Sinds enkele jaren is er een toenemend probleem met het elektriciteitsnetwerk in Nederland: netcongestie. Dit kan leiden tot stroomuitval, het niet kunnen terugleveren van zelf opgewekte stroom, en beperkingen bij nieuwbouw of uitbreiding van productiecapaciteit. Energiehubs worden voorgesteld als een mogelijke oplossing, vooral voor bedrijven. FTN en NETEX hebben opdracht gegeven aan het technologisch kenniscentrum TKT om de leden van de verenigingen nader te informeren over netcongestie en energiehubs.
Doelstelling
De doelstelling van het rapport is om de problematiek van netcongestie in Nederland te verduidelijken en mogelijke oplossingen hiervoor te beschrijven, met bijzondere aandacht voor energiehubs. Belangrijkste conclusie? Energiehubs kunnen zeker een oplossing zijn, maar lang niet voor iedereen, en lang niet in elke situatie. Je goed voorbereiden op mogelijke netcongestie is wel voor iedereen verstandig.
Elektriciteit in Nederland
Het elektriciteitsnetwerk in Nederland is een infrastructuur vergelijkbaar met het wegennet en het aardgasnet. Vanwege de energietransitie zullen er fundamentele en ingrijpende wijzigingen plaatsvinden in de huidige energie-infrastructuur. Netbeheer Nederland heeft onderzocht wat de toekomst van het elektriciteitsnetwerk zal zijn in 2030 en 2050. De belangrijkste conclusies zijn dat de infrastructuur fors moet worden uitgebreid, er een landelijk waterstoftransportnetwerk nodig is, en er flexibiliteitsmiddelen op grote schaal nodig zijn. De kosten en benodigde ruimte zullen sterk toenemen, en er is meer snelheid en een langetermijnperspectief nodig om de energietransitie efficiënt te laten verlopen. Nederland staat dus voor een grote opgave. Wat is nu de situatie precies?
Opbouw van het elektriciteitsnetwerk
Het elektriciteitsnetwerk is onderverdeeld in drie groepen:
- Hoogspanningsnet: Met een spanning > 110.000 Volt, bedoeld voor transport over lange afstanden en internationale aansluitingen. Dit zijn bovengrondse kabels.
- Middenspanningsnet: Met een spanning tussen 1.000 en 110.000 Volt, bedoeld voor transport tussen regio’s. In Nederland veelal ondergronds.
- Laagspanningsnet: Met spanning < 1.000 Volt, veelal 230 Volt, bedoeld voor kleinere gebruikers. De meeste afnemers zijn op dit net aangesloten.
Meten, berekenen en administreren transport- en aansluitcapaciteit
Het meten, berekenen en administreren van transport- en aansluitcapaciteit is een kerntaak van de netbeheerders. De maximale hoeveelheid elektriciteit die door een kabel getransporteerd kan worden, wordt bepaald door de diameter en het materiaal van de kabel. Het huidige elektriciteitsnetwerk in Nederland is in vele tientallen jaren opgebouwd, met een veelheid aan verschillende soorten kabels. Dat vereist een gedetailleerde administratie om de transportcapaciteit vast te stellen. De netbeheerders meten op vele punten de werkelijke capaciteit en hanteren capaciteitsprofielen van het verbruik. Indien er een situatie dreigt dat de werkelijke capaciteit hoger wordt dan de beschikbare capaciteit, is een netbeheerder verplicht om een congestieonderzoek te doen.
Vraag en aanbod elektriciteit nu
De afgelopen 15 jaar zijn elektriciteitsverbruik en -productie redelijk stabiel gebleven. Er is echter een grote verschuiving gaande van fossiele naar hernieuwbare bronnen. In 2005 was ongeveer 6% van de totale productie hernieuwbaar, in 2022 was dit gestegen naar 40%. De hernieuwbare bronnen zorgen voor toenemende variaties in de productie (volatiliteit), wat leidt tot fluctuaties tussen seizoenen, van dag tot dag en van minuut tot minuut. Ook de fluctuaties in de vraag naar elektriciteit nemen toe, met name door de groei van warmtepompen en elektrische voertuigen.
Vraag en aanbod elektriciteit: toekomstverwachtingen
Volgens TNO en TKI Energie en Industrie zal de vraag naar elektriciteit groeien van 120 TWh nu naar 190-210 TWh in 2030. Voor 2050 variëren de verwachtingen van 230 TWh tot 630 TWh. De totale finale vraag naar energie zal naar verwachting niet of nauwelijks toenemen, maar het relatieve aandeel van elektriciteit in de totale energievraag zal substantieel toenemen. Om de gevraagde hoeveelheid elektriciteit te produceren, zal de opwekcapaciteit flink moeten toenemen, met een grote dominantie van zon- en windenergie.
Elektriciteit en flexibiliteit
Bij de transitie naar een klimaatneutraal elektriciteitssysteem gaat het niet alleen om duurzaamheid, maar ook om betrouwbaarheid en betaalbaarheid. De ontwikkeling van het elektriciteitssysteem zal gekenmerkt worden door een snelgroeiende behoefte aan flexibiliteit. Er zijn diverse opties om flexibiliteit te creëren zoals flexibele stroomopwekking, handel met het buitenland, opslag van elektriciteit, vraagrespons, fossiel gestookte centrales met CO2-afvang, bio-energiecentrales, brandstofcellen met waterstof en kernenergie.
Wat is netcongestie en wat is de oorzaak?
Netcongestie ontstaat wanneer de vraag naar elektriciteitstransport groter is dan de capaciteit van het netwerk. Dit wordt veroorzaakt door de groeiende volatiliteit van zowel vraag als aanbod van elektriciteit in combinatie met transport over grotere afstanden. Vroeger werd alle energie centraal geproduceerd, maar nu wordt er veel meer decentraal opgewekt.
Wat doen overheden en netbeheerders om netcongestie op te lossen?
De overheid en netbeheerders werken aan oplossingen zoals sneller realiseren van netuitbreidingen, beter benutten van het net, en vergroten van de flexibele capaciteit. Er zijn echter diverse knelpunten die de uitvoering van netuitbreiding en -verzwaring vertragen, zoals gebrek aan coördinatie, lange looptijden, gebrek aan personeel en materialen, en financiering.
Wat kunnen gebruikers doen om netcongestie op te lossen?
Bedrijven kunnen verschillende maatregelen nemen om netcongestie te verminderen.
- Inzicht: Gedetailleerd inzicht krijgen in de eigen energiesituatie. Het verkrijgen van inzicht is voor iedere gebruiker nuttig. Alleen al om te bepalen hoe groot de kans is dat netcongestie een probleem wordt.
- Energiebesparing: Implementeren van energiebesparende maatregelen en eigen opwekking.
- Energiesturing: Real-time aanpassing van energieverbruik door een Energie Management Systeem (EMS).
- Elektriciteitsopslag: Overschotten aan elektriciteit opslaan in batterijen.
- Elektriciteitsconversie: Overschotten omzetten naar andere energievormen zoals warmte of waterstof.
- Capaciteitsbeperkend contract: Flexibel aanpassen van elektriciteitsverbruik op basis van beschikbare capaciteit op het net.
- Cable pooling: Combineren van verschillende energiebronnen met één netaansluiting.
- Directe lijn: Elektriciteit direct aan een grootverbruiker leveren zonder gebruik van het algemene elektriciteitsnet.
- Groepscontracten: Meerdere bedrijven spreken gezamenlijk een contractvermogen af met de netbeheerder, ook bekend als energiehubs.
Wat is een energiehub?
Energiehubs zijn lokale netwerken waarin opwek, opslag en verbruik van energie onderling worden afgestemd. Ze kunnen helpen om netcongestie te verminderen en daardoor de energietransitie te bespoedigen. Energiehubs bevinden zich nog in een ontwikkelfase, maar er zijn diverse pilots uitgevoerd en gaande. Een energiehub biedt voordelen zoals meer inzet van duurzame energie, betere benutting van het elektriciteitsnetwerk en kostenbesparingen door gezamenlijke inkoop en voorzieningen.
Wat is het voordeel van een energiehub?
- Duurzaamheid: Meer inzet van duurzame energiebronnen en betere benutting hiervan.
- Kostenbesparing: Verlaging van energiekosten door efficiënter gebruik van lokaal opgewekte hernieuwbare energie.
- Betere toegang tot het netwerk: Meer vermogen beschikbaar en betere toegang voor nieuwkomers op het netwerk.
- Flexibiliteit: Snellere manier om aan meer netcapaciteit te komen dan wachten op netuitbreiding door de netbeheerder.
Hoe kan een energiehub opgezet worden en wat zijn de belangrijkste eisen?
Het opzetten van een energiehub vereist zorgvuldige planning en coördinatie. Er moet worden vastgesteld of er behoefte en belangstelling is, en of een energiehub daadwerkelijk gerealiseerd kan worden. Belangrijke eisen zijn ruimtelijke inpasbaarheid, vergunbaarheid, wet- & regelgeving, een rendabele business case, bereidheid tot investeren en een bewezen technische oplossing.
Implementatieproces van een energiehub
Het opzetten van een energiehub, vanaf de verkenning tot en met de operationele fase, kan anderhalf tot drie jaar in beslag nemen. Het proces kan worden samengevat in een roadmap of koersdocument. Het is belangrijk om te beginnen met een verkenning van de behoefte en belangstelling voor een energiehub. Vervolgens moet worden bepaald of een energiehub daadwerkelijk gerealiseerd kan worden. Dit vereist een sterke regie om te komen tot de benodigde aanpassingen en investeringen. Een goede start kan zijn om te gaan samenwerken door het oprichten van een juridische entiteit, zoals een ontwikkelbedrijf, die de regie voert. Deze kan later overgaan in een realisatiebedrijf en/of een lokaal energiebedrijf.
Conclusie
Netcongestie is een complex probleem dat vraagt om zowel centrale als lokale oplossingen. Energiehubs bieden een veelbelovende oplossing, maar vereisen een goede regie, planning en investeringen. Door samen te werken en gebruik te maken van innovatieve oplossingen kunnen bedrijven en netbeheerders bijdragen aan een duurzame en betrouwbare energievoorziening in Nederland.
Het volledige rapport is voor de leden van FTN en Netex gratis op te vragen bij het secretariaat van de verenigingen. ■
