Slim lokaal flexibiliteitsbeheer kan kosten verzwaren stroomnet halveren

De kosten voor het verzwaren van het elektriciteitsnet dreigen de komende 25 jaar op te lopen tot meer dan 300 miljard euro, meer dan 35.000 euro per huishouden. Tegelijkertijd groeit de wachtrij van bedrijven en woningen die geen netaansluiting kunnen krijgen. Die wachtrij veroorzaakt elk jaar een maatschappelijke schade van minimaal 5 miljard euro. Netuitbreiding blijft nodig, maar is duur en traag. De onderzoekers presenteren daarom een benadering die ‘de kosten van netverzwaring zou kunnen halveren en de wachtrij snel tot het verleden zou kunnen laten behoren’.

Achter de meter
Het rapport ‘Holons – lokale flex als oplossing voor netcongestie’, opgesteld door Zenmo Simulations, zoekt de oplossing bij het slim gebruikmaken van flexibel aanstuurbare apparaten die achter de meter staan, zoals elektrische auto’s, warmtepompen en batterijen.

Alleen sturen op de energieprijs is daarvoor niet genoeg, stelt het onderzoek. Dynamische tarieven worden lang van tevoren vastgesteld op basis van een statistisch gemiddelde en missen daarmee de paar echt hoge pieken per jaar, die bovendien per locatie en per moment sterk verschillen. Netcongestie lijkt in dat opzicht op files: die treden ook niet op alle wegen tegelijk op en zijn een jaar van tevoren nauwelijks te voorspellen.

Filemeldingen voor stroomnet
Wat nodig is, zijn ‘filemeldingen’ voor het elektriciteitsnet: prikkels die kort van tevoren worden aangepast en per locatie kunnen verschillen.

Om dit te realiseren introduceert het rapport het concept van holons: lokale, semi-autonome eenheden die opwek, verbruik, opslag en flexibiliteit onderling afstemmen. Een woonwijk, bedrijventerrein of energiegemeenschap functioneert daarin als één coördinerende eenheid die zoveel mogelijk energie intern beheert en het net alleen belast als dat echt nodig is. De onderzoekers vergelijken de opzet met het internet: net zoals routers en switches zonder centrale aansturing zelfstandig dataverkeer regelen, kunnen holons in het elektriciteitsnet zelfstandig pieken afvlakken.

Miljarden euro’s besparing
Zenmo vergeleek 3 scenario’s. In het eerste scenario reageren flexibele apparaten niet op prijzen of congestie. In het tweede reageert flexibiliteit wel op energieprijzen, maar niet op lokale netknelpunten. In het derde scenario, het HolonFlex-scenario, wordt flexibiliteit ook gericht ingezet om congestieveroorzakende pieken te vermijden. De simulaties laten zien dat de nationale piekbelasting in HolonFlex 23,2 procent lager ligt dan in het scenario waarbij uitsluitend op energieprijzen wordt gestuurd. Indicatief toont het model daarmee een besparing van circa 47 miljard euro op netverzwaring en 155 miljard euro minder congestieschade tot 2050, ten opzichte van het middelste scenario. Ten opzichte van het scenario zonder enige flexibiliteit loopt het berekende voordeel op tot circa 200 miljard euro.

De onderzoekers benadrukken nadrukkelijk dat deze bedragen modeluitkomsten zijn, geen gegarandeerde besparingen. Er zitten onzekerheden in de aannames over elektrificatie, beschikbare flexibiliteit en de snelheid van adoptie. Hoe langer de invoering van de juiste regelgeving op zich laat wachten, hoe lager de potentiële besparing in de praktijk uitvalt.

‘Dit onderzoek laat zien dat het maatschappelijk relevant is om ook te onderzoeken hoeveel meer we uit het bestaande elektriciteitsnet kunnen halen’, aldus Marjolein Bot, directeur Systeemintegratie bij Energy Innovation NL. ‘De omvang van het berekende potentieel maakt het interessant om deze oplossingsrichting verder te valideren en in de praktijk te beproeven.’

Onderzoek Auke Hoekstra van Zenmo Simulations

Zeven stappen vooruit
Het rapport doet zeven aanbevelingen. De eerste is de invoering van tijd- en plaatsafhankelijke congestieprikkels, waartoe de Autoriteit Consument en Markt (ACM) al bevoegd is. Verder moeten netbeheerders flexibiliteit in investeringsplannen uitdrukkelijker afwegen tegen netverzwaring, iets waartoe Europese wetgeving al verplicht maar wat in de praktijk nog onvoldoende gebeurt. Ook het delen van net- en congestiedata staat op de lijst, zodat innovatieve marktpartijen daadwerkelijk kunnen helpen.

Andere aanbevelingen gaan over de uitwerking van de Europese marktrol van capacity service providers, de ondersteuning van bedrijventerreinen om gezamenlijke pieken te voorkomen, en het faciliteren van energiegemeenschappen via het juridische instrument van de Citizen Energy Community. Energie Samen pleitte eerder al voor een structurelere rol van energiegemeenschappen bij het oplossen van netcongestie. Tot slot beveelt het rapport aan te verkennen of een onafhankelijk Grid Transition Institute moet worden opgericht, naar het model van innovatieprogramma’s als ARPA-E, om kennis op dit vlak te versnellen. Het lopende ISIE-project is daarin een eerste stap.