Search results

Stakeholder prioritizations for electric vehicle charging across time periods

Electric vehicles have penetrated the Dutch market, which increases the potential for decreased local emissions, the use and storage of sustainable energy, and the roll-out and use of electric car-sharing business models. This development also raises new potential issues such as increased electricity demand, a lack of social acceptance, and infrastructural challenges in the built environment. Relevant stakeholders, such as policymakers and service providers, need to align their values and prioritize these aspects. Our study investigates the prioritization of 11 Dutch decision-makers in the field of public electric vehicle charging. These decision-makers prioritized different indicators related to measurements (e.g., EV adoption rates or charge point profitability), organization (such as fast- or smart-charging), and developments (e.g., the development of mobility-service markets) using the best-worst method. The indicators within these categories were prioritized for three different scenario's in time. The results reveal that priorities will shift from EV adoption and roll-out of infrastructure to managing peak demand, using more sustainable charging techniques (such as V2G), and using sustainable energy towards 2030. Technological advancements and autonomous charging techniques will become more relevant in a later time period, around 2040. Environmental indicators (e.g., local emissions) were consistently valued low, whereas mobility indicators were valued differently across participants, indicating a lack of consensus. Smart charging was consistently valued higher than other charging techniques, independent of time period. The results also revealed that there are some distinct differences between the priorities of policymakers and service providers. Having a systematic overview of what aspects matter supports the policy discussion around EVs in the built environment.

Final report – Johan Cruijff ArenA operational pilot

The Johan Cruijff ArenA (JC ArenA) is a big events location in Amsterdam, where national and international football matches, concerts and music festivals take place for up to 68,000 visitors. The JC ArenA is already one of the most sustainable, multi-functional stadia in the world and is realizing even more inspiring smart energy solutions for the venue, it’s visitors and neighbourhood. The JC ArenA presents a complex testbed for innovative energy services, with a consumption of electricity comparable to a district of 2700 households. Thanks to the 1 MWp solar installation on the roof of the venue, the JC ArenA already produces around 8% of the electricity it needs, the rest is by certified regional wind energy.Within the Seev4-City project the JC ArenA has invested in a 3 MW/2.8 MWh battery energy storage system, 14 EV charging stations and one V2G charging unit. The plan was to construct the 2.8 MWh battery with 148 2nd life electric car batteries, but at the moment of realisation there were not enough 2nd life EV batteries available, so 40% is 2nd life. The JC ArenA experienced compatibility issues installing a mix of new and second-life batteries. Balancing the second-life batteries with the new batteries proved far more difficult than expected because an older battery is acting different compared to new batteries.The EV-based battery energy storage system is unique in that it combines for the first time several applications and services in parallel. Main use is for grid services like Frequency Containment Reserve, along with peak shaving, back-up services, V2G support and optimization of PV integration. By integrating the solar panels, the energy storage system and the (bi-directional) EV chargers electric vehicles can power events and be charged with clean energy through the JC ArenA’s Energy Services. These and other experiences and results can serve as a development model for other stadiums worldwide and for use of 2nd life EV batteries.The results of the Seev4-City project are also given in three Key Performance Indicators (KPI): reduction of CO2-emission, increase of energy autonomy and reduction in peak demand. The results for the JC ArenA are summarised in the table below. The year 2017 is taken as reference, as most data is available for this year. The CO2 reductions are far above target thanks to the use of the battery energy storage system for FCR services, as this saves on the use of fossil energy by fossil power plants. Some smaller savings are by replacement of ICEby EV. Energy autonomy is increased by better spreading of the PV generated, over 6 instead of 4 of the 10 transformers of the JC ArenA, so less PV is going to the public grid. A peak reduction of 0.3 MW (10%) is possible by optimal use of the battery energy storage system during the main events with the highest electricity demand.

Greenfertilizer, zonnemelken voor een carbo-neutrale landbouw

Kunstmest voor de velden en brandstof voor landbouwvoertuigen zijn belangrijke kostenposten voor de landbouw. Kunstmest en dieselbrandstof zijn energie-intensieve producten en daarmee ook een belangrijke bron van CO2 emissies vanuit de landbouw. Technologie voor hernieuwbare energie zoals zonne- en wind energie wordt steeds goedkoper waardoor het rendabeler wordt deze technologie ook te gebruiken. Terug leveren van geproduceerde hernieuwbare elektriciteit aan het elektriciteitsnet is echter niet altijd voordelig. De hernieuwbare energie moet hier concurreren met gesubsidieerde fossiele elektriciteit opgewekt met kolen, gas en kerncentrales. Kleinschalige decentrale productie op het boerenbedrijf van zowel kunstmest als transportbrandstof met behulp van hernieuwbare energie levert de boer en zijn omgeving direct voordeel op:Inkoopkosten voor deze producten worden lagerVermindert de CO2-emissie van de landbouw aanzienlijk, de carbo-footprint wordt verminderdRendement op hernieuwbare energie technologie wordt hogerAmmoniak (NH3) is zowel grondstof voor kunstmest als brandstof voor motoren. Ammoniak kan diesel voor meer dan 90% vervangen in bestaande dieselmotoren. Daarmee is ammoniak een uitstekende vervanger voor diesel in het landbouw en wegverkeer. Ammoniak is ook grondstof voor waterstof (H2) in waterstofmotoren. De technologie om ammoniak te maken is gebaseerd op het Haber-Bosch proces uit het begin van de vorige eeuw. Deze technologie vraagt veel energie voor het creëren van de hoge druk en de hoge temperaturen. Daarom is het voordelig het Haber-Bosch proces in grote installaties uit te voeren.Nieuwe brandstofcel-technologie maakt het mogelijk het Haber-Bosch proces (elektro-katalytisch) op kleine schaal uit te voeren. Het Kiemkracht concept Greenfertilizer onderzoekt de mogelijkheden van deze technologie voor ammoniak productie en benutting op het eigen boerenbedrijf.Het onderzoek is uitgevoerd door TU-Delft en Hanzehogeschool. Het doel was een opgeschaald ammonia elektrolyse synthese proces te ontwikkelen waar een eerste schaal-sprong gemaakt zou worden.Het elektrochemisch ammonia synthese proces is gebaseerd op zuurstofgeleidende elektroden, (proces figuur3. zie onder). Het voordeel van deze zuurstofgeleidende electroden boven proton geleidende electroden is dat er met omgevingslucht gewerkt kan worden in plaats van met stoom. Stoom maakt technologische ontwikkeling van het proces gecompliceerder. Experimenteel en theoretisch onderzoek van TU-Delft laat zien dat met deze elektroden ammonia te produceren is. TU-Delft heeft met zuurstof geleidende electroden ammonia productiesnelheden behaald van 1,84x 10-10 mol s-1 cm-2 bij 650oC. Deze snelheden zijn een factor 100-1000 hoger dan tot nu toe gerapporteerd in literatuur (Kyriakou et al 2017). Simulatie-studies van TU-Delft laten zien dat het ammonia synthese proces met een factor 100-1000 versneld kan worden door het proces onder druk te brengen bij een temperatuur van 400-500C. Op basis van deze simulaties is een ontwerp gemaakt en uitgevoerd voor een “hoge-druk electrolyse reactor”. Technische complicaties met deze hoge druk elektrolyse reactor maakte het onmogelijk betrouwbare resultaten te verkrijgen. Met name gas lekkages bij hoge temperaturen maakten het onmogelijk ammonia massabalansen op te stellen. Bovendien was ammonia productie niet aan te tonen. Hiermee zijn de simulatie voorspellingen niet bevestigd en blijft het onduidelijk of de onderliggende hypothesen correct zijn. De Hanzehogeschool heeft onderzoek uitgevoerd naar het concentreren van ammonia voor toepassing als vloeibare kunstmest. Uitgangspunt hierbij waren de ammonia productieniveau van de experimentele opzet en de voorspelde gesimuleerde opzet. Met de juiste technologie is het mogelijk de ammonia te concentreren voor verdere verwerking als kunstmest. Echter dit proces is economisch rendabel bij een ammonia concentratie in de uitstroom van de elektrolyse reactor die een factor 1000 hoger is dan tot nu toe is gemeten. Het feit dat de TU-Delft er niet in is geslaagd een kleine schaalsprong (factor 10) te maken met de drukreactor betekent dat commerciële toepassing van dit proces voorlopig nog niet aan de orde is. Achteraf gezien was het wellicht beter geweest de keuze te maken voor de proton geleidende electroden die bij lagere temperaturen werkzaam zijn, hier is een schaalsprong van een factor 100 ten opzichte van de recent gerapporteerde ammonia synthese snelheden. Een recente review door Kyriakou et al 2017 geeft als aanbeveling onderzoek te verrichten naar verbeterde elektrodematerialen en geleidende elektrolyten in de reactorcellen. Uiteindelijk zal het elektrochemisch ammonia synthese proces er komen vanwege de vele voordelen die het beidt. Processen moeten met een factor 100-1000 verbeterd worden eer het proces economisch rendabel is. Op dit moment is het nog niet te voospellen wanneer dit moment er is.

City logistics: light and electric

Final report – Amsterdam Flexpower Operational Pilot

This Vehicle-to-City (V2C) Operational Pilot, Flexpower, was deployed in two phases in Amsterdam from the beginning of March 2017 up to the end of May 2020 [1]. The first phase, defined as Flexpower 1, ran from March 2017 until end August 2018. The second phase, Flexpower 2, encompasses May 2019 – May 2020. The pilot is based on the architecture of the low voltage distribution system in Amsterdam, which is managed by Liander. Improving the utilisation rate of the electrical network is one of the goals of this project. The Flexpower pilot is not about the installation of new equipment but about using a smarter way to use it to push the limits of the system. The Flexpower pilot was used to test, improve and scale a smart charging solution which reduces the power available for charging EVs when the stress on the electricity network is already high and then allow faster charging when the available capacity is sufficient. For this purpose, capacity profiles were created.

Go electric