A gezamenlijk onderzoek van de openbare onderzoeksuniversiteit RWTH Aken en The Mobility House Energy, een Duits technologiebedrijf dat gespecialiseerd is in slimme laadoplossingen en energiebeheer voor elektrische voertuigen (EV's), bevestigt dat bidirectioneel laden van voertuigen naar het elektriciteitsnet (V2G) slechts een verwaarloosbare invloed heeft op batterijen.

De onderzoekers benadrukken dat er nog steeds veel discussie is over de duurzaamheid en prestaties van batterijen voor elektrische auto's. Verschillende voorbeelden uit de praktijk en onderzoeken tonen echter aan dat EV-batterijen, wanneer ze intelligent worden opgeladen, veel minder snel verslechteren dan aanvankelijk werd gedacht. De vraag is: wat gebeurt er als je nog meer laadcycli toevoegt wanneer je je auto gebruikt voor V2G?

Renault is momenteel een van de meest zichtbaar commercieel aanbieders van V2G in Europa, via mobiliseren Stroom Oplossingen & De Mobiliteit Huis. Het introduceerde commercieel V2G diensten in Frankrijk van de einde van 2023/2024, met plannen voor uitrol in de UK in 2025 en later in Duitsland.

Voordeel tot €10.000 in tien jaar

De resultaten van het Duitse onderzoek tonen voornamelijk aan dat slim opladen (V1G) de veroudering van de batterij aanzienlijk verbetert en de actieradius vergroot, terwijl bidirectioneel opladen (V2G) slechts een minimale impact heeft op de algehele veroudering en EV-bestuurders een mogelijk voordeel biedt van meer dan €6.000 tot €10.000 in tien jaar. De gebruikte methoden roepen echter nog steeds vragen op.

In een laboratoriumomgeving hebben de onderzoekersgeïmuleerd over tien jaar met behulp van 11 kW wisselstroomopladen, vergelijkbaar met thuis opladen via een wallbox, en empirische verouderingsmodellen (veroudering in de loop der tijd en veroudering door oplaad- en ontlaadcycli).

Ze testten drie laadstrategieën op verschillende EV-celtypes (cilindrisch, pouch, prismatisch): onmiddellijk opladen (IC), slim opladen (V1G) en tweerichtingsladen (V2G). Deze celtypes worden meestal aangetroffen in EV's van BMW, Tesla of Lucid (cilindrisch), VW, Nissan, Ford of GM (pouch), of BYD, NIO (prismatisch).

Thuis aansluiten op 11kW

Als je bij thuiskomst je auto in het stopcontact steekt en begint op te laden met het volle vermogen van 11 kW om de batterij van je EV zo snel mogelijk weer op te laden tot 100%, dan heet dat ‘Onmiddellijk Opladen’ (IC). Er is geen load balancing en het gebeurt ongeacht het tijdstip van de dag, de status van het elektriciteitsnet (piekuur of niet) en de bijbehorende elektriciteitsprijzen.

Volgens het onderzoek van de RWTH Aachen & Mobility House verouderde de batterij het meest, ongeveer 18% in tien jaar, en leverde het geen economisch voordeel op ten opzichte van V1G of V2G. Theoretisch, als je batterij 400 km bereik bood toen hij nieuw was, zou dat na tien jaar 328 km zijn.

Met ‘slim laden’ (V1G) laadt je EV in één richting op van het elektriciteitsnet naar de auto, maar intelligent, Dit betekent opladen wanneer de elektriciteit het goedkoopst is (bijvoorbeeld 's nachts) en pauzeren wanneer het elektriciteitsnet overbelast is.

V1G best practice

V1G bleek de beste praktijk te zijn, die batterijveroudering verminderde en een bescheiden winst opleverde. Het rapport stelt dat V1G na 10 jaar leidt tot een vermindering in batterijveroudering van tussen de 3,3 en 6,8 procentpunten, of een verlies van slechts 12% in capaciteit.

Dit komt overeen met een verlies van 1,8 tot 3,6 kWh batterijcapaciteit, wat theoretisch zou betekenen dat je na 10 jaar 10,9 tot 22,5 km (WLTP) meer actieradius overhoudt in vergelijking met onmiddellijk opladen. En het kan je in tien jaar €2.000 tot €4.000 besparen door op te laden wanneer de prijzen laag zijn.

V2G beste financiële voordeel

Bij bidirectioneel laden kan een elektrisch voertuig niet alleen energie opnemen, maar ook opgeslagen energie teruggeven aan het openbare elektriciteitsnet via het laadstation. Vehicle-to-Grid (V2G) is hier een geavanceerde vorm van.

Energie uit de EV-batterij wordt niet alleen teruggeleverd aan het net, maar kan ook actief deelnemen aan de energiemarkt, waardoor je geld kunt verdienen door je overtollige elektriciteit terug te verkopen aan de netbeheerder wanneer de vraag groot is. Maar de batterij wordt zwaarder belast naarmate het aantal laad- en ontlaadcycli toeneemt.

Na 10 jaar varieert de extra veroudering veroorzaakt door V2G tussen 1,7 en 5,8 procentpunten. Dit komt overeen met een capaciteitsverlies van 0,9 tot 3,1 kWh, of 5,8 tot 19,2 km actieradius volgens WLTP-normen.

Hoewel de degradatie sneller gaat dan met IC, is dat een kleine impact, die volgens de onderzoekers theoretisch zo'n €100 tot €300 kost, maar die wordt gecompenseerd door een financieel voordeel van €6.000 tot €10.000 voor de klant over een periode van tien jaar, wanneer hij zijn energie terugverkoopt aan het net.

Sommige vragen blijven

Er blijven echter nog enkele vragen over de methoden die voor dit onderzoek zijn gebruikt. De tests werden uitgevoerd op celniveau in een laboratorium, niet op complete EV-batterijpakketten of echte auto's.

Dit zou een verschil kunnen maken als je het vergelijkt met echte EV-rijgegevens of als je rekening houdt met de werkelijke batterijbeheersystemen die in productieauto's worden gebruikt. Er wordt dus geen rekening gehouden met thermisch beheer, batterijbeheersystemen (BMS) of temperatuurschommelingen bij echt gebruik.

Er wordt niet vermeld welk type batterij in de test is gebruikt: Bijvoorbeeld NMC of LFP. Dit betekent dat de verouderingsresultaten niet direct kunnen worden gekoppeld aan een specifiek EV-batterijpak, waardoor vergelijkingen met theoretisch gedrag van voertuigmodellen worden beperkt.

Veel moderne EV's, vooral de duurdere modellen, gebruiken NMC-cellen (Nikkel-Mangaan-Kobalt), die over het algemeen sneller verouderen en gevoeliger zijn voor diepe cycli. Goedkopere EV's (bijv. BYD, VW ID-familie, Renault 5, Tesla Standard Range) gebruiken vaak LFP-cellen (lithium-ijzerfosfaat), die bekend staan om hun hoge levensduur en betere tolerantie voor herhaald cyclisch gebruik, wat ideaal zou zijn voor V2G-gebruik.

Echte EV's bevatten meestal thermische controle en software die extreme SOC (state of charge) schommelingen ontmoedigt, zoals volledig ontladen of het opladen beperken tot 80% bij dagelijks gebruik, wat de verouderingseffecten helpt te beperken.

Voorbeelden uit de praktijk

Aan de andere kant hebben recente praktijkvoorbeelden en vlootgegevens van elektrische voertuigen aangetoond dat de batterij langer presteert dan verwacht, vaak beter dan de typische degradatieprognoses. Een Tesla Model 3 haalde bijvoorbeeld ongeveer 135.000 mijl (~ 217.000 km) en had nog steeds 95% batterijcapaciteit, ondanks het gebruik van NCA-chemie, die gewoonlijk gevoeliger is voor degradatie.

Wagenparkgegevens voor Hyundai/Kia EV's toonden aan dat ze na 120.000 km nog ongeveer 99,3% capaciteit hadden, wat wijst op een jaarlijkse degradatie van <1%, wat ruim onder de algemene marktverwachtingen ligt. A recente langetermijntest door Duitslands grootste autoclub, ADAC, bewees dat een VW ID.3 behield 91% aan accucapaciteit na 160.000 km.

Of een Mustang Mach-E Premium RWD (Extended Range) uit 2022 in Californië, die nog steeds een EPA actieradius bleek te hebben van 290 mijl (466 km) van de oorspronkelijke 487 km toen hij nieuw was, nadat hij dagelijks zo'n 230 mijl had gereden en de kilometerteller meer dan 402.000 km aangaf. Dit wijst op een capaciteitsverlies van slechts 4%, oftewel 96% resterend.