Openbaar Eindrapport Smart Storage

Transcriptie

1 Openbaar Eindrapport Smart Storage De eerste buurtbatterij van Nederland Tijdelijke Energieregeling Markt en Innovatie / EOS Demonstratieprojecten Dit project is uitgevoerd met subsidie van het Ministerie van Economische Zaken, regeling EOS: Demonstratie uitgevoerd door Rijksdienst voor Ondernemend Nederland. 1

2 Dit project is uitgevoerd met subsidie van het Ministerie van Economische Zaken, regeling EOS: Demonstratie uitgevoerd door Rijksdienst voor Ondernemend Nederland. Projectnummer: DEMO Projecttitel: Pilot Smart Storage Penvoerder: Enexis Projectpartners: Alliander, ECN, TNO Looptijd: t/m Dit rapport is digitaal gratis beschikbaar op aanvraag bij Enexis. Contactpersonen: Robert de Groot Sander Schouwenaar 2

3 Inhoudsopgave Samenvatting Inleiding Doelstelling Werkwijze Projectpartners... 9 Enexis... 9 Alliander... 9 ECN TNO Projectfasering Projectorganisatie Resultaten De bijdrage aan de duurzame energiehuishouding: technologische aspecten De bijdrage aan een duurzame energiehuishouding: economische ontwikkelingen De verwachting voor verdere marktintroductie Samenwerking en kennisoverdracht De bijdrage aan de innovatie ten opzichte van de huidige stand van de techniek in Nederland 15 5 Conclusies Referenties Overige wetenschappelijke publicaties Bijlage A: Overzicht persuitingen aangaande het EOS Demos project Smart Storage

4 4

5 Samenvatting Met het project Pilot Smart Storage heeft het consortium bestaande uit Enexis, Alliander, ECN en TNO succesvol gedemonstreerd dat met een slim elektriciteitsopslagsysteem (Smart Storage Unit) het mogelijk is om een grotere hoeveelheid duurzame energiebronnen in het net te integreren, op een zodanige manier dat dit leidt tot een optimale inpassing van het aanbod van decentrale duurzaam opgewekte elektriciteit en een betere uitnutting van de capaciteit van het net. Het project draagt daarmee bij aan het realiseren van 3 doelstellingen: Het handhaven van de vermogensbalans bij een toenemende mate van duurzame energieproductie. Functionaliteit om op basis van de verwachte duurzame productie te laden of te ontladen. Het waarborgen van de betrouwbaarheid van het net. Functionaliteit voor autonome energielevering, waarmee tijdelijke eilandbedrijf mogelijk is (microgrid). Het optimaal benutten van het bestaande net vanwege de toenemende omvang en variabiliteit van de energiestromen. Functionaliteit om te laden of ontladen op basis van de gemeten frequentie en netspanning. Middels de realisatie van het slimme opslagsysteem in Etten-Leur heeft het consortium een belangrijke stap gemaakt in de ontwikkeling van schaalbare, inpasbare technologische oplossingen voor opslag op MS/LS-netvlakken. Niet alleen is het consortium in staat gesteld te demonstreren dat opslag van elektrische energie met diverse functionaliteiten mogelijk is, het heeft hiermee essentiële kennis opgedaan over inpassing van een dergelijk systeem in de dagelijkse bedrijfsvoering. Ten gevolge hiervan heeft dit project heeft dan ook geresulteerd in brede belangstelling vanuit de sector en daarbuiten (zie hiervoor ook Bijlage A en B). Inmiddels zijn er diverse fabrikanten die dergelijke geïntegreerde systemen leveren, echter m.b.t. compactheid spant de SSU nog steeds de kroon. Het aantal kwh capaciteit en kw vermogen per vierkante meter footprint is nog steeds de hoogste in de industrie. Er is er voorlopig echter geen grote marktintroductie van batterijopslag in het distributienet door netbeheerders te verwachten. Zowel de economische, beleidsmatige en technische omstandigheden zullen hiervoor sterk moeten veranderen. De kostprijs van batterij opslag systemen is een veelvoud van de referentietechnologie (vanuit netbeheerders perspectief), nl. netverzwaring. Uit dit project blijkt dat een netverzwaring in de Nederlandse situatie een factor 7-10 goedkoper is (over de levensduur van 60 jaar) dan batterij 5

6 opslag. Opslag is relatief duur en er is hiermee weinig noodzaak tot het hebben van opslag in de sterke distributienetten zoals die in Nederland aangelegd zijn. Vanuit technisch oogpunt is er zeker herhalingspotentieel om dergelijke storage units in het distributienet te plaatsen. Mits voorzien van een goede laadstrategie, kunnen zowel netverlies reductie als piekreductie gerealiseerd worden. Netverliezen zullen dalen, maar dat wordt gedeeltelijk teniet gedaan door de verliezen in het batterij systeem. Echter bij een (realistisch haalbare) gemiddelde efficiëntie van 87%, wegen de vermeden verliezen al op tegen de verliezen in het batterijsysteem. In het geval van peak-shaving blijken piekreducties behaald te kunnen worden tot 15%. Batterij opslag systemen kunnen dus ingezet worden om piekbelasting van transformatoren significant omlaag te brengen en daarmee noodzakelijke investeringen in het laag- en middenspanningsnet uit te stellen. Beleidsmatig gezien zijn er daarbij ook nog enkele belangrijke beperkingen die de introductie van grootschalige opslagsystemen beperken. Allereerst biedt het huidige beleid onvoldoende mogelijkheden voor een netbeheerder om opslagsystemen in bedrijf te nemen en te beheren. Er dient voor opslagsystemen duidelijkheid te komen over de taak- en rolverdeling van netbeheerder of leverancier. Om de business case voor opslag mogelijk te maken is alleen efficiënt netbeheer onvoldoende voordelig. Zorg daarom voor nieuwe business modellen door bijvoorbeeld dynamische tarifering toe te passen, waardoor ook de flexibiliteit van een dergelijk systeem als waarde ontsloten kan worden. 6

7 1 Inleiding De energievoorziening in Nederland verandert. De emissie van CO 2 neemt alsmaar toe en is een belangrijke veroorzaker van milieuproblemen. Een duurzame energiehuishouding is onmisbaar om in de toekomst milieuproblemen tegen te gaan. De ambitie van de Nederlandse overheid is om in 2020 een aandeel van 20% hernieuwbare energie te realiseren onder andere door toenemend gebruik van duurzame energiebronnen. Een toename van duurzame energiebronnen (zoals windenergie en zonne-energie) brengt met zich mee dat het aandeel intermitterende energie productie technologieën zal groeien. Deze technologieën en de inpassing hiervan in het bestaande energiesysteem brengen uitdagingen en kansen met zich mee ten aanzien van het transport en de distributie van elektriciteit. Anderzijds is elektriciteit onmisbaar in de moderne samenleving en krijgt een steeds prominentere rol in het dagelijks leven. De elektrificatie van steeds meer toepassingen en apparaten zorgt ervoor dat de vraag naar elektriciteit almaar toeneemt. De opkomst van (hybride) elektrische vervoersmiddelen zorgt voor een aanzienlijke stijging van elektriciteit als brandstof. Tegelijkertijd zorgt de introductie van warmtepompen en µwkk s voor een steeds grotere verschuiving van elektriciteit i.p.v. fossiele brandstoffen. Verduurzaming in combinatie met een groeiende energiebehoefte leidt in de toekomst tot onbalans op de energiemarkt en capaciteitsproblemen in de elektriciteitsnetwerken. De beperkte voorspelbaarheid van deze duurzame, intermitterende productiebronnen leidt tot incidenteel hoge piekbelastingen van elektriciteitsnetten, met ingrijpende investeringen in de energie-infrastructuur tot gevolg. 7

8 2 Doelstelling Vraag en aanbod van elektriciteit zullen daarom beter op elkaar afgestemd moeten worden om te komen tot een duurzame energiehuishouding. Deze ontwikkelingen brengen voor de regionale netbeheerder de behoefte om te komen tot meer controle op het effect op het net van deze decentrale intermitterende productie technologieën. Door middel van intelligente netten ofwel smart grids kunnen deze problemen dan ook grotendeels voorkomen worden. Dit project Pilot Smart Storage heeft als doel om een slim elektriciteitsopslagsysteem (Smart Storage) te demonstreren, dat het mogelijk maakt om een grotere hoeveelheid duurzame energiebronnen in het net te integreren, op een zodanige manier dat dit leidt tot een optimale inpassing van het aanbod van decentrale duurzaam opgewekte elektriciteit en een betere uitnutting van de capaciteit van het net. Het project draagt daarmee bij aan het realiseren van 3 doelstellingen: Het handhaven van de vermogensbalans bij een toenemende mate van duurzame energieproductie. Doelstelling is om de smart storage faciliteit op basis van de verwachte duurzame productie te laden of ontladen. Het waarborgen van de betrouwbaarheid van het net. Doelstelling is om de smart storage faciliteit de functionaliteit te bieden voor autonome energielevering, waarmee tijdelijke eilandbedrijf mogelijk gemaakt wordt (microgrid). Het optimaal benutten van het bestaande net vanwege de toenemende omvang en variabiliteit van de energiestromen. Doelstelling is om de smart storage faciliteit te laten laden of ontladen op basis van de gemeten frequentie en netspanning. In Nederland is de demonstratie van een opslagsysteem dat geschikt is om deze drie individuele doelstellingen tegelijkertijd te vervullen zonder meer uniek. 8

9 3 Werkwijze Het project Pilot Smart Storage is uitgevoerd door een consortium bestaande uit de netwerkbedrijven Enexis en Alliander en kennisinstituten Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) en de Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek (TNO). Hiertoe is een samenwerkingsovereenkomst opgesteld tussen deze partijen, welke uitsluitsel geeft over de doelstelling, wijze en duur van de samenwerking en de verdeling van kosten, subsidie, risico s en het intellectueel eigendom over de deelnemers. De samenwerking tussen deze partijen heeft ertoe gezorgd dat alle benodigde kennis en expertise aanwezig was om het project tot een succes te maken. De bijdrage uit de Tijdelijke Energie Regeling Markt en innovatie (TERM), regeling Energie Onderzoek Subsidie: Demonstratie (EOS DEMO) heeft de projectpartners in staat gestelde deze demonstratie uit te voeren, wat anders achterwege gebleven zou zijn. 3.1 Projectpartners Enexis Naam: Land van vestiging: Website: Enexis B.V. Nederland Enexis beheert het energienetwerk in Noord-, Oost- en Zuid-Nederland. Enexis brengt gas en elektriciteit van energieleveranciers veilig in uw huis en bedrijf. Enexis onderhoudt en vernieuwt stroomkabels en gasleidingen en zijn verantwoordelijk voor gasstations en de elektriciteitsvoorziening in midden- en laagspanningsstations. Zo zorgt Enexis ervoor dat het aantal storingen tot een minimum beperkt blijft. In totaal voorziet Enexis zo n 2,6 miljoen klanten elke dag van gas en elektriciteit. Enexis kijkt naar de toekomst. De energiebehoefte van mensen en bedrijven wordt steeds groter, dus zullen we vraag en aanbod van energie zo slim mogelijk op elkaar moeten afstemmen. Enexis zoekt doorlopend naar innovatieve mogelijkheden om de energievoorziening duurzamer te maken, zoals o.a. in dit project Smart Storage. We werken voortdurend aan een beter, slimmer en efficiënter netwerk en we ontwikkelen nieuwe mogelijkheden op het gebied van energie: van stroom tanken voor een elektrische auto tot transport van door onze klanten opgewekte zonne-energie. Enexis is bijvoorbeeld een van de initiatiefnemers voor een landelijk dekkend netwerk van laadpalen voor elektrisch vervoer, het Mobile Smart Grid. Maar ook met tal van andere innovatieve projecten gericht op verduurzaming van energie loopt Enexis voorop, zoals het EcoNexis huis in Zwolle, een demonstratiehuis met een slim netwerk of het energiebesparingsprogramma Buurkracht. Alliander Naam: Land van vestiging: Website: Alliander N.V. Nederland Alliander bestaat uit drie onderdelen: Liander, Liandon en Liandyn. Gezamenlijk vormen zij het netwerkbedrijf Alliander. Met bijna medewerkers zorgt Alliander voor de distributie van energie in grote delen van Nederland. Kernactiviteit is gelegen in het aansluiten van klanten op 9

10 energienetwerken en het distribueren van gas en elektriciteit. Daarnaast is Alliander specialist op het gebied van complexe private energienetten en installaties. Alliander vindt het belangrijk een leidende rol te spelen in het distribueren van duurzame energie. Daarom is zij continu bezig met innovaties en het creëren van hoogwaardige technologische oplossingen om duurzame energie te integreren in het net. De missie van Alliander hierin is drieledig: - Het beheren van energienetten; - Werken aan een betrouwbare energievoorziening; - Faciliteren van aan energie gerelateerde ontwikkelingen. ECN Naam: Land van vestiging: Website: Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) Nederland ECN is het grootste onderzoeksinstituut op energiegebied in Nederland. Hierbij bewegen de onderzoekers zich in het overgangsgebied tussen het fundamentele onderzoek van universiteiten en de toepassing van kennis in de markt. ECN richt zich met het energieonderzoek op een duurzame energievoorziening, wat staat voor een veilige, efficiënte, betrouwbare en milieuvriendelijke energievoorziening. In opdracht van overheid en bedrijfsleven ontwikkelt ECN hiervoor kennis en technologieën. Daarbij voert ECN ook onderzoek uit naar combinaties, toekomstmogelijkheden en economische achtergronden op energiegebied. Hierbij worden drie basiselementen onderscheiden: - het terugdringen van de energievraag door energiebesparing; - het opwekken van energie met duurzame energiebronnen; - een efficiënt en schoon gebruik van fossiele brandstoffen. In het onderzoeksprogramma Intelligente Elektriciteitsnetten ontwikkelt ECN kennis en technologie voor de transitie naar betrouwbare, duurzame en kosteneffectieve energienetten die een groot aandeel duurzame en decentrale energiebronnen kunnen accommoderen. TNO Naam: Land van vestiging: Website: TNO: Nederlandse Organisatie voor toegepastnatuurwetenschappelijk onderzoek Nederland TNO is een onafhankelijke onderzoeksorganisatie die op basis van haar expertise en onderzoek een belangrijke bijdrage levert aan de concurrentiekracht van bedrijven en organisaties, aan de economie en aan de kwaliteit van de samenleving als geheel. Door haar veelzijdigheid en capaciteit tot integratie van deze kennis neemt TNO een unieke positie in. TNO heeft de missie mensen en kennis te verbinden, om zodoende te innoveren met impact. Dat doen we door in twee expertisegebieden uiteenlopende disciplines samen te brengen, om invulling 10

11 te geven aan maatschappelijke vraagstukken binnen 7 actuele thema's. Samen met de universiteiten heeft TNO circa 30 kenniscentra om kennis te ontwikkelen op zorgvuldig geselecteerde terreinen. Deze kenniscentra fungeren als innovatiecentra. Niet alleen met universiteiten, ook met bedrijven neemt TNO deel in kenniscentra. 3.2 Projectfasering Voor het project is een gefaseerde aanpak gehanteerd, bestaande uit de volgende fasen: Fase 1: Programma van Eisen In deze fase zijn de leerdoelen voor het project vertaald in een kwalitatieve omschrijving van de eisen aan de Smart Storage Unit (SSU). De pilot Smart Storage maakt hierbij gebruik van ervaringen van de projectpartners in een aantal andere projecten, waaronder: Microgrid Bronsbergen, Intelligent Distributie Station, GrowDERS, Mobile Smart Grid tm. Daarnaast diende het Programma van Eisen om de achtergronden van de gemaakte ontwerpkeuzen vast te leggen, zodat deze ook na afloop van het project beschikbaar blijven. Fase 2: Ontwerp Fase 2A: Functioneel Ontwerp In deze fase is het Programma van Eisen vertaald in een Functioneel Ontwerp van de Smart Storage Unit (SSU). Hierin is omschreven welke bedrijfsmodi en systeemovergangen de SSU dient te kunnen ondersteunen en welke (sub)systemen en interfaces hiertoe benodigd zijn. Fase 2B: Technisch Ontwerp In het Technisch Ontwerp zijn de functionele omschrijving en systemen zoals omschreven in het Functioneel Ontwerp uitgewerkt naar een detailontwerp waarin essentiële keuzes gemaakt zijn ten aanzien van de eigenschappen en typen accu s, vermogenselektronica en besturingssystemen in relatie tot de noodzakelijke systeemfunctionaliteiten en regel- en meettechnieken. In het Technisch Ontwerp zijn dan ook de specificaties, tekeningen, schema s en andere ontwerpdocumenten die betrekking hebben op de individuele subsystemen en componenten opgenomen. Fase 3: Bouw Gedurende deze fase zijn de componenten besteld, geleverd en is het systeem opgebouwd uit de diverse afzonderlijke componenten. In praktijk is deze fase gestart gedurende Fase 2B. Fase 4: Installatie en testen Op basis van de bouwfase zijn de componenten in deze fase met elkaar geïntegreerd en getest. Testen is een continu proces geweest en hebben op diverse niveaus en momenten plaatsgevonden, zowel bij afname, bouw, integratie, als installatie op locatie, daarbij ook onderscheidend op component als systeemniveau. Fase 5: Monitoring en bedrijfsvoering In deze fase is het systeem in bedrijf genomen op locatie in Etten-Leur en is onderzoek gedaan naar de bedrijfsvoering en resultaten van het systeem. Hiertoe is tevens een promovendus aan de TU/Eindhoven aangesteld door Enexis. Fase 6: Sociaal Economisch Perspectief 11

12 Gedurende het ontwerp van het systeem heeft er op de Rijksuniversiteit Groningen een onderzoek plaatsgevonden naar de sociaal economische aspecten van de energietransitie, hoe de introductie van systemen als Smart Storage bevorderd kunnen worden en welke aspecten consumenten het belangrijkst vinden t.a.v. de energietransitie. Fase 7: Project management, externe samenwerking & kennisoverdracht Deze fase behelst qua doorlooptijd het gehele project en betrof naast en voeren van adequaat projectmanagement en het voeren van een gedegen administratie het organiseren van kennisuitwisselingen, bijwonen van beurzen, congressen en symposia en het schrijven van artikelen en verzorgen van presentaties. Dit alles ten behoeve van kennisdisseminatie, het informeren van relevante stakeholders en de integratie van projectresultaten in onderwijsprogramma s en vakliteratuur. 3.3 Projectorganisatie Voor wat betreft de taak- en rolverdeling geldt dat Enexis is opgetreden als penvoerder en eindverantwoordelijke en opdrachtgever van het Smart Storage systeem. Enexis heeft dan ook het projectmanagement verzorgt. Voor het project is een multifunctioneel team opgestart met deelnemers van alle consortiumpartijen. Alliander heeft een belangrijke taak vervult als klankbordfunctie en een belangrijke bijdrage geleverd gedurende de ontwerp- en testfase. Tevens is Alliander verantwoordelijk en trekker geweest van het Sociaal Economisch Onderzoek. ECN heeft haar kennis ingezet om een regelalgoritme op te stellen voor de besturing van de Smart Storage Unit. Tevens is ECN verantwoordelijk geweest voor het opstellen van het Plan van Eisen en heeft ze een bijdrage geleverd als klankbord. Met de overname van het projectaandeel van ECN door TNO is deze functie tevens door TNO vervuld. 12

13 4 Resultaten Hoofddoelstelling van het project was de demonstratie van een slimme opslagfaciliteit waarmee zowel de invoeding van duurzame energie, alsmede de uitnutting van de netcapaciteit en de betrouwbaarheid van het electriciteitsnetwerk geoptimaliseerd kan worden. Middels de in bedrijf name van de Smart Storage Unit (SSU) in Etten-Leur op 8 oktober 2012 heeft het consortium succesvol gedemonstreerd dat het daadwerkelijk mogelijk is verschillende technologieën te verenigen in een intelligent en multifunctioneel opslagsysteem en deze te koppelen aan het laagspanningsnet van Enexis. 4.1 De bijdrage aan de duurzame energiehuishouding: technologische aspecten De smart storage unit wordt ingezet om energie die binnen de wijk De Keen wordt opgewekt door middel van zonnepanelen lokaal op te slaan, zodat deze later ook weer lokaal verbruikt kan worden. Dit voorkomt dat de zonne-energie overdag via het MS-net naar locaties getransporteerd wordt waar voldoende vraag is, waarna in de avonduren, wanneer de vraag hoog is in woonwijk De Keen de energie van grote centrales wederom over het MS-net richting de wijk getransporteerd moet worden. Door dit twee-richtings-verkeer op het MS-net zijn er onnodig veel netverliezen, die voorkomen kunnen worden als door middel van de SSU deze energie binnen de wijk gehouden kan worden. Daarnaast kan de SSU ingezet worden voor het zogenaamd peak shaven (zie figuur hieronder) van de belasting in de wijk. Door de gedurende de dag opgeslagen energie, s avonds tijdens piekverbruik te gebruiken, wordt de belasting op de transformator en het bovenliggende net gereduceerd. Dit reduceert niet alleen de verliezen maar stelt ook de noodzaak tot netverzwaring uit. 13

14 Voorbeeld van peak-shaving bij residentieel belastingprofiel. Zoals beschreven in [1], is afhankelijk van de efficiëntie van het batterijsysteem, een netto besparing op verliezen te realiseren. Netverliezen zullen dalen, maar dat wordt gedeeltelijk teniet gedaan door de verliezen in het batterij systeem. Aangezien de efficiëntie van een batterijsysteem sterk afhankelijk is van het momentane (ont)laadvermogen, en daarmee van de gebruikte laadstrategie, is het moeilijk hier een eenduidig getal aan te hangen. Echter bij een (realistisch haalbare) gemiddelde efficiëntie van 87% [1], wegen de vermeden verliezen al op tegen de verliezen in het batterij systeem. Door continue ontwikkeling van meer geavanceerde laad algoritmes en het verzamelen van meet data moet uiteindelijk een netto reductie in netverliezen van potentieel enkele procenten haalbaar zijn. In het geval van peak-shaving kunnen piek reducties behaald worden tot 15% [1]. Dit is vooral van toepassing in woonwijken waar sterke pieken in het verbruik zich regelmatig voordoen. Batterij opslag systemen kunnen dus ingezet worden om piekbelasting van transformators significant omlaag te brengen en daarmee noodzakelijke investeringen in het laag- en middenspanningsnet uit te stellen. Vanuit technisch oogpunt is er zeker herhalingspotentieel om dergelijke storage units in het distributienet te plaatsen. Mits voorzien van een goede laadstrategie, kunnen zowel netverlies reductie als piekreductie gerealiseerd worden. 4.2 De bijdrage aan een duurzame energiehuishouding: economische ontwikkelingen De kostprijs van batterij opslag systemen is een veelvoud van de referentie technologie (vanuit netbeheerders perspectief), netverzwaring. Uit [1] blijkt dat een netverzwaring in de Nederlandse situatie een factor 7-10 goedkoper is (over de levensduur van 60 jaar) dan batterij opslag. Vanuit economisch oogpunt is batterij opslag dus ook nog niet interessant. De verwachting voor de toekomst is echter dat batterij opslag steeds goedkoper wordt en dat de kosten gerelateerd aan onbalans in het net (mede veroorzaakt door fluctuerende decentrale opwek) steeds verder toenemen. Hieruit zal uiteindelijk vanzelf een positieve businesscase komen, dit is echter ook sterk afhankelijk van beleidsmaatregelen rondom (het stimuleren van) decentrale opwek en saldering. Uit gesprekken met fabrikanten is echter gebleken dat zij binnen de Li-Ion techniek geen grote 14

15 prijsdoorbraken verwachten op korte termijn, wellicht dat andere batterij technologieën wél voor deze doorbraak kunnen zorgen. 4.3 De verwachting voor verdere marktintroductie Met inachtneming van de resultaten beschreven in 4.2 hierboven, is er voorlopig geen grote marktintroductie van batterijopslag in het distributienet te verwachten. Zowel de economische, beleidsmatige en technische omstandigheden zullen hiervoor sterk moeten veranderen. Opslag is relatief duur en er is weinig noodzaak tot het hebben van opslag in de sterke distributienetten zoals die in Nederland aangelegd zijn. 4.4 Samenwerking en kennisoverdracht Binnen het project is er op het gebied van kennisoverdracht samengewerkt met o.a. de Technische Universiteit Eindhoven, ECN/TNO, (het voormalige) KEMA en Empeq B.V. Deze samenwerkingen hebben enkele wetenschappelijke publicaties tot gevolg gehad. In [1] wordt het effect van de SSU en het eventueel breder wegzetten daarvan binnen het distributienet onderzocht, deze publicatie is tot stand gekomen door een samenwerking met de TU/e. In samenwerking met de TU/e en Empeq B.V., is [2] tot stand gekomen, een publicatie over het thermisch ontwerp van de SSU. In [3] staat een technisch wetenschappelijke beschrijving van het Smart Storage project beschreven. Deze publicatie is tot stand gekomen in een samenwerking tussen de TU/e, KEMA en Empeq B.V. In [4] staat de ontwikkeling van een geavanceerd control algoritme beschreven, tot stand gekomen in een samenwerking met TU/e. Deze paper wordt waarschijnlijk in augustus 2014 gepubliceerd. 4.5 De bijdrage aan de innovatie ten opzichte van de huidige stand van de techniek in Nederland De SSU was als batterijsysteem een unicum in Nederland en grote delen van de wereld. Het was het eerste station-geïntegreerde batterij opslag systeem dat in gebruik werd genomen. Inmiddels zijn er diverse fabrikanten die dergelijke geïntegreerde systemen leveren, echter m.b.t. compactheid spant de SSU nog steeds de kroon. Het aantal kwh capaciteit en kw vermogen per vierkante meter footprint is nog steeds de hoogste in de industrie. Mede met dank aan het degelijke thermische ontwerp is mogelijk geweest een dergelijke grote capaciteit in zo n kleine oppervlakte te plaatsen. Mede daardoor is het mogelijk geweest een batterijsysteem van deze omvang midden in een woonwijk te plaatsen. 15

16 5 Conclusies Doelstelling van dit project Pilot Smart Storage was om een slim elektriciteitsopslagsysteem (Smart Storage) te demonstreren, dat het mogelijk maakt om een grotere hoeveelheid duurzame energiebronnen in het net te integreren, op een zodanige manier dat dit leidt tot een optimale inpassing van het aanbod van decentrale duurzaam opgewekte elektriciteit en een betere uitnutting van de capaciteit van het net. Op basis van de samenwerking en de behaalde resultaten concludeert het consortium dan ook dat de doelstelling behaald is en het project succesvol is voor alle partijen. Door middel van dit project is het consortium niet alleen in staat gesteld te demonstreren dat opslag van elektrische energie mogelijk is, daarbij heeft het hiermee essentiële kennis opgedaan over inpassing van een dergelijk systeem in de dagelijkse bedrijfsvoering. Tenslotte heeft het consortium een opslagsysteem gerealiseerd wat inpasbaar en opschaalbaar is binnen het voorzieningsgebied van netbeheerders. Er zijn specifiek een aantal concrete aspecten te benoemen die technische inhoudelijk gedemonstreerd zijn. Zo levert het Smart Storage systeem in de wijk De Keen een positieve bijdrage aan de power quality en kortsluitveiligheid en wordt tegelijkertijd de vermogensbalans gehandhaafd. Toepassing van het systeem leidt echter nog niet tot een efficiëntere uitnutting van het lokale energienet. Er is er dan ook voorlopig geen grote marktintroductie van batterijopslag in het distributienet door netbeheerders te verwachten. Zowel de economische, beleidsmatige en technische omstandigheden zullen hiervoor sterk moeten veranderen. De kostprijs van batterij opslag systemen is een veelvoud van de referentie technologie (vanuit netbeheerdersperspectief), netverzwaring. Uit dit project blijkt dat een netverzwaring in de Nederlandse situatie een factor 7-10 goedkoper is (over de levensduur van 60 jaar) dan batterij opslag. Opslag is relatief duur en er is hiermee weinig noodzaak tot het hebben van opslag in de sterke distributienetten zoals die in Nederland aangelegd zijn. Vanuit technisch oogpunt is er zeker herhalingspotentieel om dergelijke storage units in het distributienet te plaatsen. Mits voorzien van een goede laadstrategie, kunnen zowel netverlies reductie als piekreductie gerealiseerd worden. Netverliezen zullen dalen, maar dat wordt gedeeltelijk teniet gedaan door de verliezen in het batterij systeem. Echter bij een (realistisch haalbare) gemiddelde efficiëntie van 87%, wegen de vermeden verliezen al op tegen de verliezen in het batterijsysteem. In het geval van peak-shaving blijken piekreducties behaald te kunnen worden tot 15%. Batterij opslag systemen kunnen dus ingezet worden om piekbelasting van transformatoren significant omlaag te brengen en daarmee noodzakelijke investeringen in het laag- en middenspanningsnet uit te stellen. Beleidsmatig gezien zijn er daarbij ook nog enkele belangrijke beperkingen die de introductie van grootschalige opslagsystemen beperken. Allereerst biedt het huidige beleid onvoldoende mogelijkheden voor een netbeheerder om opslagsystemen in bedrijf te nemen en te beheren. Er dient voor opslagsystemen duidelijkheid te komen over de taak- en rolverdeling van netbeheerder of leverancier. Om de business case voor opslag mogelijk te maken is alleen efficiënt netbeheer onvoldoende voordelig. Zorg daarom voor nieuwe business modellen door bijvoorbeeld dynamische tarifering toe te passen, waardoor ook de flexibiliteit van een dergelijk systeem als waarde ontsloten kan worden. 16

17 Referenties [1] H.J.A. Beckers, The Effects of Battery Energy Storage Systems in a Distribution Network, MsC Thesis, TU/e, 2013, Eindhoven. [2] F. van Overbeeke, R.J.W. de Groot, J. Bozelie, J.G. Slootweg, Thermal Optimization of an Integrated LV Battery Energy Storage Station, CIRED 2013, Stockholm. [3] R.J.W. de Groot, P.Karaliolios, J.G. Slootweg, E.C.W. de Jong, F. van Overbeeke, Smart Storage: Embedding Local Storage in the Distribution Grid, PowerTech 2013, Grenoble. [4] R.J.W. de Groot, B.M.J. Vonk, H.J.A. Beckers, J.G. Slootweg, Development of a Charge Path Optimization Controller Block for a Battery Energy Storage System, submitted for publication at: IFAC 2014, Cape Town. Overige wetenschappelijke publicaties [5] R.J.W. de Groot, et. al., Smart Storage in the Enexis LV Distribution, GridCIRED 2013, Stockholm. [6] M. Gorsira,Msc. et al., Wat vinden huishoudens, Rijksuniversiteit Groningen. [7] M. Gorsira,Msc. et al., Hoe meer controle hoe beter?, Rijksuniversiteit Groningen. Bovengenoemde publicaties zijn niet (allemaal) openbaar beschikbaar, alleen op aanvraag/abonnering bij de desbetreffende uitgevers. 17

18 Bijlage A: Overzicht persuitingen aangaande het EOS Demos project Smart Storage. SMART STORAGE 2013 > 1. Netbeheerder is niet op aard voor opslag elektriciteit, Enexis doet het lekker toch EnergieKeuze.nl; ; Energeia > 2. 'Netbeheerders moeten niet wachten met energieopslag' EnergieKeuze.nl; ; Energeia > 3. Kansrijke opslag binnen distributienetten Energie+; > 4. Enexis installeert Smart Storage Unit in Etten-Leur De Weekkrant; > 5. Enexis plaatst 'stroom-opslag' in Etten-Leur Energie en Water; > 6. Slim opslaan elektriciteit in openbaar net GIS Magazine; > 7. Enexis: Surplus energie opslaan in batterijen P+ (peopleplanetprofit); > 8. Primeur voor Etten-Leur: de eerste buurtbatterij Trouw Webeditie; > 9. Experiment met 'slimme stroomopslag' Cobouw Webeditie; > 10. Slim opslaan van elektriciteit in openbaar net Enexis komt met primeur in wijk De Keen Ettenleurse Bode;

19 > 11. Slim opslaan van elektriciteit in openbaar net Enexis komt met primeur in wijk De Keen Ettenleurse Bode; > 12. Netbeheerders slaan zonnestroom voor het eerst 'slim' op in publiek net Energeia; > 13. Netbeheerders studeren op regelen stroompiek Cobouw; > 14. Stroomopslag in openbaar net Technisch Weekblad; > 15. Primeur voor woonwijk De Keen met slim opslaan van elektriciteit BN De Stem; ; Etten-Leur > 16. Enexis experimenteert met stroomopslag op openbaar net Profnews.nl; > 17. Buurtbatterij voor wijk de Keen in Etten-Leur Omroep Brabant TV; > 18. Enexis installeerde op 8 oktober eerste buurtbatterij in Etten-Leur Gemeente Etten-Leur; > 19. Zelfvoorziening compliceert energietransitie Energie+; > 20. Transitie naar 'smart energy' - slimme opslag Technolution; > 21. Smart Living Netbeheer Nederland; ; Net.nl > 22. Innovatietheater; Pitch 3/10 Smart storage slimme decentrale opslag van duurzame energie Enexis Duurzaamheidopdekaart.nl; > 23. Putting Neurons in the Smart Grid ERCIM News; > 24. Krachtenspel tussen sociale verandering en innovatie Utilities; > 25. Zonnestroom kan niet zonder een slim net New-energy.tv; > 26. Transitie van de energiemarkt; het verbeterprogramma 19

20 Management Scope; > 27. Fotonen oogsten en opslaan Trouw; > 28. 'Nederland stevent af op catastrofale energieproblemen' WebWereld; > 29. Opslag van groene stroom moet elektriciteitsnet betaalbaar houden Het Financieele Dagblad; > 30. Een miljardenkarwei zonder einde Dagblad van het Noorden;