Overspannen netwerk en storing in transitie

BLOG
Innovatie
Maarten de Vries
Programmamanager Smart Energy bij TKI Urban Energy
11 februari 2021

Overbelaste elektriciteitsnetwerken door een overkill aan geleverde zonne-energie of doordat de hele straat zijn elektrische auto fullspeed oplaadt. Gelukkig staat innovatie niet stil. Technisch gezien is inmiddels alles wel mogelijk. De techniek moet alleen nog betaalbaar en opschaalbaar worden. Lees hoe wetgeving de energievoorziening van de toekomst vertraagt.

Als programmamanager Smart Energy bij TKI Urban Energy is Maarten de Vries volgens eigen zeggen een spin in het web om toekomstige energie-innovaties te versnellen. En dat web is best ingewikkeld met al die innovators, netwerkbeheerders, leveranciers van apparaten …

Aan Maarten de taak om al deze mensen te verbinden, te laten zien wat al mogelijk is en de boel dan te versnellen. “Als Pokon voor innovatie, dankzij ons komen dingen sneller tot bloei.”

Steady opwek

Nederland is volgens hem een van de betrouwbaarste landen als het gaat om energievoorziening. “In ons elektriciteitssysteem moeten vraag en aanbod altijd gelijk zijn. Alle centrales wekken daarom precies zoveel op om in die vraag te voorzien. Dat is nodig om het systeem stabiel te houden. Is de vraag laag, dan schakelen we de opwek terug [gascentrales]. Is de stroomvraag hoog, dan zijn er back-upcentrales die bijspringen.” Maar dat is dus het geval in onze huidige vorm. En die vorm is over een paar jaar passé. Met zon en wind werkt dat toch net iets anders, die stook je niet even op als het nodig is.

Urgent leveringsprobleem

“We hebben bijna nooit stroomstoringen, daarom voel je de urgentie niet zo”, zegt Maarten. Maar die urgentie is er wel degelijk. Het duurzame pad met het klimaatakkoord ligt namelijk al klaar. Daarin ligt vast dat we meer elektriciteit gaan opwekken met zon en wind en meer elektriciteit gaan gebruiken met warmtepompen en elektrische auto’s. Er wordt dan ook hard gewerkt aan een robuust energiesysteem, volgens Maarten. Lastig is alleen dat wetgeving nog niet is ingericht op alle nieuwe technische oplossingen die nu worden ontwikkeld. “Daar zit wel een transitie in, maar dat is niet van de ene op de andere dag geregeld.” Kortom, we hebben te maken met een vertragende factor.

Probleem

Het probleem is tweeledig, legt Maarten uit:

1. De elektriciteitskabels kunnen het niet aan
2. Er is een onbalans tussen de energievraag en het aanbod

Met als gevolg: file op het net, toenemende storingen en het gevaar dat elektriciteit op bepaalde momenten onbetaalbaar wordt.

Gebouwde omgeving

Laten we even inzoomen op het gebruik binnen de gebouwde omgeving. Maarten: “De steden, de wijken, de bedrijventerreinen die allemaal moeten verduurzamen. We moeten duurzaam opwekken en dat doen we vooral met zon en wind. Het verschil met fossiel is dat zon en wind variabel zijn en daardoor heb je een grillig patroon van opwek.”

Te veel elektriciteit

Is er op een zonnige dag niemand thuis, dan wordt er veel energie opgewekt, maar niet gebruikt en daardoor raakt het elektriciteitsnetwerk zwaar belast. “Het netwerk is daar niet op ingericht en moet ineens grote hoeveelheden energie transporteren. Je krijgt dan spreekwoordelijk gezegd roodgloeiende kabels.”

En terwijl de spanning stijgt – letterlijk – verslechtert de kwaliteit van het netwerk en brengt het schade toe aan de elektronica van je huishoudelijke apparaten, die slijten sneller.

Te weinig elektriciteit

Als we van het aardgas af gaan, en we maken gebruik van een warmtepomp, dan is de vraag groot. Plus daar meteen ook even de elektrische auto’s bij op, want één op de vijf nieuw verkochte auto’s is elektrisch. Als die bolides ‘s avonds voor de deur worden geparkeerd, gaat de stekker erin en wordt de auto op vol vermogen geladen. Maarten: “Dat is een piekvraag.” 


'Wist je dat…  zo’n auto tijdens het laden meer elektriciteit vraagt dan een volledig huishouden?'

Geen zon, geen wind

Voor zon- en windenergie heb je – open deur – zon en wind nodig. En dan vertelt Maarten over het elfstedentochtscenario: “Twee weken heel koud, grijs, weinig wind, dan heb je dus geen windenergie, geen zonne-energie en er is een gigantische hoeveelheid energie nodig voor de warmtevraag, want al die warmtepompen moeten draaien. En dat zijn de erge scenario’s waar we ons op moeten voorbereiden. Dus dat gaat niet alleen over de kabels in de wijk, maar over de hele balans tussen vraag en aanbod op landelijk niveau.”

Toenemende urgentie

“We spreken al langer over deze gevaren, maar zagen dit nog niet terug in de praktijk”. Het probleem wordt nu urgenter, zegt hij. “Je hoeft de krant maar open te slaan en je leest verhalen over zonneparken die niet meer kunnen aansluiten omdat het net vol is.” We hebben te maken met een overspannen netwerk en dat is natuurlijk bijzonder treurig, helemaal als je als welwillende burger net een duurzame energiecoöperatie bent gestart. “En de grote angst is dat er straks in wijken gezegd wordt: je mag geen laadpaal meer aansluiten, want de netten kunnen het hier ook niet meer aan.”

Hamvraag

Het probleem wordt absoluut onderkend, zegt Maarten. “We zijn nu al een jaar of vijftien bezig met allerlei innovatie op het gebied van smart-grids.” De vraag is alleen: hoe gaan we het in de toekomst organiseren?

Het gaat daarbij niet alleen om wat technisch en economisch kan, maar ook om wat wettelijk gezien mag. Zo mag een netbeheerder nu niet zomaar een financiële beloning geven als je het net ontziet door je auto wat langzamer op te laden. En zo betaal je bij een batterij in de wijk nu dubbele energiebelasting, want je ‘verkoopt’ en je ‘koopt’ je eigen energie.

Tijd, belangen … De energietransitie loopt op deze manier vertraging op en het gevaar bestaat dat gebruikers de moed verliezen …

Oplossing

Maarten verdeelt de mogelijke oplossingen onder in vier categorieën. Vol energie legt hij uit welke dit zijn. 

  1. Curtailment. Schakel de duurzame opwek tijdelijk uit. Zo heeft de zonnesector afgesproken max 70% van de energie die zo’n park kan opwekken op het net te zetten. Dit klinkt misschien onwenselijk, maar eigenlijk valt dit mee. Zoveel superzonnige dagen hebben we niet. Maarten maakt een passende vergelijking: “We leggen ook geen 4-baanssnelweg aan naar Zandvoort aan Zee voor die paar zonnige dagen in het jaar.”
  2. Demand-side management. Stuur de elektriciteitsvraag. “Het probleem is ook deel van de oplossing”, zegt Maarten. Laad je elektrische auto ’s nachts of laad ‘m trager. Met eventueel in de verre toekomst de optie om energie uit de auto te halen, waarmee je je huis vervolgens weer van energie voorziet.
    En een warmtepomp vraagt veel, maar we zijn ook in staat om deze slimmer te sturen, waardoor die piekvraag in elk geval beperkt blijft. Denk aan eerder of later opwarmen of collectief een halve graad kouder. Dat is altijd beter dan met zijn allen ijskoud thuis.
  3. Opslaan van energie. “Nu nog vaak door lithiumbatterijen, maar ook opslag in andere innovatieve materialen is in opkomst. Batterijen worden beter en goedkoper.” Een batterij voor in huis, in de buurt of op zonne- en windparken.
  4. Conversie. De elektriciteitsoverschotten omzetten in andere energiedragers. Zoals in warmte voor de buurt of waterstof voor industrie of zwaar vervoer. 

Slimme oplossing

Dikkere kabels in de grond zijn natuurlijk ook nodig en een prima oplossing, geeft Maarten aan. Maar wel een dure. Bovendien geeft het overlast in de wijk en is het een tijdrovende klus. Daarop wachten is geen optie. Slimme oplossingen zijn nu al nodig. 

“Slimme oplossingen zijn geen doel op zich, maar een middel om verschillende problemen op te lossen. We willen kijken welke het meest betaalbaar zijn. Het slim aansturen van wasmachines, daarmee gaan we de oorlog niet winnen, maar het slim gebruikmaken van warmtepomp, laadpaal en batterij in de gebouwde omgeving, daar liggen nu de kansen.”  

 

Vertel je verhaal