Is Nederland klaar voor smart grids?

In Nederland zijn we van oudsher gezegend met een stabiel en toonaangevend energiesysteem. Daarom gaan we er veelal van uit dat het ook tijdens de huidige energietransitie wel goed komt met ons elektriciteitsnet. Van die vanzelfsprekendheid moeten we af, stelt Edwin Edelenbos, manager strategie van brancheorganisatie Netbeheer Nederland: “De energietransitie bestaat uit drie onderdelen: productie, distributie en afname. Om de energietransitie aan de productie- en afnamekant waarde te geven, móéten we ook met de transitie van de middelste schakel aan de slag. Daar werken we als netbeheerders hard aan, maar bij anderen wordt deze transitie nogal eens over het hoofd gezien.”

"Ik beschouw het Nederlandse hoogspanningsnet al jaren als een smart grid, maar op lager niveau is daar nog lang geen sprake van"

Zonnepanelen, windmolens, elektrische auto’s en warmtepompen

Er staat genoeg te gebeuren in de schakel tussen vraag en aanbod. In een hele kleine notendop staan netbeheerders voor de volgende uitdaging: ervoor zorgen dat energievraag en -aanbod te allen tijde goed wordt verwerkt. Dat is een opgave die steeds lastiger wordt, door de opkomst van grillige energiebronnen zoals zonnepanelen en windmolens en nieuwe energievragers als warmtepompen en elektrische auto’s.

“Op lokaal niveau gaan vraag en aanbod enorm fluctueren”, zegt Edelenbos. “Om een voorbeeld te geven: als een straat of wijk massaal zonne-energie gaat opwekken, zorgt dat op een keer voor een te grote belasting van het elektriciteitsnet. Hetzelfde gebeurt wanneer iedereen tegelijkertijd zijn of haar elektrische auto oplaadt. Het is niet langer vanzelfsprekend dat het net dat allemaal aan kan.”

Momenteel vangen we deze situaties op met regelbare gas- en kolencentrales, maar die moeten op termijn hun deuren sluiten. Deze ontwikkelingen, aan zowel de vraag-  als de aanbodkant, vragen dan ook om innovatie en transformatie, zodat het energiesysteem ook in de toekomst optimaal functioneert. Een voor de hand liggende oplossing is het uitbreiden en verzwaren van het elektriciteitsnet, maar daar zit een groot nadeel: het kost miljarden. Daarnaast duurt het tientallen jaren om dat klusje te klaren, terwijl het probleem nu al urgent is.

Een betere optie is het slimmer en efficiënter aan elkaar koppelen van vraag en aanbod, zodat er flexibiliteit in het net ontstaat. En daar is heel veel ICT voor nodig. “Als je vraag en aanbod volledig geautomatiseerd aan elkaar wilt koppelen, zonder manuele interventie, heb je kunstmatige intelligentie nodig”, stelt Michiel Kirch, directeur van innovatie- en kennisinstelling TKI Urban Energy. “Toegegeven, dat is een grote opgave. Maar met de flexibiliteit die je daarmee creëert, kan je miljarden euro’s besparen, die je anders in de uitbreiding van het net zou moeten steken.”

Flexibiliteit creëren met smart grids

Maar hoe creëren we die flexibiliteit dan? Een van de oplossingen is een smart grid: een elektriciteitsnet dat in staat is om vraag- en aanbod volledig autonoom op elkaar af te stemmen. Edelenbos stelt dat er al best wel wat flexibiliteit in het huidige systeem zit, maar voornamelijk op hoge netniveaus. “Ik beschouw het Nederlandse hoogspanningsnet al jaren als een smart grid, maar op lager niveau is daar nog lang geen sprake van”, zegt hij. “Dat TenneT zijn spanningsniveau op orde heeft, betekent niet dat dit in jouw straat automatisch ook zo is.”

Om ook de lagere netniveaus om te toveren tot smart grids, komen verschillende innovatieve toepassingen om de hoek kijken. Die gaan een essentiële rol spelen in de energietransitie, weet Kirch: “Zonnepanelen leveren ook energie als je niet thuis bent. De vraag is: wat gaan we met die energie doen? Leveren we het aan de warmtepomp van de buurman? Of slaan we het tijdelijk op in een elektrische auto of opslagbatterij? Om die keuze überhaupt te kunnen maken, moeten alle apparaten met elkaar verbonden worden, letterlijk. Dan praat je over een belangrijke eerste stap richting een smart grid. De datastromen die daardoor ontstaan, in combinatie met goede meet- en regeltechniek, stellen ons in staat om vraag en aanbod zo optimaal mogelijk aan elkaar te koppelen.”

Bekende voorbeelden van zo’n smart grid-toepassing zijn Vehicle-2-Grid en Smart Charging. Een normale elektrische auto kan enkel opladen, op een vooraf bepaalde snelheid. Een slimme variant kan echter tijdelijk stoppen met laden, langzamer laden of zelfs elektriciteit terug leveren aan het net. Dat heeft waarde voor het elektriciteitsnet van de toekomst, aldus Kirch: “De flexibiliteit die een elektrische auto biedt, kan bijvoorbeeld verkocht worden aan een netbeheerder. Die kan de auto vervolgens inzetten om het net te balanceren, door de auto tijdelijk te laten stoppen met laden, elektriciteit terug te laten leveren of juist sneller op te laden.”

De proeftuin voorbij

Dit soort initiatieven worden momenteel als pilot of op kleine schaal ingezet. De hamvraag is: hoe schaal je op? “Er wordt momenteel druk geëxperimenteerd”, bevestigt Kirch. “Maar we zijn nog wel een aantal stappen verwijderd van grootschalige implementatie.”

Zo noemt hij de consument als een belangrijke horde die genomen moet worden in de opschaling van smart grid-toepassingen. “In het laboratorium zijn we best ver: de technologie werkt. Om het vervolgens in te bedden in het dagelijks denken en doen van de consument, dat is een tweede. Hoe ga je ze verleiden om dit op te pakken, zonder dat ze in hoeven te leveren op kosten en comfort? Dat is misschien nog wel complexer dan het technologische aspect van de energietransitie.”

"We praten vaak over de energietransitie in abstracte termen, maar dan praat je over de hoofden van mensen heen"

De proeftuinen die momenteel plaatsvinden, bieden een belangrijk inkijkje in de toekomstige implementatie van smart grid-toepassingen, vervolgt hij: “We praten vaak over de energietransitie in abstracte termen, maar dan praat je over de hoofden van mensen heen. Wie in een kleiner geografisch gebied, bijvoorbeeld een van de ‘koploperwijken’, de handen uit de mouwen steekt, creëert echter een heel concreet handelingsperspectief. Abstract denken moet dan namelijk worden vertaald naar concreet handelen: de belanghebbenden krijgen een gezicht en eventuele obstakels worden zichtbaar. Dat is essentieel voor de volgende fase: opschaling.”

Hoe zit het met de businesscase?

Ook een sluitende businesscase van smart grid-toepassingen is essentieel voor opschaling. Die moet simpelweg interessant genoeg zijn voor bedrijven om er op grotere schaal mee aan de slag te gaan. Daar wringt momenteel de schoen, merkt Edelenbos op. “Nieuwe oplossingen die flexibiliteit op het net brengen, zoals energieopslag in batterijen, moeten momenteel nog concurreren met de grote, regelbare eenheden, zoals gas- en kolencentrales. Dat is een oneerlijk speelveld.”

“We moeten iets verzinnen waardoor nieuwe oplossingen op het gebied van flexibiliteit nu al kunnen concurreren”, vervolgt hij. “We weten namelijk nu al dat dergelijke oplossingen veel meer waarde krijgen in het toekomstige energiesysteem en zelfs onmisbaar zullen zijn. Duurzame energiebronnen moeten op de een of andere manier regelbaar worden, anders gaat een groot deel van je duurzame energieproductie verloren en blijf je alsnog afhankelijk van gas- en kolencentrales. Daarom moeten we met smart grids aan de slag. Laten we daar dan ook nu al serieuze plannen voor maken en de juiste oplossingen voor uitrollen. Zolang je dat niet doet, blijf je behoefte houden aan gas- en kolencentrales en dáár willen we juist vanaf.”

Hoe maken we die businesscases nu al relevant? Edelenbos heeft wel een ideetje. “Neem flexibiliteit mee in het uitzetten van nieuwe tenders. Hou het dus niet bij het online krijgen van een nieuw windpark, maar regel ook de flexibiliteit.”

Eerste niches

Kirch herkent de situatie die Edelenbos schept. “Je ziet de eerste commerciële niches ontstaan, vooral gericht op de elektrische auto, maar daar blijft het vooralsnog bij.” Tegelijkertijd verwacht hij dat de huidige situatie wel zal veranderen: “Binnen vijf jaar zijn de eerste commerciële toepassingen op grote schaal te zien.”

Aan die voorspelling liggen verschillende ontwikkelingen ten grondslag. Ten eerste speelt het groeiende aandeel van duurzame elektriciteit een rol. Kirch: “Als dat aandeel groeit, wordt het steeds lastiger om de balans op het net te houden. Dan neemt de vraag naar smart grid-toepassingen dus toe en wordt de businesscase interessanter. Hetzelfde geldt voor de opkomst van elektrische auto’s en warmtepompen. Als dat volume toeneemt, neemt de vraag naar smart grids ook toe. Een hogere vraag dwingt tot opschaling. Als dat kantelpunt eenmaal bereikt is, zal het heel snel gaan.”

"Het is belangrijk dat iedereen de noodzaak van de energietransitie inziet; dat besef begint langzaamaan te komen"

Ten tweede verwacht Kirch dat het aantal mogelijke businesscases fors zal toenemen. “Hoe meer data er wordt verzameld, hoe meer inzicht er ontstaat in vraag- en productiepatronen en hoe meer er mogelijk is”, zegt hij. “Daar draagt de uitrol van slimme meters bijvoorbeeld aan bij. Ik verwacht dat er in de aankomende jaren allerlei nieuwe ideeën ontstaan.”

Ten derde dalen de prijzen van belangrijke toepassingen als opslagbatterijen gestaag. Kirch: “Ook dat maakt mogelijke businesscases steeds aantrekkelijker.”

Exportproduct

Vooralsnog beperken smart grid-toepassingen zich tot proeftuinen en nichemarkten. Maar het feit dat die er zijn, toont wel aan dat smart grids er aan komen, in allerlei vormen. “Flexibiliteit op het elektriciteitsnet wordt een absolute noodzaak”, zegt Kirch. “Het is een kwestie van tijd tot de businesscase beter wordt en de investeringen toenemen. We zitten, mede dankzij een ambitieus klimaatakkoord, in een opwaartse spiraal.”

Ook Edelenbos is positief gestemd: “Het maken van deze transitie wordt een gigantische opgave, dat is waar. Maar vergis je niet, Nederland heeft dit soort dingen vaker gedaan. Denk aan de Deltawerken en de dijkverzwaringen. Als je die opgaves nu op tafel zou leggen, zou iedereen ook denken: ‘Hoe gaan we dat in vredesnaam doen?’ Maar dat hebben we wel mooi gedaan. Ik geloof dat we dat nog steeds kunnen in Nederland, maar dan is het wel belangrijk dat iedereen de noodzaak van de energietransitie inziet. Dat besef begint langzaamaan te komen, maar er is nog een wereld te winnen.”

Ook Kirch heeft vertrouwen in een goede afloop. “Het Nederlandse energiesysteem is wereldwijd toonaangevend en Nederland is een koploper op het gebied van digitalisering”, besluit hij. “Smart grids hebben dan ook alles in zich om een exportproduct te worden.”

Dit artikel is onderdeel van een drieluik over de impact van digitalisering op de energietransitie. Houd onze website in de gaten, want volgende week publiceren we het volgende artikel in deze reeks: Energiebesparing was nog nooit zo gemakkelijk. Lees ook de vorige publicatie in deze reeks:

• Hoe Virtual Reality draagvlak creëert