TNO: ‘Elektriciteitsnet niet voorbereid op zonne- en windenergie’

150221-Hoogspanningsmast

8 september 2015 – Gisteren presenteerde TNO aan het Ministerie van Economische Zaken een rapport over de toekomst van het elektriciteitsnet. Het elektriciteitsnet is niet voorbereid op een veel grotere hoeveelheid energie uit zon en wind.

Het TNO-rapport ‘Naar een toekomstbestendig energiesysteem: Flexibiliteit met waarde’ werd gisteren aangeboden aan Mark Dierikx, directeur-generaal Energie, Telecom en Mededinging van het ministerie van Economische Zaken en aan Teun Bokhoven, voorzitter van de Duurzame Energie Koepel. Het rapport kijkt naar de toekomst van ons elektriciteitsnet. TNO verwacht dat binnen 15 jaar de helft van alle stroom uit zon, wind en andere duurzame bronnen komt. En daar is het huidige net niet op berekend. Bij BNR gaf één van de auteurs, Rob Weterings, een toelichting.

Uit het bericht van BNR
‘(…) Rob Weterings, één van de schrijvers van het rapport, legt de schuld niet bij ons elektriciteitsnet. “Het net is hartstikke betrouwbaar”, vertelt Weterings, “maar dat gaat veranderen als het gaat over de hoeveelheid stroom die we uit zon en wind gaan opwekken de komende tien tot vijftien jaar. Op dit moment wekken we 15 procent van onze stroom duurzaam op en in 2030 zal dat 50 procent zijn. Daar moet je het net wel op aanpassen.” (…)’

Met aanpassen doelt TNO dan op investeringen in de opslagcapaciteit voor energie uit zon en wind en het ontwikkelen van flexibiliteit in vraag en aanbod.

Schermafdruk 2015-09-08 07.10.03Uit het persbericht van TNO
‘(…) Alleen door flexibiliteit een prominentere rol te geven in ons energiesysteem kan dat duurzamer en toekomstbestendiger worden. De innovaties die hiervoor nodig zijn, bijvoorbeeld voor opslag van energie, komen in de huidige energiemarkt niet tot ontwikkeling. Dit vormt een bedreiging voor de betrouwbaarheid en betaalbaarheid van de voorziening. Partijen die met praktijkexperimenten willen bijdragen aan de ontwikkeling van nuttige flexibiliteit moeten ruime gelegenheid krijgen. (…)

Van zekerheid naar flexibel én zeker
Ons huidige energiesysteem is ingericht op zekerheid: de productie van elektriciteit en gas wordt afgestemd op een voorspelde variatie in de energievraag. De groei van elektriciteitsproductie uit wind en zon vereist een systeem dat ook is gericht op flexibiliteit om grote variaties in vraag én aanbod te kunnen opvangen. Alleen dan is de transitie naar een duurzame energievoorziening haalbaar.

Anticiperen in plaats van afwachten
Het is onzeker op welke termijn en in welke mate Nederland daadwerkelijk problemen zal ondervinden van de toegenomen productie uit wind en zon. Door nu al te anticiperen en het systeem te flexibiliseren worden desinvesteringen voorkomen en kan ons land een voorsprong opbouwen ten opzichte van omringende landen. In het rapport beschrijft TNO een groot aantal innovaties om snel in te kunnen spelen op fluctuaties in vraag en/of aanbod van stroom zoals diverse vormen van energieopslag, continu reguleerbare energieopwekking en systemen zoals PowerMatcher die de elektriciteitsvraag van gebouweigenaren, woningcorporaties en/of, zakelijke kleinverbruikers afstemmen op het aanbod. Elke optie kent een specifieke functionaliteit en toepassing. Een combinatie van verschillende opties is nodig.

Opkomende decentrale energievoorziening
De Nederlandse energiemarkt functioneert tot dusver uitstekend. Het net kent een zeer hoge betrouwbaarheid en kan grote stroomoverschotten uit Duitsland opvangen. Die zekerheid is vitaal voor ons comfort en onze economie. Toekomstscenario’s laten zien dat het Nederlandse energiesysteem de komende 10 tot 15 jaar sterk verandert. Verwacht wordt dat 49 tot 53% van de in Nederland opgewekte stroom in 2030 afkomstig is van hernieuwbare bronnen, waaronder fluctuerende bronnen (wind en zon). Sommige scenario’s schatten dit aandeel aanzienlijk hoger in. Het is onwaarschijnlijk dat ons huidige energiesysteem in staat is om de betrouwbaarheid te blijven borgen bij een groeiend aandeel stroom uit zon en wind.

Nieuwe eisen aan de energiemarkt
De energiemarkt moet nu al veranderen om innovatieve bronnen van flexibiliteit tot ontwikkeling te laten komen. Dat zorgt voor een geleidelijke en zekere overgang naar een nieuw systeem. Flexibiliteit krijgt dan een economische waarde in een energiemarkt waarin elektriciteitstarieven variabel zijn, waar alle partijen onder gelijke voorwaarden toegang tot de markt hebben en waar prijsvorming transparant is en externe kosten worden verdisconteerd in de prijs. Zo moeten bijvoorbeeld middelgrote en kleine marktpartijen flexibel vermogen aan kunnen bieden of kopen op het moment dat dit nodig en rendabel is. Daarnaast willen mensen en bedrijven ‘zekerheid’ met betrekking tot levering, beschikbaarheid en betaalbaarheid. In de huidige markt blijven belangrijke kansen voor flexibilisering van vraag en aanbod onderbenut.

Praktijkexperimenten
Een blauwdruk voor de toekomst is niet te geven. Praktijkexperimenten zijn nodig om innovatieve ondernemers en de energieke samenleving de ruimte te bieden nieuwe oplossing te realiseren. Partijen die met praktijkexperimenten willen bijdragen aan de ontwikkeling van nuttige flexibiliteit in het energiesysteem moeten daarvoor ruime gelegenheid krijgen. Bijvoorbeeld met opslag, met variabele tarieven voor netwerken of in wijken, die bewoners min of meer energieneutraal willen maken met warmtepompen, elektrisch vervoer, zonnepanelen, opslag en vraagsturing. Belangrijk is dat de overheid deze praktijkexperimenten mogelijk maakt en ervoor zorgt dat regelgeving en marktordening innovatieve producten en diensten de ruimte laten. (…)’

Tegenover BNR benadrukt Rob Weterings van TNO dat de overheid wel een rol heeft bij het ontwikkelen van de mogelijkheden, maar dat allereerst de bedrijven en netbeheerders wat moeten doen.

Uit het bericht van BNR
‘(…) “Dan hebben we het vooral over bedrijven die op dit moment nauwelijks investeren in wat wij flexibiliteitsdiensten noemen. Daar kunnen ze op dit moment niet aan verdienen, want de stroomprijs is op alle momenten vrijwel gelijk voor hun. En netbeheerders rollen een slimme meter uit, maar zouden daar nog veel meer bij kunnen doen. Op dit moment is zo’n meter interessant om op afstand je stroom af te lezen, maar voor een huiseigenaar zou het nog veel meer kunnen betekenen.” (…)’

Aanbevelingen TNO

Uit het rapport
‘(…) Het is niet met zekerheid te zeggen hoe snel fluctuerende bronnen zich de komende decennia zullen ontwikkelen. En er is nog veel onbekend over de mogelijke gevolgen daarvan voor de betrouwbaarheid en betaalbaarheid van het Nederlandse energiesysteem. Idealiter ontwikkelt zich de komende decennia een toekomstbestendig energiesysteem dat flexibel kan inspelen op fluctuaties in vraag en aanbod van energie. Daarvoor is technologische innovatie nodig, maar ook een transitie in economie en gedrag. De energiemarkt moet zodanig worden ingericht dat marktpartijen flexibel vermogen kunnen aanbieden of kopen op het moment dat dit nodig en rendabel is.
Om deze transitie naar een toekomstbestendig energiesysteem te ondersteunen zal vervolgonderzoek zich moeten richten op de volgende vraagstukken:

  1. Aanpassingen aan het ontwerp van de energiemarkt.
    Energieopwekking uit zon en wind – op grootschalige windparken en op kleinschalige zonnedaken – veroorzaakt een radicale omslag in het functioneren van de energiemarkt. Het ontwerp van de markt moet aangepast worden om dit te ondersteunen: een omslag van centrale, stabiele levering naar flexibiliteit met waarde. Dit vraagt om toelating van nieuwe marktpartijen, een transparante energiemarkt, fluctuerende energieprijzen en business modellen die het mogelijk maken om flexibel vermogen te verhandelen waar en wanneer dit nodig en rendabel is. In deze studie zijn de hoofdlijnen van een dergelijke toekomstige energiemarkt geschetst, nadere studie is nodig om de economische, technische en maatschappelijke randvoorwaarden aan te scherpen.
  1. Dynamische modellering van flexibiliteit in het energiesysteem.
    Om de betaalbaarheid van onze energievoorziening te borgen is meer inzicht nodig in de invloed op energieprijzen van verschillende bronnen van flexibiliteit (aanbod, vraag, opslag, interconnectie). Hiertoe dienen dynamische rekenmodellen ontwikkeld te worden die in staat zijn om de invloed van flexibiliteit in het systeem in de tijd te modelleren, in combinatie met de markten waarop flexibele capaciteit verhandeld kan worden. Een belangrijk uitgangspunt daarbij is dat flexibiliteit een waarde toegekend wordt en in de vorm van een product of dienst kan worden aangeboden of afgenomen, al dan niet geaggregeerd.
  1. Portfolio-analyse van flexibiliteitsbronnen.
    Een combinatie van flexibiliteitsbronnen is nodig om aan de verschillende soorten flexibiliteit op de verschillende systeemniveaus te voldoen en mogelijk te maken. Hierbij rekening houdend met kosten, energetisch vermogen, ruimtelijke schaal en dynamiek in de tijd. Dat is een belangrijke conclusie uit deze studie. De ontwikkeling van flexibiliteit is dan ook gebaat bij een aanpak die boven de afzonderlijke bronnen uitstijgt en deze aanstuurt als een samenhangend palet. Om desinvesteringen en een lock-in op afzonderlijke technologische innovaties te voorkomen, is een overzicht nodig van ontwikkelstadia van technologische opties met een analyse over hun (toekomstige/mogelijke) positie in het energiesysteem. Deze studie presenteert een eerste overzicht dat laat zien dat de genoemde opties op meerdere dimensies van elkaar verschillen. Verdere uitdieping en differentiatie van opties is nodig naar functionaliteit en toepassing, rekening houdend met duurzaamheid, kosten, energetisch vermogen, ruimtelijke schaal en dynamiek in de tijd.
  1. Economische kansen: Waardenmodel voor actoren.
    Flexibiliteit kan een economische waarde krijgen in een energiemarkt waarin elektriciteitstarieven variabel zijn en externe kosten worden verdisconteerd in de prijs. Wanneer de energiemarkt in dit opzicht wordt aangepast, is het nog de vraag welke marktpartijen renderende producten & diensten kunnen baseren op flexibiliteitsopties. Op het laagspanningsnet bieden opslag en vraagsturing door eindgebruiker(s) op gebouw- of wijkniveau mogelijk interessante kansen om energiekosten te reduceren. Op het laag- en midden spanning net kunnen wellicht nieuwe marktpartijen (aggregatoren) economische kansen ontwikkelen met producten & diensten die de flexibiliteit van het lokale en regionale energiesysteem versterken. Traditioneel is dit het gebied van de regionale netbeheerders, maar zij zijn gehouden aan taken die niet door marktpartijen zijn uit te voeren. Op het midden- en hoogspanningsnet bieden opslag en vraagsturing door energie-intensieve bedrijven mogelijk interessante kansen om energiekosten te reduceren en onderling energie uit te wisselen in een regionaal bedrijvencluster. Nader onderzoek is nodig om te bepalen op welke aggregatieniveau en onder welke voorwaarden een sluitende business case te creëren is voor producten & diensten op basis van flexibiliteit.
  1. Leren door te doen: Praktijkexperimenten en Livings labs.
    Het is niet met zekerheid te zeggen hoe snel fluctuerende bronnen zich de komende decennia zullen ontwikkelen, welke flexibiliteitsopties dan nodig en hoe de energiemarkt ingericht dient te worden zodat de benodigde flexibiliteitsopties zich tijdig kunnen ontwikkelen. Dit soort onzekerheid is inherent aan transitieprocessen die zich immers niet aan een blauwdruk voor de toekomst houden. Experimenten zijn een belangrijk middel om ervaring op te doen met nieuwe concepten en voldoende ruimte te creëren voor innovaties. Partijen die met experimenteren willen bijdragen aan de ontwikkeling van nuttige flexibiliteit in het energiesysteem zouden hiertoe ruime gelegenheid moeten krijgen. Daarbij gaat het bijvoorbeeld om experimenten met het delen van netwerken. Op bedrijventerreinen is dat al mogelijk, maar als er consumenten met het netwerk zijn verbonden, is dat op dit moment nog lastig. Als er volop geëxperimenteerd wordt, kunnen ondernemers nieuwe producten en diensten ontwikkelen. Belangrijk is dat die experimenten ook duidelijk maken welke voorwaarden (in regelgeving, marktordening, etc.) gecreëerd moeten worden om deze nieuwe producten en diensten een kans in de markt te bieden. Experimenten zijn ook nodig om de energieke samenleving de ruimte te bieden. Bijvoorbeeld in appartementen, waar bewoners gezamenlijk een energievoorziening realiseren met integratie van elektriciteit, gas en/of warmte. Of in wijken, die bewoners min of meer energieneutraal willen maken met warmtepompen, elektrisch vervoer, zonnepanelen, opslag, vraagsturing en dergelijke. Door praktijkexperimenten goed te monitoren en er lering uit te trekken, kunnen nieuwe producten en diensten worden ontwikkeld, maar worden ook eventuele problemen tijdig onderkend. (…)’

Bronnen
TNO, persbericht, 7 september 2015: Flexibiliteit én zekerheid essentieel in toekomstbestendig energiesysteem
Rapport TNO, 21 juli 2015: Naar een toekomstbestendig energiesysteem: Flexibiliteit met waarde (pdf, 89 pag.)
Samenvatting rapport, 7 maart 2015: Naar een toekomstbestendig energiesysteem voor Nederland (pdf, 3 pag)
TNO, toelichting, 7 maart 2015: Hoe moet ons energiesysteem veranderen, om er morgen warmpjes bij te zitten?
BNR, 7 september 2015: TNO: Elektriciteitsnet niet voorbereid op zonne- en windenergie (met audio interview 2’22”)

Auteur: Redactie

Reageren op dit artikel is niet mogelijk.