In snel tempo raakt het elektriciteitsnet overbelast. Lokale opwekking, vooral door zonne- en windenergie, zorgt voor een ongelijke verdeling van vraag en aanbod over het net. Met de noodzaak tot grootschalig transport over grote afstanden. Om overbelasting te voorkomen zullen we moeten overstappen op een nieuwe benadering: lokale optimalisatie van het elektriciteitsnet.
Voortgaan op de oude weg
Dat we anders tegen het elektriciteitsnet moeten gaan aankijken is nog niet doorgedrongen tot het machtige Internationaal Energieagentschap (IEA). Zij menen dat we de problemen moeten oplossen op de klassieke manier: nieuwe infrastructuur bouwen. In totaal 80 miljoen kilometer aan energie-infrastructuur voor 2040, om de klimaatdoelen te halen en energiezekerheid te garanderen. Daarvoor zijn zes maatregelen nodig:
- Investeren in verzwaring van elektriciteits-infrastructuur
- Betere planning
- Digitalisering ter verhoging van de efficiëntie
- Beter gekwalificeerd personeel
- Van tevoren plannen van aanvullende investeringen
- Standaardisatie van materialen
De nood is hoog, aldus het IEA. Het uitbouwen van elektriciteitsnetten kost veel tijd, terwijl het installeren van nieuwe zonnepanelen en windturbines veel sneller kan – laat staan het aanleggen van laadpalen voor elektrische auto’s. De rij van duurzame projecten die niet uitgevoerd kunnen worden door gebrek aan ruimte op het elektriciteitsnet wordt steeds langer. Naar schatting van het IEA nu in totaal 1.500 GW; vijf keer zoveel als vorig jaar wereldwijd aan zonne- en windenergie werd toegevoegd. Of we dit probleem kunnen oplossen – het is onzeker.
Nieuwe wegen
Gelukkig zijn er andere opties dan de klassieke manier van netverzwaring. Thomas Danes en Willem van de Zande van adviesbureau WSP hebben een alternatief: lokale optimalisatie van het elektriciteitsnet Gelukkig, want de nood is hoog. Er zijn al veel grootgebruikers in de wachtrij om aangesloten te worden op het elektriciteitsnet. Dat zorgt voor vertraging in de energietransitie.
Verzwaring van het elektriciteitsnet is nodig, maar niet voldoende, verwachten zij. Verzwaring van het net stuit in Nederland alleen al op een tekort aan personeel. Verder is het economisch gezien ook niet verstandig om het volledige net te verzwaren. Met andere woorden: we moeten ook volop met andere oplossingen aan de slag.
Opslag
Van de Zande en Danes zien energieopslag als een belangrijke route – zowel op de korte als de lange termijn. Batterijsystemen vormen een deel van de oplossing, maar de potentie van deze systemen is beperkt. Danes: ‘Batterijtechnologie stelt ons in staat om energie voor een beperkte periode op te slaan. Maar we moeten enorme hoeveelheden energie ook weken en zelfs maanden op kunnen slaan om seizoenen te overbruggen. Dan schieten batterijopslagsystemen tekort.’ Hun bedrijf werkt momenteel aan waterstof als opslag van energie. Maar ook dat is niet genoeg. We moeten bijvoorbeeld ook naar de vraagkant kijken. Grootgebruikers hebben nu al een contract dat voorziet in vermindering van de vraag op piekmomenten – maar dit systeem zal moeten worden uitgebreid. Dat vereist al een andere manier van denken.
Er is een nog meer fundamentele verandering nodig: lokale optimalisatie van het elektriciteitsnet. Het scheppen van ‘energy hubs’. Deze ‘hubs’ stemmen op lokaal niveau energievraag en -aanbod op elkaar af; daarmee brengen ze balans op een klein, regionaal stukje elektriciteitsnet. Een combinatie van technologieën gaat dit mogelijk maken; van slimme algoritmes tot lokale opwek, en tot opslag van energie in verschillende vormen. Daarmee, aldus Danes, breek je het landelijke probleem van netcongestie op in behapbare, regionale brokjes. Daarmee creëer je semiautonome eilanden die op zichzelf worden geoptimaliseerd (lokale optimalisatie van het elektriciteitsnet); en dat heeft tot gevolg dat het hoogspanningsnet veel minder zal worden belast.
Regie
Danes en Van de Zande zijn van mening dat op het moment regie ontbreekt bij deze processen. De netbeheerders hebben vele taken, en optimalisatie van het net lijdt daar momenteel onder. Maar de overheid kan de netbeheerders meer mogelijkheden geven om de regie daadwerkelijk te pakken. Al zal dat moeilijk zijn, doordat netbeheerders te kampen hebben met een tekort aan deskundig personeel.
Netbeheerders kunnen deze taak alleen aan als er een omslag komt in het denken. Het moet duidelijk worden dat een goede netaansluiting niet meer vanzelfsprekend is. Alle oplossingen moeten tegelijkertijd worden toegepast; alleen dan wordt het net klaargestoomd voor de toekomst.
Lokale optimalisatie van het elektriciteitsnet
Een van de bedrijven die hiervoor software aanbiedt is TIBO Energy in Eindhoven. Met hun software kunnen bedrijven en hele bedrijventerreinen zelf uitrekenen hoeveel zonnepanelen, warmtepompen, laadpalen of batterijen nodig zijn om over te stappen op groene stroom, en daarbij netcongestie voorkomen. Daarna kan die software dat slimme energiesysteem ook aansturen.
De software van TIBO Energy kan berekeningen uitvoeren over ingewikkelde situaties. Wanneer er niet alleen een zonnepark en een batterij in het systeem zitten, maar ook een warmtepomp en laadpalen voor elektrische voertuigen. Hun systeem wordt onder meer toegepast op de campus van de TU Eindhoven, Eindhoven Airport en het experimentele Green Energy Park in België. Met als extra voordeel: met dit systeem kunnen beheerders niet alleen de situatie voorspellen, maar deze ook aansturen.
Energieplanologie
Ook op andere plaatsen wordt software voor zulke ingewikkelde situaties ontwikkeld. Een voorbeeld is het bedrijventerrein Westpoort in Groningen. Ze stemmen vraag en aanbod van stroom beter op elkaar af en noemen dat ‘energieplanologie’.
In principe moet voor elke situatie een nieuwe oplossing worden gevonden. Greetje Bronsema van Enexis wijst erop dat dit alleen mogelijk is door samenwerking tussen bedrijven. Uit studies blijkt zo’n lokale optimalisatie van het elektriciteitsnet voordelig te zijn. Het kan zelfs voordelig zijn, de opbrengst van een windpark niet geheel in het net in te voeren, zodat overbelasting ven het elektriciteitsnet wordt voorkómen. Een contract met die inhoud is gesloten tussen een windpark van Eneco en netbeheerder Enexis. ‘We gaan naar een energiesysteem waarin dergelijke flexibele contracten steeds belangrijker worden,’ zegt Karin Mathijssen van Enexis. ‘Tegelijkertijd is het een nieuw concept – niet alleen voor ons, maar ook voor onze klanten…. Enexis is onverminderd op zoek naar partijen die flexibel vermogen kunnen leveren en die het goede voorbeeld van Eneco volgen.’
De kracht van kleinschaligheid
Zo blijkt er een beweging naar lokale optimalisatie van het elektriciteitsnet op gang te komen. Een beweging tegengesteld aan de filosofie waarbij het elektriciteitsnet door zijn grootschaligheid alle schommelingen in vraag en aanbod uitsmeert. Kleine netten zoals op het Deense eiland Bornholm geven hier de richting aan; met lokale optimalisatie van het elektriciteitsnet. Zonne- en windenergie zijn in wezen lokale energiebronnen. Bij hun optimalisatie is een lokale benadering dan ook essentieel. Voor een deel hangt de verdere opmars van zonne- en windenergie dan ook af van het doordringen van dit inzicht bij de energieplanners.
Interessant? Lees dan ook:
Systeemkosten van duurzame energie – het niet-vertelde verhaal
Schaalproblemen in de energietransitie
Energieopslag versnelt de transitie