Dit creëert de behoefte aan een effectieve manier om grote hoeveelheden energie op te slaan over lange periodes, van seizoenen tot maanden. Dit is precies waar seizoensopslag in de toekomst een cruciale rol kan spelen. Iedereen weet dat seizoensopslag een grote rol kan spelen voor de toekomstige leveringszekerheid, maar over de economische afhankelijkheden en de wisselwerking met batterijen en internationale interconnectie is minder bekend. Dit is precies wat ik de afgelopen maanden onderzocht voor mijn scriptie bij Krachtwerk.
Technieken voor Seizoensopslag
Enkele veelbelovende seizoensopslagtechnieken zijn:
-
Waterstof (H₂): Overtollige stroom wordt via elektrolyse omgezet in waterstof, dat opgeslagen kan worden in ondergrondse zoutcavernes of oude aardgasvelden. De bestaande infrastructuur maakt schaalvergroting kosteneffectief.
-
Adiabatic Compressed Air Energy Storage (A-CAES): Dit systeem comprimeert lucht in ondergrondse cavernes en slaat de bijbehorende warmte op. De hoge efficiëntie onderscheidt het van oudere technieken.
-
Underground Solid Gravity Energy Storage (U-SGES): Hierbij worden zware blokken of zand in verlaten mijnschachten omhoog getakeld om energie op te slaan.
-
Isothermal Deep Ocean Compressed Air Energy Storage (IDO-CAES): Dit concept maakt gebruik van de druk op de zeebodem om lucht in tanks op te slaan.
De geografische toepassing van deze technieken is echter beperkt tot locaties met geschikte geologische omstandigheden, zoals zoutcavernes of hoogteverschillen. Nederland kan bijvoorbeeld geen gebruik maken van Pumped Hydro Storage (PHS) door een gebrek aan hoogteverschil.
Hoewel seizoensopslag technisch haalbaar is, stuit de grootschalige implementatie op economische hindernissen. In de huidige marktopzet zou het verdienmodel van seizoensopslag vooral gebaseerd zijn op arbitrage op de day-ahead markt. Op deze markt is seizoensopslag in competitie met batterijsystemen en internationale interconnectie. Wanneer steeds meer opslagsystemen, zowel kort- als langdurig, in de markt komen, leidt dit tot een verzadigingseffect en verminderde opbrengsten. Dit negatieve feedbackeffect, waarbij de concurrentie de verdiensten uitholt, beperkt de totale hoeveelheid economisch levensvatbare opslagcapaciteit (zie figuur 1).
In een uitgevoerde simulatie en scenariostudie over de toekomstige Nederlandse markt, met variërende hoeveelheden batterijen en interconnectie, komt naar voren dat de business case van seizoensopslag gebaseerd op arbitrage momenteel zeer onzeker is. Positieve contante waarden (NPV’s) werden voornamelijk waargenomen bij waterstofsystemen in scenario’s met weinig andere flexibiliteit bij een beperkte totale capaciteit van seizoensopslag (figuur 2). Ook is de benodigde investering voor seizoensopslag nog onzeker door de lage technologische volwassenheid van veel van de technologieën en de afhankelijkheid van specifieke geologische formaties.
Conclusie: Een onzekere toekomst
Seizoensopslag kan een cruciale rol spelen in een hernieuwbaar elektriciteitsnet, maar kampt met economische uitdagingen en onzekerheden. Hoewel de technologie veelbelovend is voor de systeem brede stabiliteit en leveringszekerheid, is het verdienmodel op basis van arbitrage alleen onvoldoende om grootschalige investeringen te rechtvaardigen. Vooral wanneer er een hoge mate van hernieuwbare opwek en batterij-opslagsystemen aanwezig zijn al seizoensopslag een rol moeten gaan spelen om de laatste fossiele opwek overbodig te maken. Om de implementatie van seizoensopslag te stimuleren, is er behoefte aan aanvullende verdienmodellen of beleidsinstrumenten, zoals capaciteitsvergoedingen, die de systeem brede waarde van deze technologieën erkennen en belonen die ons energiesysteem daadwerkelijk robuuster en duurzamer kunnen maken.