Hur kan planering av laddningsstationer öka städers e-mobilitet?

Med tanke på att transportsektorn ensam står för 25 procent av de globala utsläppen av växthusgaser ses elfordon som en central del av hållbar rörlighet.

Allt fler väljer elbilar till följd av regeringsdirektiv och ökad medvetenhet om klimatförändringar. Men en viktig fråga kvarstår: Var skall alla dessa nya elbilar laddas?

Som exempel har USA idag 110.000 offentliga laddningsstationer. Experter uppskattar att det kommer att behövas fem till tio gånger fler laddstationer under de närmaste åren på grund av USA:s president Joe Bidens mål att hälften av alla sålda bilar skall vara elektriska år 2030.

För att minska tveksamheten kring användandet av elbilar måste stadsplanerare göra dem möjliga för allmänheten att använda – och tillräcklig infrastruktur för allmän laddning spelar en avgörande roll här.

Så var finns de bästa platserna för laddningsstationer för att täcka denna framtida efterfrågan? Hur ser systematisk och kostnadseffektiv planering av laddningsinfrastruktur ut?

En översikt av prognosen för infrastrukturen för laddning av elbilar

För att förstå den fulla potential som elbils-industrin har, låt oss ta en titt på den nuvarande situationen:

• Elbilsanvändandet ökar stadigt: Infrastrukturen för laddningsstationer av elbilar kommer att växa under det kommande decenniet, främst på grund av de ekonomiska incitament som erbjuds av regeringar. USA och vissa europeiska länder leder förändringen i detta genom att subventionera kostnaden för laddningsstationer och erbjuda skattefördelar till gröna organisationer för att främja utsläppsfria transporter.
• Städers infrastruktur är inte redo för denna tillväxt: Infrastrukturen för laddningsstationer, eller snarare elnätet, är inte redo att stödja den växande efterfrågan på elbilar, vilket snart kommer att orsaka ett stort problem.
• Marknaden för laddningsstationer för elbilar förväntas växa: Rapporten minutiös forskning visar att marknaden för laddningsstationer för elbilar kommer att överstiga 103,6 miljarder US-dollar 2028 (årlig räntesats på 26,4 %), vilket innebär att fler laddningsstationer kommer att köpas globalt.

Vad stadsplanerare kan ta med sig är att människor är beredda att använda elbilar om tekniken är lättillgänglig, men vi behöver helt enkelt utveckla rätt infrastrukturplanering för att få allt att fungera smidigt.

Vilka är de största utmaningarna inom elbilsindustrin?

Ja elbilsanvändnandet ökar, men det finns fortfarande några faktorer som håller människor tillbaka från att holistiskt integrera dem i sina rutiner såsom:

• Räckvidds-ängslan:“range anxiety” innefattar rädslansom folk har över att deras bil inte kommer att nå sin destination, på grund av otillräcklig infrastruktur för elbilsladdning som behövs för att ta sig från punkt A till punkt B.
• Laddningsstationer är inte tillräckligt praktiska för att använda: Idag tar det knappt 8 timmar att ladda ett 60kW batteri från noll till fullt. Och utan tillräckligt med laddningsstationer på lämpliga platser (såsom hemma och på jobbet) är elbilen fortfarande inte en praktisk verklighet för de flesta människor.

Dyra kostnader för laddning och elbilar: Även om vissa laddningsstationer är gratis för att uppmuntra användandet av elbilar, tar andra betalt per timme. Dessutom är elbilar dyrare än vanliga bilar, särskilt i länder där regeringar inte erbjuder ekonomiska incitament.

Hur påverkar planerandet av laddningsstationer användandet av e-mobilitet inom städer?

Som de ser ut nu är laddningsstationerna för personbilar otillräckliga i de flesta städer. Det är en ledande anledning till att merparten av medborgare inte använder elbilar.

Udo Heidl, chef för PTV Modelfactory, beskriver det avgörande förhållandet mellan laddningsstationer och användandet av elfordon:

”Övergången till e-mobilitet är på god väg, där tiden för själva omställningen är beroende av fordonstillverkarna och omsättningen för fordonsflottorna. Ett område där stadsplanerare kan göra skillnad är utbyggnaden av laddningsinfrastruktur… Utbredd och tillförlitlig offentlig infrastruktur kan bidra till att göra elbilsanvändningen mer rättvis, särskilt för dem som inte har en uppfart eller möjligheten att ladda hemma.”

Medan elbilstillverkare och ingenjörer arbetar med att utveckla långvariga batterier står stadens tjänstemän, mobilitetsplanerare, energileverantörer och privata företag inför utmaningen att skapa en laddningsinfrastruktur som främjar elbilsanvändning för allmänheten som helhet.

Genom noggrann planering kan man se till att laddning är bekväm för allmänheten, och ju bekvämare det görs, desto fler människor kommer att använda elbilar.

Framgångsrik planering av laddningsstationer för elbilar

Trots de problem som elbilsindustrin för närvarande står inför är det långt ifrån omöjligt att strategiskt placera elbilsladdningsstationer på ett sätt som stimulerar deras användning.

Charge-projektet i Storbritannien

Bakgrundsinformation:

Sedan 2019 har PTV:s brittiska team arbetat med SP Energy Networks för att förutsäga hur e-mobiliteten kommer att utvecklas över de kommande tre decennierna (den tidsram inom vilken Storbritannien siktar på att uppnå nollutsläpp). Elfordon behöver ett omfattande och tillförlitligt elnät, så genom att förutspå den framtida efterfrågan kan man identifiera de bästa platserna för laddningsstationer. Projektet som helhet sammanför transport- och energiplanering.

Uppgiften: 

PTV upprättade en detaljerad trafikmodell för att utläsa hur elbilsupptag och användning kan komma att utvecklas under de närmaste åren. Modellen innehåller data om lokal:

1. Trafik
2. Rörelse
3. Markanvändning
4. Befolkning
5. Elnät

Med hjälp av olika scenarion kunde expertteamet analysera hur framväxten av elbilar och laddningsefterfrågan kunde utvecklas mellan år 2030 och 2050. Viktiga parametrar för att testa detta inkluderade det potentiella antalet elfordon, vem som sannolikt kommer att köpa dessa, framtida batteriintervall samt den offentliga infrastrukturens utveckling.

Lösningen:

Enligt Laurence Chittock, PTV:s projektledare, hjälper kombinationen av alla dessa punkter till att “underlätta användandet av elfordon genom att hjälpa till att planera var och hur mycket infrastruktur som krävs och att se till att elnäten är beredda att hantera den ökade efterfrågan.”

Simuleringsresultaten har införlivats i ett onlineverktyg, som nu finns tillgängligt för allmänheten: Connect more.

Mer information om detta projekt finns här.

Planeringssystem för laddningsinfrastruktur för elbilar

Med ett liknande tillvägagångssätt som Charge Project bygger PTV nu ett planeringssystem för laddningsinfrastruktur för elbilar tillsammans med konsultföretaget MHP. Det webbaserade verktyget ger städer, samhällen och energileverantörer möjlighet att förutse den framtida efterfrågan genom att svara på frågor som:

• Hur många kommer att köra elfordon i mitt närområde de närmaste åren?
• Kommer de att ladda sina bilar hemma?
• Hur många offentliga laddningsstationer kommer att behövas?
• Hur är det med elnätskapaciteten?

Modellverktyget tar hänsyn till uppgifter om mobilitet, demografi, stadsinfrastruktur och energinätet. Detta gör det möjligt att jämföra den prognostiserade efterfrågan med den befintliga nätkapaciteten. Stadsplanerare kan sedan systematiskt och kostnadseffektivt utveckla den struktur som behövs och beräkna implementeringskostnaderna för enskilda platser. Prognosen är också tillräckligt flexibel för att planeringen när som helst skall kunna anpassas till förändrade förhållanden.

PTV:s projektledare Udo Heidl säger att “Vår uppfattning är att utvecklingen av laddningsinfrastrukturen för närvarande inte sker på ett systematiskt, välplanerat sätt, utan att det främst är drivet av tillfälligheter. Verktyget kommer att ändra på det. Det sammanför den framtida rumsliga efterfrågan (baserad på fördefinierade upptagningsscenarion) för laddningsinfrastruktur (privat, halvoffentlig och offentlig) och elnätets kapacitet och prestanda.”

Nya bästa praxis för laddningsinfrastruktur för elfordon

Som vi kan se från exemplen ovan är det viktigaste elementet för att öka användningen av laddningsstationer, planeringen av deras placering. För att kunna verklighets ställa detta är här några praxis att överväga under planeringsprocessen.

#1 Beakta de lokala kraven på laddningsstationer för elbilar

Först av allt du måste ta hänsyn till efterfrågan och infrastrukturen i det lokala området. Detta kräver data om det aktuella antalet elbilsförare i området, deras resmönster, batteristorlekar, laddningstider, sekundära laddningsalternativ som är tillgängliga för dem, såväl som befolkningsstrukturen. Allt detta kombineras sedan för att uppskatta antalet framtida elbilsförare. Därefter analyserar mjukvara och trafikmodeller data och förutsäger noggrant de lokala laddningskraven.

Udo Heidl förklarar hur detta fungerar:

PTV hjälper stadsplanerare med “ett webbaserat verktyg som gör det möjligt att planera utvecklingen av laddningsinfrastrukturen på ett systematiskt och kostnadseffektivt sätt. Dessutom skall verktyget göra det möjligt att snabbt fastställa behovet och implementeringskostnaderna för enskilda platser.”

#2 Granska elbilens laddningsnivåer, strategier och tider

När det gäller elbilsladdare, finns det tre olika laddningsnivåer: snabb, medel, och långsam. Dessa skiljer sig åt beroende på mängden energi i kW som levereras till bilens batteri per tidsenhet. Och varje stad har en enskild procentandel av specifika elbilar och laddare.

Dessutom skulle de flesta användare naturligtvis föredra att använda snabba laddare, men det är inte alltid genomförbart för de lokala infrastrukturförhållandena. Det är återigen upp till leverantören av laddningsinfrastrukturen att fatta rätt beslut om de olika laddningsnivåer och de bästa platserna och det är här PTV:s programvara kommer till användning.

#3 Utveckla pålitliga kraftnät

För att avgöra var laddningsstationer ska placeras måste du också granska det lokala elnätet. Laddningen påverkar elnätet genom att öka kortslutningsströmmarna, ändra utrustningens livslängd och öka spänningen över standardgränsen. Om fel plats väljs för laddningsinfrastrukturen finns det också risk för höga kostnader för platsutveckling.

Innan du vidtar några åtgärder och börjar bygga ett laddningsstationsnätverk är det viktigt att rådgöra med lokala elnätsleverantörer. De kommer att kunna informera dig om elnätets kapacitet och hur det kommer att påverka varje stations tillförlitlighet.

#4 Gör platserna frekventa och bekväma nog att regelbundet användas

Vi kommer återigen tillbaka till ämnet bekvämlighet: elbilsanvändare föredrar att fylla på sina batterier i stället för att ladda från tomt till fullt, eftersom det sparar tid. Så när du bygger ett laddningsnätverk bör du hitta de mest praktiska laddningsplatserna med hjälp av ett planeringsverktyg. Så här beskriver PTV:s Laurence Chittock detta verktyg:

“Genom att förstå demografiska mönster och hur och vart människor reser förser det infrastrukturleverantörer information om var offentlig infrastruktur behövs och var det finns tillräcklig elnätskapacitet.”

För att tillgodose den ökade och mer frekventa efterfrågan av laddningsstationer är det alltid bäst att placera dem i mycket besökta områden som köpcentra, kaféer, kontorsbyggnader eller flerbostadshus.

#5 Utvärdera de tillhörande kostnaderna

Du kan balansera att erbjuda bekväma platser kontra infrastrukturbehov genom att proaktivt beräkna tillhörande kostnader. Dessa kostnader är indelade i två kategorier:

• Driftskostnader: Installationsavgifter för elfordonsladdningsstationer, sittplatser, föreskrifter samt drifts- och underhållskostnader.
• Kapitalkostnader: Denna beräkning bör vara både under planeringsprocessen och på en konsekvent basis, eftersom den avslöjar områden där du fördelar kostnader till incitamentsåtgärder såsom gratis laddning eller reducerade laddningskostnader för invånare.

Strategiskt placera infrastruktur för laddning av elektroniska fordon för att främja städers e-mobilitet

Efterfrågan på elbilar ökar exponentiellt. Men konsumenterna känner fortfarande räckviddsångest och är motvilliga till längre resor med sina elbilar på grund av brist på praktiskt placerade laddningsstationer.

Det är nu upp till transportmyndigheter och planerare att främja e-mobilitet genom att förbättra laddningsinfrastrukturen. Med hjälp av planeringsverktyg baserade på PTV-teknik är möjligheten att hitta den perfekta balansen mellan bekvämlighet, kostnad och infrastruktur inom räckhåll.