Elektriciteitsnet: van, voor en door burgers en bedrijven
De toenemende decentralisatie van de elektriciteitsproductie en de verwachte grootschalige elektrificering van het vervoer, de gebouwde omgeving en de industrie, stellen de beheerders van het elektriciteitsnet voor een enorme opgave. Hoe moet onze elektriciteitsvoorziening eruitzien, na de energietransitie?
Het dilemma waar netbeheerders voor staan is gigantisch. Investeringen worden gedaan voor perioden van 40 tot 50 jaar, maar verder dan tien jaar vooruitkijken is niet mogelijk. Dit zegt Marko Kruithof, onafhankelijk adviseur en expert op het gebied van duurzame energiesystemen (zie kader). “Het valt niet te zeggen of wij over een aantal decennia nog elektriciteit over afstand transporteren of dat huishoudens en MKB-bedrijven nagenoeg ‘off grid’ kunnen. Maar niets doen is geen optie, dus het net wordt waar nodig verzwaard. Dat is pleisters plakken zonder dat je weet of het goed is voor de lange termijn.”
Netstabiliteit
De sterke groei in zonne-energie leidt nu al tot problemen. Vorige maand werd bekend dat het Amelandse zonnepark de stroom niet kwijt kan, waardoor voorgenomen uitbreiding van het park on hold staat. Voor de provincie Friesland dreigt her en der congestie op het net. Projectontwikkelaars klagen dat netbeheerders achter de feiten aanlopen en dat wind- en zonneparken vertraging oplopen door het gebrek aan een netaansluiting. Maar de problematiek voor de netbeheerders ligt een laag dieper, dan alleen kabels trekken, denkt Kruithof. “Om de capaciteit van het bestaande net goed te benutten en stabiliteit te garanderen, is flexibilisering middels loadsharing en piekshaving essentieel. De techniek daarvoor is wel voorhanden, maar daarin voorziet het huidige elektriciteitsnet nu niet.” Het lokale net is vooral veel koper en nog lang niet slim.
Lokale productie en consumptie
Als we een toekomstscenario schetsen, dan wordt het elektriciteitsnet een web van aan elkaar verbonden lokale netten met ieder hun eigen decentrale opwekcapaciteit. “Een net voor en door de burgers met als kenmerk local produce, local use.” Lokaal opwekken van stroom om met elkaar te delen in de buurt, op momenten dat dit wenselijk is.
“Dat vraagt om nogal wat voorwaarden”, zegt Kruithof. “Je hebt een actieve rol nodig van bewoners en bedrijven, om te zorgen voor voldoende opwekvermogen. Maar je zal ook de energiehuishouding moeten optimaliseren. Stroom moet je kwijt kunnen zodra het opgewekt wordt. Maar ook als het aanbod minder is, moet je voldoende hebben om te kunnen wonen en werken zonder comfortverlies. Dat betekent dat je ook moet kunnen bufferen, in een warmtevat op zolder, de WKO onder je huis, de batterij van je auto.”
Twee parameters spelen hierbij een rol: plaats en tijd. Dat vraagt om flexibilisering en vraagsturing en daar is slimme regeltechniek voor nodig. “Met flexibilisering ga je eerst het eigen huis of bedrijf optimaliseren, dan de straat, de buurt, het hele dorp en uiteindelijk de provincie. Als je die gelaagdheid aanhoudt en prijsprikkels inbouwt voor levering en afname, dan krijg je een veel duurzamere decentrale oplossing.” Verzwaren van het net kan nodig zijn, maar als dat is om alleen pieken op te vangen wordt het net onnodig duur.
Snelweg
“De vraag is ook of we stroom wel op grote afstand willen transporteren. Als je de afstand verkort, vergroot je de capaciteit van je netwerk. Dat is net als met het verkeerswegennet. Als we met zijn allen in de namiddag op de snelweg zitten, krijg je files. Ga je spreiden over de hele dag, dan kan dezelfde snelweg drie keer zoveel verkeer aan. Voor de snelweg onder de grond is dat precies zo.”
Het scenario dat buurten, gemeenschappen, dorpen en uiteindelijk steden zelfvoorzienend worden in stroomproductie en consumptie is goed denkbaar. Voor de industrie kan iets vergelijkbaars gaan gelden, zij het dat de vermogensbehoefte vele malen groter is. Industrieclusters zoals de Rotterdamse haven kunnen verbonden worden aan windparken op zee, naast andere energiebronnen. “Je kunt je stroom uit Delfzijl halen, maar ook van het dak van je buren.”
Data
Om dat allemaal mogelijk te maken heb je data nodig, schetst Kruithof. “Je hebt data nodig in een volledig transparant systeem, toegankelijk voor iedereen, dus ook voor Jip en Janneke met een app. Dat houdt een enorme digitaliseringsslag in. Decentrale intelligentie die zich makkelijk plug en play laat verknopen. Systemen die met elkaar praten, dat vraagt om open protocollen. Deze digitalisering schreeuwt om kaders en regels, om nieuwe principles, om een regulatorisch framework.”
Dit is onbekend terrein. Hoewel succesvol geëxperimenteerd wordt met flexibele tarieven in lokale, smart grids, is het nog niet duidelijk hoe de toekomstige elektriciteitsmarkt moet gaan werken. “Je kunt je voorstellen dat groene stroom voorrang krijgt op grijs, of dat local use minder kost dan stroom die van ver komt.” Ook kan het een antwoord zijn op de vraag op welke wijze backup power van biomassa- en gasgestookte centrales beprijsd wordt. Want een stroomvoorziening van alleen renewables ligt in een verre toekomst.
Regie
Denken in de toekomst lukt nog wel, maar de vraag hoe daar te komen is veel lastiger te beantwoorden. “De prijs van stroom zal van ondergeschikt belang zijn”, zegt Kruithof. “Het systeem dat ons van elektriciteit voorziet moeten we met zijn allen betalen. We gaan naar systeemkosten in plaats van gebruikskosten.” Denk aan telecom abonnementen, waar je een bundel hebt waar je binnen moet blijven, tegen een vast bedrag. “Dat kan ook voor huishoudens en bedrijven. Om het net betrouwbaar te houden moet je binnen je bundel blijven.”
Volgens Kruithof zouden de netbeheerders terug kunnen naar hun oorsprong, namelijk een samenstelsel van decentrale, lokale energie ecosystemen. Met bijvoorbeeld de gemeente als regisseur om per gebied het energielandschap in te richten. “Basisprincipe moet zijn dat iedereen een eigen energie ecosysteem opbouwt. Voor huishoudens is dat de community gedachte.” Je ziet al succesvolle burgercoöperaties zoals Lomboxnet in Utrecht, waarbij eigenaarschap het draagvlak vergroot voor moeilijke maatregelen. “Grote verbruikers en industrieclusters kunnen datzelfde doen. Maar daarvoor hebben we dat intelligente platform nodig, dat regulatorisch kader, en actieve, participerende bewoners die voordeel hebben bij dat toekomstige, duurzame energie ecosysteem.
Bits control Watts
Edwin Edelenbos is manager strategie bij Netbeheer Nederland, de brancheorganisatie voor elektriciteit- en gasnetbeheerders. In de sector is het alle hens aan dek. Netbeheerders dienen nieuwe aansluitingen te verzorgen binnen een termijn van 18 weken. Maar het aantal aanvragen is enorm gestegen en onder andere door een groot tekort aan technisch personeel lukt dat soms niet. “Er is onvoldoende maatschappelijk besef voor de consequenties van de energietransitie op het energienet”, zegt Edelenbos.
“Van oudsher vervangen wij jaarlijks ruim 2% van de netwerken. Maar momenteel gaat het wel heel snel. We maken nu mee dat ergens middenin een weiland een datacenter wordt neergezet, met het elektriciteitsverbruik van 30.000 woningen. Of daar even een kabel naar toe kan. De verwachte elektrificatie, met zonnepanelen, warmtepompen en elektrisch vervoer zal tot een enorme toename van het verbruik leiden. De vraag is of alle kosten daarvoor in het collectieve domein gelegd moeten worden.”
“We moeten met elkaar tot het besef komen dat als ik iets bijzonders doe ten aanzien van het elektriciteitsnet, of het beroep dat ik doe op de netbeheerder en het collectieve systeem nog wel redelijk is. Het belangrijkste is dat we gaan erkennen dat je een maatschappelijk optimum wil voor de transitie en dat dit niet wordt bereikt met het standaard neerleggen van de kosten in het collectieve domein. Want dat is de reflex die momenteel bestaat. Iedereen wil in no-time worden aangesloten en verwacht dat stroom altijd beschikbaar is. Ik denk dat dit leidt tot een suboptimale situatie voor de energietransitie.”
“De betrouwbaarheid van het net ligt in Nederland op een ongelooflijk hoog niveau. Willen we die betrouwbaarheid behouden, dan moeten we het net verzwaren én verslimmen en dus afspraken maken met elkaar. Bepalen wat eerlijk en redelijk is zodra je beroep doet op het collectieve net. Voor en achter de meter zijn communicerende vaten: wat jouw app thuis doet heeft invloed op het net en andersom. Als jij een elektrische auto hebt, zonnepanelen en een warmtepomp, moeten we afspraken gaan maken hoe we dat gaan sturen. Anders moeten we het net zodanig verzwaren dat je feitelijk een compleet nieuw netwerk aanlegt.”
“Wat we moeten voorkomen is dat zodra iedereen thuis komt en de auto inplugt, de wijk in het donker komt. Dat soort pieken moet je voorkomen. Daarom geloof ik in hybride oplossingen. Dat betekent maatwerk per wijk of buurt. Een wijk kan all electric zijn, maar ook aangesloten op groen gas. Met een hybride warmtepomp kun je bij een grote warmtevraag ook even het groene gas bijschakelen. Zo zorg je dat je pieken kunt opvangen.”
“Voor netmanagement en het invoeren van prijsprikkels is data nodig. Vandaar de kreet ‘Bits control Watts’. We hebben data nodig voor het beheren van het net, maar we zijn ook data facilitator. Wij kunnen data leveren aan marktpartijen die daarop diensten kunnen bouwen. Als je goed kunt uitleggen welke data je nodig hebt voor optimalisatie en vraagsturing, zal de consument daar vanzelf in meegaan. Met een eerlijke verdeling van lusten en lasten die recht doen aan de collectiviteit van het energienetwerk in het publieke domein.”