Technisch kan het allemaal, maar voor de mens is het lastig: elektriciteitsmarkten moeten kleiner en dynamischer worden

By Team IO

Onze huidige energiesystemen kampen met twee grote gerelateerde problemen: congestie van het elektriciteitsnet en een mismatch tussen vraag en aanbod. Met de overstap naar kleinere, lokale elektriciteitsmarkten (LEM’s) zouden we niet alleen deze problemen kunnen oplossen, maar tegelijkertijd de energietransitie faciliteren en energie voordeliger maken voor iedereen. TU/e-onderzoeker Sjoerd Doumen stelde zich de vraag: zijn we klaar voor de implementatie van LEM’s? Eerder deze maand pronoveerde hij op de resultaten van zijn speurwerk.

Om maar meteen met de conclusie te beginnen: “In technisch opzicht ijn we helemaal klaar voor de implementatie van LEM’s, maar als mens nog niet helemaal”, weet Doumen. Om het tot een succes te maken, moet er eerst meer aandacht komen voor het menselijke aspect, stelt hij. In zijn onderzoek laat hij zien hoe we dat kunnen aanpakken en hoe deze kleinere markten zouden kunnen werken. “Of dat in de praktijk precies zo eruit komt te zien weet ik niet, maar één ding is zeker: we hebben geen keus, we móéten wel die kant op.”

De huidige energietransitie van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie creëert twee grote uitdagingen. Ten eerste leidt de opkomst van decentrale energieopwekking zoals zonne- en windparken en van apparaten zoals warmtepompen en elektrische voertuigen tot overbelasting van het stroomnet, ook wel netcongestie genoemd. Het tweede probleem is een mismatch tussen vraag en aanbod door de onvoorspelbare aard van hernieuwbare energiebronnen. “Vroeger ging gewoon een gasturbine aan of uit”, vertelt Doumen. “Nu zijn we – en in de toekomst nog meer – afhankelijk van hoeveel wind en zon er is, en of het bewolkt is of niet. Dat maakt het matchen tussen vraag een aanbod lastiger.” 

Strakke planning, een financiële horizon tot 2050 en actief in de hele keten: zo gaat Voltgoed de netcongestie te lijf

Netcongestie – het elektriciteitsnet zit zo vol dat er opstoppingen ontstaan – raakt elk nieuw industrieterrein, elke gewenste bedrijfsuitbreiding en zelfs woningbouwprojecten lopen risico.

Beter inspelen op de markt

Een mogelijke oplossing voor deze problemen is de overstap naar kleinere, lokale elektriciteitsmarkten (LEM’s), stelt Doumen in zijn proefschrift. “Op dit moment wordt elektriciteit op een nationaal niveau verhandeld, met grote energieleveranciers zoals Essent”, legt hij uit. “Die kopen elektriciteit op een heel hoog niveau in en verdelen deze vervolgens onder een hoop eindgebruikers. Het idee is om het langzaam door steeds kleinere partijen te laten doen en op een meer lokaal niveau. Binnen LEM’s zouden we via een betere participatie van eindverbruikers beter kunnen inspelen op de markt. Zo zouden we bijvoorbeeld slimmer gebruik kunnen maken van zonnepanelen en ons energieverbruik beter kunnen spreiden om pieken te voorkomen.”

Er zijn al veel pilots gedaan die laten zien dat je lokaal energie met elkaar kunt delen en dat dat veel voordelen kan opleveren. Toch is dit concept nog nauwelijks in de praktijk uitgevoerd. De grote vraag die Doumen probeerde te beantwoorden is daarom: zijn we klaar voor de implementatie van LEM’s? In zijn proefschrift heeft hij aanbevelingen en vereisten geformuleerd die een succesvolle implementatie moeten faciliteren. Daarbij hield hij rekening met het perspectief van zowel eindverbruikers als verschillende stakeholders zoals netbeheerders en energieleveranciers. “Geld is een belangrijke stimulans. Om iedereen mee te krijgen moet daarom iedereen van zo’n systeem kunnen profiteren”, stelt hij.  

Netcongestie: op Brainport Industries Campus lossen ze het zelf op

Het elektriciteitsnet in Brabant zit – net als in de rest van het land – nagenoeg vol.

Bandbreedte

Een van de voordelen van LEM’s is dat je er een lokale prijscomponent in kunt bouwen, zoals een dynamisch tarief dat gebaseerd is op lokale omstandigheden. Een voorbeeld daarvan is het bandbreedtemodel, waarbij je piekverbruik in een bepaalde periode bepaalt wat voor netwerktarief je betaalt. Is je verbruik hoger dan afgesproken, dan geldt er een ander tarief.

“Op sommige plaatsen worden er nu proeven mee gedaan. Zo mag je bijvoorbeeld ’s avonds niet meer dan zoveel watt verbruiken, anders moet je extra veel betalen”, vertelt hij. “Je kunt dan nog wel bijvoorbeeld koken, maar het is niet genoeg om je elektrische auto op te laden.” Zo word je aangemoedigd om dit buiten de piekuren te doen en wordt het energieverbruik op die manier beter over de hele dag verspreid.

“Nu bouwen we het net voor twee momenten per dag – ‘s ochtends als we opstaan en ‘s avonds als we thuiskomen”, zegt hij. “En deze pieken worden alleen maar groter, dus zo kan het gewoon niet langer.” Je kunt het net uitbreiden om die pieken op te vangen, maar dat is geen slimme oplossing. “Het is alsof je extra rijstroken op de Franse snelwegen zou aanleggen voor de twee zwarte zaterdagen per jaar”, aldus Doumen. “We moeten juist die twee enorme pieken naar beneden gaan brengen, dan ontstaat er opeens veel meer ruimte.”

Een Local Energy Hub als concrete oplossing van netcongestie in Hapert – en vervolgens in de rest van het land

Stel je voor: je bouwt een nieuwe fabriek en maakt die – vanzelfsprekend – zo duurzaam mogelijk.

Meer flexibiliteit

Met de implementatie van lokale elektriciteitsmarkten moet er ook meer flexibiliteit komen, stelt Doumen in zijn proefschrift. “Stel dat ik bijvoorbeeld mijn auto aan het laden ben, maar er komt bewolking aan. Dan zou iemand aan mij kunnen vragen om te stoppen en mij daar een kleine vergoeding voor geven.”

Ook het salderen – oftewel het verrekenen van de energie die eigenaren van zonnepanelen kopen bij een energieleverancier met de energie die ze terugleveren – moet volgens hem flexibeler worden. “Als je nu een contract afsluit, neem je energie af van een leverancier en deze koopt je energie weer van je af. Daar moet meer flexibiliteit in komen, zodat je meer keuze hebt en het ook aan een andere partij kunt verkopen”, aldus Doumen. “De nieuwe Energiewet gaat hier ook over.”  

Een autonoom, lokaal vangnet om netcongestie te voorkomen, waardoor een groter maximaal vermogen mogelijk wordt

De toenemende elektrificatie in de samenleving leidt tot hogere piekbelastingen op het elektriciteitsnet.

Bouwen aan vertrouwen

Een belangrijk aandachtspunt bij de implementatie van LEM’s is het gebrek aan vertrouwen bij mensen, ontdekte Doumen. “Mensen willen zekerheid en daarom hebben ze liever een vast in plaats van een dynamisch tarief.” Volgens hem moet er daarom eerst aan dat vertrouwen gebouwd worden om mensen mee te krijgen. “Je moet goed met ze overleggen en aan ze uit gaan leggen waarom het zo belangrijk is en dat iedereen er beter bij af is.” Uiteindelijk moeten we allemaal naar een meer dynamisch systeem, is zijn overtuiging. Dat is namelijk veel slimmer én goedkoper. “Een vast contract voor drie jaar is gewoon niet meer van deze tijd.”  

Het lastige hieraan is dat de voordelen van een dynamisch systeem niet altijd goed inzichtelijk zijn. “Het is een beetje zoals met de coronapandemie. Je neemt maatregelen, en toch zie je het aantal besmettingen nog steeds langzaam stijgen, dus het lijkt alsof de maatregelen geen effect hebben”, vertelt de promovendus. Dat kan demotiverend werken. “Hetzelfde zie je bij energieprijzen. Deze gaan sowieso stijgen, maar minder hard dan wanneer we niets doen.”