Netcongestie en de energie transitie
Energie | In de 21e eeuw kunnen we niet zonder. Tsjechisch-Canadese wetenschapper Vlacav Smil rekende eens uit dat elke inwoner uit een hedendaags welvarend land jaarlijks 800 kilo ruwe olie voor zich laat werken. Druk dit uit in termen van lichamelijk arbeid, en de persoon in kwestie zou 200 tot 240 volwassenen non-stop, dag en nacht voor zich hebben werken. Het bereiken van deze welvaartsstandaard is mogelijk gemaakt door één continue activiteit: het opstoken van fossiele brandstoffen om zo onze geïndustrialiseerde samenleving op gang te houden. De gevolgen hiervan weten we inmiddels. Om deze eeuw de CO2-uitstoot omlaag te krijgen, is de overstap van fossiele brandstoffen naar duurzame vormen van energieproductie – een energietransitie – nodig. Echter vraagt de energietransitie om meer dan alleen het vervangen van fossiele bronnen.
Sjoerd de Boer
Gepubliceerd op 8-1-2023
Netcongestie remt de overstap naar duurzame energie
We zijn namelijk niet klaar voor de overstap naar duurzaam opgewekte energiebronnen. De huidige energie-infrastructuur is onvoldoende voorbereid. Duurzaam opgewekte energie brengt namelijk op twee manieren meer druk op het Nederlands elektriciteitsnetwerk. Ten eerste komt er veel meer elektriciteit bij. Waar we nu nog grotendeels onze huizen warmen en koken op gas (dat via aparte leidingen de gebouwen binnenkomt), worden veel nieuwe huizen verwarmd met elektrische radiatoren of elektrische vloerverwarming en wordt er elektrisch gekookt. Ook de vervoerssector stapt af van de fossiele brandstoffen met de definitief doorgebroken elektrische auto.
Duurzame energie leidt weer tot netcongestie
Met al deze nieuwe technologieën die elektriciteit nodig hebben, neemt de hoeveelheid elektriciteit op het netwerk sterk toe. Op veel plekken ontstaat zogenaamde ‘netcongestie’; plekken waar het net zo vol is dat zowel vraag- als aanbodkant geen deel aan de markt kan nemen. In 2021 werd al duidelijk dat de groeiende vraag naar elektriciteit en de snelle opkomst van duurzaam opgewekte energie tot congestie op het elektriciteitsnet leidt. Verbruikers konden niet altijd de hoeveelheid stroom krijgen die ze zouden willen, en ook producenten van wind- en zonnestroom kwamen in de problemen doordat ze hun opgewekte stroom niet goed op het net kwijt konden. Congestie in het elektriciteitsnet plaagt momenteel vooral de landelijke, dunbevolkte gebieden waar in de afgelopen decennia weinig vraag was naar elektriciteit. Omdat in deze dunbevolkte gebieden de grond relatief goedkoop is, is het juist hier waar de afgelopen jaren veel zonneparken gebouwd zijn. Energie van A naar B brengen is daarmee niet meer vanzelfsprekend.
Groen maar instabiel: duurzaam opgewekte energie
De uitdaging om de snel toenemende hoeveelheid elektriciteit op het net in goede banen te leiden, wordt bemoeilijkt door de instabiele energieaanvoer vanuit duurzame energiebronnen. Op momenten van veel zon en veel wind krijgt het elektriciteitsnet het extra te verduren. De volatiliteit van weersafhankelijke energiebronnen zoals zon en wind zet de capaciteit van het huidige elektriciteitsnetwerk in Nederland daarmee verder onder druk. Netcongestie is daarmee een tweedimensionaal probleem geworden omdat het – naast ruimtelijke congestie – ook in tijd vraagt het om een dynamische structuur. Op momenten van veel aanbod moet energie worden opgeslagen zodat het kan worden ingezet op momenten van veel vraag. Grote hoeveelheden plaatselijke batterijopslagsystemen zullen de groeiende schommelingen – inherent aan zon en windenergie – in het elektriciteitsnetwerk moeten opvangen. Batterijopslag is bovendien een vereiste om het toenemende risico op stroomuitval te voorkomen. Hoe meer elektriciteit we opwekken uit zon en wind, hoe groter het risico dat woonwijken en industriegebieden zonder stroom komen te zitten als er onvoldoende wordt opgewekt.
Lessen uit Duitsland
De consequenties wanneer we bovenstaande uitdagingen niet het hoofd kunnen bieden, zijn momenteel goed zichtbaar in buurland Duitsland. Daar dreigt continu overbelasting van het elektriciteitsnet als er veel zonne-energie is en het hard waait. Duitsland ‘dumpt’ daarom regelmatig overtollige groene stroom in buurlanden zoals Nederland. Deze stroom wordt ver onder het markttarief of zelfs gratis weggegeven om maar ruimte op het elektriciteitsnet te krijgen. Gratis klinkt misschien goed maar het dumpen van overtollige stroom werkt verstorend op de Nederlandse energiemarkt. Bovendien is het een kwestie van tijd voordat dumpen niet meer kan omdat buurlanden zelf meer groene stroom gaan opwekken. Het onhandige alternatief is het stilleggen van windmolens en het afschakelen van zonnepanelen.
De toekomst is elektrisch en gedecentraliseerd
De uitdagingen zijn duidelijk. Om de energietransitie in Nederland überhaupt te laten slagen, is het nodig oplossingen te implementeren waarmee de snelgroeiende vraag naar (duurzaam opgewekte) elektriciteit kan worden bediend. Hiermee vorkomen we dat het Nederlandse elektriciteitsnet bezwijkt onder de gevolgen van netcongestie. Doorgaan op de manier zoals we altijd gedaan hebben is geen optie. Meer en meer zullen we naar een maatschappij moeten waarbij elektriciteit lokaal wordt opgewekt, opgeslagen, en verbruikt.
Door – naast windmolens en zonnepanelen – ook batterijopslagsystemen op het net aan te sluiten, kan overtollige energie die wordt opgewekt door zonne- en windenergie worden opgeslagen en gebruikt wanneer deze energiebronnen niet beschikbaar zijn. Dit helpt om de levering van elektriciteit gelijkmatiger en consistenter te maken, wat belangrijk is voor de stabiliteit van het elektriciteitsnet. Bovendien kan batterijopslag worden ingezet om de behoefte aan piekcentrales, die worden gebruikt om pieken in de vraag naar elektriciteit op te vangen, te verminderen. Deze centrales worden meestal aangedreven door fossiele brandstoffen en worden alleen aangezet bij een grote vraag naar elektriciteit. Door overtollige hernieuwbare energie op te slaan in batterijen, kan deze worden gebruikt om aan deze pieken in de vraag te voldoen, waardoor de behoefte aan vervuilende piekinstallaties wordt verminderd. Batterijopslag lijkt hiermee een essentieel hulpmiddel om hernieuwbare energiebronnen in het elektriciteitsnet te integreren. Lees hier meer over lokaal stroom opwekken en opslaan op bedrijfslocaties.