“Wat gebeurt er als de vraag naar elektriciteit hoog is, maar de zon niet schijnt? Of andersom: hoe kan overtollige energie nuttig worden gebruikt? Als het aandeel van hernieuwbare energieën blijft groeien, zal de energie-optimalisering binnen de afzonderlijke energiesectoren die tot nu toe gebruikelijk was, niet meer voldoende zijn. In plaats daarvan zal het nodig zijn om energiesectoren zoals elektriciteit, aardgas, stadsverwarming en transport met elkaar te verbinden”, zegt Dr. Bernhard Klaaßen.

“Want in vergelijking met energieopslag in de vorm van bijvoorbeeld elektriciteit, is het in evenwicht brengen van opwekking en verbruik van energie door het verschuiven van de netbelasting, het gebruik van industriële afvalwarmte en thermische energieopslag veel kosteneffectiever en efficiënter.”

De ideale oplossing is dus de opgewekte hernieuwbare energie op grote schaal op te slaan en de productie en opslag van energie te coördineren. Dat is precies het doel van ES-FLEX-INFRA, een gezamenlijk project onder leiding van het Fraunhofer-instituut voor Algoritmen en Scientific Computing SCAI. Bernhard Klaaßen is projectleider. De hiervoor ontwikkelde software moet de energieleveranciers in staat stellen om de verschuivingen van de netbelasting en de integratie van opslagfaciliteiten in de stedelijke infrastructuur te analyseren en te exploiteren. Naast de Fraunhofer SCAI zijn de deelnemende bedrijven de Technische Universiteit van Keulen, Werusys GmbH & Co. KG en de Rheinische NETZGesellschaft mbH.

Duurzame energie slim opslaan

Ook in Nederland zoeken technici en wetenschappers naar oplossingen om duurzaam opgewekte energie op een slimme manier op te kunnen slaan. Daarbij moet volgens de Wageningen University en TNO in Delft vooral waterstof een grote rol gaan spelen. Op de Nationale Waterstofdag op 6 februari worden diverse waterstoftoepassingen in de praktijk getoond. Daarnaast gaan sprekers van de TU Delft, Shell, Ecorys, TNO, Alliander, het ministerie van EZ en Wageningen Universiteit & Research (WUR)  in op de kansen die waterstof biedt in het realiseren van de klimaatdoelstellingen.

Efficiëntie door Cross Energy Management

Een goed functionerende sectorkoppeling, het netwerken van verschillende energiesectoren, regelt ook de productie en opslag van warmte. Warmte wordt immers ook altijd opgewekt tijdens de productie van stroom en is veel meer dan alleen maar een “afvalproduct”. Zo’n geoptimaliseerd “cross energy management” is daarom een ideale combinatie van enerzijds elektriciteit en warmteproductie en anderzijds de best mogelijke opslag, distributie en benutting ervan. Hierdoor wordt de voorzieningszekerheid bij een breed gebruik van hernieuwbare energiebronnen aanzienlijk verbeterd en wordt de acceptatie ervan op de lange termijn vergroot. Als basis voor de ontwikkeling van ES-FLEX-INFRA werden niet alleen virtuele simulaties uitgevoerd. Er werden ook praktijksituaties onderzocht zoals die zich voordeden bij het netwerk van de Rheinische Netzgesellschaft.

Zo kwamen de onderzoekers op de volgende flexibiliteitsopties:

– Het gebruik van eerder ongebruikte warmte (afvalwarmte, stromen) met warmtepompen en warmteopslag of warmtenetwerken,
– het gebruik van overtollige elektriciteit voor de opwekking van methaan (stroom/gas) en het gelijktijdig gebruik van het hoge aandeel proceswarmte door middel van warmtekrachtkoppeling,
– het gebruik van methaan in gasnetten of opslagfaciliteiten, het gebruik in warntekrachtkoppelingen
– het gebruik van overtollige elektriciteit in elektrische mobiliteit of via power-to-gas in voertuigen die op aardgas rijden.

Behoefte aan opslag blijft groeien

“De behoefte aan opslag en andere flexibiliteitsopties zal blijven groeien. De energieomslag kan alleen efficiënt en economisch slagen als alles met elkaar in een netwerk wordt verbonden en er gebruik wordt gemaakt van synergieën op het gebied van laadstromen en opslag”, aldus Klaaßen. ,,Dat betekent dat niet alleen de elektriciteits-, verwarmings- en gassector, maar ook het transport, bijvoorbeeld door elektrische mobiliteit of door aardgas aangedreven voertuigen in dat netwerk gekoppeld dienen te zijn.”