De komende jaren zullen er enorme hoeveelheden aan duurzaam opgewerkte elektriciteit nodig zijn om de ambities vanuit het Nationale Klimaatakkoord (Bron: Klimaatakoord ) waar te maken. Om het vanuit politiek oogpunt en lokaal draagvlak/weerstand voor elkaar te krijgen is al een flinke opgave. Maar er is nog een ander belangrijk obstakel wat een soepele energietransitie in de weg staat: onze huidige elektriciteitsnetten kunnen de enorme hoeveelheid aan decentraal opgewekte elektriciteit nu al nauwelijks meer aan. De laatste tijd staan de kranten, social media en vakliteratuur er vol mee. Grootschalige zonne- en windenergieprojecten kunnen niet meer aangesloten worden op het net. En uitbreiding van de netten kost jaren en vraagt behoorlijke investeringen. Hebben de onderhandelaars bij het sluiten van het Nationale Klimaatakkoord niet goed opgelet? Dit is een vraagstuk dat nu actueel is, omdat het bij de totstandkoming van de Regionale Energiestrategieën pijnlijk duidelijk wordt. Wat is transport schaarste? En wat zijn mogelijke oplossingen hiervoor?
Transportschaarste: wat is dat?
In Nederland is het elektriciteitsnet verdeeld in een landelijk hoogspanningsnet, regionale middenspanningsnetten en regionale laagspanningsnetten. Het hoogspanningsnet valt onder de verantwoordelijkheid van Tennet. Daarentegen vallen de regionale netten onder de verantwoordelijkheid van de lokale netbeheerders, die tegenwoordig steeds meer lokale elektriciteit opwekken.
De toeneming in lokaal opgewekte elektriciteit zorgt ervoor dat de lokale netten te maken krijgen met steeds meer vermogen, maar dat kan de transportcapaciteit van deze netten helemaal niet aan. Daarnaast zorgen voornamelijk middelgrote en grote zonneparken voor problemen door de grote piekvermogens waar ze rond de middag mee te maken hebben.
Vroeger ging dat wel anders, toen ging de elektriciteit van de energiecentrale via het hoogspanningsnet via onderverdeelstations naar de nog kleinere lokale netten. Met een mix van kolen-, olie- en gasgestookte grootschalige installaties werd destijds het elektriciteitsnet centraal gevoed.
Het elektriciteitsnetwerk van nu dreigt niet meer voldoende te zijn door de hoeveelheid energie die er opgewekt wordt en remt daarmee de energietransitie af. Zo is te zien dat er zelfs sprake is van transportschaarste, wat betekent dat de lokale elektriciteitsnetten het aanbod van de elektriciteit niet meer aan kunnen.
Nu kun je zeggen: “Maar dan breiden we die elektriciteitsnetten toch uit?” Helaas gaat dat niet zo gemakkelijk. Het uitbreiden daarvan kan namelijk al snel 5 tot 10 jaar in beslag kan nemen. Grootschalige zonne- en windenergieprojecten stagneren hierdoor op steeds meer plekken in Nederland.
Oplossingen voor transportschaarste
De transportschaarste belemmert de voortgang van duurzame opwek van elektriciteit in Nederland. Het oplossen van dit probleem vereist samenwerking tussen diverse stakeholders. Daarom is er een werkgroep ‘oplossingen’ opgericht waar verschillende marktpartijen en netbeheerders samen naar oplossingen werken voor transportschaarste en het versnellen van de opschaling hiervan (Bron: Netbeheer Nederland). Er zijn 3 opschaalbare oplossingsrichtingen voor transportschaarste gedefinieerd door deze werkgroep (Bron: Factsheet “opschaalbare oplossingen voor transportschaarste”):
- Maximaal benutten van capaciteit
Het is een gegeven dat het elektriciteitsnet in Nederland een beperkte capaciteit heeft. Hierdoor is het van belang dat toekomstige projecten aansluiten op de beschikbare net capaciteit en dat de huidige infrastructuur maximaal wordt benut.
Deze oplossingsrichting kent twee oplossingen: cable pooling en de storingsreserve loslaten.
- Flexibel omgaan met vraag en aanbod
Het beter afstemmen van vraag en aanbod van elektriciteit is ook een oplossingsrichting voor transportschaarste op het net. Door flexibel om te gaan met vraag en aanbod kan overbelasting op het net tijdens piekmoment beperkt of voorkomen worden. Dit onderdeel kent vier oplossingen, namelijk: dynamisch terug leveren, congestiemanagement, pieken aftoppen en direct piekverbruik.
- Slimmer verzwaren
De vorige twee oplossingsrichtingen leiden helaas niet overal tot voldoende beschikbare capaciteit (Bron: Netbeheer Nederland). Het is van groot belang dat netbeheerders de huidige infrastructuur aanpassen, de elektriciteitsnetten verzwaren, en de uitvoering hiervan gaan versnellen. Een potentiële oplossing hiervoor is het prefab middenspanningstation (Bron: ).
Andere (nieuwe) oplossingen
Naast de voorgenoemde oplossingsrichtingen zijn er nog andere potentiële innovatie oplossingen voor transportschaarste.
Grootverbruikers direct aansluiten op wind- of zonnepark
Een mogelijke oplossing voor transportschaarste op het net is het direct aansluiten van grootverbruikers op een wind- of zonnepark.
Opslag via een batterij
Door de pieken in de opwek van duurzame elektriciteit op te slaan in een batterij en later te gebruiken, wordt het elektriciteitsnet ontlast bij piekmomenten. Een interessante pilot is uitgevoerd door Enpuls, waaruit blijkt dat er door de inzet van een batterij meer zonnepanelen aangesloten kunnen worden op dezelfde aansluiting. Kortom, een batterij is een veelbelovende mogelijkheid voor een veel efficiënter gebruik van het elektriciteitsnet.
Opslag via waterstof
Een alternatief voor batterijen is opslag en transport van duurzaam opgewekte elektriciteit in de vorm van waterstof (Bron: TNO). Het proces om elektriciteit op te slaan met behulp van waterstof is als volgt: de opgewekte elektriciteit wordt gebruikt voor de elektrolyse van water, wat wordt omgezet naar zuurstof en waterstof. Deze waterstof wordt opgeslagen in bijvoorbeeld een tank en wordt in een brandstofcel weer omgezet naar stroom indien energie nodig is (Bron: Zonnefabriek).
De inzet van waterstof om elektriciteit op te slaan is slechts beperkt doordat er een aantal nadelen aan gelinkt zijn. Een van deze nadelen is het inefficiënte elektrolyse proces, waarbij er een substantieel gedeelte van de energie verloren gaat (Bron: Zonnefabriek).
Combinatie zonnepark en biogasinstallatie / WKK
Een andere oplossing voor efficiënter om te gaan met piekmomenten van een zonnepark is door het zonnepark te combineren met een biogasinstallatie die gebruik maakt van een warmte-krachtkoppeling (WKK) (Bron: CCS Energie-advies). Wanneer een zonnepark energie produceert, schakelt de WKK tijdelijk af of zelfs helemaal uit. Hierdoor wordt er tijdelijk geen biogas omgezet in energie in de WKK, maar wordt het gasdak gebruikt als buffer. Op het moment dat het zonnepark minder elektriciteit produceert, kan de WKK de gasbuffer omzetten in elektriciteit.
Opslag methaan
EMMET Energy is een systeem waarbij elektriciteit wordt opgeslagen in methaan (CH4) (Bron: EMMET Energy). Het doel van dit systeem is het bieden van flexibiliteit voor seizoen fluctuaties in de vraag en aanbod van duurzame energie.
Hoe nu verder?
Op dit moment is het nog onduidelijk welke oplossing de heilige graal is in de transportschaarste problematiek. Er zal nog veel geëxperimenteerd moeten worden met welke technieken of innovaties werken. Daarnaast is het succes van een oplossing afhankelijk van de situatie.
Wel zijn er een aantal aanbevelingen die van groot belang zijn om de transportschaarste op te lossen:
Lange termijn visie
Een aantal van de hierboven beschreven oplossingen zijn gericht op het korte termijn oplossen van de hedendaagse transportschaarste. Maar om de klimaatdoelstellingen te behalen, wordt er in de komende jaren steeds meer duurzame elektriciteit opgewekt. Daarom is het noodzakelijk dat er samen met de betrokken partijen binnen en buiten de energiesector gewerkt wordt aan een lange termijn visie voor het Nederlands elektriciteitsnet. Ook aspecten zoals “hoe kan kennis en ervaring efficiënt gedeeld worden?” en “hoe zorgen we voor voldoende technici voor deze grote klus?” moeten in deze visie opgenomen worden. Tevens moet deze visie vertaald worden naar concrete acties die in de nabije toekomst genomen kunnen worden.
Investeringen in infrastructuur
Er zijn grote investeringen nodig om de netinfrastructuur te verbeteren en vernieuwen zodat het kan voldoen aan de toenemende productie van duurzame energie. Zeker bij het gegeven dat steeds meer componenten van de netinfrastructuur aan het eind van de ingeschatte levensduur zijn (Bron: Liander).
De energietransitie is een complexe opgave. Samen worden we slimmer. Heb je aanvullingen of suggesties voor ons? Wil je meer informatie? Neem dan contact met ons op.