MMIP 5

Het energiesysteem binnen de gebouwde omgeving in evenwicht

Missie
Dit MMIP draagt bij aan de missie ‘Een CO2-vrije gebouwde omgeving in 2050’. De nadruk van dit MMIP ligt op het tussendoel voor 2030 dat het energiesysteem in de gebouwde omgeving het mogelijk maakt om minimaal 20 procent van het lokale energiegebruik (inclusief EV) binnen de gebouwde omgeving duurzaam op te wekken.

Wat beoogt dit MMIP?
Dit MMIP is gericht op het komen tot een geïntegreerd energiesysteem binnen de gebouwde omgeving met optimale afstemming van de lokale schone energievraag vanuit bedrijven en burgers naar comfort, elektriciteit, warmte en mobiliteit. We gaan er daarbij vanuit dat lokale opwekking van elektriciteit uit zonnepanelen, lokale energieopslag, opwekking en distributie van lokale duurzame warmte en verschillende flexibiliteitopties zoveel mogelijk lokaal wordt ingezet ter dekking van het gebruik van elektriciteit, (elektrisch)vervoer en warmte, niet alleen op jaarbasis, maar ook op kwartier-, uur- en dagbasis en tussen seizoenen. De eindgebruiker speelt een sleutelrol in dit systeem en zal hierbinnen een actieve, meesturende rol spelen op basis van eigen behoeften en gericht op lagere kosten (zowel individueel als maatschappelijk). De gebouwde omgeving blijft weliswaar onderdeel van het (inter)nationale energiesysteem maar de relatie met het lokale energiesysteem zal van aard veranderen en de afhankelijkheid van het centrale systeem zal kunnen verminderen. Hoe meer energiestromen binnen de sector Gebouwde Omgeving kunnen worden opgewekt en direct kunnen worden gebruikt of opgeslagen, hoe meer ook het landelijke energiesysteem kan worden ontlast en onnodige kosten vermeden kunnen worden. Er wordt gewerkt aan de flexibiliteitscapaciteit die in 2030 nodig zal zijn.

Doelstellingen van dit MMIP

  • Dit MMIP is gericht op het ontwikkelen van oplossingen en op het faciliteren van het integraal energiesysteem met optimale afstemming van de lokale vraag met het aanbod van (duurzame) elektriciteit en warmte op zowel (zeer) korte termijn als op middellange en lange termijn. Dit onder andere door het flexibel koppelen van de sectoren.
  • Er wordt gewerkt aan de flexibiliteitscapaciteit, inclusief inzet van opslag, die in 2030 nodig zal zijn om met de gevolgen van het verminderde gasverbruik en met grotere fluctuaties in vraag en aanbod van energie om te gaan.

Deelprogramma’s en fasering innovatietraject
Wijk voor wijk wordt Nederland duurzaam. Ongeacht de diversiteit aan energieoplossingen in de wijk zal het energiesysteem toekomstbestendig en geïntegreerd worden gerealiseerd. Door met verschillende modellen en integrerende technologieën te werken kan straks aan deze uitdaging worden voldaan. Dit MMIP richt zich op de overall systeemaspecten, marktmechanismen en ruimtelijke inpassing.

Hiermee kan ook een bijdrage worden geleverd aan de grote systeemvragen. Volgens ECN is bijvoorbeeld het huidige energiesysteem, zonder grote aanpassingen, in 2030 niet meer in staat om in de flexibiliteitsbehoefte te voorzien. Naar verwachting komt dan 70 procent van de benodigde elektriciteit (op jaarbasis) uit duurzame bronnen en kan een overschot aan duurzame elektriciteit niet worden opgevangen door conventionele elektriciteitscentrales terug te regelen. Het gaat hierbij om waarden die zich gedurende kortere periodes per jaar voordoen: een paar uur tot een paar dagen per jaar.

De innovaties binnen dit MMIP richten zich op het overbruggen van de kloof tussen kennis- en systeemontwikkeling en grootschalige toepassing in wijken. Elektrificatie en inzet van duurzame warmtebronnen biedt ten opzichte van de nieuwe warmtevoorziening op korte termijn een handelingsperspectief voor gemeenten en burgers. De wisselwerking tussen de snel oprukkende elektrische auto’s en de verwachte groei van warmtepompen en buurtbatterijen vergt een andere uitwisseling en aansturing om binnen de gebouwde omgeving de balans te behouden en de kosten voor netverzwaring te beperken. Ruimtelijke inpassing voor de verschillende onderdelen van een lokaal energiesysteem, zoals buurtbatterijen en hybride toepassingen, kunnen leiden tot nieuwe planningsopgaven, complexe gebiedsprocessen en (financieel-economische en organisatorische) vraagstukken.
De meeste urgente kennis- en innovatievragen voor de komende periode zijn onderverdeeld in de volgende deelprogramma’s.

5.1 Lokale systeem-optimalisatie

5.2 Regelalgoritmen voor besparing energieoptimalisatie en sectorkoppeling (binnen gebouwde omgeving en glastuinbouw)

5.3 Data-architectuur en handelssystemen

5.4 Flexibiliteit en energieopslag

Positionering MMIP

Sectoren
Dit MMIP heeft betrekking op lokale overheden, netbeheerders, warmtebedrijven, energieleveranciers, programmaverantwoordelijke partijen, (MKB-)bedrijven voor diensten en technologie-oplossingen, de IT-sector en kennisinstellingen. Hierbij zal ook de ruimtelijke afweging een rol gaan speken, zeker in de ondergrond. 
Dit MMIP kijkt met een integrale bril naar lokale energiesystemen in de gebouwde omgeving, met een focus op wijk- en regionaal niveau, maar gaat niet in op de (technische) componenten van energieopwek, -transport en -vraag. Het gaat bij dit MMIP vooral om de systeemsamenhang met deze componenten (in de gebouwde omgeving, mobiliteit en industrie). Daarnaast zijn de lokale systeemvragen relevant in relatie tot de systeemvragen bij MMIP 13 ‘Een robuust en maatschappelijk gedragen energiesysteem’.

Sterktes en zwaktes kennispositie en positie bedrijfsleven
Van veel van de benodigde technologieën en modellen voor optimale systeemintegratie zijn de afgelopen jaren de ‘bèta-versies’ ontwikkeld en getoetst in proeftuinen. Deze technologieën en modellen zijn nu beschikbaar voor volledige integratie en opschaling door Nederlandse (MKB-) bedrijven. Het leggen van een sterkere verbondenheid en optimalisering tussen de sectoren (elektriciteit, warmte en mobiliteit) zowel voor duurzame opwekking als vraag vormt een nieuw kennisdomein. Nederland is sterk in data gedreven optimaliseren van het elektriciteitsnet, het inspelen op veranderende marktprijzen alsook referentie-architecturen.
In de wijk van morgen is de rol van de elektrische auto belangrijk voor opslag en balans, naast de flexibiliteit die thermische opslag en inzet vanuit de warmtetransitie biedt. Op het gebied van laadinfrastructuur voor elektrische auto’s is Nederland mede door de vroege stimulering van elektrisch vervoer wereldwijd toonaangevend. De gedegen en kwalitatief goede (ICT)technologie die hier mee is gemoeid wordt als basis gezien voor de integratie van andere verbruiks- en opslagsystemen in de gebouwde omgeving.

Samenhang met (bestaande) nationale en internationale agenda’s
Aansluiting wordt gezocht bij lopende programma’s als Aardgasvrije Wijken (BZK). Door samenwerking worden investeringen optimaal benut, en wordt vroegtijdig betrokkenheid van bewoners gezocht voor innovatie in technologie en benadering in een living lab omgeving. Diensten als flexibiliteit, systeemintegratie en elektrificatie hebben binnen de energiesector een hoge betrokkenheid van eindgebruikers, dat hoognodig is voor een succesvolle energietransitie. Het onderwerp sluit ook aan bij thema’s binnen Mission Innovation. Met een aantal IEA TCP wordt al samengewerkt, alsmede in verschillende EU-programma’s.

Innovatiesysteem en consortiumvorming
Met dit MMIP wordt de schaalvergroting gestart voor een optimaal energiesysteem in de gebouwde omgeving. Het is van belang dat de doelgroep (gemeenten, netbeheerders en betrokken bedrijfsleven) beter in beeld komt en de ruimte krijgt om met prototypes van geïntegreerde systemen te experimenteren. De doelgroep van de dienst ‘flexibiliteit’ zijn programmaverantwoordelijken en ‘aggregators’, netbeheerders voor hun congestiemanagement en de TSO voor het bewaren van de balans in de elektriciteitsvoorziening. Voor de koppeling tussen de sectoren zullen ook de mobiliteitssector en de warmtesector belangrijke spelers zijn binnen de te vormen consortia. Samenwerking wordt voorzien met de Topsectoren logistiek en Creatieve industrie.

Uw TKI Urban Energy-adviseur

Maarten de Vries, programmamanager smart energy systems, MMIP 5
 

Bron: Innoveren met een missie - Integrale kennis- en innovatieagenda voor klimaat en energie