“De flexibilisering van het net móét sneller. Anders wordt de efficiënte inpassing van duurzame energie een groot probleem”

Moeten we dure windmolens op zee straks uitzetten op dagen dat het hard waait, omdat we de energie niet kwijt kunnen? Die kans is reëel als Nederland niet nú investeert in flexibilisering van het energienetwerk. “Met name de overheid heeft daar nog te weinig oog voor.”

Wind- en zonne-energie hebben één groot nadeel: ze zijn niet altijd beschikbaar. Dat zegt Maarten Arentsen, associate professor energy innovation aan de Universiteit Twente. “De natuur is wispelturig. De ene dag waait het hard, de volgende dag is het windstil en bewolkt. De energievraag van bedrijven en huishoudens trekt zich niets aan van deze pieken en dalen in de productie.”

Dit is momenteel nog geen probleem, vanwege het lage marktaandeel duurzame energie: zo’n 6%. Het overgrote deel van onze stroom komt immers nu van constant draaiende kolen- en gascentrales. Maar het aandeel zonne- en windenergie nam de afgelopen jaren toe, en moet de komende jaren nog verder stijgen, zo is afgesproken in het Energieakkoord.

“De flexibilisering van het net moet echt sneller”, zegt Arentsen. Anders wordt de efficiënte inpassing van duurzame energie een groot probleem.” Met name de overheid heeft daar nog te weinig oog voor, stelt hij. “Als we niet vól inzetten op flexibilisering, kunnen we straks de duurzame bronnen – die ons ter beschikking staan – niet gedurende de volle 24 uur benutten.”

‘Als we niet vól inzetten op flexibilisering, kunnen we straks de duurzame bronnen – die ons ter beschikking staan – niet gedurende de volle 24 uur benutten’

Belasting van netten

Het huidige elektriciteitsnetwerk is aangelegd om elektriciteit centraal te distribueren, zegt Lucien Wiegers, directeur bij Eneco Energy Trade. “De duurzame opwekking van energie vindt echter veel meer decentraal plaats. Als we niets slims bedenken, dan moet het elektriciteitsnet worden verzwaard om de schommelingen in opwekking op verschillende plekken allemaal op te vangen. Want als het hard waait of er is veel zon, dan komt er te veel stroom op het net. Als je dan de capaciteit van het netwerk bereikt, ben je gedwongen om opwekking stop te zetten. Dat is niet efficiënt. Of je moet het netwerk uitbreiden en verzwaren.”

Het aanleggen van extra zware elektriciteitskabels, die geschikt zijn om de pieken in grootschalige duurzame productie op te vangen, is duur en inefficiënt, waarschuwt Wiegers. Onderzoeksbureau Ecofys berekende dat we met flexibiliseringsoplossingen het verzwaren van het net voorkomen of uitstellen. En dat scheelt op termijn jaarlijks bijna € 1 miljard aan netwerkkosten.

Dat de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening in het geding is, als flexibilisering niet van de grond komt, toont een veelzeggend incident in de provincie Groningen aan. De noordelijke provincie is koploper op het gebied van zonnepanelen, en veel huizen wekken er hun eigen energie op. Op een zonnige zomerdag in 2016 viel de stroom uit in veel Groningse huizen die zonnepanelen op het dak hebben. Gewoonweg omdat de systemen overbelast raakten.

Vergroten van opslagcapaciteit

Flexibilisering betekent volgens Arentsen vooral: investeren in mogelijkheden om duurzame energie op te slaan als buffer voor mindere dagen. “Op dat terrein ontbreekt een gecoördineerde aanpak”, zegt hij. “Toch zien we wel verschillende interessante initiatieven, vooral vanuit energiebedrijven en netbeheerders.” Zo presenteerden de Gasunie, netbeheerder TenneT en anderen onlangs een plan voor de aanleg van een eiland op de Noordzee waar teveel opgewekte windenergie tijdelijk kan worden opgeslagen in de vorm van gas, zoals waterstof.

Ook denkt men na over energieopslag in de vorm van een tijdelijk hoger waterniveau in sloten en kanalen, vervolgt hij. “Dat water pomp je omhoog met een overschot aan energie, om het vervolgens weer te laten zakken langs turbines op het moment dat er te weinig energieproductie is.” Een onderzoeksproject op dit vlak is Slim Malen, waar o.a. verschillende waterschappen een onderzoeksinstelling, Eneco en TU Eindhoven bij zijn betrokken. Naast het vergroten van de opslagcapaciteit van het net is internationale uitwisseling van energie een manier om nationale pieken en dalen in de productie op te vangen.

Thuisbatterijen als landelijk elektriciteitsreservoir

Grootschalige flexibiliseringsprojecten vergen enorme investeringen, waarschuwt Arentsen. “Bovendien is er nog veel onderzoek nodig om ze werkend en rendabel te krijgen.” Maar er zijn ook andere manieren om energie tijdelijk op te slaan, en die liggen dichter bij huis, vertelt Wiegers. “Huishoudens en bedrijven met zonnepanelen kunnen te veel geproduceerde stroom opslaan in batterijen in huis. Of ze gebruiken een deel om hun elektrische auto mee op te laden. ’s Avonds of op een bewolkte dag kan die batterij of accu dan stroom leveren aan het huis.”

Batterijen aan huis dragen ook in bredere zin bij aan het vergroten van de opslagcapaciteit van het net. En wel door meerdere thuisbatterijen te bundelen tot een landelijk elektriciteitsreservoir. Het innovatieve project CrowdNett experimenteert met een dergelijk reservoir.

Innovatief businessmodel met thuisbatterijen als energiebuffer

Energiebedrijven investeren in innovatieve oplossingen die het energienet flexibel maken. Een van de initiatieven is CrowdNett, een innovatief businessmodel.

“CrowdNett is een netwerk van huishoudens met zowel zonnepanelen als een thuisbatterij. In die batterij slaan ze een tijdelijk overschot aan opgewekte zonne-energie op”, zegt Dirk-Jan Middelkoop, verantwoordelijk voor CrowdNett binnen Eneco Smart Energy.

“Met CrowdNett hebben wij direct toegang tot een gedeelte van de opslagcapaciteit van die batterijen. Wij kunnen er dus op afstand energie aan onttrekken of juist in opslaan, al naar gelang de behoefte op het elektriciteitsnet. Zo dragen de thuisbatterijen gezamenlijk bij aan een stabiel netwerk dat flexibel inspeelt op fluctuaties van vraag en aanbod. Normaal worden conventionele centrales hiervoor ingezet en betaald, maar met CrowdNett nemen huishoudens die functie over. Extra voordeel: de deelnemers krijgen een vergoeding als ze hun batterij delen, daarmee verdienen ze de investering sneller terug.”

“Momenteel zijn een kleine 100 huishoudens in Nederland en België aangesloten. Onze bijdrage aan de stabiliteit van het netwerk is nu nog beperkt. We zijn nog in de startfase en verkennen in hoeverre een netwerk van thuisbatterijen kan dienen als energiebuffer. En we zijn ook al aan het voorbereiden voor een start in Duitsland en een verdere uitbreiding in België.”

Sturen van de energievraag

Vergroten van de opslagcapaciteit is niet de enige manier om het elektriciteitsnet te flexibiliseren. Want ook met het managen en sturen van de energievraag van huishoudens en bedrijven is veel resultaat te boeken. Arentsen: “De kern daarvan is zorgen dat niet iedereen op hetzelfde ogenblik veel energie verbruikt. Concreet betekent dat bijvoorbeeld: voorkomen dat we met z’n allen om halfzes ’s middags onze elektrische auto gaan opladen, om vervolgens anderhalf uur later massaal de vaatwasser aan te zetten.”

Voor het managen van de energievraag zijn slimme en geautomatiseerde netwerken nodig, legt Arentsen uit. “Deze smart grids draaien op gedetailleerde informatie over het verbruik van individuele huishoudens en bedrijven. Zo’n netwerk zorgt ervoor dat iedereen de energie heeft die nodig is, maar spreidt de levering ervan wel in de tijd. Het gaat echt om maatwerk. Stel dat twee mensen beide een elektrische auto hebben. De een moet ‘s ochtends vroeg weg naar zijn werk, en de ander werkt een dag thuis. Als die informatie bij het slimme netwerk bekend is, zorgt dat ervoor dat de accu van de ene auto-eigenaar eerder is opgeladen dan die van de ander.”

Project PowerParking: geparkeerde elektrische auto's gebruiken als energiereservoir

Flevoland is koploper in duurzame energie. “Die positie hangt uiteraard samen met de vele windmolens in onze provincie”, zegt gedeputeerde Jaap Lodders. “Bijna 30% van alle windenergie in Nederland komt uit Flevoland. We zijn trots op waar we nu staan, maar we willen verder. Uiteindelijk willen we volledig duurzaam zijn en alleen nog maar hernieuwbare energie verbruiken.”

Met PowerParking overkappen Lelystad Airport en Lelystad Airport Businesspark een deel van de parkeerterreinen met zonnepanelen. Lodders: “De energie van de zonnepanelen gaat onder meer naar geparkeerde, elektrische auto’s en openbare verlichting op het vliegveld en het bedrijventerrein. De auto-accu’s willen we inzetten als energiebuffer, voor momenten dat er te weinig wind- of zonne-energie is. Zo draagt PowerParking bij aan een stabiel en betrouwbaar energienet. Reizigers treffen hun auto na hun landing op Lelystad Airport natuurlijk opgeladen aan. In het project onderzoeken we ook de voorwaarden waaronder deze auto-eigenaren akkoord gaan met het gebruik van hun accu’s.”

Waarom is dit project zo innovatief?

“Het is bijzonder om de accu’s van elektrische auto’s te gebruiken als buffer en reservoir voor het energienet. Dat kan juist op een vliegveld, omdat mensen daar over het algemeen lang parkeren. Maar PowerParking is ook interessant voor dagparkeren op bedrijventerreinen. Daarom voeren we twee pilots uit: op het vliegveld en op Lelystad Airport Businesspark. Juist wij als duurzame provincie zijn doordrongen van het belang van een flexibel energienet dat kan omgaan met de onvermijdelijke schommelingen in de opwek van wind- en zonne-energie.”

“We realiseren 200 tot 250 parkeerplaatsen onder 5.000 m2 zonnedak. Dat is in 2019 klaar”, aldus Lodders. “Schiphol is niet voor niets ook projectpartner, naast de provincie, Lelystad Airport en Lelystad Airport Businesspark. Lelystad is een soort proeftuin voor innovaties die in de toekomst ook voor Schiphol interessant kunnen zijn. Verder is de TU Delft partner, net als energiebedrijf Eneco. Zij leveren de onmisbare inhoudelijke kennis op het gebied van duurzame energie en zonnestroom. De bedrijven Pontis Engineering en Alfen zijn projectpartners voor de dakconstructie en de net- en opslagcapaciteit.”

Variëren met prijsprikkels

Sturen van het energieverbruik van bedrijven en huishoudens kan ook op een andere manier, vult Wiegers aan. “Bijvoorbeeld via prijsprikkels: zorgen dat er uren van de dag zijn waarop de stroom goedkoper is, en andere momenten waarop je er meer voor betaalt. Omdat bedrijven vaak grootverbruikers zijn, voelen vooral zij een paar cent prijsverschil echt in hun portemonnee. Die prijsprikkels kun je eventueel per bedrijf of per sector variëren, waardoor je gedetailleerd stuurt in de energieconsumptie.”

Ook Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) wijst op de mogelijkheden van vraagsturing via prijsprikkels. Die zetten mogelijk niet alleen bedrijven maar ook huishoudens tot een ander verbruikspatroon aan. Dit soort geavanceerde oplossingen van de vraagsturing komt langzaamaan meer beschikbaar, zegt Wiegers. “En dat is echt noodzakelijk gezien de toename van de hoeveelheid duurzame energie en dus van het aantal pieken en dalen in de productie.”

Hoge kosten door een dubbel systeem

“Uiteindelijk wil je met meer duurzame opwekcapaciteit de conventionele centrales vervangen en daarmee uitstoot van CO2 reduceren”, zegt Wiegers. “Je wilt voorkomen dat conventionele centrales de continue back-up zijn voor duurzame bronnen. Dat is in feite de huidige situatie. Het betekent dat als het niet waait en de windmolenparken op zee weinig opleveren, kolen- en gascentrales wat harder moeten draaien. Daarmee houden we er in zekere zin in Nederland een dubbel systeem op na. Dat is inefficiënt, jaagt de samenleving op kosten en is en op langere termijn gewoon niet houdbaar.”

‘Als het niet waait, moeten kolen- en gascentrales wat harder draaien. Daarmee houden we er in Nederland een dubbel systeem op na. Dat is inefficiënt en jaagt de samenleving op kosten. De enige oplossing: een flexibel energiesysteem.’

Zeker als de duurzame opwekcapaciteit de komende jaren gaat stijgen, moeten we van die dubbele aanpak af. “En dat kan maar op één manier: een flexibel energiesysteem bouwen”, aldus Wiegers. “Een systeem dus dat beschikt over voldoende opslagcapaciteit voor duurzame energie. En dat slimmer is en de energievraag gedetailleerd stuurt, zodat de vraag beter aansluit op het aanbod.”

Bronnen

- CBS

- SER Energieakkoord

- ECN – Energietrends 2016

- De Energiekaart

- RTV Noord

- RTL Nieuws

- Slim Malen

- Deltares