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:

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

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

Impliciete waarde van flexibiliteit: dynamische tarieven en saldering

De elektriciteitsprijs bestaat uit twee componenten: de kosten voor geleverde energie (per geleverde kWh) en de kosten voor de gebruik van het net. Op dit moment is de energieprijs per kWh (nagenoeg) constant voor consumenten. Voor het netwerk betaalt de consument een vast bedrag per maand, waarvan een deel afhankelijk is van de capaciteit van de aansluiting, het zogenoemde capaciteitstarief. De introductie van de slimme meter biedt de leverancier de mogelijkheid om gedetailleerder te volgen hoeveel elektriciteit er op een bepaald moment wordt verbruikt. Meer complexe manieren voor het doorberekenen van energiekosten zijn daardoor mogelijk geworden.

Op de zakelijke markt zijn al jaren energiebedrijven actief die elektriciteit op basis van prijzen op de energiemarkt aanbieden. Bedrijven kunnen zo besparen door hun processen juist te laten lopen op momenten dat elektriciteit goedkoop is. Ook de consumentenmarkt begint langzaam te veranderen. Er zijn in 2017 twee energiebedrijven gestart (NieuweStroom en EnergyZero) die consumenten elektriciteit leveren op basis van tijdsafhankelijke prijzen.

Ook netbeheerders verkennen op dit gebied mogelijkheden om met een nieuw netwerktarief de energiegebruikers een economische prikkel te geven om het elektriciteitsnet efficiënt te gebruiken. Dat is met de beperkingen vanuit de Elektriciteitswet uit 1998 op dit moment nog niet mogelijk. De nieuwe Energiewet 1.0 zou die ruimte moeten creëren.

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.

Vanaf 2023 zal er nog een extra prijsprikkel ontstaan voor de inzet van flexibiliteit door het afschaffen van de salderingsregeling (na 1 januari 2023). Dat zal er voor zorgen dat er een businesscase ontstaat voor energieverbruikers om zelf opgewekte energie, bijvoorbeeld uit zonnepanelen op het dak, direct te gebruiken en/of voor later gebruik op te slaan op die momenten dat er teveel wordt opgewekt. Deze regel geeft een impliciete prikkel om het net te ontlasten met eigen opgewekte energie.

Expliciete waarde van flexibiliteit: handel in flexibiliteit

Naast de ‘impliciete’ verdienlijnen zoals saldering, zijn er ‘expliciete’ mogelijkheden om aan flexibiliteit te verdienen. Er bestaan verschillende ‘handelsplaatsen’ met verschillende doelen en spelregels waar verdiend kan worden aan flexibiliteit: de (inter)nationale energiemarkt, systeemdiensten en lokale marktplaatsen voor congestiemanagement of lokale energiegemeenschappen.

 

Figuur 1. ‘Flexibility Value Chain’

 

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

In het geval van de (intern)nationale energiemarkt  wordt flexibiliteit verhandeld als handelsartikel. Dat gebeurt vaak op de intra-daymarkt (de korte termijn handelmarkt), gezien de tijdshorizon waarop flexibiliteit valt te voorspellen. Deze markten worden gefaciliteerd door o.a. handelsplatforms zoals EPEX SPOT. 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.

Systeemdiensten zijn gericht op het toepassen van flexibiliteit voor het balanceren van het energiesysteem. Bij het in onbalans raken van het elektriciteitsnet beschikt TenneT over het zogenaamde regel- en reservevermogen om snel frequentieherstel en balanshandhaving uit te voeren. Door een bijdrage te leveren aan dit onbalanssysteem (via biedingen op een handelsplatform of via vaste contracten) kunnen bedrijven die deze mogelijkheid hebben geld verdienen of besparen.
Voor meer informatie over verschillende handelsmarkten en systeemdiensten, zie het document ‘Flexibiliteit op de elektriciteitsmarkt’ van Movares.

De tijdshorizon van energiehandel en systeemdiensten verschilt. Op de intraday-markt wordt elektriciteit verhandeld op kwartier- en uurbasis. Voor de verschillende systeemdiensten 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 OROSL, INTERFLEX 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.

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.

Aggregator en VPP’s

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’.

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.