Onderwerp ‘Smart Grids’ groeit in urgentie en complexiteit

Nieuwsbericht |
Topsector Energie in gesprek
TKI Energie en Industrie
TKI Urban Energy
Systeemintegratie
|
frits verheij

Topsector Energie in gesprek met Frits Verheij, senior consultant energy transition bij TNO, bestuurslid van TKI Urban Energy en hij coördineerde TKI Switch2SmartGrids.

Frits was als kwartiermaker al vanaf het begin betrokken bij het Topconsortium voor Kennis en Innovatie (TKI) over Smart Grids, dat hij tot de integratie daarvan in TKI Urban Energy in 2015 coördineerde. TNO, en voorheen ECN (nu onderdeel van TNO), speelt als kennisinstelling ook in dit onderwerp en bijbehorende programmalijnen een centrale rol.

De energietransitie gaat zorgen voor grote veranderingen in vraag en aanbod van elektriciteit. Slimme netten worden gezien als oplossing om vraag en aanbod van elektriciteit honderd procent aan elkaar te kunnen blijven koppelen, zonder uitval. Frits Verheij: “Toen we begonnen ging het om 25 tot 30 gigawatt aanbod uit traditionele centrales en aan de vraagkant nog om beperkte aantallen elektrische warmtepompen of elektrische auto’s. Maar in aanbod gaan we naar een veelvoud in vermogen aan zon en wind, en in vraag naar misschien wel een miljoen warmtepompen en elektrische auto’s in 2030. Hoe ga je dat matchen?”

“Achteraf gezien waren we misschien wel te vroeg met dit type onderzoek. De urgentie voor het gebruiken van slimme oplossingen voor stroomnetten is nu veel groter,” constateert hij, terugkijkend op het werk onder het Topconsortium voor Kennis en Innovatie (TKI) Switch2SmartGrids. Dat startte met veel onderzoek naar algoritmes voor het flexibel afstemmen van vraag en aanbod, naar de IT-architectuur en naar standaarden voor de industrie. “We waren dus vooral technologisch georiënteerd, al hadden we toen ook wel al aandacht voor institutionele en sociale innovatie. Maar de urgentie is nu groter, en dat vraagt veel meer aandacht voor de ‘zachtere’ kant, de economische en maatschappelijke aspecten. De fysieke structuur van de netten is daarbij een voorwaarde, maar niet per se bepalend voor hoe de elektriciteitsmarkt er uit gaat zien.”

“Achteraf gezien waren we misschien wel te vroeg met dit type onderzoek. De urgentie voor het gebruiken van slimme oplossingen voor stroomnetten is nu veel groter.”

Toch heeft deze TKI zijn vruchten afgeworpen. Bijvoorbeeld: EFI wordt vertaald in de Europese S2-standaard, GOPACS is een instrument dat in gebruik is bij een handelsplatform om dreigende opstoppingen te voorkomen, en het Universal Smart Energy Framework (USEF) is in de praktijk al getest als standaard voor handelsafspraken in flexibiliteit.

Verbinden

Het onderwerp ‘Smart Grids’ was bij de start in 2012 heel pril. “Dan is alles wat je onderzoekt nieuw. Er gebeurde wel het een en ander bij universiteiten, TenneT en andere netbeheerders en bij ondernemers. Maar het ging om verschillende ‘ecosystemen’ voor elektriciteit, of voor IT, of voor diensten. Die communiceerden moeilijk met elkaar. Wij moesten die lagen verbinden, dus een compleet nieuw platform ontwikkelen. Daarin hebben we veel tijd gestoken.”

“We gingen aanvankelijk echt ‘het land in’, ook naar mkb en hogescholen. We vroegen aan iedereen: wat zijn jullie grote vragen, kijk eens een jaar of vijf vooruit? Theorie, modelvorming en praktijk brachten we daarmee bij elkaar. En wat bleek? We dachten voor de stroomnetten misschien toch te veel in nieuwe product/marktcombinaties: een aanbieder ontwikkelt een product, en de afnemers kopen dat. Maar de praktijk is ingewikkelder. Bijvoorbeeld: Hoe zorg je ervoor dat alle warmtepompen een goedkoop chipje krijgen ingebouwd zodat die gaan werken zodra er lokaal veel aanbod op het net is? Of dat een zonnepaneel tijdelijk levert aan een batterij, in plaats van aan het lokale elektriciteitsnet? Of hoe kan je je elektrische auto het goedkoopst opladen, en is de propositie aantrekkelijk genoeg voor klanten? Daar heb je de fabrikant voor nodig, de installateur, de bewoner, de netbeheerder, het energiebedrijf. Het gaat dus ook om institutionele en sociale innovatie.”

Flexibiliteit

Congestie is het kernwoord in het onderzoek naar slimme netten. De dreiging van congestie hangt al sinds jaar en dag boven het stroomnet. Congestie, ofwel ‘verstopping’, kan leiden tot black-outs. In Nederland hadden we daar weinig last van, maar die dreiging wordt groter naarmate vraag en aanbod minder op elkaar zijn afgestemd; dat zie je nu ontstaan. “We hebben nu dus veel meer oog voor de flexibiliteit in de vraag en het aanbod, hoe dit kan worden aangestuurd en of dat aantrekkelijk is voor een gebruiker. Dat speelt nationaal, maar zie ik ook op regionaal niveau terugkomen. Dat vraagt om digitalisering, maar ook om betrokkenheid van de consument. Dat biedt de netbeheerder veel kennis over wat er lokaal speelt. Als we die flexibiliteit willen ontwikkelen, moeten we bijvoorbeeld toe naar goedkope oplossingen in apparaten die zo meteen met honderdduizenden met het elektriciteitsnet kunnen communiceren.”

Trend

“Nu ligt de nadruk op modellen en analyses van ons energiesysteem. We rekenen uit hoe we grote hoeveelheden zon en wind kunnen inzetten. De trend in het veld van de slimme netten is nu om het fysieke deel, dus het ontwerp van de netten zelf, weer te verbinden met deze analyses, om het effect ervan mee te kunnen nemen in de modellering. En dat te koppelen aan ‘echte systemen en echte consumenten’. In de beginjaren van TKI Switch2SmartGrids hebben we zulke pilots al uitgevoerd, maar daarmee waren we toen dus nog iets te vroeg.”

“De trend is nu om het ontwerp van de netten zelf te verbinden met analyses, om het effect mee te nemen in de modellering. En dat te koppelen aan ‘echte consumenten’.”

TKI Switch2SmartGrids heeft een goede basis gelegd om op voort te kunnen bouwen. In de eerste jaren bracht het partijen bij elkaar, daarna werd er nog eens een slag gemaakt om kennis van verschillende oorsprong te integreren. “Toen we met drie TKI’s (Zon-PV, Energie in de Gebouwde Omgeving en Smart Grids) bij elkaar gingen zitten, kwamen we tot de conclusie dat we deze TKI-activiteiten moesten bundelen in TKI Urban Energy. We spreken nu van ‘smart energy’ waarin ook warmte een rol speelt, in zogenaamde hybride netten. Bovendien is er nu meer aandacht voor de maatschappelijke waarde van duurzame energietechnologieën.”

Het volgende interview verschijnt op 13 mei met Theo Rieswijk, Priva, partner in Slim en flexibel E-systeem.