Waarde van flexibiliteit

Flexibiliteit

De energievoorziening wordt meer en meer elektrisch. Warmtepompen en elektrische auto’s zullen de gasketel en de benzine- en dieselauto vervangen. En aan de steeds grotere behoefte aan elektriciteit en warmte wordt bovendien in toenemende mate voldaan met decentraal opgestelde duurzame elektrische energiebronnen. Dit stelt nieuwe uitdagingen aan de verbindende schakel: de elektriciteitsnetten. Inzet van flexibiliteit kan helpen om de elektriciteitsvoorziening stabiel te houden en overbelasting van elektriciteitsnetten te matigen.

De flexibiliteit van elektriciteit kan vormgegeven worden door een deel van de vraag naar elektriciteit te verschuiven, uit te smeren in de tijd of uit elektriciteitsopslag laten komen. TKI Urban Energy heeft twee kennisdossiers opgesteld over flexibiliteit. Dit kennisdossier gaat in op de waarde van flexibiliteit en richt zich op verschillende verdienmodellen bij het toepassen van flexibiliteit in de Gebouwde Omgeving. Een ander kennisdossier (‘het ontsluiten van flexibiliteit’) gaat in op het ontsluiten van flexibiliteit vanuit verschillende apparaten. De relatie tussen beide kennisdossiers is schematisch weergegeven in de volgende figuur.

relatie tussen kennisdossiers

In dit kennisdossier komen de volgende onderwerpen aan bod:

  • Expliciete waarde van flexibiliteit: handel in flexibiliteit
  • Impliciete waarde van flexibiliteit: dynamische tarieven en saldering
  • USEF - Universal Smart Energy Framework
  • Verdienmodellen en succesfactoren
  • Events en kennisdeling
  • Nieuwe projectideeën? Tips en aandachtspunten

In het rechter kader vindt u verschillende interviews, rapporten en video’s over de onderwerpen van dit kennisdossier.

Expliciete waarde van flexibiliteit: handel in flexibiliteit

Er bestaan verschillende ‘handelsplaatsen’ met verschillende doelen en spelregels waar verdiend kan worden aan flexibiliteit: de (inter)nationale groothandelsmarkt, balanceringsdiensten en lokale marktplaatsen voor congestiemanagement of lokale energiegemeenschappen. Verder is er ook nog de mogelijkheid om geld te verdienen door te reageren op onbalansprijzen; passief regelen genoemd.

 

Figuur 1. ‘Flexibility Value Chain’

 

Figuur 1. ‘Flexibility Value Chain’. Bron: ‘White Paper Energy and Flexibility Services for Citizens Energy Communities’, USEF, 2019.

Op de groothandelsmarkt verhandelen tussenpartijen (leveranciers, handelaren) en enkele individuele (grote) producenten en consumenten elektriciteit. De meeste elektriciteit is al eerder verhandeld, maar de day-ahead veiling (EPEX SPOT) en intradaymarkten (zoals EPEX SPOT, ETPA) zijn waardevol voor flexibiliteit: om verbruik te verplaatsen naar momenten met lage prijzen en juist te produceren bij hoge prijzen. De prijzen op de groothandelsmarkt worden bepaald door vraag en aanbod in Nederland en voor een deel ook daarbuiten door koppeling met buitenlandse markt. De elektriciteitsmarkten waren voorheen vooral voorbehouden aan de grotere spelers in de elektriciteitssector. Maar in de afgelopen jaren zijn ook verschillende nieuwe bedrijven opgestaan die in deze markt meedoen hun flexibiliteit – al dan niet geaggregeerd uit kleine porties – aan te bieden. Dat de markt zich ontwikkelt, toont ook het bedrijf ETPA, dat een alternatief handelsplatform heeft gestart dat laagdrempelige toegang biedt tot de elektriciteitsmarkt, juist ook voor bedrijven die kleinere hoeveelheden elektriciteit willen verhandelen.

Op de markten voor balanceringsdiensten kun je flexibiliteit beschikbaar stellen aan de landelijke netbeheerder TenneT en eventueel ook aan buitenlandse netbeheerders van transportnetten. Je kunt voor zowel je beschikbaarheid als je energielevering een vergoeding krijgen. Er zijn drie producten te onderscheiden die ieder zorg dragen voor een specifiek gedeelte van de balanshandhaving: FCR (primair reservevermogen), aFRR (secondair reservevermogen), en mFRR (tertiair reservevermogen).
Voor meer informatie over verschillende handelsmarkten en systeemdiensten, zie het document ‘
Flexibiliteit op de elektriciteitsmarkt’ van Movares.

De tijdshorizon van energiehandel en balanceringsdiensten verschilt. Op de intraday-markt wordt elektriciteit verhandeld op kwartier- en uurbasis. Voor de verschillende balanceringsdiensten gelden veelal kortere tijdsintervallen, zoals schematisch weergegeven in onderstaande figuur.

 

Figuur 2. ‘Tijdsframe van energiehandel en systeemdiensten voor balancering’. Bron: Sympower

 

Figuur 2. ‘Tijdsframe van energiehandel en systeemdiensten voor balancering’. Bron: Sympower.

De inzet van flexibiliteit voor congestiemanagement is bedoeld om de invoeding en afname van elektriciteit binnen de grenzen te houden van de beschikbare transportcapaciteit. Met de inzet van flexibiliteit kunnen netbeheerders voorkomen dat er storingen optreden dat zij hun netten moeten verzwaren. Over de ontwikkelingen op het gebied van congestiemanagement, zowel vanuit marktperspectief als vanuit de (wettelijke) kaders van de netbeheerders, schreef TKI Urban Energy eerder dit artikel.

Voor congestiemanagement bestond nog geen algemeen handelsplatformen. In de afgelopen jaren zijn er verschillende initiatieven gestart die als pilot of op kleine schaal flexibiliteit verhandelen om congestieproblemen te voorkomen. Daarvoor werd dan een separate lokale markt opgezet. Voorbeelden zijn het project OROSLINTERFLEX en de aanbesteding van Alliander in Nijmegen-Noord. Een overzicht van de ontwikkelingen op dit gebied is te lezen in het rapport ‘analyse lokale marktplaatsinitiatieven’ opgesteld door Ecofys in opdracht van RVO.nl voor de Topsector Energie, op verzoek van TKI Urban Energy. In februari 2019 lanceerden TenneT en de regionale netbeheerders Stedin, Liander, Enexis en Westland Infra gezamenlijk het netbeheerdersplatform GOPACS. Dit platform biedt grote en kleine marktpartijen de mogelijkheid om de inzet van flexibiliteit ook in te zetten voor het oplossen van congestie.

Ook het verhandelen van energie met buurtbewoners in een energiegemeenschap bevindt zich nog in een experimentele fase. Dit heeft onder andere te maken met het feit dat deze vorm van handelen belemmert wordt door de huidige wet- en regelgeving. Onder de experimenteerregeling van RvO zijn er echter op dit moment wel een paar projecten op dit gebied gaande. Ook krijgen energiegemeenschappen op Europees niveau steeds meer aandacht omdat deze expliciet zijn opgenomen in het Clean Package Deal van de EU.

Naast bovengenoemde producten is het ook mogelijk om te reageren op onbalansprijzen. Onbalansprijzen zijn de prijzen die TenneT rekent aan marktpartijen (balansverantwoordelijken) als zij bijdragen aan onbalans op het net doordat de productie en consumptie in het energieprogramma van de desbetreffende partij niet op elkaar afgestemd is. Enerzijds heeft flexibiliteit waarde voor marktpartijen die daarmee hun onbalanspositie kunnen verbeteren, anderzijds kun je ook passief bijdragen aan het herstel van de systeemonbalans. Dit laatste wordt passief regelen genoemd. Passief regelen vereist het slim reageren op de onbalansprijs, die per minuut maar met enige vertraging door TenneT wordt gepubliceerd, en heeft daarmee een speculatief karakter.

Impliciete waarde van flexibiliteit: dynamische tarieven en zelfconsumptie

Naast expliciete waarde op markten heeft flexibiliteit ook impliciete waarde door deze in te zetten voor optimalisatie achter de meter. Deze baten komen terecht bij de eindgebruiker zonder directe tussenkomst van een leverancier of aggregator. Op dit moment zijn er drie mogelijkheden voor het realiseren van de impliciete waarde van flexibiliteit: Variabel leveringstarief, Verhogen van zelfconsumptie, Aansluitcapaciteit beperken. De mogelijkheid om op dynamische nettarieven te reageren is ook een vorm van impliciete flexibiliteitsinzet, maar dit soort tarieven bestaan nog niet in Nederland.

Het is voor consumenten al mogelijk om een variabel leveringstarief te kiezen (o.a. EasyEnergy en EnergyZero). De leverancier koppelt het leveringstarief voor elektriciteit aan het moment van het gebruik. De leverancier dekt daarmee een deel van zijn inkooprisico af. Blijkt dat hij meer moet inkopen op piekuren kan hij ook meer in rekening brengen bij klanten met een variabel tarief. Dit biedt de consument transparantie en de mogelijkheid zijn energierekening te verlagen door zijn gedrag aan te passen. In 2017 heeft TKI Urban Energy aan CE Delft en ECN gevraagd om onderzoek te doen naar de waarde van flexibiliteit bij de kleinverbruiker, die ontsloten kan worden bij variabele leverings- en nettarieven. Dit leidde tot het rapport ‘Flexibiliseringsmechanismen in relatie met saldering’. In dit onderzoek wordt de waarde van flexibiliteit bij kleinverbruikers in kaart gebracht. Daarbij wordt tevens gekeken naar de impact van alternatieven voor saldering. De potentiële waarde van deze flexibiliteit wordt in beeld gebracht op niveau van kleinverbruik en op systeemniveau. Ten slotte wordt bekeken in hoeverre de voorgestelde flexibiliseringsmechanismen aansluiten bij het bestaande reguleringskader.

Het verhogen van zelfconsumptie is nog niet aantrekkelijk voor huishoudens, die gebruik kunnen maken van de salderingsregeling, maar wel al voor zakelijke consumenten. Vanaf 2023 zal de salderingsregeling in stapjes worden afgebouwd: elk jaar kunnen consumenten iets minder van hun opwek salderen. Het is nog niet precies duidelijk hoe snel het te salderen volume zal worden afgebouwd.

Consumenten betalen naast een tarief voor levering van elektriciteit ook een tarief voor het transport en de distributie van elektriciteit. Dit tarief bestaat voor een deel (of geheel) uit capaciteitsafhankelijke tarieven. Hierop kan bespaard worden door minder netcapaciteit te gebruiken (een lagere capaciteit van de aansluiting of een lagere piekvraag).  Het beperken van de aansluitcapaciteit (bijvoorbeeld via peak shaving) is nu al voor een beperkt aantal – met name zakelijke – consumenten in de gebouwde omgeving een interessante mogelijkheid. Met name voor kleinverbruikers met een aansluiting tot en met 3x25A is het capaciteitstarief laag in vergelijking met het beschikbaar vermogen van de aansluiting en kost de overgang naar een hogere capaciteitsklasse relatief veel.

USEF - Universal Smart Energy Framework

USEF is een raamwerk voor een marktmodel waarin de handel in flexibiliteit centraal staat. USEF beschrijft de taken, rollen en verantwoordelijkheden voor de betrokken partijen rondom de handel in flexibiliteit. Ook is USEF opgesteld volgens het "cyber security by design" principe. USEF was ontwikkeld in het SEC USEF project en is gedemonstreerd in meerdere pilotprojecten. Het raamwerk is gratis te downloaden op de USEF website.

Verdienmodellen en succesfactoren

De flexibiliteit vanuit verschillende apparaten kan (eventueel na aggregatie) gebruikt worden voor systeemdiensten of om te verhandelen via een marktplatform. In de afgelopen jaren zijn veel innovatieve oplossingen ontwikkeld die zich richten op het ontsluiten en/of verhandelen van flexibiliteit. Dergelijke oplossingen worden vaak een ‘IT-platform’ genoemd. Over de rol van verschillende soorten IT-platformen voor flexibiliteit schreef eerder USEF de white paper ‘Flexibility Platforms’.

In 2020 heeft TKI Urban Energy een rapport laten opstellen over de huidige kansrijke verdienmodellen. Hieruit kwam naar voren dat de intra-day markt op de korte termijn het meest lucratief kan zijn voor het aanbieden van flexibiliteit, omdat het verwacht wordt dat de volatiliteit van deze markt groeit nemen door de toename in onbestuurbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie. Het optimaliseren van apparaten in één huis, bijvoorbeeld via een energiemanagementsysteem, kan impliciete waarde genereren. Ook de mogelijke opkomst van congestiemarkten zou de businesscase voor flexibiliteit kunnen versterken. In hetzelfde rapport zijn ook zes kritische succesfactoren genoemd voor het creëren van waarde uit flexibiliteit, deze zijn weergegeven in onderstaande figuur.

Figuur 3. ‘Kritische succesfactoren voor het inzetten van flexibiliteit uit de gebouwde omgeveing’. Bron: Flexibiliteit in de gebouwde omgeving: wegwijzer voor ondernemers

 

Vanuit de Topsector Energie zijn verschillende projecten ondersteund die werken aan het verhandelen van flexibiliteit. Een noemenswaardig project is ‘Flexible Assets Bid Across Markets’ waar wordt gewerkt aan een slimme IT-dienst die flexibiliteit kan verhandelen op meerdere handelsplatformen, waarbij rekening wordt gehouden met de verdienmogelijkheden op verschillende momenten op verschillende markten. Een relevant project is OROSL waar TenneT en Vandebron via blockchain een koppeling maken tussen flexibiliteit van elektrische auto’s en de onbalansmarkt van TenneT, waarmee de toegang tot deze markt wordt vergroot.

Door het ontsluiten en verhandelen van flexibiliteit los van elkaar te ontwikkelen, wordt een lock-in voorkomen en kunnen verschillende typen, merken en soorten apparaten gekoppeld worden aan verschillende slimme energiediensten. Voor meer hierover, zie het kennisdossier ‘het ontsluiten van flexibiliteit.

Events en kennisdeling

In de afgelopen jaren organiseerden TKI Urban Energy en stichting Flexiblepower Alliance Network (gezamenlijk) verschillende event op het domein van flexibiliteit. Deze bijeenkomsten geven een goed beeld van de actuele thema’s op het domein van flexibiliteit. Van verschillende bijeenkomsten kunt u de (video)verslagen en presentaties terugkijken.

Nieuwe projectideeën? Tips en aandachtspunten

Er is behoefte aan innovaties die helpen bij het vergroten van de beschikbare flexibiliteit vergroten en aan nieuwe producten en diensten, waarmee deze flexibiliteit een waarde krijgt. Het is belangrijk om de resultaten van losse experimenten samen te brengen voor grootschalige implementatie. In het innovatieprogramma van TKI Urban Energy zal er daarom alleen nog subsidie geboden aan projecten die werken aan schaalbare, herhaalbare en integrale oplossingen.

Het onderwerp privacy wordt op dit gebied steeds belangrijker. Steeds meer kleinere producten, diensten en systemen zijn verbonden met het internet. Naast voordelen, brengt deze connectiviteit ook kwetsbaarheden met zich mee. Dit vraagt in toenemende mate om Security-by-design-oplossingen, waarbij cyber security wordt meegenomen vanaf het begin van het ontwerp proces. Aandacht voor cyber security is ook als randvoorwaarde toegevoegd aan het beoordelingskader van nieuwe innovatieprojecten. Voor experts in het smart energy domein heeft TKI Urban Energy een handreiking laten opstellen. De handreiking biedt een aanpak om in 7 stappen een breed gedragen risicoanalyse uit te voeren.

Heeft u een projectidee dat zich richt op het onderwerp van flexibiliteit? Zoekt u partners die op het domein van flexibiliteit bezig zijn? Of heeft u vragen over dit kennisdossier? Neem dan contact op met Maarten de Vries, programmamanager Smart Energy Systems bij TKI Urban Energy. Maarten is te bereiken via 06-16836490 en @email.

Over TKI Urban Energy

TKI Urban Energy is aanjager van energie-innovaties in de gebouwde omgeving en de infrastructuur. TKI Urban Energy vormt een netwerk van bedrijven, kennisinstellingen en (overheids)organisaties en faciliteert hen bij investeringen in en onderzoek naar energie-innovaties in woningen, gebouwen en woonwijken. TKI Urban Energy biedt deze partijen financiering, praktische begeleiding en een platform voor samenwerking en kennisuitwisseling. De focus ligt op thema’s uit het innovatieprogramma als zonnetechnologie, warmtepompen, smart grids en maatregelen die leiden tot vermindering van energieverbruik. Een snelle transitie naar een duurzaam, betrouwbaar en betaalbaar energiesysteem in de gebouwde omgeving en de infrastructuur is de inzet.