Door Herman van den Bosch
Recent heb ik stil gestaan bij het belang van de opslag van elektriciteit. Dit raakt vooralsnog niet de individuele burger: Met een salderingsregeling nu en een terug-levering-subsidie in de nabije toekomst, maakt het voor bezitters van zonnepanelen niet uit of ze in de loop van de dag stroom leveren aan het net en ’s avonds stroom van het net gebruiken. Voor het elektriciteitsnet maakt het uiteraard wel uit.
Naarmate meer personen en bedrijven zowel stroom aan het net onttrekken als leveren, loopt de kans op overbelasting van elektriciteitsnet toe, met een stijgende kans op ernstige storingen. Recent konden we in de media vernemen, dat de netbeheerder in de noordelijke provincies uitsluitend nog particulieren toestaat om stroom aan het net terug te leveren. Dit zet een forse rem op de groei van zonnepanelen op bedrijfsgebouwen, sportclubs, scholen en dergelijke.
Er zijn twee manieren om dit probleem op te lossen. De eerste is een miljarden kostende verzwaring van alle elektriciteitskabels. De tweede is de aanleg van smart grids (slimme netten). Hieraan komen weinig ingrepen in het kabelnet maar veel digitalisering te pas. Deze optie is veel aantrekkelijker, ook omdat ze aanvullende voordelen biedt, waarover dadelijk meer.
Veel huishoudens beschikken niet alleen over energie-verbruikende apparaten, maar ook over voorzieningen om elektriciteit op te wekken en op te slaan (warmtepompen, fotovoltaïsche apparatuur, elektrische voertuigen, stationaire batterijen). Deze zijn met elkaar verbonden en vormen een soort ‘mini-net’. Er is sprake van een smart grid als deze mini-netten kunnen communiceren met het ‘hoofdnet’. De netbeheerder kan dan niet alleen invloed uitoefenen op de productie van energie in grootschalige krachtcentrales (inclusief wind- en zonneparken), maar ook in de richting van de eigenaren van mini-netten. Het kan gaan om signalen om boilers aan te zetten, batterijen te laden of te ontladen en zelfs om de productie van energie te stoppen. Een experiment op dit vlak is enige tijd geleden door netbeheerder Alliander in Heerhugowaard met veel succes uitgevoerd.
De beheersing van de verschillende elektriciteitsstromen vraagt om een geautomatiseerd monitoring- en controlesysteem. De uitwisseling van gegevens tussen mini-netten en hoofdnet heeft veel privacyaspecten, vooral als de netbeheerder toegang invloed krijgt op wat zich ‘achter de meter’ afspeelt. Om deze reden is het wenselijk om tussen mininetten en hoofdnet een tussenlaag te hebben.
Het zijn lokale energiecoöperaties, waarvan ik het belang al vaker heb benadrukt, die deze tussenlaag kunnen vormen. Een energiecoöperatie is een samenwerkingsverband van een kleine of middelgrote groep huishoudens en bedrijven. De leden kunnen overschotten en tekorten aan stroom onderling compenseren zonder directe tussenkomst van de netbeheerder of de elektriciteitsproducent. De netbeheerder krijgt te maken met de overschotten en de tekorten van het lokale net als geheel, waarmee de noodzaak om te interfereren in de mini-netten van individuele huishoudens en bedrijven vervalt.
De regulering van de stroom van en naar de mini-netten vindt plaats op coöperatieniveau. De coöperatie kan haar regulerende taak eventueel verder versterken door de ontwikkeling van lokale energiebronnen (wind- of zonnepark of aardwarmte) en de opslag daarvan in een districsbatterij. Zie het voorbeeld van Feldheim dat ik onlangs heb beschreven. Energiecoöperaties met een voldoende batterijcapaciteit kunnen stroom opslaan als deze terug leveren aan het hoofdnet als de prijs op groothandelsmarkt laag is, en omgekeerd. Het is zelfs mogelijk om lokale netwerken tijdelijk los te koppelen van het hoofdnet. Hierdoor ontstaat een situatie van autarkie, waardoor de veerkracht van het netwerk toeneemt bij storingen en calamiteiten.
In een drievoudig gelaagde netwerkstructuur houden vraag en aanbod van energie elkaar op twee plaatsen in evenwicht: Tussen huishoudens en energiecoöperatie en tussen energiecoöperatie en netbeheerder en elektriciteitsmaatschappijen. Deze structuur draagt bij aan de stabiliteit in de energievoorziening op elk van de drie niveaus.
De onderstaande video illustreert hoe een slim lokaal netwerk kan werken:
Het elektriciteitsnet van de toekomst zal de waarden van digitalisering en menselijke samenwerking omarmen: Het zal actieve sturing door van vraag en aanbod van elektriciteit mogelijk maken en het gebruik van schone energie stimuleren.
Meer blogs lezen van Herman van den Bosch? Breng dan hier een bezoek aan de website van de hoogleraar.