Balanceren, Flex en Congestie
Leestijd 3-5 minuten
De uitdagingen van de energiemarkt
Als je het nieuws en social media volgt, dan lees je over de gigantische klus waar we voor staan om de CO2-uitstoot te verminderen en een duurzame energievoorziening te creëren. Vaak lees je over leveringszekerheid (kunnen we energie leveren wanneer dat gevraagd wordt?), het balanceren van het net (sluiten vraag en aanbod altijd op elkaar aan in de tijd?), en congestie in de netten (kan de huidige infrastructuur de benodigde energiestromen aan?). In dit artikel nemen we je in helikoptervlucht mee in de knelpunten en mogelijke oplossingen. Wil je eerst meer weten over hoe het energiesysteem in de basis in elkaar zit? Lees dan dit artikel.
Meer flexibele energiedeelnemers nodig
In het verleden bestond het portfolio van energiebedrijven uit goed stuurbare centrales met kolen en gas. Schepje kolen erbij en er werd meer energie geproduceerd, kolencentrale uit en de productie daalt. In de afgelopen jaren is dit drastisch aan het veranderen. De portfolio’s van alle energiebedrijven bestaat in toenemende mate uit ‘minder goed’ stuurbare assets, zoals windturbines en zonneparken. Daarnaast wordt het lastiger het gedrag van de klanten te voorspellen: ze laden hun elektrische auto’s op, wekken zelf zonne-energie op en installeren warmtepompen. Consumenten verbruiken op bepaalde momenten meer elektriciteit dan in het verleden en daarnaast leveren ze ook energie als er overschotten zijn. Dit vraagt veel meer capaciteit in het elektriciteitsnet (en met name in de lagere netten) en vraagt ook om meer balanshandhaving.Door al deze veranderingen worden flexproducten belangrijker om de balans in het net te handhaven. Tegelijk zijn er minder conventionele centrales die deze flexenergie (hierna ‘flex’) kunnen leveren. Daarom wordt het normaler om windmolen- en zonneparken af te regelen, grotere batterijen (>10MWh) in te zetten en batterijen van elektrische auto’s gecombineerd met elkaar via slim laden flex te laten leveren. De flex wordt dus steeds decentraler geregeld met oplossingen die vaker gebruik maken van het Internet-of-Things (IOT). Het aantal deelnemers op deze markten neemt snel toe door nieuwe prijsprikkels. In de toekomst dragen steeds meer bedrijven, woonwijken en eindgebruikers bij aan deze zogeheten flexpools door op de juiste momenten hun energieverbruik te optimaliseren en daarnaast flex te leveren.
Dit geeft uitdagingen op het gebied van data (slimme meters), afrekenmodellen en tariefstructuren voor de consument die nu in de meeste gevallen nog via een vast of variabel contract een premie betaalt voor onbalans aan de energieleverancier. Ook grote energiebedrijven hebben behoefte aan meer flex in hun portfolio’s en combineren kleinere flex assets tot virtuele energiecentrales (Virtual Power Plants, VPP’s).Door al deze ontwikkelingen is de traditionele ordening van de energiemarkten niet meer geheel vanzelfsprekend en door de technologische vooruitgang staat de deur dus open om decentraler flexproducten, smart home oplossingen en nieuwe typen energiecontracten aan te bieden. Dit is een flinke uitdaging voor alle spelers in de markt. Uiteindelijk worden energiecontracten dynamischer geprijsd en worden vergoedingen voor het leveren van flex voor consumenten meer gemeengoed.
Nog meer behoefte aan flex: congestie in het distributienetwerk
Uiteindelijk moet de door BRP’s (Balance Responsible Parties) verhandelde elektriciteit worden getransporteerd naar de eindgebruikers. Dat gaat via het distributienet. Doordat het energielandschap radicaal verandert door intensiever gebruik (warmtepompen, opladen auto’s, zonnepanelen op daken van consumenten en bedrijven), blijken de kabels en onderstations van het elektriciteitsnet op sommige plaatsen niet genoeg capaciteit meer te hebben om de vraag aan te kunnen. Deze infrastructuur is niet zomaar ‘even’ uit te breiden. Het niet kunnen aansluiten van nieuwe gebruikers op het net voor de gevraagde energietransporten wordt ‘congestie’ genoemd. In onderstaande afbeeldingen is te zien waar er in Nederland congestie optreedt voor afname (vraag) en invoeding (aanbod). De congestie zet een rem op de energietransitie en economie. Dit zorgt ervoor dat nieuwe aanvragen voor bedrijven of wind- en zonneparken niet uitgevoerd kunnen worden voordat er ingrijpende netverzwaring (uitbreiding vermogen energienet door extra/zwaardere infrastructuur te realiseren) heeft plaatsgevonden. Dit heeft doorgaans een doorlooptijd van meerdere jaren.
Energie wordt dagelijks verhandeld via verschillende markten, zoals beurzen en bilaterale handel (zie artikel: “De energiemarkt”). Op bepaalde momenten van de dag is energie goedkoper en op andere momenten is er een piekvraag, waardoor de prijs omhoog gedreven wordt. Bij de handel in elektriciteit op de Day Ahead markt wordt geen rekening gehouden met de beschikbare transportcapaciteit, en in het bijzonder de distributienetten van netbeheerders als TenneT, Alliander, Enexis en Stedin. Aanname is namelijk dat er een “koperen plaat” is, in plaats van losse verbindingen met beperkte capaciteit, waardoor netcongestie geen probleem zou vormen. Zoals hierboven aangegeven zit het distributienetwerk in Nederland aan de maximale doorloop en moet er dus naast balans ook gezorgd worden voor een juiste verplaatsing van energie. De netten moeten met de stijgende vraag en aanbod beter gemanaged gaan worden en slimmer worden benut, zodat energie via de juiste banen kan blijven lopen en niet ‘vastloopt’.Eerdergenoemde oplossing, het verzwaren van onze netinfrastructuur, is op langere termijn een optie. Op korte termijn lukt dit niet door de daarmee gepaard gaande (tijds-)investeringen en een tekort aan technisch personeel. Om deze reden is er in Nederland een gezamenlijk initiatief van de netbeheerders, genaamd GOPACS opgezet met als doel om congestie op het elektriciteitsnet op een efficiënte manier te voorkomen. GOPACS is een open handelsmarkt die de mogelijkheid geeft aan marktpartijen om geld te verdienen met hun flexibele vermogen. Het komt erop neer dat opwek of verbruik op de ene plek wordt verminderd en op een andere plek wordt verhoogd om netcongestie te voorkomen. Vergelijk het met dichter bij huis gaan werken om files op de weg te vermijden, of er juist voor te kiezen om een dag thuis te werken. GOPACS verzorgt inzicht in de problemen en de financiële prikkel om ze op te lossen. Naast een manier om te handelen, zorgt een slim systeem er aan de achterkant voor dat de transacties van verschillende netbeheerders elkaar niet tegenwerken. Zo wordt voorkomen dat de oplossing voor de ene netbeheerder een probleem veroorzaakt in het net van een andere netbeheerder. Dit initiatief is, naast het verzwaren van netverbindingen, helaas nog niet genoeg om bovenstaande kaarten weer transparant te krijgen. Daarvoor moeten we in de toekomst nog meer doen.
De toekomst
Als we naar de toekomst kijken, wordt het dus duidelijk dat het energielandschap verschuift van een gemakkelijk te controleren energiemarkt, naar een wereld waarin alle partijen gelijktijdig produceren, afnemen en flex leveren. Het wordt decentraal en complex. Maar met de huidige technologische ontwikkelingen, zoals het Internet of Things, Machine Learning, introductie van prijsprikkels, congestieplatformen, en slimmer beleid, wordt het mogelijk om de energietransitie verder te versnellen. Alle bottlenecks waar we nu tegenaan lopen zijn uitdagingen die we met alle kennis in de wereld kunnen verhelpen.
Krachtwerk is actief bij al deze ontwikkelingen betrokken en beschikt over denk– en daadkracht om te helpen met het vinden van passende oplossingen. Meer weten? Neem dan contact op met ons.