en nätanslutning, och har små individuella säkringar, kan inte alla använda maxeffekt för sina apparater samtidigt. Då behövs ett system som reglerar effektuttaget i realtid, och minskar till exempel elbilsladdning en stund. Denna typ av system brukar kallas last­balansering.

Växelriktarens placering påverkar kostnaden

Elbilars batterier laddas med likström (DC). Elen som kommer från elnätet är dock växelström (AC). Därför behövs en omvandling i en växelriktare, ofta kallad ombordladdare som sitter i bilen.

När ström även ska gå ut från bilens batteri till elnätet behövs omvandling åt andra hållet. Några biltillverkare har anpassat bilens växelriktare så att den stödjer dubbelriktad laddning. Då sker omvandlingen av batteriets likström till växelström i bilen, innan elen förs ut på nätet.

Ett alternativ är att låta omvandlingen från likström till växel­ström ske i laddboxen (kallat DC-laddning). Den får då en integrerad växelriktare. Sådana specialutvecklade laddboxar är i dagsläget avsevärt dyrare än vanliga laddboxar.

En fråga i förstudien av området, som gjordes för cirka tre år sedan, gällde slitaget på elbilarnas batterier. Förkortas batteriernas livslängd när de, utöver drift av bilen, även laddas ur mot elnätet?

Nej, enligt studien är det ingen större risk, men det är bra att tänka på några saker vid användningen. Till exempel att inte ha alla elbilar anslutna hela dagen, och bara tillåta laddnivåer på mellan 20 och 90 procent, precis som för mobil­batterier. En rekommendation är också att se till att batteriernas energinivåer är lika, gärna 50 procent, vid dygnets början och slut.

– När elbilar var något nytt, för 20–25 år sedan, fanns oro för att batterierna inte skulle hålla. Nu långt senare har det visat sig att elbilsägare är rädda om sina fordon och att batterierna degraderas mycket mindre än man trott, säger Daniel Månsson vid KTH.

Det finns studier som visar att fordon till nät kan påskynda det cykliska åldrandet, alltså hur antalet laddcykler påverkar batteriets slitage, men det är oklart om fordon till nät försämrar batteriernas livslängd mer än annan laddning. Biltillverkaren Volkswagen är inte orolig för ökat slitage.

Marcus Thomasfolk är kommunika­tions­chef på Volkswagen i Sverige.
Bild: VW Group

– Maxeffekt till och från fordonen är samma, 11 kilowatt. Så låg effekt gör väldigt lite för batteriets cykling. Men för att inte skada batteriet har vi ändå begränsat beredskapen för dubbelriktad laddning till 10 000 kilowattimmar över bilens livscykel, säger Marcus Thomasfolk, kommunikationschef på Volkswagen i Sverige.

Bilens batteri lyser upp kontorets lampor

I garaget hos företaget Ferroamp är teknikchef Björn Jernströms Tesla X nästan urladdad. Batteriets energi har använts till lampor och datorer på kontoret och i labbverksamheten på andra sidan väggen. Laddboxen som används är utvecklad i ett pilotprojekt med bland andra Polestar och Ctek.

– Det vi testar är hur vi kan återanvända vår energihubb som omvandlar likström till växelström. Den kan ta emot likström från bilbatteriet lika gärna som från solceller, säger Björn Jernström.

Elbilars batterier laddas med likström (DC). Elen som kommer från elnätet är dock växelström (AC). Därför behövs en omvandling i en växelriktare, ofta kallad ombordladdare som sitter i bilen. När ström även ska gå ut från bilens batteri till elnätet behövs omvandling åt andra hållet.

Ferroamp har redan utvecklat en teknik för omvandling mellan DC och AC från solceller till ett hus. Det ordnas med deras så kallade energihubb. I början av februari 2025 lanserade företaget en ny elbilsladdare som använder energihubben för omvandlingen.

Olika benämningar

Ett samlingsnamn för tekniken som ibland används är på engelska vehicle to everything/V2X. I det ingår vehicle to grid/V2G, vehicle to home/V2H, vehicle to building/V2B och vehicle to load/V2L.

Vad man väljer att kalla tekniken beror på hur elbilens batteri används – om det ger el till nätet (V2G), till en byggnad (V2B), ett hushåll (V2H) eller till enskilda elektriska apparater som en elsparkcykel eller en annan bil (V2L).

En fördel med att använda befintlig teknik är att kostnaderna hålls nere. En annan fördel är att det blir enklare att växla mellan olika bilmärken.

Andra nya laddboxar för dubbelriktad laddning som utvecklas nu, utan energihubb, är ofta utformade för att passa vissa bilmodeller. Ferroamp vill erbjuda ett alternativ, framför allt för de kunder som redan har energihubben installerad.

– Vi har testat Volvo, Polestar, Volkswagen, Tesla, BMW och Kia. Utifrån vad vi sett hittills fungerar alla bilar att ladda ur, men de har olika begränsningar för effektuttaget. När gränsen är nådd stannar urladdningen, säger Björn Jernström.

Viktigt att apparaterna kommunicerar

En kvarvarande utmaning för biltillverkarna är utveckling av mjukvara som visar bilens ladd­status åt båda hållen. Det behövs finslipning av elbilarnas kommunikationsprotokoll, så att de kan prata bra med laddboxen, och displayen i bilarna måste kunna visa föraren vad som sker.

När elen ska föras vidare ut på nätet gäller det att uppfylla elnätsbolagets krav på så kallade nätkoder, alltså de tekniska villkoren för att få skicka ut el på nätet. Nätkoderna blir extra viktiga när batteriet rör på sig mellan elnätsområden, som en bil kan göra.

– Det är väldigt viktigt att det finns kommunikation mellan elbilen och nätet. Om till exempel nätspänningen är hög och en elbil skjuter till mer effekt finns risk att man hamnar över gränsvärdet, säger Daniel Månsson på KTH.

Var ska växelriktaren sitta?

En annan pågående diskussion gäller var omvandlingen mellan likström (från batteriet) och växelström (som används i hus) ska ske. Omvandlingen görs i en växelriktare – ska den sitta i bilen eller i laddboxen? Valet avgör var kostnaden hamnar. Byggs växelriktaren in i bilen blir den dyrare. Sätts växelriktaren i laddboxen blir den dyr.

Just kostnaden har varit en bromskloss för lanseringen av fordon till nät. Även det allmänt ganska långsamma införandet av elbilar och ladd­infrastruktur i Sverige har bromsat.

En ytterligare anledning till att fordon till nät har dröjt i Europa är standarden för laddkontakten, kallad CCS (combined charging system). Japan var tidigt ute med fordon till nät. Där används sedan 2014 så kallade Chademo-kontakter som är anpassade för fordon till nät. Enligt info-sajten V2G-hub kommer alla CCS-kontakter att stödja fordon till nät från år 2025 (vissa gör det redan).

Trots alla gupp på vägen verkar flera biltillverkare ta önskemålen om fordon till nät eller hem på allvar. Volkswagens bilar, byggda på elbilsplattformen MEB från 2023  med mjukvara 3,5 och 77 kWh batteri, är redo för tekniken. Volvos el-Suv EX90, som släpps under 2025, ska vara förberedd för dubbelriktad laddning.

Även Polestar har utlovat detta för sina nya modeller 3 och 4. Och Nissan planerar att börja sälja elbilar och nyutvecklade laddboxar under 2026. En målsättning är att priset då ska vara över­komligt.

Kan elbilar balansera elnätet?

Många är överens om att elbilars batterier kommer att behövas till mer än att driva bilen. Sedan 2022 pågår projektet Pepp i Göteborg, finansierat av bland andra Energimyndigheten. Uppdraget är att undersöka hur fordon kan användas som energilager för att balansera elnätet. I projektet samverkar 14 aktörer, bland dem Göteborg Energi. Under 2025 väntas studier genomföras med hundratals bilar.

David Steen är forskare i eldistributionsnät och laststyrning på Chalmers tekniska högskola.
Bild: Chalmers / Malin Arnesson

– Om alla fem miljoner bilar i Sverige var elektrifierade skulle det räcka med att en liten del av dem användes för att stötta elnätet, säger David Steen, forskare i eldistributionsnät och laststyrning på Chalmers tekniska högskola, som deltar i Pepp.

Behovet av energilagring ökar när mer el kommer från solceller och vindkraftverk. Man måste kunna lagra överskott av el, när det blåser och är soligt, till senare stiltje och mörker. Om skillnaden mellan produktion och konsumtion blir för stor riskerar frekvensen i elnätet att avvika för mycket från 50 hertz, vilket kan orsaka haverier.

Jonas Tannerstad är chef för el och automation hos Öbo.
Bild: Alexander von Sydow

Bostadsbolaget Öbo i Örebro håller på att bygga en energigemenskap där många flerbostadshus ska dela på el från egna solceller. De har testat fordon till nät i en byggnad. Dessutom finns en carport med 16 laddare, solceller och batteri, som är förberedd för tekniken. Just nu ligger projektet på is i väntan på billigare laddboxar. Men Jonas Tannerstad, chef för el och automation hos Öbo, är ändå nöjd med att vara förberedd för fordon till nät-tekniken.

Vehicle to grid är bra av flera skäl: Elbilars batterier är billigare än stationära batterier för att spara egen solel och motverka effektbrist. Bostadsområdet får också ökad resiliens vid en kris när parkeringsplatserna samtidigt är batteri-backuper, säger han.

En ytterligare fördel som lyfts fram i en rapport från intresseorganisationen Power Circle är att hembatterier i dag har lagringskapacitet på runt 10 kilowattimmar, kWh. Ett elbilsbatteri kan lagra mycket mer – mellan 60 och 80 kWh.

Klas Boman i Brf Stenberg i Hudiksvall är över­tygad om att elbilarna kommer att behövas som stöd för elnätet. Enligt de prognoser han har sett räcker det inte med stationära batterier.

– Utan bilarna går det inte. Vi måste också ha energilager på hjul. Utmaningen nu är att få med elnätsbolaget och Svenska kraftnät på tåget. De kontakter vi har haft med dem har varit ganska tröga, säger han och berättar att han tagit fram ett utbildningsmaterial för Svenska kraftnät om hur bilarna ska användas.

Om ett år hoppas Klas Boman att det finns en slutrapport om projektet i Brf Stenberg. De har stora mängder mätdata att analysera.

Displayen i elbilarna måste kunna visa föraren vad som sker vid urladdning till en fastighet eller elnätet.
Bild: VW group

Viktigt med ekonomiska incitament

Prognosen är att hela det optimerade energisystemet i bostadsrättsföreningen ska leda till minskade kostnader på sikt. Enligt en preliminär beräkning kan besparingen bli cirka 20–25 procent av årskostnaden för el, alltså ungefär 10 000 kronor per år för varje bostad. Dessutom finns möjlighet till belöning från stödtjänster för elnätet om cirka 35 000 kronor.

Standard för fordon till nät

Sedan 2022 finns standarden ISO 15118-20, kallad ”Vägfordon – Gränssnitt för kommunikation mellan laddningsbart fordon och laddstation (V2G) – Del 20: Andra generationen krav för nätverks- och applikationsprotokoll.”

Standarden ger råd för hur elbil och laddbox bäst ska prata med varandra vid dubbel­riktad laddning.

Enligt Volkswagen sänks också totalkostnaden för bilen, eftersom den används för flera ändamål – både att stödja elnätet och bidra till att el kan köpas till bostaden under tider då elpriset är lågt.

Det är bra, för de ekonomiska incitamenten är viktiga, menar Daniel Månsson vid KTH. Till att börja med tror han att det blir mest ekonomiskt gynnsamt att använda tekniken i bilpooler och liknande. Detta för att nå tillräckligt goda intäkter från stödtjänster och göra anpassningar till elpriset.

– För att tekniken verkligen ska få ett genomslag behöver man nu lösa hur den som stödjer elnätet på det här sättet ska ersättas. Det måste bli tydligt om det är som när du säljer solel till nätet, eller om du bidrar med en stödtjänst, säger han.

Så flödar el mellan fordon och nät

”Dra nytta av elbilsbatterier när samhället elektrifieras”

Marie Granmar vill använda bilen för hemmets energilagring.
Bild: Privat

Hej Marie Granmar, i det här numret skriver du om att låta bilen ladda hemmet eller elnätet. Vad innebär det?

– Elbilen har ett batteri som är förhållandevis stort jämfört med vanliga hembatterier. Därför har en vision länge varit att dra nytta av elbilsbatterier när samhället elektrifieras. Liksom ett hembatteri lagrar elbilen solenergi som kan användas under kvällar och nätter. Det ska också gå att skicka ut el från bilen till nätet, för att förbättra balansen mellan elproduktion och elanvändning. 

Tar inte bilens batteri skada?

– Nej, enligt de experter jag pratat med blir inte påfrestningen större än vid vanlig elbilsladdning.

Kan du själv tänka dig att använda tekniken?

– Ja, absolut. Jag har planer på att leasa en elbil, och det vore toppen om familjen kunde använda den även för husets energilagring.

Vad gör du när du inte skriver för F&F?

– Jag skriver om teknik och hållbarhet i andra tidningar som Elinstallatören, VVS-Forum och Villaägaren. Jag har även skrivit en bok om naturhus och
programleder live-poddar då och då.

Vad har du mer på gång för F&F:s läsare?

– Under våren publiceras ett reportage om solceller. Det har skett en enorm teknikutveckling. Solpanelerna har blivit effektivare och billigare per kvadratmeter. Det är fortfarande ett förhållandevis litet kraftslag i Sverige, och lågkonjunkturen har gjort att villa­marknaden svalnat. Men många andra länder fortsätter att satsa på stora installationer.

F&F i din mejlbox!

Håll dig uppdaterad med F&F:s nyhetsbrev!

Beställ nyhetsbrev

Kunskap baserad på vetenskap

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

Inlogg på fof.se • Tidning • Arkiv med tidigare nummer

Beställ i dag!

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor