Smart Grids: Rendement voor Iedereen!

Transcriptie

1 Smart Grids: Rendement voor Iedereen! Stand van zaken en geleerde lessen uit het verleden (Werkpakket 1) groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 1

2 Smart Grids: Rendement voor Iedereen! Stand van zaken en geleerde lessen uit het verleden (Werkpakket 1) Rapport Stand van zaken technieken (WP 1.1) Door: Timme van Melle, Vera Haaksma, Pieter van Breevoort, Maarten Graveland, Ewald Slingerland, Thomas Winkel Ecofys Yvonne Boerakker, Elif Karatay, Tjerk Sanberg, Caroline Faasen, Wiebe Mulder, Martijn Huibers DNV KEMA Geleerde lessen consumentengedrag (WP 1.2) Door: Marco Milovanović, Jan-Willem Bolderdijk, Linda Steg Rijksuniversiteit Groningen Stand van zaken financieringsconstructies (WP 1.3) Door: Arja Kapitein Capgemini Consulting Floris Bruning LomboXnet Frans Boumans Hogeschool Utrecht Vincent Hoen Ecofys Geleerde lessen andere pilots (WP 1.4) Door: Vincent Hoen, Timme van Melle, Vera Haaksma, Caspar Noach Ecofys Yvonne Boerakker, Elif Karatay, Caroline Faasen, Wiebe Mulder, Martijn Huibers DNV KEMA Arja Kapitein Capgemini Robin Berg LomboXnet Datum: 3 september 2012 Project: Smart Grids: rendement voor iedereen! WP1 Stand van zaken en lessen uit het verleden groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 2

3 Voorwoord De auteurs van dit rapport willen iedereen bedanken die heeft bijgedragen aan de inhoud van dit rapport. Onze dank gaat ook uit naar de vertegenwoordigers van de verschillende pilots, welke bereid zijn geweest hun praktijkervaring met ons te delen zodat anderen daarvan kunnen leren in de toekomst. De door jullie geleerde zullen ter harte worden genomen. Inleiding Naar aanleiding van een presentatie van Jeremy Rifkin in 2010 is het concept van smart grids onder de aandacht gekomen van de provincie Utrecht en de gemeenten Utrecht en Amersfoort. Deze smart grids zijn een radicale verandering in het elektriciteitsnetwerk en draaien om een lokaal dynamisch energiemanagement systeem waardoor duurzame verbindingen ontstaan binnen de gemeenschap en de brede uitrol van duurzame energieoplossingen mogelijk wordt gemaakt. Om dit mogelijk te maken is kennis nodig over een breed aantal onderwerpen, waaronder de technische, financiële, sociologische en milieukundige aspecten van smart grids. De provincie Utrecht en de gemeenten Utrecht en Amersfoort anticiperen en verwelkomen de mogelijkheden van smart grids en hebben besloten een onderzoek te laten uitvoeren naar de mogelijkheden en voorwaarden van de toepassing van smart grids in Utrecht en Amersfoort. Zij investeren gezamenlijk in dit project genaamd Smart Grids: rendement voor iedereen!, wat op 9 februari 2012 van start is gegaan. De elf partners in dit project zetten gezamenlijk twee pilots op in Amersfoort en Utrecht en ondersteunen deze met kennis over businessmodellen, energiemarktmodel, dienstenconcepten, financiering en gebruikersgedrag. Een belangrijk onderdeel van dit project is WP1, wat kijkt naar de huidige stand van zaken en wat geleerd kan worden van het verleden. Door dit in beschouwing te nemen maakt het project een vliegende start en wordt dubbel werk voorkomen. In dit rapport worden de resultaten van dit werkpakket van het project besproken. Leeswijzer Het eerste hoofdstuk gaat over de technische aspecten van smart grids, het resultaat van WP1.1. In het volgende hoofdstuk wordt het consumentengedrag met betrekking tot smart grids verklaard, WP 1.2. Het hoofdstuk dat hierop volgt gaat financieringsconstructies voor smart grids, WP1.3. Tot slot wordt in hoofdstuk 4 een overzicht gegeven van de lessen uit andere pilots in Nederland en daarbuiten op het gebied van smart grids. Deze lessen zijn gegroepeerd naar de onderwerpen van de 3 eerste hoofdstukken. Na deze drie hoofdstukken volgen in de bijlage de uitgewerkte interviews over de geleerde lessen van andere smart grid projecten op de drie thema s techniek, consumentengedrag en financiering alsook een uitwerking van de bestaande financieringsconstructies. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 3

4 Samenvatting Dit hoofdstuk is een samenvatting van de belangrijkste conclusies uit techniek, gebruikersgedrag en financieringsconstructies. Tevens zijn de geleerde lessen uitgewerkt voor Nederlandse en Internationale pilot projecten. Energiegebruik, het afstemmen van vraag en aanbod Aanpassen van de elektriciteitsvraag aan het onregelmatige elektriciteitsaanbod van bijvoorbeeld zonnepanelen en kleine windturbines is aantrekkelijk voor de optimale benutting van het opgestelde vermogen. Dit kan bijvoorbeeld door het inschakelen van apparaten zoals een boiler, wasmachine of vriezer, het opladen van de elektrische auto of het toepassen van gecommiteerde opslag zoals een accu. Een mogelijk instrument voor vraagsturing is door middel van prijssturing: door het verlagen van de energieprijs op het moment dat het aanbod groter is en juist verhogen van deze prijs bij een laag aanbod. Daarnaast verhoogt lokaal energiegebruik de efficiëntie van het distributiesysteem. Daarom is het wenselijk om niet alleen tijdelijk, maar ook plaatselijk, de prijs van elektriciteit te variëren. Hierbij is het belangrijk om niet alleen naar energiemanagement binnen een wijk of buurt te bekijken, maar ook aandacht te schenken aan energiemanagement binnen individuele gebouwen. Elektrische auto s in smart grids Elektrische auto s kunnen een grote rol spelen bij het afstemmen van vraag en aanbod. Het tegelijkertijd opladen van meerdere elektrische auto s vraagt veel elektrisch vermogen, waardoor distributietransformatoren overbelast kunnen raken. Smart grids kunnen er voor zorgen dat de belasting van het netwerk beter gecoördineerd wordt. Accu s van auto s kunnen tevens gebruikt worden om pieken in elektriciteitsproductie op te vangen. Accu s kunnen daarmee als tijdelijke opslag van elektriciteit worden gebruikt. Warmtepompen en WKK in smart grids Warmtepompen kunnen worden gebruikt voor het minimaliseren van kosten voor verwarmen en koelen door de warmte en koude te produceren op momenten dat de elektriciteitsprijs laag is. Als warmte of koude niet direct nodig is kan deze worden opgeslagen, bijvoorbeeld onder de grond of in de thermische massa van een gebouw zelf. Micro-WKK is goed in te passen in een smart grid. Door het geclusterd beïnvloeden van verschillende decentrale opwekeenheden via een informatie- en communicatiesysteem ontstaat een virtuele elektriciteitcentrale. Hierbij moet worden gedacht aan een systeem waarin decentrale autonome micro-wkk s (en andere decentrale productie-eenheden) worden geïntegreerd. Elektriciteitsopslag Binnen Smart Grids is elektriciteitsopslag bij eindgebruikers een enabling technology, een technologie die het totaalsysteem (beter) laat werken. Buiten opslag in auto s worden geen andere technologieën behandeld. Sturing van apparaten Van de mogelijke apparaten in een huishouden zijn er een aantal geschikt voor sturing. Deze apparaten hebben of een opslagcapaciteit (koelkast en vriezer) of het gebruik ervan kan uitgesteld groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 4

5 worden (wasmachine en droger). Na inventarisatie zijn de volgende apparaten het meest geschikt bevonden voor sturing: wasmachine, wasdroger, vaatwasser, vriezer en airconditioning. Energiegebruik in de toekomst Het gemiddelde elektriciteitsgebruik per woning zal aanzienlijk dalen tot Daarnaast kan per huishouden het elektriciteitsverbruik er heel anders uitzien. Dit is van belang voor smart grid pilots, omdat het aantal deelnemers vaak beperkt is, waardoor extremen minder uitgemiddeld zullen worden door andere gebruikers. De mogelijkheid om in wijk te sturen op energievraag hangt dus af van de specifieke situatie in de wijk en is verder sterk gedrag gerelateerd. Communicatietechnieken binnen smart grids Er zijn drie categorieën binnen communicatietechnieken (monitoring) voor smart grids: Meten Welke energiestromen zijn te meten en tot op welk detail niveau Visualiseren Hoe wordt de gemeten data zichtbaar voor de consument Schakelen Wat zijn de mogelijkheden, voor consument, netwerkbeheerder of producent, om verbruikers uit en aan te schakelen. Wervingstechnieken voor deelnemers Thema s die worden gebruikt om deelnemers te werven zijn: lokale binding, duurzaamheid, lagere kosten, installatie van nieuwe apparatuur en 'fun'. Daarnaast zijn ook een helpdesk en privacy van belang. Een andere les is het geleidelijk uitrollen van maatregelen, zodat onvoorziene tegenslagen snel kunnen worden opgepikt. Gedragsverandering Er zijn verschillende motieven die een rol spelen bij de acceptatie van nieuwe energiesystemen en bijbehorende technologie en de daarbij noodzakelijke gedragsveranderingen. Het is belangrijk om te beseffen dat financiële, sociale en duurzaamheidprikkels niet in directe relatie staan tot gedrag. De (milieu)identiteit van de consument, zowel als de belangrijkste persoonlijke waarden spelen hierbij een rol. Financiële motieven Consumenten laten zich niet uitsluitend door financiële motieven leiden, maar ook door milieuoverwegingen. Sterker nog, wanneer mensen worden aangesproken op hun portemonnee kan dit averechts werken, omdat een kosten/batenanalyse vaak geen of kleine financiële voordelen heeft. In dat geval kan het effectiever zijn om te appelleren aan milieuoverwegingen. Voor zover financiële overwegingen een belangrijke rol spelen, zijn consumenten meer gemotiveerd om moeite te doen om geld terug te krijgen dat ze eerder in hun bezit hebben gehad, dan om hun gedrag aan te passen voor een mogelijke beloning. Dit is een belangrijk gegeven bij de ontwikkeling van beloningsstructuren en prijsschema s. Positief moreel zelfbeeld, status en groepsgedrag Mensen vinden het belangrijk om een positief (moreel) zelfbeeld te onderhouden en zullen het daarom prettig vinden om aangesproken te worden op hun altruïstische en biosferische waarden waardoor ze milieuvriendelijk gedrag gaan vertonen. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 5

6 Mensen zijn ook gevoelig voor de symbolische waarde van materieel bezit en gedrag. Wanneer de deelname aan de pilot zichtbaar kan worden gemaakt en geassocieerd wordt met een hogere status in de samenleving, zullen mensen gemotiveerd zijn om mee te doen. Daarnaast is de motivatie om zich te conformeren aan een groep een sterke motivatie voor gedragsverandering, en kan meer invloed hebben op gedrag dan bijvoorbeeld financiële prikkels. Mensen laten zich vooral beïnvloeden door het gedrag van mensen die op hen lijken en belangrijk voor hen zijn, zoals mensen in hun buurt. Positieve interactie tussen buren In dit verband is het aan te bevelen om een positieve interactie tussen de buren te bevorderen en individuele bewoners aan te stellen als communicatieleiders die andere bewoners informeren en van advies voorzien waar nodig. Wanneer de buurt intrinsiek gemotiveerd is om de pilot tot een succes te maken, is de kans van slagen groter. Financieringsconstructies Uit de analyse op het gebied van financieringsconstructies blijkt dat er veel opties zijn voor financiering van bedrijfsactiviteiten. De financieringsmogelijkheden zijn afhankelijk van de fase waarin de organisatie zich bevindt (start-up, groei of volwassenheidsfase) en van de fase waarin het product of dienst zich bevindt dat geleverd wordt. Financieringsconstructies voor de pilotfase Voor de pilotfase, in dit hoofdstuk beschreven als Lokaal Duurzaam Energiebedrijf zijn met name de financieringsconstructies van de start-up fase van belang. Dit zijn vooral constructies op basis van het verwerven van eigen vermogen. Uitzonderingen hierop zijn bewezen producten en diensten zoals een deelauto concept en PV voor particulieren. Voor de pilots is het van kritiek belang om het dienstverleningsconcept helder af te bakenen, de financieringsbehoefte helder in beeld te krijgen en inzicht te verkrijgen in de participerende partijen. Op basis van deze elementen kunnen gesprekken worden aangegaan met externe financiers. Geleerde lessen uit andere pilots De belangrijkste geleerde lessen vanuit eerdere/ lopende pilots zijn: In veel projecten worden zonnepanelen toegepast, dit is een relevante opwektechniek die kan worden gecombineerd met vraagsturing; Windturbines halen te weinig rendement in de urban turbine variant, grotere turbines op wijkniveau zijn wel interessant; Elektrische auto s hebben veel impact, deze zijn pas interessant als het opladen en aansturen daarvan onder de knie is met software; Andere opslag methoden zijn vaak nog te duur om rendabel te kunnen inzetten; Verschillende apparaten zijn gebruikt in de projecten en een mix van aansturing is mogelijk, in de markt zijn nu nog niet voldoende mogelijkheden beschikbaar om aansturing efficient mogelijk te maken op een gebruiksvriendelijke manier. Wel is er geconstateerd dat er vele oplossingen in ontwikkeld worden om lokaal vraagsturing te faciliteren; Wet- en regelgeving is nog een beperkende factor ook bijvoorbeeld voor prijsdifferentiatie en aansturing op basis hiervan en privacy issues; De netbeheerder neemt in alle gevallen een belangrijke rol in; groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 6

7 Rekruteren van deelnemers kost tijd, verschillende prikkels werken initieel, maar het betrokken houden is een knelpunt; Er zijn veel verschillende partners in smart grid ontwikkeling betrokken in sommige gevallen hebben deze tegenstrijdige belangen. Het duurzaam imago van eindgebruikers en de wijk is een van de belangrijkste succesfactoren; Persoonlijk voordeel in de vorm van geldbesparing of nieuwe technologie is daarbij een reden om mee te doen met een pilot rondom smart grids; Het is moeilijk bewoners gemotiveerd te houden als er geen persoonlijk gewin is; Als gedragsverandering te veel tijd, geld of moeite kost dan belemmert dit de deelname. Voor pilots zijn start-up kosten hoog vooral door aanschafkosten van (nieuwe) oplossingen; Voor de ontwikkeling van nieuwe concepten blijft de afdracht van (of het vermijden van) de Nederlandse energiebelasting een aandachtpunt en een kans; Marktconforme energieprijzen zijn een randvoorwaarde; De toepassing van variabele prijzen in Smart Grid concepten draagt bij aan vraag en aanbodsturing; Omdat er veelal gewerkt wordt met nieuwe oplossingen is er een groot risico op onvoorziene kostenposten met name bij het implementeren van ICT concepten voor vraag en aanbodsturing; Vooral dankzij subsidie zijn pilots in staat geweest om op te starten. Verdere opschaling van deze pilots is ook door deze afhankelijkheid kwetsbaar. Bij verdere uitrol komen er meer mogelijkheden bij, door grotere schaal (grotere bedragen) en beter bewezen financiële voordelen en risico s. Dit wordt verder uitgewerkt in het project (WP2.2). groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 7

8 Inhoudsopgave Voorwoord 3 Inleiding 3 Leeswijzer 3 Samenvatting 4 1 Technische Aspecten van Smart Grids Inleiding Duurzame opwek en opslag opties voor Smart Grids Overzicht gebruikstechnieken apparatuur Apparaten geschikt voor aansturing Communicatietechnieken Organisatorische aspecten Conclusies Technieken voor Smart Grids 41 2 Consumentengedrag binnen Smart Grids Inleiding Financiële motieven Symbolische motieven Waarden en moreel zelfbeeld Sociale motieven Mogelijke obstakels voor het project Conclusie Consumentengedrag 52 3 Financieringsconstructies voor Smart Grids Inleiding Overzicht doelgroepen voor financieringsconstructies Financieringsconstructies Conclusies en aanbevelingen financiële constructies 65 4 Geleerde lessen uit andere pilots op het gebied van Smart Grids Samenvatting Overzicht Technieken Overzicht Consumentengedrag Overzicht Financieringsconstructies Literatuurlijst Gebruikte literatuur Technieken Gebruikte literatuur Consumentengedrag Gebruikte literatuur Financieringsconstructies 112 Bijlage A - Geleerde lessen in de Praktijk, beschrijvingen van pilots 113 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 8

9 Inleiding 113 Bonneville 114 Texel Energie 119 SAMSØ 125 Modellstadt Mannheim 129 De Zonvogel 132 Hoogkerk (PowerMatching City) 137 Bronsbergen 145 ADDRESS 151 GROWDERS 156 IDeaNeD 161 Smart Energy Collective 165 crrescendo Almere 171 Korte beschrijving overige pilots 179 Bijlage B - Uitwerking financieringsconstructies per fase en relevante fiscale constructies (WP 1.3) 185 B1 Financieringsconstructies relevant vanaf de Start-Up fase 185 B2 Financieringsconstructies relevant vanaf de Groei fase 188 B3 Financieringsconstructies relevant vanaf de volwassenheidsfase 190 B4 Fiscale constructies 191 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 9

10 1 Technische Aspecten van Smart Grids 1.1 Inleiding Dit rapport is onderdeel van het project Smart grid: rendement voor iedereen en vormt het resultaat van Werkpakket 1.1 (WP 1.1) Geleerde lessen en forecasting technologie. Doel van dit werkpakket is om de lessen te trekken uit eerdere smart grid pilots en deze te beoordelen op hun relevantie voor de uitvoer van een nieuwe pilots als onderdeel van het project. In dit rapport wordt er gerapporteerd over de stand van smart grid technologieën voor duurzame energie opwekking, informatie en communicatie, prosumenten (producerende consumenten) en (vraaggestuurde) huishoudelijke apparaten. De nadruk ligt op de gebruikerskant, de kant van de consumenten en prosumenten. In hoofdstuk 1.2 wordt de huidige stand van zaken van technologieën voor de decentrale (duurzame) opwekking van energie beschreven en beoordeeld op hun relevantie voor smart grids. Er wordt ingezoomd op de meest relevante technologieën, namelijk zonne-energie (PV en zonneboilers), kleinschalige wind energie (urban turbines), warmtepompen, warmte en koude opslag (WKO) en microwarmtekrachtkoppeling (micro-wkk). Naast deze energie opwekopties wordt er aandacht besteed aan opslagtechnologieën en elektrische auto s, en hun potentiële rol in smart grids. In hoofdstuk 1.3 wordt een overzicht gegeven van ontwikkelingen van het huishoudelijke elektriciteitsgebruik. Er zijn voor huishoudens aantal apparaten beschikbaar die vraagsturing mogelijk maken. In hoofdstuk 1.4 is een overzicht gegeven van de belangrijkste huishoudelijke apparaten, waarbij wordt aangegeven of vraagsturing wel of niet mogelijk is en wat het effect hiervan kan zijn. Informatie en communicatie technologie (ICT) vervult een belangrijke rol in het slimmer maken van netten door vraag en aanbod aan elkaar te koppelen. Nieuwe toepassingen en innovaties maken het mogelijk om een tweerichtingsverkeer te bewerkstelligen waardoor een overschot aan kleinschalig opgewekte stroom, bijvoorbeeld door zonnepanelen op het dak, makkelijker worden teruggeleverd aan het net op een gunstig moment of de consument een elektrisch apparaat laat draaien op momenten dat de energieprijs laag is. In hoofdstuk 0 wordt de huidige status van relevante hardware, software en interface besproken en beoordeeld op hun geschiktheid voor toepassing in de pilot projecten. Ten slotte wordt in hoofdstuk 1.6 aandacht besteed aan een aantal organisatorische aspecten, gebaseerd op lessen geleerd uit eerdere pilots (zie ook onderdeel 4.2 in het hoofdstuk Geleerde lessen in de praktijk ). groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 10

11 1.2 Duurzame opwek en opslag opties voor Smart Grids In dit hoofdstuk wordt de huidige stand van zaken van technologieën voor de decentrale (duurzame) opwekking van energie beschreven en beoordeeld op hun relevantie voor smart grids. Er wordt ingezoomd op de meest relevante technologieën, namelijk zonne-energie (PV en zonneboilers), kleinschalige wind energie (urban turbines), warmtepompen, warmte en koude opslag (WKO) en microwarmtekrachtkoppeling (micro-wkk). Naast deze energie opwekopties wordt er aandacht besteed aan elektrische auto s en hun rol in smart grids Zonnepanelen Een PV paneel (ook wel zonnepanelen of photovoltaïsche panelen genoemd) wekt elektriciteit op door middel van zonlicht. Zonnecellen bestaan uit halfgeleidend materiaal (dit bestaat meestal voor een groot deel uit silicium). Voor de opwekking van elektriciteit wordt gebruikt gemaakt van het photovoltaïsche effect: Als de zonnecellen zonlicht absorberen, komen elektronen vrij. In het halfgeleidende materiaal kunnen de vrijgekomen elektronen slechts één kant op bewegen en ontstaat er een gelijkstroom. De spanning kan worden opgevoerd door meerdere cellen en modulen van cellen te koppelen. Om de opgewekte elektriciteit aan het net te kunnen leveren wordt de spanning door middel van een omvormer opgevoerd naar 230 volt en wordt de door de zonnepanelen geleverde gelijkstroom omgezet naar wisselspanning met een fase en frequentie die gelijk zijn aan die van het net. Een typische efficiëntie van een omvormer is 95%, maar een efficiëntie van 99% is al bereikt (Photon International, 2012). Er bestaan twee hoofdgroepen zonnecellen: (1) kristallijne en (2) dunne laag cellen. Kristallijne cellen bestaan uit silicium, dunne laag cellen worden van verschillende materialen gemaakt, waaronder indium, gallium, maar ook (amorf) silicium. Verder zijn er nieuwe soorten in de ontwikkelingsfase, bijvoorbeeld cellen van organische moleculen en polymeren. De efficiëntie van een zonnecel is gedefinieerd als de ratio tussen de geproduceerde elektrische energie en de hoeveelheid ingevallen lichtenergie (het volledige zonnespectrum dat recht op de cel valt). Gemiddeld ligt de efficiëntie van een zonnepaneel op de markt rond de 15%. Er zijn echter ook zonnepanelen op de markt die 20% halen. Op ontwikkelingsniveau zijn er kristallijne cellen (onderdelen van het zonnepaneel) die 24% halen. Met andere en duurdere type (III-V) zonnecellen is op laboratoriumniveau een efficiëntie bereikt van boven de 40% (NREL, 2012). De jaarlijkse opbrengst van het paneel is naast de efficiëntie van de zonnecel ook afhankelijk van: de hellingshoek en richting waarin het paneel is gemonteerd het aantal vollast-uren afhankelijk van het klimaat en breedtegraad) de omgevingstemperatuur De plaatsing ten opzichte van schaduwobjecten In Nederland ligt het aantal vollasturen gemiddeld rond de 850. Het is mogelijk om de geproduceerde elektriciteit terug te leveren aan het net. Het is wettelijk vastgelegd dat de eerste 5000 kwh (per jaar) die wordt teruglevert, verrekend moet worden met de afname bij het energiebedrijf. Dit noemt men salderen. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 11

12 Er zijn veel energieleveranciers die meer teruglevering toestaan (onbeperkt tot een maximum netaansluiting van 3x80A). Simpele terugverdientijden voor huishoudens van rond de zeven tot tien jaar kunnen bereikt worden. Grootschalige productie van zonnecellen in Azië heeft de afgelopen jaren een dramatische prijsdaling veroorzaakt en in een aantal Europese landen is zonnestroom voor huishoudens nu goedkoper dan elektriciteit van het net. Dit geldt voor landen met veel zoninstraling zoals Spanje, Italië, Griekenland en Cyprus, maar ook voor landen met een hoge elektriciteitsprijs zoals Denemarken en Duitsland. Ook Nederland heeft het punt bereikt dat, voor consumenten, de prijzen aan het stopcontact vergelijkbaar zijn met de zonne-energiekosten 1. Terwijl de prijzen van geïnstalleerde systemen in 2008 nog rond de 5,0-5,5/W p lagen, liggen de prijzen (inclusief belasting, inclusief installatie) nu al rond de 1,7-2,0/W p. Relevantie voor Smart Grids Elektriciteit uit zonnepanelen wordt vanzelfsprekend opgewekt als de zon schijnt. Dit betekent dat productie van elektriciteit slechts in beperkte mate aangepast kan worden op de vraag. Omdat het opslaan van elektriciteit nu nog moeilijk is zal de opgewekte elektriciteit ook aan het net moeten worden teruggeleverd. Bij steeds grotere toename van zonne-energie in het energienetwerk zal dit echter tot een suboptimale situatie kunnen leiden (te veel aanbod, grote centrale centrales moeten versneld afschakelen). Voor een optimale benutting van het opgestelde vermogen zonnepanelen is aanpassing van de elektriciteitsvraag op het aanbod aantrekkelijker. Hierbij wordt van een consument gemotiveerd om te reageren op momenten dat de productie van duurzame energie piekt door juist op dat moment zijn/haar vraag te laten toenemen. Dit kan bijvoorbeeld door het inschakelen van apparaten zoals een boiler, wasmachine of vriezer, of het opladen van de elektrische auto. Een smart grid zorgt er in deze situatie voor dat de vraag- en aanbodzijde met elkaar kunnen communiceren en op elkaar worden afgestemd. Een mogelijk instrument voor vraagsturing is door middel van prijssturing: door het verlagen van de energieprijs op het moment dat het aanbod groter is en juist verhogen van deze prijs bij een laag aanbod. Dit is met name interessant als een apparataten automatisch reageren op prijssignalen, omdat consumenten over het algemeen niet sterk reageren op prijsprikkels. Aangezien zonnepanelen over het algemeen op gebouwen worden geïnstalleerd, wordt de elektriciteit ook ingevoerd in het distributienet. Bij opschaling van zonnecapaciteit in woonwijken kan hierdoor elektriciteit van het distributienet naar het transmissienet gaan lopen. Omdat dit ten koste kan gaan de van de systeemefficiëntie, is het belangrijk om dit te beperken en lokaal elektriciteitsgebruik te bevorderen. Daarom is het wenselijk om niet alleen tijdelijk, maar ook plaatselijk, de prijs van elektriciteit te variëren. In een netwerk met slechts conventionele opwekkingstechnologieën (kolen- en gas centrales) vindt de communicatie over het in te schakelen vermogen plaats via de frequentie van de wisselspanning. Zonnepanelen zijn over het algemeen in kleine vermogens opgesteld, leveren gelijkspanning en worden via omvormers op het net aangesloten, meestal achter de meter. Hierdoor is de productie ook lastiger centraal te monitoren en regelen in de afwezigheid van een communicatie-infrastructuur. Een grootschalige inpassing van zonne-energie kan dus gefaciliteerd worden met smart grids: De vraag kan worden aangepast op het aanbod en er is centrale controle en regeling van de elektriciteitsproductie uit zonnepanelen mogelijk. 1 Met een terugverdientijd, voor consumenten, van rond de 10 jaar. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 12

13 1.2.2 Zonneboiler Naast elektriciteit kan er ook warmte met de zon worden opgewekt met een zonneboiler. Een zonneboiler bestaat uit een zonnecollector (op het dak) en een boilervat waarin koud water wordt voorverwarmd door de vloeistof uit de zonnecollector via een warmtewisselaar. Een consument haalt het grootste voordeel uit een zonneboiler als een gezin veel warm water gebruikt. Er zijn drie soorten zonnecollectoren op de markt: Een standaard zonneboiler, waarin de collectoren en opslag gescheiden is Een compacte zonneboiler, hier bevind het te verwarmen water zich in de collector Een CV-zonneboiler, waarin naast warm water, ook warmte opgevangen wordt voor centrale verwarming. (Deze laatst genoemde systemen zijn in Nederland niet geschikt vanwege onze zwakke zon in de winter) Een zonneboiler heeft een efficiëntie van ongeveer 40%: Dit is de verhouding tussen de maximale hoeveelheid geproduceerde warmte en de ingevallen zonne-energie (onder optimale omstandigheden). In Nederland valt over het jaar gemiddeld ongeveer 2,7 kwh th /m 2 /dag aan zonneenergie binnen (JRC, 2012): een zonneboiler met een oppervlakte van 3 m 2 wekt dan ongeveer 50% op van de huishoudelijke vraag naar warm tap en douche water. Deze vraag is ongeveer 100 liter water à 60 C per standaard huishouden per dag. Aangezien de mogelijkheden om warmte op te slaan beperkt zijn en de instraling varieert over het jaar, is het zeer moeilijk om alle warmtevraag op te wekken met een zonneboiler. Het vergroten van het boileroppervlak vergroot weliswaar de productie van warm water, maar ook de productie op momenten met een lage vraag, zodat de benuttinggraad van een boiler afneemt. Een conventionele boiler of een HR combiketel blijven dus nodig om de overige vraag naar warm water te dekken, maar ook om water uit de zonneboiler eventueel na te verwarmen. De zonneboiler heeft relatief hoge in aanschafkosten, variërend van 2500,- tot 4000,-. Met een besparing van ca. 210 m 3 gas, of 116 (bij een gemiddeld gebruik), verdient de zonneboiler zich niet terug binnen de levensduur, zeker niet gezien het feit dat een conventionele boiler of een HR combiketel nodig blijven. Relevantie voor smart grids Een zonneboiler heeft, omdat het geen elektriciteit opwekt en slechts een beperkte hoeveelheid warmte, weinig relevantie voor smart grids. Indirect zou een zonneboiler verbonden kunnen worden aan een smart grid via een WKO-systeem (warmte-koude opslag): Een zonneboiler wekt het grootste deel van de warmte op in de zomer, wanneer de warmtevraag zijn minimum bereikt. Deze warmte zou opgeslagen kunnen worden in een warmtebuffer van het WKOsysteem. Geproduceerde zonne-energie (zowel uit de zonneboiler als uit een PV installatie) kunnen zo worden opgeslagen in de vorm van warmte. De benuttinggraad van een zonneboiler kan op deze manier toenemen, zodat de terugverdientijd verkort wordt. In tijden van grotere warmtevraag kan een elektrische warmtepomp de warmte weer ontrekken aan de warmtebuffer. Deze warmtepomp kan met een demand side management (DSM) systeem worden uitgerust zodat het, binnen een bepaalde bandbreedte, kan inspelen op schommelingen in het elektriciteitsaanbod en de elektriciteitsprijs. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 13

14 1.2.3 Urban turbines Een urban turbine is een kleine windmolen die speciaal is ontworpen om in een bebouwde omgeving op een dak geplaatst te worden en varieert in vermogen tussen de 0.5 kw en 3.0 kw. Urban turbines worden relatief laag geplaatst, in gebieden waar het oppervlak (de gebouwen) de wind verstoort. Dit betekent dat de wind die urban turbines aandrijft, veelal turbulent is. De ontwerpen van de turbines zijn hierop aangepast. Urban turbines zijn in vele uitvoeringen te verkrijgen. Het basisverschil in de ontwerpen is de manier waarop de turbine om haar as draait, zie Figuur 1. Dit kan horizontaal en verticaal zijn. Het ontwerp dat gekozen wordt hangt af van de het typische windgedrag op een bepaalde locatie. Horizontale as Een urban turbine die om haar horizontale as draait kennen we ook in de grote varianten. Het rotoroppervlak draait tegen de windrichting in en zal zo in beweging worden gezet. Een windturbine met een horizontale as is efficiënter dan één met verticale as maar zal zich wel constant aan de windrichting aan moeten passen. Verticale as Deze turbines draaien, zoals de naam al zegt, verticaal om hun as. Dit is ideaal voor de variabele of zelfs turbulente omstandigheden op gebouwen aangezien de turbine haar rotor niet mee hoeft te draaien als de windrichting verandert. De meeste verticale as urban turbines maken zowel gebruik van het weerstandsprincipe als het liftprincipe. Figuur 1 Een urban turbine met een verticale (links) en een horizontale as (rechts). Bron: WINEUR (2007) De turn-key kosten van een urban turbine per kw liggen tussen 3k en 10k, in andere woorden drie tot tien keer zo hoog als een reguliere turbine (WINEUR, 2007). De jaarlijkse opbrengst ligt per kw stukken lager dan een conventionele turbine en de terugverdientijd is meer dan 20 jaar. Hiermee kan een investering in een urban turbine niet rendabel genoemd worden. Hierbij moeten we aantekenen dat urban turbines nog in ontwikkeling zijn en kostenreducties en opbrengstverbeteringen mogelijk zijn door ontwerpverbeteringen en grootschalige productie. Een ander belangrijk verbeteringspunt is het terugbrengen van het geluidsniveau van de urban turbines. Maar de opbrengst van urban turbines per kw zal altijd lager zijn dan grootschalige windturbines omdat de windomstandigheden rond gebouwen altijd turbulenter en wisselvalliger zullen blijven. Relevantie voor Smart Grids De relevantie voor smart grids is vergelijkbaar met zonnepanelen, hoewel de hoeveelheid zonnepanelen waarschijnlijk vele maken groter zal blijven dan het geïnstalleerde vermogen aan groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 14

15 urban turbines, aangezien de urban turbines relatief duur zijn en zullen blijven. Lokale absorptie van elektriciteit uit urban turbines zal dus eenvoudiger zijn. Omdat urban turbines vaak op hoge gebouwen zullen worden geïnstalleerd, zal de opgewekte stroom zelfs binnen één gebouw kunnen worden geconsumeerd. Om dit te realiseren is een energiemanagement systeem binnen het gebouw nodig Elektrische auto s Er zijn verschillende soorten auto s die uitgerust zijn met een elektromotor op de markt. Een groot deel van deze auto s is naast de elektromotor ook uitgerust met een traditionele verbrandingsmotor. De volgende categorieën elektrische auto s worden onderscheiden (met een toenemende nadruk op de elektromotor): Hybrid Electric Vehicle (HEV) Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) Extended-Range Electric Vehicle (EREV) Battery Electric Vehicle. (BEV) In een Hybrid Electric Vehicle ondersteunt een elektromotor de traditionele verbrandingsmotor, tijdens het optrekken en langzaam rijden. Dit systeem verbetert de brandstofefficiëntie van de auto met ongeveer 25%. Zowel de elektromotor als de verbrandingsmotor kan de beweging rechtstreeks op de assen overbrengen. De accu wordt opgeladen door tijdens het remmen de kinetische energie om te zetten in een inductiestroom in een generator die is aangesloten op een accu. Ook kan de accu rechtstreeks opgeladen worden met de verbrandingsmotor. Een HEV kan niet worden aangesloten op een oplaadpunt, de accu wordt alleen door de verbrandingsmotor en het remmen opgeladen, daarom is dit soort elektrische auto s niet relevant in smart grids. Een Plug-in Hybrid Electric Vehicle is een HEV die ook aangesloten kan worden op het net om de accu s op te laden. Vergeleken met een HEV, is de accu van een PHEV groter en heeft de verbrandingsmotor een kleiner vermogen. In tegenstelling to een HEV kan een PHEV volledig elektrische rijden in een stedelijke omgeving. Omdat de accu s ook door de motor (naast het elektriciteitsnet) en het remmen kunnen worden opgeladen, is de ontwikkeling van de PHEV markt slechts in beperkte mate afhankelijk van een oplaadinfrastructuur. Evenals de HEV is de elektrische actieradius beperkt, ongeveer 30 tot maximaal 50 km. In een Extended-Range Electric Vehicle (EREV) drijft alleen de elektromotor de assen aan. Er is wel een verbrandingsmotor aanwezig, maar deze is aangesloten op een generator om de accu op te laden. Omdat een elektrische motor veel efficiënter kan optrekken dan een verbrandingsmotor (en de verbrandingsmotor in een EREV constant kan draaien) wordt het brandstofgebruik verminderd. Sommige EREV hebben een plug-in optie en kunnen dus via het elektriciteitsnet worden opgeladen. Net zoals een PHEV, is de invoering van de EREV maar in beperkte mate afhankelijk van een oplaadinfrastructuur. Een Battery Electric Vehicle wordt volledig aangedreven door een elektromotor. De huidige generatie BEV s heeft een maximale actieradius die varieert tussen 70 en 200 km. Een uitschieter is de Tesla Model S, met een actieradius tot ongeveer 400 km. Vanzelfsprekend hangt het bereik van de auto samen met de grootte van de accu en wordt het formaat van de accu beperkt door het formaat van de auto. Momenteel wordt er veel geïnvesteerd in onderzoek naar de opslagcapaciteit van de accu s en de oplaadsnelheid. Op dit moment is de maximale energiedichtheid van accu s 400 Wh per groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 15

16 kilo, voor een Lithium-Ion batterij (Scientific American, 2012). De meeste lithium batterijen hebben tegenwoordig een dichtheid van tussen de 80 en 110 Wh/kg, de dichtheid van de cellen in een batterij is iets groter. Batterijen kosten op dit moment meer dan 10,000. Deze kosten zorgen voor het belangrijkste prijsverschil met traditionele auto s. Er wordt echter verwacht dat, zoals met zonnepanelen, de kosten van elektrische auto s snel zullen afnemen. Het volledig opladen van een accu duurt 6 tot 8 uur, maar als een auto aangesloten wordt op een snellaadpaal dan kan de batterij binnen een half uur tot 80% worden opgeladen. Relevantie voor Smart Grids Het opladen van batterijen vraagt veel vermogen. Als in een wijk veel elektrische auto s aanwezig zijn (bijvoorbeeld bij meer dan de helft van de huishoudens) en deze gelijktijdig worden opgeladen kunnen de distributietransformatoren overbelast raken. Dit heeft een negatief effect op de efficiëntie van de transformatoren. Smart grids kunnen er voor zorgen dat de belasting van het netwerk beter gecoördineerd kan worden. Dit kan bijvoorbeeld door bij voorkeur lokaal opgewekte elektriciteit aan te wenden om accu s op te laden. Omdat auto s hoogstwaarschijnlijk vaak op werkdagen s nachts worden opgeladen en zonnepanelen (de grootste lokale opwekkingstechnologie) op die momenten niets produceren, zal de benodigde elektriciteit ook over grotere afstanden getransporteerd moeten worden. Er zijn dus investeringen in het netwerk nodig, voornamelijk in distributietransformatoren, maar deze investeringen kunnen geminimaliseerd worden met behulp van smart grids. Een oplaadpaal zou kunnen worden uitgerust met een demand side management (DSM) systeem: op momenten dat de stroom goedkoop is (bijvoorbeeld als het s nachts, wanneer de vraag laag is, waait) beslist de paal om de auto op te laden. Op deze manier kunnen accu s pieken in bijvoorbeeld windenergieproductie opvangen en tegelijkertijd kan dit de kosten voor elektrisch vervoer verkleinen. We kunnen nog een stap verder gaan door de accu s ook als tijdelijke opslag in te zetten: Als de stroomprijzen laag zijn wordt de accu opgeladen en de accu kan de stroom weer (deels) terugleveren aan het net op momenten van hoge stroomprijzen. De consument zou binnen dit systeem zelf de grenzen kunnen aangeven (bijvoorbeeld wanneer de auto opgeladen moet zijn). Elektrische auto s zijn dus op drie punten gerelateerd aan smart grids: (1) kosten voor de noodzakelijke versterking van het distributienetwerk kunnen worden verkleind (2) oplaadpunten kunnen worden uitgerust met een demand side management system en (3) accu s kunnen fungeren als tijdelijke opslag Warmtepompen Een warmtepomp maakt van lage temperatuur warmte hogere temperatuurwarmte en koude, dit proces wordt (meestal) aangedreven door electriciteit. Toepassing van warmtepompen zijn zowel de koelkast, als warmtepomp voor verwarming van huizen. Hieronder gaan we in op de warmtepomp voor verwarming. Lage temperatuur warmte (omgevingswarmte uit de bodem- of buitenlucht, zie figuur) wordt aan een verdamper gevoed. In de warmtepomp wordt een circulerend koudemiddel op lage druk en temperatuur door deze warmte verdampt. Een elektrische compressor brengt de damp op hogere gewenste druk en temperatuur. In een condensor wordt de warmte overgedragen aan een verwarmingssysteem dat aan het gebouw geleverd wordt. Het koudemiddel condenseert en wordt vervolgens met een expansieventiel op een lagere druk en temperatuur gebracht. Het middel komt in vloeistofvorm weer bij de verdamper en de cyclus begint opnieuw. Zie Figuur 2. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 16

17 Een groot deel van het benodigde verwarmingsvermogen bij een warmtepomptechniek wordt onttrokken uit de omgeving. Hierdoor is theoretisch minder energie nodig dan bij de traditionele installaties. Met een warmtepomp kan dus een deel van de in de natuur aanwezige energie worden ingezameld en als verwarmingswarmte of als warmte voor tapwater worden gebruikt. Figuur 2 Overzicht van een warmtepomp en de cyclus die het doorloopt Er bestaan vier typen warmtepompen: Een lucht/lucht warmtepomp: Een lucht / lucht warmtepomp haalt de warmte uit de omgevingslucht en geeft deze aan de te verwarmen ruimte af door warme lucht de ruimte in te blazen. Deze warmtepomp is eenvoudig te plaatsen omdat er geen bron geboord hoeft te worden. Het rendement is echter relatief laag en de lucht / lucht warmtepomp is daardoor minder geschikt voor het verwarmen van een gebouw. De lucht / lucht warmtepomp wordt veel toegepast voor het koelen van gebouwen, de warmtepomp functie wordt dan omgedraaid. Een lucht/water warmtepomp is een warmtepomp die buiten- en/of ventilatielucht als bron gebruikt. In combinatie met elektrische bijstook kan de lucht/water warmtepomp worden toegepast in woningen voor ruimteverwarming, warm tapwater en koeling.. Een voordeel van een lucht warmtepomp is de lagere investeringskosten omdat er geen graafwerkzaamheden hoeven plaats te vinden. Een water/water warmtepomp is een warmtepomp die de bodem of het grondwater als bron gebruikt. Hiervoor worden individuele of collectieve bodemwarmtewisselaars of warmtekoude opslag (WKO) systemen gebruikt. Een water/water warmtepomp kan in woningen worden toegepast voor ruimteverwarming, warm tapwater en koeling. Levering van koude is min of meer noodzakelijk voor een goede werking van het systeem, omdat hiermee de balans in de bodem wordt gerealiseerd. De warmte uit de bodem kan zowel uit de bodem (gesloten systeem) als uit het grondwater (open systeem) gehaald worden. In een gesloten systeem wordt er water rondgepompt in de bodem en vervolgens wordt de warmte (of koude) hieruit ontrokken. De diepte van het systeem varieert tussen de tientallen en honderden meters onder het maaiveld. In een open systeem wordt (relatief) warm of koud grondwater opgepompt, langs een warmtepomp gestuurd en teruggepompt in een tweede put (in een open systeem ). De diepte van dit systeem kan variëren tussen de 10 en 250 meter onder het maaiveld en het grondwater kan worden rondgepompt met een debiet van tussen de 20 m 3 en 3,000 m 3 per uur. Bij zowel de gesloten als de open opties moet er gelet worden op de afkoeling van het grondwater of de groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 17

18 bodem omdat dit slecht is voor de prestatie van het systeem. Bij gebruik van grondwater kan evenwicht worden bereikt door de in de winter opslagen koude in de zomer aan de wenden voor koeling. Op deze manier warmte de warme put weer op. De prestaties van een grondwater systeem zijn beter, maar hier staan hogere investeringskosten tegenover omdat er twee putten geboord moeten worden. Een hybride warmtepomp is een warmtepomp in combinatie met een cv-ketel die buitenen/of ventilatielucht als bron gebruikt. De hybride warmtepomp kan worden toegepast in woningen voor ruimteverwarming, warm tapwater en koeling. De warmtepomp voorziet in eerste instantie in het gevraagde vermogen, de cv-ketel springt bij indien nodig. Een belangrijke indicator van de prestaties van een warmtepomp is de zogenaamde COP, de Coefficient of Performance. Deze coëfficiënt geeft de verhouding aan tussen de hoeveelheid afgegeven warmte en de hoeveelheid verbruikte energie. De typische COP van een bodembron warmtepomp ligt rond de 4, maar dit hangt sterk af van de temperatuur die nodig is. De COP is een theoretische factor. In de zogenaamde Seasonal Performance Factor (SPF) worden ook de temperatuurschommelingen over het jaar van de bron meegewogen, deze factor is lager dan de COP. In de praktijk verbruikt een gemiddeld verwarmingssysteem met warmtepomp 20-40% minder energie dan conventionele verwarmingssystemen in de gebouwde omgeving. Het daadwerkelijke rendement van een warmtepompsysteem is afhankelijk van een aantal factoren: De bron- en afgiftetemperatuur; het rendement van een warmtepomp hangt in eerste instantie sterk af van het verschil tussen de brontemperatuur en de afgiftetemperatuur. Een warmtepomp kan het beste presteren in combinatie met een lage temperatuur verwarming omdat bij een warmtepomp de maximumtemperatuur tussen 35 en 45 graden C ligt, veel lager dan de watertemperatuur van een conventionele CV-installatie (70 tot 90 graden C); om een woning te verwarmen op een lage temperatuur is voldoende isolatie van die woning nodig en een afgiftesysteem met een groot oppervlak. Warmtepompen horen dus bij uitstek thuis in (zeer) goed geïsoleerde lage- of zeer lage-energie gebouwen. Een goede afstemming tussen warmtepomp en bronsysteem is van essentieel belang voor de goede werking van de gehele installatie (een te laag vermogen van de bron heeft bevriezen tot gevolg en dus uitschakelen van de warmtepomp). Het type warmtepomp: een gasgestookte warmtepomp kan bijvoorbeeld een hoger temperatuurniveau realiseren zonder negatieve gevolgen voor het rendement (in vergelijking met een elektrische warmtepomp). Luchtbron warmtepompen hebben een (over het jaar gemiddelde) COP die lager ligt dan de bodembron warmtepompen omdat de bodem in de winter, wanneer de warmtevraag piekt, gemiddeld warmer is dan de atmosfeer. Ook de verschillende compressortypes hebben invloed op de COP. De keuze voor een bepaald compressortype zal in de praktijk echter meer afhangen van technische beperkingen. Kleine warmtepompen gebruiken vaak een scrollcompressor, grotere schroefcompressoren of zuigercompressoren en in heel grote machines worden ook wel turbocompressoren toegepast. Warmtepompen zijn er vanaf vermogens van enkele kilowatts voor gebruik in woningen tot vermogens van meer dan tien Megawatt voor grote complexen of wijkverwarmingen. De regeling van het systeem is van essentieel belang (bijvoorbeeld het vermijden van verstoringen in de druk, het regelen van de circulatiepompen, het zo laag mogelijk houden van de afgiftetemperatuur); bij een slecht ingeregelde warmtepomp wordt extra elektriciteit of gas verbruikt. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 18

19 De grootste kostenbesparingen en milieuvoordelen zijn te bereiken als er zowel koeling als verwarming nodig is. In de industrie is vaak tegelijk proceskoeling en warm tapwater of warmte voor drogers nodig (met een niet te hoge temperatuur). De koelmachine kan dan tegelijk als warmtepomp functioneren. In situaties waar niet gelijktijdig gebruik van koeling en verwarming wordt gemaakt, maakt men wel gebruik van seizoensopslag van koude en warmte in de bodem. Warmte Koude Opslag Een warmte koude opslag (WKO) systeem kan gezien worden als een uitbreiding van een bodembron warmtepomp systeem. Bij een WKO wordt het systeem ingezet om zowel warmte als koude te produceren, maar het is ook mogelijk om warmte (bijvoorbeeld uit de atmosfeer) op te slaan om deze in de winter weer in te zetten. Omdat een open systeem over het hele jaar genomen in evenwicht moet zijn, kan in het bijzonder koude opslag in de winter noodzakelijk zijn om aan de koudevraag in de zomer (voor kantoren) te voldoen zonder de bodem uit te putten. Relevantie voor Smart Grids Warmtepompsystemen maken meestal gebruik van elektriciteit, in de pompen, maar vooral voor de compressoren. De kosten voor verwarmen en koelen zouden kunnen worden geminimaliseerd door de warmte en koude te produceren op momenten dat de elektriciteitsprijs laag is. Omdat een verwarmingssysteem enige traagheid kent, zou een verwarming deels kunnen anticiperen op een verwachte toename van elektriciteit uit wind- of zon en zo het hogere elektriciteitsaanbod kunnen absorberen. Als er geen directe warmte- of koudevraag is kan het ondergronds worden opgeslagen (in geval van een water/water installaties), in een buffervat of in het (energiezuinige) gebouw zelf (de thermische massa van de constructie). Deze mechanismen kunnen zowel door een consument als een netbeheerder worden aangestuurd. Samenvattend zijn warmtepompen dus relevant voor smart grids als (1) demand side management system en (2) als opslagsysteem Micro-WKK Microwarmtekrachtkoppeling (micro-wkk) 2 is de term voor opwekking van elektriciteit en warmte door middel van warmtekrachtkoppeling (WKK) in huishoudens, meestal met een stirlingmotor of brandstofcel tot een capaciteit van 20 kilowatt. De WKK-installatie vervangt daarbij de CV-ketel en de boiler of geiser. Bij micro-wkk wordt tegelijkertijd elektriciteit en warmte gegenereerd, maar de warmte is leidend. Met andere woorden, hoofddoel van een micro-wkk systeem is het maken van warmte, en de elektriciteit is een bijproduct. Figuur 3 Een micro-wkk installatie Micro-WKK is één van de vormen van decentrale opwekking die voor huishoudens momenteel sterk in opkomst is. Met het systeem kan een aanzienlijke energie-efficiëntieslag worden 2 Grotere toepassingen, voor gebruik in de utiliteitsbouw, worden mini-wkk genoemd. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 19

20 behaald. Warmte- en elektriciteitsproductie met behulp van micro-wkk vindt aanzienlijk efficiënter plaats dan bij de huidige conventionele elektriciteitscentrales. Bij energieopwekking met behulp van warmtekrachtkoppeling wordt namelijk alle primaire energie benut (zelfs inclusief condenswarmte) terwijl conventionele gasgestookte centrales een opwekrendement hebben van 50% tot 60%. Zo is met behulp van micro-wkk op basis van brandstofcellen is ongeveer 40% primaire energiebesparing mogelijk ten opzichte van de referentiesituatie op basis van conventionele elektriciteitscentrale en HR-ketel. Naast voordelen voor consumenten zijn er een aantal systeemvoordelen te behalen, waaronder een beperking van 1) transportverliezen op het elektriciteitsnetwerk (in Nederland ongeveer 5% van de getransporteerde elektriciteit. Door elektriciteit lokaal op te wekken, wordt dit verlies vermeden) en 2) beperking benodigde investeringen in elektrische infrastructuur. De verspreiding van decentrale opwekkers zoals micro-wkk zal er voor zorgen dat minder transport van de elektriciteitscentrale naar de gebruiker nodig is. Hierdoor kunnen investeringen in infrastructuur voor hoogspanning beperkt blijven. Dit gaat al snel om investeringen van honderden miljoenen euro s. Relevantie voor Smart Grids Micro-WKK is goed in te passen in een smart grid. Door het geclusterd beïnvloeden van verschillende decentrale opwekeenheden via een informatie- en communicatiesysteem ontstaat een virtuele elektriciteitcentrale. Hierbij moet worden gedacht aan een systeem waarin decentrale autonome micro-wkk s (en andere decentrale productie-eenheden) worden geïntegreerd. Micro-WKK valt goed te combineren met andere duurzame opwekopties, zoals zonneboilers en zonnecellen en de productieprofielen van deze technologieën en micro-wkk vullen elkaar goed aan. Bij het experiment in Hoogkerk (vanaf hier PowerMatching City genoemd) zijn in vijftien woningen micro-wkk installaties geïnstalleerd voor verwarming en warm tapwater. Aan de systemen is een buffervat voor tapwater en cv-water gekoppeld om de geproduceerde warmte op te slaan om het moment van warmtevraag te kunnen loskoppelen van het gebruik of de productie van stroom. De optimale manier van inzet wordt bepaald op basis van de actuele, real-time stroomprijs. Die prijs weerspiegelt de toestand van het elektriciteitssysteem en de momentane stromen in het net. Het buffervat vangt onverwachte pieken en dalen in de warmtevraag op zonder het stroomnet te zeer te belasten Elektriciteitsopslag (bij thuisgebruikers) In feite kan elektriciteit niet als zodanig worden opgeslagen, maar pas wanneer het omgezet is in een andere energievorm. Er bestaan verschillende fundamentele methoden voor energieopslag; zie Tabel 1. Onderscheidende eigenschappen bij het bepalen van geschiktheid voor een bepaalde opslagtoepassing zijn bijvoorbeeld: opslagcapaciteit in kwh vermogen in kw specifieke energie in kwh/kg levensduur in jaren of aantal laadcycli roundtrip efficiëntie in % (totale efficiëntie van laden plus ontladen) stand-by verliezen / zelfontlading in % per tijdseenheid groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 20

21 Tabel 1: Belangrijke energieopslagmethoden Opslagtechnologie Batterijen Redox flow batterijen Waterstof Condensatoren Super-/ultracondensatoren Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) Gesmolten zout, diverse andere Vliegwielen Waterkracht (pompcentrale) Compressed Air Energy Storage (CAES) Categorie Elektrochemische energie Elektrochemische energie Elektrochemische energie Elektrisch veld Elektrisch veld Magnetisch veld Thermische energie Kinetische energie Potentiële energie Potentiële / thermische energie Voor opslag bij een thuisgebruiker in het kader van een Smart Grid valt bijvoorbeeld te denken aan een opslagcapaciteit van 5-10 kwh en vermogen van 1-3 kw, afhankelijk van de specifieke situatie en wensen. Veel technologieën vallen af voor deze toepassing vanwege een te grote schaal, of vanwege veiligheidsaspecten voor gebruik in of rondom huis (bv. gebruik van gassen, hoge drukken of temperaturen). Verder speelt natuurlijk de prijs van een installatie mee, en de commerciële beschikbaarheid van geschikte producten. Momenteel zijn voor genoemde toepassing batterijen de enige realistische opslagmethode. Wel moet gezegd worden dat veel ontwikkelingen plaatsvinden op het gebied van kosten- en energetische efficiëntie van diverse opslagtechnologieën. Van de vele typen batterijen met ook weer elk zijn voor- en nadelen zijn loodaccu's en Lithium-Ion batterijen het meest gebruikelijk voor de thuisgebruiker. Loodaccu's worden al decennialang op zeer grote schaal commercieel toegepast voor energieopslag, met name als autoaccu s, en daarnaast in traditionele elektrische voertuigen zoals vorkheftrucks en golfkarretjes, voor maritieme toepassingen en bij noodstroomvoorziening. Autoaccu s zijn ongeschikt voor energieopslag bij de thuisgebruiker, omdat deze niet tegen herhaaldelijk ontladen tot 80% Depth Of Discharge (DoD; inverse is State of Charge, SoC) kunnen, maar gemaakt zijn voor talrijke zeer ondiepe ontladingen met hoge stroom bij het starten, waarna de accu meteen weer opgeladen wordt. Zogenaamde semi- en vol-tractie (deep cycle) lood-zuuraccu s hebben een ander ontwerp dat wel geschikt is. Subtypes zijn natteelektrolytaccu s, gel-accu s en AGM (Absorbed Glass Mat) accu s, waarbij de laatste twee praktischer in gebruik zijn (o.a. onderhoudsvrij, geen gasproductie) maar ook duurder. Loodaccu's worden bij voorkeur in volgeladen toestand gehouden, of direct na ontladen weer opgeladen om sulfatering tegen te gaan. Dit maakt ze uitermate geschikt voor stationaire stand-by systemen (UPS). Typische getallen voor loodaccu s voor thuisopslag zijn bijvoorbeeld een specifieke energie van 0,04 kwh per kg, een roundtrip-efficiëntie van ruwweg 80%, en een levensduur van cycli. De technologie van Lithium-Ion batterijen is slechts enkele tientallen jaren oud en nog steeds volop in ontwikkeling. Dit type komt veel voor in consumentenelektronica maar is ook in opkomst voor grotere schaal toepassingen. Voordelen ten opzichte van loodaccu's zijn o.a. een veel hogere specifieke energie, veel langere levensduur (zeker bij hogere temperatuur), grotere DoD mogelijk, en hogere efficiëntie. Het belangrijkste nadeel momenteel is de veel hogere prijs per kwh. Hierbij moet wel worden aangetekend dat de Total Cost of Ownership (TCO) relatief weinig hoger ligt, vanwege de langere levensduur en het feit dat een lagere capaciteit volstaat vanwege een grotere mogelijke DoD. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 21

22 Lithium-Ion batterijen bereiken hun langste levensduur als ze het merendeel van de tijd rond 50% DoD gebruikt worden, waarbij de extremen (0% en 100%) slechts sporadisch voorkomen. Dit maakt ze beter geschikt voor een actief opslagsysteem dan een loodaccu, en minder geschikt voor een UPS. Typische kengetallen voor Lithium-Ion systemen voor thuisopslag zijn bijvoorbeeld een specifieke energie van 0,15-0,25 kwh per kg, een roundtrip-efficiëntie van ruwweg 90%, en een levensduur van cycli. Relevantie voor Smart Grids Binnen Smart Grids is elektriciteitsopslag bij eindgebruikers een enabling technology, een technologie die het totaalsysteem (beter) laat werken. Binnen een Smart Grid met duurzame elektriciteitsopwekking in de vorm van zonnepanelen of (mini-) windturbines, bestaat doorgaans het probleem van ongelijktijdigheid van vraag en aanbod. Wanneer het elektriciteitsverbruik van een thuisgebruiker hoog is schijnt de zon weinig tot niet en vice versa, en ook windopwekking fluctueert sterk. Wanneer een netaansluiting met teruglevermogelijkheid niet gewenst of niet mogelijk is 3, kan elektriciteitsopslag uitkomst bieden door bij een overschot energie op te slaan, en bij een tekort juist eerder opgeslagen energie te leveren. De relevantie van opslag door middel van elektrische auto s (en andere aspecten daarvan) is al genoemd in paragraaf 2.4. Verder kan energieopslag in Smart Grids ook plaatsvinden op andere niveaus en voor andere toepassingen, bijvoorbeeld nivelleren van vraag en aanbod op wijkniveau, power quality toepassingen en stabilisatie van voltage. Hoewel elk van deze toepassingen interessant kan zijn voor een Smart Grid, valt nadere beschouwing ervan buiten het kader voor dit hoofdstuk. 3 Voor een al op het net aangesloten woning is teruglevering bij energieoverschot de economisch meest interessante optie, totdat de kosten van energieopslag voldoende gedaald zullen zijn. Voor niet-aangesloten woningen (bv. afgelegen vakantiewoningen) is energieopslag nu al interessant. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 22

23 1.3 Overzicht gebruikstechnieken apparatuur Elektriciteitsgebruik gemiddeld huishouden Waar het warmtegebruik een dalende trend vertoont (mede onder invloed van steeds strengere normen voor nieuwbouwwoningen), vertoont het gemiddelde elektriciteitsgebruik per huishoudens sinds 1988 een stijgende trend (zie Figuur 3). Deze stijging is vooral het gevolg van de toegenomen behoefte aan comfort, die tot uiting komt in de aanschaf van bijvoorbeeld vaatwassers, wasdrogers, diepvriesapparaten en waterbedden. In 2009 was het verbruik, mede als gevolg van de economische crisis, lager dan in 2008 (3.558 kwh/jaar). In 2010 is het elektriciteitsgebruik weer hoger dan in 2009, maar nog niet op het niveau van Het elektriciteitsgebruik omvat zowel apparaatgebruik als het woninggebonden energiegebruik. Omdat er in de nieuwbouw vaker warmtepompen (zullen) worden toegepast, zou dit een daling in het gemiddelde elektriciteitsgebruik door zuinigere apparaten deels teniet zal doen. Figuur 3 Overzicht gemiddeld elektriciteitsgebruik en gasverbruik per huishouden Bron: Energie in Nederland 2011 Als er gekeken wordt naar de verdeling van het elektriciteitsgebruik naar toepassing, dan blijken er vijf categorieën te zijn die ieder ongeveer voor een even groot aandeel van het elektriciteitsgebruik verantwoordelijk zijn: reiniging (vaatwasser, wasmachine, droger), koeling (koelkast, diepvries), verwarming en warm water (warmtepomp, elektrische kachel, elektrische boiler, elektriciteitsgebruik CV-ketel, elektrische boiler, Quooker) en audio, video en communicatie (zie Figuur 4). Elektrische apparaten in een huishouden gebruiken vooral veel stroom als ze of langdurig aan staan of een hoog elektrisch vermogen hebben. Hoewel apparaten steeds energiezuiniger worden, neemt het aantal elektrische apparaten bij huishoudens toe. Vooral apparaten die verwarmen gebruiken veel groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 23

24 stroom. Elektrisch verwarmen is minder efficiënt dan verwarmen met gas. Apparaten die de meeste stroom op jaarbasis gebruiken zijn: elektrische boilers, waterbedden, ventilatiesystemen, elektrische geiser, kookplaten, airconditioners, sauna's, plasma-tv's, koel / vriescombinaties en wasdrogers. Figuur 4 Gemiddeld elektriciteitsverbruik naar toepassing (totaal kwh) Bron: Energie in Nederland 2011 Figuur 5 Penetratiegraden van een aantal apparaten Bron: Energie in Nederland 2011 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 24

25 Van een aantal van deze grote gebruikers is in Figuur 5 de penetratie weergegeven in de tijd. Het aandeel vaatwassers stijgt nog licht, maar het aandeel diepvriezers en wasdrogers lijkt vrij stabiel. De penetratiegraad van waterbedden (altijd al onder 10%) daalt sinds Niet weergegeven in deze figuur is het aandeel elektrische boilers. Dit is vrij constant en schommelt sinds 2003 rond de 10% Ontwikkeling elektriciteitsvraag in de toekomst Voor het bepalen van business cases voor slimme netten is niet alleen de huidige situatie van belang, maar ook de toekomstige situatie. Hoe zal het gemiddelde totale elektriciteitsgebruik per huishouden zich ontwikkelen en vinden er verschuivingen plaats in het aandeel in het gebruik van de verschillende apparaten. In 2008 heeft VHK een aantal scenario's doorgerekend tot Allereerst is er een Business as Usual (BAU) scenario doorgerekend, en daarnaast is er een drietal scenario's doorgerekend met respectievelijk productnormering, productetikettering en een combinatie van beiden (in het kader van de Ecodesign Richtlijn). Ook is er een scenario doorgerekend op basis van de Best Available Technology (BAT). In het BAU scenario (dus zelfs zonder dat er expliciete regelgeving zou zijn op het gebied van minimum energie efficiëntie en etikettering) is de verwachting dat het gemiddeld elektriciteitsgebruik in 2020 circa 5% lager zal zijn dan dat in Zie Figuur 6. De daling komt voornamelijk voor rekening van de groep verlichting, door uitfasering van de gloeilamp ten gunste van meer energiezuinige verlichting, en de groep warm water, door vervanging van elektrische boilers. Daarnaast vindt er voortdurende verbetering van de energie-efficiency plaats waardoor met name koelkasten, vriezers, wasmachines, wasdrogers en vaatwassers minder elektriciteit gaan gebruiken. De bezitsgraad van apparaten zoals de diepvriezer en de wasdroger lijkt te stabiliseren (die van de vaatwasser stijgt nog steeds), zodat de toegenomen efficiency ook in het gemiddeld huishoudelijk verbruik tot uitdrukking komt. Anderzijds wordt dit deels teniet gedaan door een toename in het bezit en gebruiksduur van diverse (nieuwe) consumentenelektronica, zoals computers, spelcomputers en thuisbioscopen. Ook in de categorie ventilatie en airconditioning wordt een kleine toename in het toekomstig elektriciteitsgebruik verwacht. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 25

26 Figuur 6: Bijdrage per apparaatgroep aan het totale gemiddelde huishoudelijke elektriciteitsverbruik [kwh/hh/jr] BAU scenario. Bron: Hoofdrapport Elektrische apparatuur in Nederlandse Huishoudens ( ) VHK voor SenterNovem,2008 In Tabel 2 is een overzicht gegeven van het jaarverbruik van verschillende elektrische apparaten en apparaatgroepen zoals berekend voor 2020, in een business-as-usual (BAU) scenario. Tevens is aangegeven welk deel van het totale verbruik ze uit zullen maken. Voor het merendeel van deze apparaten is EU normering/etikettering voorzien. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 26

27 Tabel 2: Jaarverbruik elektrische apparaten in BAU. Bron: Hoofdrapport Elektrische apparatuur in Nederlandse Huishoudens ( ). Bron: VHK voor SenterNovem,2008 In het BAU scenario is berekend dat het gemiddeld elektriciteitsgebruik in 2020 circa 5% lager zal zijn dan dat in In het scenario waarbij er sprake is van een combinatie van productnormering en etikettering (EU-normering) zal het elektriciteitsgebruik nog eens 11%-punt lager uitvallen. In het best-available-technology (BAT) scenario valt het gemiddeld elektriciteitsgebruik per huishouden zelfs 34%-punt lager uit dan in het BAU scenario. Op basis van de studie van VHK kan geconcludeerd worden dat het gemiddeld elektriciteitsgebruik per woning aanzienlijk zal dalen komende 8 jaar. In de studie van VHK zijn warmtepompen en elektrische auto's niet meegenomen. Verwacht wordt dat deze tot 2020 maar beperkte invloed zullen hebben op het gebruik van een 'gemiddeld' Nederlands huishouden, maar lokaal kunnen ze een grote impact hebben op de elektriciteitsvraag. Warmtepompen en elektrische auto's zijn bovendien interessant, omdat ze in de tijd stuurbaar zijn en tevens een groot vermogen en energieverbruik kennen (zie hoofdstuk 1.2). De cijfers die tot nu toe zijn weergegeven gelden steeds voor een gemiddeld Nederlands huishouden. Per huishouden kan het elektriciteitsverbruik er heel anders uitzien. Dit is van belang voor smart grid pilots, omdat het aantal deelnemers vaak beperkt is, waardoor extremen minder uitgemiddeld zullen worden door andere gebruikers. In ieder geval kan het gebruik in een specifieke wijk verschillen van het gemiddeld gebruik zoals hier weergegeven. In een stedelijke omgeving is het denkbaar dat het groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 27

28 aandeel wasdrogers hoger ligt dan gemiddeld in Nederland (door minder buitenruimte om te drogen) en het aandeel vriezers lager is (meer supermarkten in de buurt). De mogelijkheid om in wijk te sturen op energievraag hangt dus af van de specifieke situatie in de wijk en is verder sterk gedrag gerelateerd: niet alleen op het gebied van bereidheid tot automatische aansturing van apparaten, maar ook op het gebied van het aanschaf gedrag van apparaten (soort apparaten, type apparaten, vervangingsfrequentie, etc.). Tabel 3: Overzicht van een aantal apparaten met een hoog specifiek verbruik (niet gewogen naar bezitsgraad). Bron: Hoofdrapport Elektrische apparatuur in Nederlandse Huishoudens ( ). VHK voor SenterNovem,2008 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 28

29 1.4 Apparaten geschikt voor aansturing Niet alle huishoudelijke apparaten zijn even interessant en geschikt om aangestuurd te worden in een smart grid project. Om deze reden wordt er een inventarisatie gemaakt van apparaten die het meest geschikt zijn om geïntegreerd te worden Geschiktheid apparatuur 4 Van de mogelijke apparaten in een huishouden zijn er een aantal geschikt voor sturing. Deze apparaten hebben of een opslagcapaciteit of het gebruik ervan kan uitgesteld worden. Door sturing kan energie worden opgeslagen als het goedkoop beschikbaar is, of kan een hoog vermogen worden vermeden als de kosten hoog zijn Apparaten met opslag Het meest voor de hand liggend voorbeeld van een apparaat met opslag is een elektrische batterij, eventueel verwerkt in een elektrische auto. Er zijn echter meer apparaten die een andere vorm van opslag ter beschikking hebben, het gaat hier veelal om apparaten die verwarmen of koelen. In de praktijk betekent dit dat ze een bepaald maximum en minimum waarde hebben. Het apparaat probeert een ingestelde temperatuur te bereiken maar zal door verlies aan de omgeving altijd weer moeten inschakelen. Dit betekent dus dat het continue verbruik eigenlijk verdeeld is over korte periodes van wel of geen verbruik. Hetzelfde geldt voor verwarmingsapparatuur waarbij de thermische massa van het huis 5 gebruikt kan worden als buffer. Eventueel kan deze buffer sterk vergroot worden door de inzet van een boilervat. Deze apparaten zijn op twee manieren te sturen. Ten eerste kan een verbruikspiek naar voren geschoven worden (tot de gewenste temperatuur weer is bereikt). Ten tweede kan in sommige gevallen boven het maximum worden gewerkt, waardoor de cyclus tussen minimaal en maximaal wordt opgerekt. Dit is wel aan strenge voorwaardes gebonden, denk aan een hogere temperatuur in de koelkast in combinatie met het bederven van voedsel. Voor andere opslag apparatuur, zoals een elektrische auto, geldt er een ander principe. Deze apparaten dienen niet een bepaalde temperatuur vast te houden maar moeten op een gegeven moment volledig opgeladen zijn. Indien bekend is wanneer de accu opgeladen moet zijn, en er meer tijd beschikbaar is dan nodig om op te laden, dan kan het moment van opladen gestuurd worden waarbij het opladen stapsgewijs kan plaatsvinden Uit te stellen apparaten De andere categorie apparaten die geschikt zijn voor sturing zijn apparaten die een dienst verlenen die uit te stellen is. Denk hierbij met name aan de wasmachine, de vaatwasser en de wasdroger. Het verbruiksprofiel van deze apparaten is voorspelbaar (zie ook paragraaf 1.4.2) Aandachtspunten hierbij zijn dat niet alle apparaten kunnen onderbroken worden: als ze eenmaal zijn aangezet moeten 4 Paragraaf is grotendeels gebaseerd op tekst van Robin Berg, LomboXnet. DNV KEMA heeft tekst naar eigen inzicht aangepast een aangevuld. 5 Dit is de mate waarin een huis warmte vasthoudt, waardoor verwarming kan worden uitgesteld zonder dat de temperatuur de ondergrens overschreidt. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 29

30 ze vaak een vast programma afmaken, en dat gewoontegedrag een belangrijke rol speelt wat sturing soms lastig maakt, bijvoorbeeld als gebruikers gewend zijn een aantal wassen na elkaar te draaien Inventarisatie apparaten Een investering in de slimme aansturing van een apparaat is enkel rendabel wanneer het apparaat de sturing een significant effect heeft op de energievraag van het huishouden. Dit betekent dat het apparaat een combinatie moet hebben van een hoog vermogen en een hoog (jaarlijks) energieverbruik. Op basis van geschiktheid voor opslag of uitstel en het effect, op basis van vermogen en verbruik, is een inventarisatie gemaakt van apparaten die geschikt zijn voor vraagsturing. Een overzicht hiervan wordt weergegeven in Tabel 4. Tabel 4: Mogelijkheden tot vraagsturing Apparaat Vraagsturing wel of niet mogelijk Effect Wel of niet geschikt Wasmachine Ja Groot WEL Vaatmachine Ja Groot WEL Wasdroger Ja Groot WEL Elektrische oven Nee Klein Quooker Ja Klein Koelkast Ja Middel Vriezer Ja Groot Airconditioning Ja Zeer groot WEL Warm water systemen Ja Groot WEL Verwarmingssystemen Ja Zeer groot WEL Televisie Nee Klein Computer Nee Klein Laptop Ja Klein Router Nee Klein Klein huishoudelijk (telefoons, tandborstel etc.) Nee Klein Verlichting Ja (dimmen) Klein Elektrische auto Ja Zeer groot WEL Shortlist apparaten Op basis bovenstaande inventarisatie kan een short list worden opgesteld van apparaten die geschikt zijn om aangestuurd te worden in de pilot wijken. Het gaat hier om apparaten die een combinatie hebben van effect en geschiktheid. Over deze apparaten wordt hieronder meer informatie gegeven.de elektrische auto en verwarmingssystemen zijn in hoofdstuk 1.2 al beschreven en zullen hier niet verder toegelicht worden. 1. Wasmachine groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 30

31 Het potentiële effect van vraagsturing met betrekking tot wasmachines wordt bepaald door de fase waarin het grootste vermogen wordt gevraagd. In het geval van een wasmachine is dat tijdens de verwarming van het water. Aan de hand van een aantal daadwerkelijk gemeten vraagprofielen in 2002 (Figuur 7 en Figuur 8) blijkt dat deze fase zich voordoet in het eerste half uur van de wasbeurt. Figuur 7: Gemeten wasmachineprofielen bij 40 C, bron: DNV KEMA, Figuur 8: Gemeten wasmachineprofielen bij 60 C, bron: DNV KEMA, De hoogte en duur van de grote piek in de vraag door verwarming hangt af van het vermogen van de wasmachine, het merk/type wasmachine en de temperatuur waarop gewassen wordt. Het vermogen van een wasmachine varieert van circa 2000 Watt voor een AAA wasmachine tot circa 3000 Watt voor een C wasmachine. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 31

32 Na de verwarmingspiek is de vraag voor een bepaalde periode relatief stabiel, waarna tegen het eind van het wasprogramma enkele kleinere pieken zijn waar te nemen. Deze pieken worden veroorzaakt door het centrifugeren. Op basis van de gemeten profielen is een typisch wasmachineprofiel opgesteld (Figuur 9), waarbij de lengte en duur van de piek kan variëren zoals hierboven is omschreven. Het tussentijds aan- en uitschakelen van wasmachines met behulp van een Plugwise schakeling kan alleen bij de oudere generatie wasmachines. Bij de huidige generatie wordt het programma niet 'bewaard' als de stroom tijdelijk onderbroken wordt. Bij de nieuwste generatie wasmachines is software ingebouwd voor slimme aansturing. Figuur 9: Typisch wasmachineprofiel, bron: DNV KEMA, Wasdroger Net als de wasmachine is de wasdroger een apparaat dat niet continu gebruikt wordt maar wel een hoge elektriciteitsvraag kent. In vergelijking met de wasmachine kent de droger echter een meer constante hoge vraag, die in één of twee stappen afneemt. De hoogste vraag vindt hierbij in het begin van de cyclus plaats. Figuur 10 geeft vier gemeten profielen weer van wasdrogers van verschillende leeftijden. De verschillen tussen de vier profielen kunnen verklaard worden door verschillende soorten drogers, verschillende maximale vermogens, verschillende soorten droogprogramma's, de hoeveelheid was in de droogtrommel en de vochtigheid van deze was. Toch vertonen de profielen grofweg hetzelfde patroon. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 32

33 Vermogen (W) 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1, Tijd (min.) 2 jaar oud 6 jaar oud 5 jaar oud 7 jaar oud Figuur 10: Gemeten wasdrogerprofielen, bron: DNV KEMA, In Figuur 11 is een typisch profiel weergegeven van een wasdroger, gebaseerd op de gemeten profielen. Dit geeft een indicatie van de potentiële vraagsturingscapaciteit. Het vermogen van een gemiddelde wasdroger bedraagt Watt, maar kan ook aanzienlijk hoger of lager liggen. Figuur 11: Typisch wasdrogerprofiel, bron: DNV KEMA, Vaatwasser Het vraagprofiel van een vaatwasser kent een aantal verschillende pieken, allen ongeveer even hoog, die aan de waterverwarming gerelateerd kunnen worden. Hierbij vindt de meest langdurige piek in het begin van het wasprogramma plaats. Figuur 12 geeft vier gemeten profielen weer, waarvan er drie een was draaien op 50 C en één een was draait op 65 C. Afwassen op een hogere temperatuur zorgt ervoor dat de piek langer duurt (maar niet hoger is). Twee van de vier gemeten profielen hebben drie vraagpieken en de andere twee hebben vier vraagpieken. De verschillen kunnen verklaard worden door verschillende merken van vaatwassers, en door verschillende wasprogramma's. Het vermogen van een vaatwasser varieert tussen de 1200 en groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 33

34 Vermogen (W) Vermogen (W) 3000 Watt. In Figuur 13 is een typisch vraagprofiel weer gegeven op basis van de gemeten data, waarbij uit is gegaan van vier pieken. 4,000 3,000 2,000 1, Tijd (min.) 2 jaar oud, 50 C 3 jaar oud, 50 C 4 jaar oud, 50 C 4 jaar oud, 65 C Figuur 12: Gemeten vaatwasserprofielen, bron: DNV KEMA, ,000 2,500 2,000 1,500 1, Tijd (min.) Figuur 13: Typisch vaatwasserprofiel, bron: DNV KEMA, Vriezer Een vriezer kan worden beschouwd als een apparaat met koudeopslag, met de eigenschappen zoals beschreven in Het verbruik is verdeeld over kortere periodes van wel of geen verbruik. Dit is duidelijk waar te nemen in de gemeten profielen in Figuur 14. Het maximale vermogen, de isolatie en het formaat van de vriezer en het verschil met de temperatuur buiten de vriezer zijn een aantal belangrijke parameters die de hoogte en de lengte van de piek en de lengte van de intervallen tussen de pieken bepalen. In Figuur 15 is een typisch profiel weergegeven, gebaseerd op de gemeten profielen. Het vermogen van een diepvries hangt sterk af van de leeftijd, efficiëntie, grootte (tafelmodel/hoog model en voor het hoge model enkeldeurs / dubbeldeurs) en het model diepvries (kast of kist). groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 34

35 Vermogen (W) Vermogen (W) Tijd (min.) 0,5 jaar oud, 60 liter 6 jaar oud, 240 liter 6 jaar oud, 250 liter 7 jaar oud, 140 liter Figuur 14: Gemeten vriezerprofielen, bron: DNV KEMA, Tijd (min.) Figuur 15: Typisch vriezerprofiel, bron: DNV KEMA, Airconditioning De airconditioning is een typische veroorzaker van belastingpieken, door de gelijktijdige inschakeling door verschillende gebruikers bij hogere buitentemperaturen. Momenteel heeft circa 6% van de huishoudens airconditioning in huis 6. Hierbij gaat het in de meeste gevallen om een monoblock, welke minder efficiënt is dan een inbouwairco met splitsysteem. Het profiel van een airco vertoont grote gelijkenis met het profiel van bijvoorbeeld een vriezer. De airco probeert een ingesteld temperatuur te handhaven, waardoor met tussenpozen de airconditioning wordt 6 Bron: Milieucentraal, geraadpleegd op groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 35

36 aangeschakeld, en wordt uitgeschakeld als een bepaalde temperatuur is bereikt. Het gevraagde vermogen, de duur van de piek en de intervallen daartussen zijn afhankelijk van het weer, de grootte en kwaliteit (gebouwmassa, isolatie) van de te koelen ruimte, de aanwezigheid van interne warmtebronnen en het type airconditioning Elektriciteitsprofielen voor huishoudens Met behulp van een profielengenerator kunnen profielen samengesteld worden waarbij onder andere rekening wordt gehouden met de verschillende seizoenen (warmtevraag, zonlichtinstraling) en verschillende gebruikspatronen (bijvoorbeeld verschil tussen weekdagen en weekenden). Hieronder, in Figuur 16, is een voorbeeld gegeven van drie elektriciteitsprofielen, voor zes extreme dagen, in termen van temperatuur en zoninstraling (gerangschikt van zeer koud tot warm), bepaald met de DNV KEMA profielen generator. Bij deze profielen is geen vraagsturing toegepast. Deze profielen laten zien hoe de elektriciteitvraag er gemiddeld uitziet op basis van een groot aantal huishoudens. Hieronder zijn de profielen weergegeven in het geval van de toepassing van warmtepompen, micro-wkk en micro-wkk in combinatie met PV-panelen. Een negatieve vraag betekent dat het huishouden meer produceert dan consumeert en teruglevert aan het net. Dergelijke extreme dagen laten zien dat de keuze voor installaties in het huishouden van grote invloed is op het gemiddelde vraagprofiel en daarmee op het ontwerp van het elektriciteitsnet in de wijk, en de stuurbaarheid van de vraag. Figuur 16: Elektriciteitsprofielen voor extreme dagen, bron: DNV KEMA, groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 36

37 Wattcher, Zjools Youless, Wattson EnyMate Plugwise Fifthplay Energy Smart Slimme meter Toon (Eneco) Marvin E-thermostaat (Essent) E-manager (Nuon) Oxxio Energiemonitor DANFOSS Link CC Honeywell evohome 1.5 Communicatietechnieken Voor het meten van elektriciteit- en gas- of warmteverbruik zijn veel verschillende systemen op de markt. Onderling verschillen zij vaak in de manier van meten, de mate van visualisatie en de mogelijkheden op verbruikers aan en uit te schakelen. Bij het ontwikkelen van energienetwerken waarbij een actieve sturing is tussen vraag en aanbod, zogenaamde Smart Grids, is het van belang om gebruik te maken van de juiste (combinatie van) systemen. Aangezien de systeemmarkt sterk in beweging blijft en ontwikkelingen elkaar in een snel tempo opvolgen, is het goed om periodiek een overzicht te maken van wat er aan functionaliteit te krijgen is. Hieronder vind u een tabel met de relevante systemen zoals die medio 2012 worden aangeboden op de Nederlandse markt. Er is een onderverdeling gemaakt in de categorieën: Meten Welke energiestromen zijn te meten en tot op welk detail niveau Visualiseren Hoe wordt de gemeten data zichtbaar voor de consument Schakelen Wat zijn de mogelijkheden, voor consument, netwerkbeheerder of producent, om verbruikers uit en aan te schakelen. Tabel 5: Communicatietechnieken en geschiktheid voor toepassing in Smart Grids Product Communicatie Meten Meet e-totaal Meet e-productie Meet e-apparaten Meet e-teruglevering Te combineren met e- teruglevering Meet gas/warmte Visualiseren Stand alone display Dedicated computer Web based Web based mobiel 7 Schakelen consument 7 De huidige generatie slimme meters (bijvoorbeeld de Landis+Gyr ZCF120ABds2, in gebruik bij Stedin) heeft een zogenaamde P1 uitgang die het huishouden de mogelijkheid geeft om met additionele hardware het energieverbruik real time te volgen. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 37

38 Wattcher, Zjools Youless, Wattson EnyMate Plugwise Fifthplay Energy Smart Slimme meter Toon (Eneco) Marvin E-thermostaat (Essent) E-manager (Nuon) Oxxio Energiemonitor DANFOSS Link CC Honeywell evohome Product Communicatie Schakelt e-apparaten Schakelt warmte Schakelt op afstand Schakelen netbeheerder/ producent, op afstand Schakelt e-hoofdaansluiting Schakelt e-apparaten Schakelt warmte Legenda Standaard Mogelijk Nog niet mogelijk Onmogelijk Tabel 5 visualiseert dat er nu drie systemen op de markt zijn die ook actief van afstand apparaten kunnen schakelen. Te weten: Plugwise, Fifthplay s Energy Smart en Nuon s E-manager. Dit is noodzakelijk in een Smart Grid. Daarnaast is het belangrijk dat het te kiezen systeem ook informatie van de netbeheerder / producent kan verwerken. Zo kan de consument voorwaarden scheppen waaraan moet worden voldaan voordat bepaalde apparaten gaan verbruiken. Wanneer de netbeheerder / producent ook gedeeltelijk rechten krijgt om de apparaten te schakelen, kan de consument hierin ontzorgd worden. Dergelijke systemen zijn tot nu toe maatwerk. Plugwise heeft hiermee in Nederland samen met Enexis reeds ervaring opgedaan. Te verwachten is dat ook de beide andere leveranciers te maken hebben met Smart Grid proefprojecten. Wettelijk is afgesproken dat een bewoner of andere partij kan vragen om eerder een slimme meter te krijgen dan gepland bij de netbeheerder. Dit is een zogeheten prioplaatsing; de kosten hiervoor zijn 60 euro per huishouden en de aanvraag wordt geplaatst bij de netbeheerder. Na aanvraag wordt de meter binnen 3 maanden gewisseld. Na het ontvangen van de brief met de geplande afspraak kan de bewoner alsnog bezwaar geven en de afspraak afzeggen. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 38

39 1.6 Organisatorische aspecten Werving en voorlichting Uit de verschillende pilot projecten die in werkpakket 1.4 geanalyseerd zijn, blijkt dat deelnemers op diverse manieren zijn geworven: via lokale acties, mond op mond reclame, advertenties, informatie bijeenkomsten en sociale media. In een aantal projecten wordt er voor iedere doelgroep binnen het project een individuele communicatiestrategie ontwikkeld. Thema s die worden gebruikt om deelnemers te werven zijn: lokale binding, duurzaamheid, lagere kosten, installatie van nieuwe apparatuur en 'fun'. Een aantal lessen dat getrokken kan worden uit eerdere pilots zijn: Om tot daadwerkelijke commitment te komen, is het raadzaam bewoners uit te nodigen mee te denken, en ze (een relatief lage) financiële bijdrage te vragen. Het is belangrijk om duidelijk te communiceren wat de deelnemers kunnen verwachten en wat het resultaat voor hen zal zijn. Zodoende kan teleurstelling bij deelnemers voorkomen worden wanneer zij bijvoorbeeld energiebesparing verwachten terwijl dit geen inherent onderdeel is van een smart grid project. Om tot energiebesparing en/of verschuiven van het gebruik te komen, kan het energiegebruik van deelnemers getoond worden in vergelijking met dat van andere huishoudens. Dit kan leiden tot extra besparing/actie, maar kan ook demotiverend werken, bijvoorbeeld als verschillen voortkomen uit verschillen in uitgangspunten zoals gezinssamenstelling, aanwezigheid in huis, isolatieniveau van de woning etc. De meeste mensen die mee doen aan een smart grid project, zullen dat doen vanuit een maatschappelijk verantwoordelijkheidsoogpunt of een kostenbesparingsoogpunt. Omdat het vaak gaat om voorlopers, zullen zij meer dan 'gemiddeld Nederland' accepteren dat er soms wat kleine problemen zijn. De thermostaat in bepaalde woningen werd niet erg mooi gevonden en was niet programmeerbaar. Hierover zijn een aantal klachten binnengekomen. Mensen zijn niet alleen geïnteresseerd in techniek, maar ook in de meer softere kanten. Vooral in huishoudens waar één partner enthousiast is, is het belangrijk om ook de andere partner tevreden te stellen. Snelle en deskundige storingsopvolging is erg belangrijk. Ook al zitten mensen in een proef, ze willen graag snel geholpen worden Helpdesk In een aantal projecten is in een helpdesk voorzien, variërend van een wekelijks spreekuur tot een 24-servicelijn. Het verschilt sterk per project(fase) hoeveel vragen er binnen komen. Algemeen kan gezegd worden dat vragen niet alleen technische aspecten betreffen, maar ook praktische en juridische. In een van de projecten wordt er een eenvoudig handboek gemaakt van apparaten Privacy Privacy is een belangrijk punt voor de deelnemers, hier dient al in een vroeg stadium rekening mee gehouden te worden. In een aantal projecten zijn zaken met betrekking tot het delen van data in een contract vastgelegd. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 39

40 1.6.4 Actoren Het verschilt sterk per project hoeveel projectpartners er zijn. Soms wordt er bewust gekozen voor een klein aantal projectpartners om de complexiteit te beperken, in andere projecten wordt er voor gekozen partners uit de hele keten te betrekken. Ook is er in sommige projecten gekozen om zoveel mogelijk lokale partners te betrekken, terwijl andere projecten juist een heel internationaal karakter hebben. Tot dusver is niet uit de projecten gebleken welke keuze van het type en aantal partners de kans op een succesvol project vergroten Geleerde lessen algemeen Bij nieuwe technische apparaten en/of aanpassingen van bestaande installaties is het advies om geleidelijk uit te rollen in wijk. De ervaring leert dat er veel onvoorziene problemen naar voren komen wanneer de apparatuur uit een test opstelling over worden gebracht naar een huishouden. Advies is om na het testen in een testomgeving de apparaten eerst uit te proberen bij friendly users, mensen die het meest enthousiast zijn en het minder vervelend vinden als er problemen ontstaan. Technisch gezien zijn een aantal componenten al commercieel verkrijgbaar, maar de onderlinge koppeling (communicatie) is soms nog een grote uitdaging. Goed om te weten dat Plugwise alleen interessant is met de juiste apparatuur erachter, huidige wasmachines raken bijvoorbeeld geheugen kwijt als stroom eraf gehaald wordt. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 40

41 1.7 Conclusies Technieken voor Smart Grids Aanpassen van de elektriciteitsvraag aan het onregelmatige elektriciteitsaanbod van bijvoorbeeld zonnepanelen en kleine windturbines is aantrekkelijk voor de optimale benutting van het opgestelde vermogen. Dit kan bijvoorbeeld door het inschakelen van apparaten zoals een boiler, wasmachine of vriezer, of het opladen van de elektrische auto. Een mogelijk instrument voor vraagsturing is door middel van prijssturing: door het verlagen van de energieprijs op het moment dat het aanbod groter is en juist verhogen van deze prijs bij een laag aanbod. Daarnaast verhoogt lokaal energiegebruik de efficiëntie van het distributiesysteem. Daarom is het wenselijk om niet alleen tijdelijk, maar ook plaatselijk, de prijs van elektriciteit te variëren. Hierbij is het belangrijk om niet alleen naar energiemanagement binnen een wijk of buurt te bekijken, maar ook aandacht te schenken aan energiemanagement binnen individuele gebouwen. Elektrische auto s kunnen ook een rol spelen bij het afstemmen van vraag en aanbod. Het tegelijkertijd opladen van vele elektrische auto s vraagt veel elektrisch vermogen, waardoor distributietransformatoren overbelast kunnen raken. Smart grids kunnen er voor zorgen dat de belasting van het netwerk beter gecoördineerd wordt. Accu s van auto s kunnen gebruikt worden om pieken in elektriciteitsproductie op te vangen. Accu s kunnen ook als tijdelijke opslag van elektriciteit worden gebruikt. Warmtepompen kunnen worden gebruikt voor het minimaliseren van kosten voor verwarmen en koelen door de warmte en koude te produceren op momenten dat de elektriciteitsprijs laag is. Als warmte of koude niet direct nodig is kan deze worden opgeslagen, bijvoorbeeld onder de grond of in te thermische massa van een gebouw zelf. Micro-WKK is goed in te passen in een smart grid. Door het geclusterd beïnvloeden van verschillende decentrale opwekeenheden via een informatie- en communicatiesysteem ontstaat een virtuele elektriciteitcentrale. Hierbij moet worden gedacht aan een systeem waarin decentrale autonome micro-wkk s (en andere decentrale productie-eenheden) worden geïntegreerd. Binnen Smart Grids is elektriciteitsopslag bij eindgebruikers een enabling technology, een technologie die het totaalsysteem (beter) laat werken. Buiten opslag in auto s worden geen andere technologieën behandeld omdat deze kostentechnisch nog niet haalbaar zijn. Op basis van de studie van VHK kan geconcludeerd worden dat het gemiddeld elektriciteitsgebruik per woning aanzienlijk zal dalen komende 8 jaar. Daarnaast kan per huishouden het elektriciteitsverbruik er heel anders uitzien. Dit is van belang voor smart grid pilots, omdat het aantal deelnemers vaak beperkt is, waardoor extremen minder uitgemiddeld zullen worden door andere gebruikers. De mogelijkheid om in wijk te sturen op energievraag hangt dus af van de specifieke situatie in de wijk en is verder sterk gedrag gerelateerd. Van de mogelijke apparaten in een huishouden zijn er een aantal geschikt voor sturing. Deze apparaten hebben of een opslagcapaciteit (koelkast) of het gebruik ervan kan uitgesteld worden (wasmachine). Na inventarisatie zijn de volgende apparaten het meest geschikt bevonden voor sturing: wasmachine, wasdroger, vaatwasser, vriezer en airconditioning. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 41

42 Er zijn drie categorieën binnen communicatietechnieken voor smart grids: Meten Welke energiestromen zijn te meten en tot op welk detail niveau Visualiseren Hoe wordt de gemeten data zichtbaar voor de consument Schakelen Wat zijn de mogelijkheden, voor consument, netwerkbeheerder of producent, om verbruikers uit en aan te schakelen. Thema s die worden gebruikt om deelnemers te werven zijn: lokale binding, duurzaamheid, lagere kosten, installatie van nieuwe apparatuur en 'fun'. Daarnaast zijn ook een helpdesk en privacy van belang. Een andere les is het geleidelijk uitrollen van maatregelen, zodat onvoorziene tegenslagen snel kunnen worden opgepikt. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 42

43 2 Consumentengedrag binnen Smart Grids 2.1 Inleiding Dit rapport is onderdeel van het project Smart Grids: rendement voor iedereen en vormt het resultaat van Werkpakket 1.2 (WP 1.2) Consumentengedrag binnen Smart Grids. Het doel van dit document is om de resultaten van relevant psychologisch onderzoek op het gebied van acceptatie van nieuwe energiesystemen en regeltechnologie samen te vatten. Het is een bondige weergave van de belangrijkste inzichten en tips uit de literatuur. De centrale vragen van dit stuk zijn: Wat zijn de belangrijkste motieven die tot de acceptatie van een smart grid zullen leiden? Welke factoren moeten in acht worden genomen om de beoogde doelen (implementatie van nieuwe technologie, gedragsverandering) effectief te bereiken? 2.2 Financiële motieven Geld is waarschijnlijk een van de meest universele en krachtige bronnen van motivatie (Lea & Webley, 2006) en lijkt daarmee een voor de hand liggend instrument om gedrag te veranderen (Stern, 1999; Volpp et al., 2008; Kazdin, 2009). Maak gewenst gedrag financieel aantrekkelijk (bijvoorbeeld door middel van beloningen en subsidies) en ongewenst gedrag duurder (bijvoorbeeld door middel van boetes en belastingen), zo is de redenering, en gedrag zal in de gewenste richting veranderen. Maar is het echt zo gemakkelijk? Gaan mensen minder energie gebruiken wanneer ze horen hoeveel geld ze daarmee kunnen besparen? De overtuigingskracht van geld hangt af van de vraag wat geld met mensen doet. Onderzoek laat zien dat geld motiverend kan zijn en dat financiële prikkels effectief kunnen zijn om gedrag te veranderen. Financiële beloningen blijken bijvoorbeeld een effectieve manier om mensen met overgewicht te motiveren om af te vallen (Volpp et al., 2008). Geld leidt echter lang niet altijd tot het gewenste gedrag (Bonner et al., 2000). Er zijn zelfs studies die laten zien dat geld averechts kan werken. Boetes kunnen bijvoorbeeld het ongewenste cognitieve effect hebben dat mensen zich gevrijwaard voelen van de morele verplichting om zich goed te gedragen: door de boete te betalen hebben ze het recht gekocht om regels of normen te kunnen overtreden (Gneezy & Rustichini, 2000a). Geld doet wat met mensen. Met andere woorden, het effect van geld op gedrag hangt niet alleen af van de economische waarde van geld, maar ook van de cognitieve consequenties van geld. Financiële vooruitzichten worden als winst of verlies ervaren. Volgens de Prospect Theory (Kahneman & Tversky, 1979) vertonen mensen verliesaversie in hun keuzegedrag: de mogelijkheid van financieel verlies weegt zwaarder in beslissingen dan de mogelijkheid van financieel gewin. Dit principe suggereert dat toekomstige financiële verliezen meer invloed op gedrag hebben dan toekomstige financiële winsten. De voorspelling is daarom dat financiële interventies effectiever zijn wanneer ze de mogelijkheid van financiële verliezen in plaats van winsten behelzen Verliesaversie De bron van beloning bepaalt hoe financiële vooruitzichten cognitief worden verwerkt, en daarmee hoe motiverend geld is. Het opgeven van geld dat je eerder in bezit hebt gehad kan bijvoorbeeld worden ervaren als verlies, terwijl het opgeven van geld dat je nog niet in je bezit hebt gehad wordt ervaren als het mislopen van winst. Volgens verliesaversie zijn mensen sterker gemotiveerd om verliezen te vermijden dan om winsten te behalen. Mensen zullen daarom relatief veel moeite doen groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 43

44 om geld terug te krijgen dat ze eerder in hun bezit hebben gehad. De resultaten van een scenario experiment ondersteunen deze hypothese (Bolderdijk & Steg, 2010): deelnemers deden meer moeite om een euromunt terug te krijgen die ze al langer op zak hadden dan voor een euromunt die ze zojuist hadden gevonden. De economische waarde van de munt was hetzelfde in beide situaties. Het verschil zat hem echter in de cognitieve effecten van het geld. In het geval van de eigen munt werd het niet terugkrijgen van de munt als verlies ervaren, waardoor mensen gemotiveerder waren om de euromunt terug te krijgen. In het geval van de gratis munt ervoeren mensen dit minder als verlies, waardoor ze minder gemotiveerd waren om de euromunt terug te krijgen. Dit suggereert tevens dat financiële beloningen mogelijk effectiever zijn wanneer ze de mogelijkheid van financiële verliezen behelzen Praktische implicaties Deze resultaten suggereren dat mensen relatief veel moeite willen doen om financiële verliezen te vermijden. In de pilots kunnen we van dit principe gebruik maken bij het ontwerpen van prijsmaatregelen. Zo kunnen bijvoorbeeld beloningsschema s ontwerpen worden waarin mensen voorlopige beloningen krijgen uitgekeerd voor gewenst gedrag (energieconsumptie), waarbij die beloningen weer moeten worden ingeleverd op het moment dat iemand ongewenst gedrag vertoont. Via dit beloningsschema wordt geanticipeerd op het principe van verliesaversie: het terug moeten geven van een ontvangen beloning wordt ervaren als verlies, en dit is motiverend. Deze specifieke beloningsstructuur is wellicht effectiever dan de standaard beloningsstructuur, waarin een beloning pas wordt uitgekeerd op het moment dat het gewenste gedrag wordt vertoond, en er feitelijk dus nooit sprake is van het verliezen van geld Is privacy te koop? Volgens klassieke psychologische theorieën (Altman, 1977) is privacy een fundamentele menselijke behoefte en daarmee uitgesloten van markttransacties: fatsoenlijke mensen zullen hun persoonlijke informatie niet verkopen voor geld. Dit suggereert dat geld mensen niet kan overtuigen om persoonlijke informatie vrij te geven. Volgens economische theorieën (Posner, 1981) is persoonlijke informatie echter handelswaar, en zullen mensen bereid zijn om persoonlijke informatie op te geven voor de juiste prijs. In deze studie is de prijs van privacy onderzocht. Is privacy te koop? Om deze vraag te beantwoorden is onderzoek gedaan naar privacygevoelens over prijsbeleid in verkeer en energiegebruik. Vaak worden moderne registratietechnieken (zoals GPS-technologie in het geval van een kilometerheffing en smart meters in het geval van energiebeleid) ingezet om individueel gebruik te kunnen meten. Het registreren van individueel gedrag stuit echter op veel verzet: mensen claimen bijvoorbeeld dat het registreren van het rijgedrag in het kader van de kilometerheffing een onacceptabele inbreuk op hun privacy is (DutchNews.nl, 2009). Vanuit consumentenonderzoek (denk bijvoorbeeld aan klantenkaarten bij supermarkten) is echter bekend dat mensen bereid zijn hun privacy op te geven wanneer ze voldoende financieel worden gecompenseerd. Dit suggereert dat privacy bezwaren zouden moeten afnemen naarmate mensen meer positieve financiële consequenties verwachten ten gevolge van implementatie van het prijsbeleid. In een aantal vragenlijstonderzoeken is gevonden dat privacybezwaren omtrent prijsbeleid inderdaad samenhangen met financiële consequenties: mensen die verwachtten financieel slechter af te zijn door de invoering van prijsbeleid gaven aan zich meer zorgen te maken over hun privacy dan mensen die juist verwachtten beter af te zijn (Bolderdijk, Steg, & Postmes, in press). Experimenteel onderzoek suggereerde dat er sprake is van een causaal verband: wanneer deelnemers te horen kregen dat prijsbeleid hun financiële voordelen zou opleveren, vonden ze prijsbeleid een minder grote bedreiging voor hun privacy dan groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 44

45 wanneer ze te horen kregen dat prijsbeleid juist financiële nadelen zou hebben (Bolderdijk, Steg, & Postmes, in press) Praktische implicaties De deelnemers aan de pilot kunnen automatische regeltechnologie waarbij bijvoorbeeld het energiebedrijf op afstand apparaten kan aansturen als privacygevoelig beschouwen. Dit kan een reden zijn om niet aan de pilot mee te doen. Als het opgeven van privacy (of controle) iets oplevert (o.a. minder betalen voor je energie) dan wordt privacy al snel een kleiner obstakel. Daarom is het belangrijk duidelijk te maken welke voordelen regeltechnologie heeft Geld als argument kan averechts werken Veel milieucampagnes zijn gebaseerd op de aanname dat economische boodschappen Energiebesparend gedrag levert geld op ) beter werken dan altruïstische boodschappen ( Energiebesparend gedrag vermindert de uitstoot van CO 2 ). De gedachte hierachter is dat mensen meer gemotiveerd raken door persoonlijke voordelen, dan door maatschappelijke voordelen (Geller et al., 1982). Hierbij wordt echter voorbijgegaan aan het feit dat altruïstische boodschappen een positief cognitief effect kunnen hebben. Door energie te besparen met als doel toekomstige generaties te helpen, kunnen mensen zichzelf zien als moreel goede personen. Economische boodschappen hebben niet dit positieve cognitieve effect en kunnen in sommige gevallen zelfs het omgekeerde effect hebben: je laten overtuigen door een economische boodschap kan impliceren dat je iemand bent die op de centen zit, wat het handelen naar aanleiding van een economische boodschap onaantrekkelijk maakt. De verwachting is daarom dat mensen een positiever gevoel zullen hebben bij altruïstische dan bij economische boodschappen en dat altruïstische boodschappen in bepaalde gevallen zelfs effectiever kunnen zijn dan economische boodschappen. Dit is onderzocht in een aantal lab- en veldexperimenten (Bolderdijk et al., 2010). Deelnemers ervoeren het inderdaad als prettiger wanneer zij overtuigd werden door een altruïstische boodschap dan door een economische boodschap. Daarnaast bleek dat een economische boodschap soms zelfs averechts kan werken in pogingen om gedrag te veranderen. Appelleren aan de financiële voordelen van het controleren van bandenspanning ( Do you care about your finances? Get a free tire check! ) bleek bijvoorbeeld minder overtuigend te zijn dan een altruïstische of controleboodschap (respectievelijk Do you care about the environment? Get a free tire check! en Get a free tire check! ). Met andere woorden, appelleren aan de financiële voordelen van milieuvriendelijk gedrag is wellicht minder effectief dan algemeen wordt aangenomen in milieucampagnes. Altruïstische boodschappen zijn waarschijnlijk juist effectiever dan eerder gedacht. Zulke boodschappen stellen mensen namelijk in staat om zich goed te voelen over hun gedrag, wat motiverend kan werken Praktische implicaties Het vertonen van goed gedrag vanuit altruïstisch in plaats van financieel oogpunt kan namelijk een prettig gevoel opleveren. Deze analyse plaatst een kanttekening bij de veelgebruikte strategie in milieucampagnes om de financiële voordelen van milieuvriendelijk gedrag te benadrukken. Wellicht is het verstandiger om in bepaalde gevallen het altruïstische karakter van milieuvriendelijk gedrag te benadrukken: deze strategie staat mensen toe om zich goed te voelen over hun gedrag en kan hen daarmee motiveren om hun gedrag aan te passen. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 45

46 2.3 Symbolische motieven Sociaal aanzien Als mensen worden gevraagd welke aspecten belangrijk zijn in een overweging om over te stappen naar lokale energievoorzieningen zeggen ze dat de functionele aspecten zoals prijs, moeite, stabiliteit van het netwerk en milieuaspecten erg belangrijk zijn. De symbolische functie, wat de keuze voor een nieuw energieproduct over jou als mens zegt, speelt nauwelijks een rol (Noppers, Keizer, & Steg, in voorbereiding). Dit is één kant van het verhaal. In een onderzoek zijn mensen gevraagd lokale energievoorzieningen te beoordelen op de verschillende aspecten (functioneel, milieu en symbolisch). Daarnaast moesten de deelnemers aangeven in welke mate ze interesse hadden om gebruik maken van lokale energievoorzieningen en of ze wilden overstappen in de toekomst. Wanneer de relatie tussen de beoordeling van lokale energievoorzieningen en de interesse in lokale energievoorzieningen wordt onderzocht blijkt er een sterk positief verband te zijn tussen de beoordeling op symbolische aspecten en milieueffecten aan de ene kant en de interesse in lokale energievoorzieningen aan de andere kant. De mate waarin mensen zich denken te kunnen onderscheiden met lokale energie en de mate waarin mensen denken dat lokale energie afname iets positief over hen zegt lijkt een drijfveer te zijn voor de interesse en de bereidheid om over te stappen (Noppers et al., in voorbereiding). Echter, dit kunnen of willen mensen niet altijd onderkennen. De hypothese die voortvloeit uit dit onderzoek is dat de symbolische waarde van energieproductkeuze invloed heeft op de interesse voor een bepaald product, maar dat dit nog sterker is voor mensen die denken dat het product functionele beperkingen heeft. Dit versterkt de signaalfunctie. Verder onderzoek zal moeten uitwijzen in hoeverre deze hypothese met de werkelijkheid overeen komt Praktische implicaties De implementatie van nieuwe technologie in vorm van zonnepanelen of elektrische auto s introduceert een belangrijk uiterlijke component met zich mee. Het gebruik van zichtbare technologie kan verandering en status naar de buitenwereld signaleren. Deelnemers aan de pilot kunnen zich van andere burgers onderscheiden door gebruik te maken van lokale energie en smart grid diensten en hiermee hun sociaal aanzien en versterken (net zoals mensen zich onderscheiden door het dragen van mooie kleding, of het bezitten van de nieuwste gadgets). Dit betekent dat de deelname aan de pilot hoger kan zijn als de deelname zichtbaar is voor de omgeving Instrumentele tekortkomingen (moet nader onderzocht worden) Instrumentele tekortkomingen (prijs, moeite, stabiliteit) kunnen mogelijk het sociaal aanzien verder versterken. Het signaal dat de deelnemer onderscheidend is wordt sterker wanneer de omgeving weet dat de deelnemer, ondanks de aanwezige kosten, moeite in het project heeft geïnvesteerd. De praktische en financiële tekortkomingen worden op deze manier een positieve kracht. We denken dat dit met name geldt voor early-adopters. Wanneer iedereen zonnepanelen op het dak heeft staan en aangesloten is op een smart grid, is het onderscheidend vermogen (van de andere buurtbewoners) natuurlijk minder. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 46

47 2.4 Waarden en moreel zelfbeeld Waarden zijn algemene doelen of idealen die richting geven aan opvattingen en gedrag. Waarden zijn relatief stabiel en beïnvloeden voorkeuren en gedrag in verschillende situaties (Steg & De Groot, 2012). Uit ons onderzoek blijkt dat vier typen waarden van belang zijn voorde verklaring van opvattingen en gedrag in relatie tot het milieu: hedonische (waarbij men er vooral naar streeft om zich beter te voelen), egoïstische (waarbij men vooral belang hecht aan gevolgen voor de hulpbronnen die men heeft), altruïstische (waarbij men vooral streeft naar het verhogen van het welzijn van anderen), en biosferische waarden (waarbij men vooral belang hecht aan gevolgen voor natuur en milieu). Deze vier waarden kunnen empirisch worden onderscheiden, niet alleen in Nederland (De Groot & Steg, 2008, 2010; Steg, Dreijerink, & Abrahamse, 2005), maar ook in andere Europese landen (zoals Italië, Oostenrijk, Rusland, Tsjechië en Zweden, De Groot, & Steg, 2007; Rumpf, Steg, & Granskaya, in voorbereiding), Azië (Japan en Indonesië; Hiratsuka, 2010), en Latijns Amerika (Argentinië en Mexico; Helbig, 2010; Jakovcevic & Steg, in voorbereiding). Zelfs in Afrika (Ethiopië en Kenia; Hansen, Steg, & Suhlmann, in voorbereiding) kunnen deze vier typen waarden worden onderscheiden. Uit ons onderzoek blijkt dat men in al deze landen en culturen relatief veel waarde hecht aan biosferische waarden. Dit is zelfs het geval voor groepen met lage inkomens in bijvoorbeeld Mexico, Ethiopië en Kenia. Dit betekent dat biosferische waarden niet pas belangrijk worden als mensen hun materiële behoeften kunnen voorzien (cf. Inglehart, 1990). Mensen met sterke hedonische en egoïstische waarden zijn meestal minder milieuvriendelijk dan mensen met sterke altruïstische en biosferische waarden. Echter, altruïstische waarden kunnen ook resulteren in milieuonvriendelijke keuzes als ze conflicteren met biosferische waarden (De Groot & Steg, 2008). Biosferische waarden hangen meestal het sterkst samen met opvattingen, voorkeuren en milieugedrag, maar zijn zelden de enige significante voorspeller (De Groot & Steg, 2007, 2008; Nilsson, Von Borgstede, & Biel, 2004; Steg, De Groot, Dreijerink, Abrahamse, & Siero, 2011; Steg et al., 2005). Waarden vormen dus een belangrijke basis voor milieuvriendelijke voorkeuren en gedrag Waarden kleuren de mening van mensen (motivated cognition) Als men denkt dat het gebruik van duurzame energie een bedreiging vormt voor belangrijke waarden die men heeft, bestaat de kans dat alles wat met duurzame energie te maken heeft bij voorbaat negatiever wordt waargenomen, en dat men nauwelijks de potentiële voordelen ervan onderkent. Het omgekeerde geldt ook, wanneer mensen denken dat duurzame energie aansluit bij hun belangrijke waarden, zullen ze verschillende kenmerken van duurzame energie positiever beoordelen, ook kenmerken die niet direct aansluiten bij deze belangrijke waarden (Perlaviciute & Steg, in voorbereiding). Bijvoorbeeld: uit onderzoek blijkt dat mensen met sterke egoïstische waarden vooral individuele gevolgen van kernenergie belangrijk vinden (bijvoorbeeld als energie goedkoop is), terwijl mensen met sterke biosferische waarden vooral belang hechten aan de gevolgen voor het milieu (bijvoorbeeld minder CO 2 - emissies; Perlaviciute & Steg, in voorbereiding). Men hecht dus vooral belang aan aspecten die gevolgen hebben voor belangrijke waarden. Waarden bepalen ook welke gevolgen men waarschijnlijk vindt. Mensen met sterke egoïstische waarden denken bijvoorbeeld dat kernenergie leidt tot een vermindering van CO 2 -emissies, terwijl mensen met sterke biosferische waarden juist denken dat kernenergie negatieve gevolgen heeft voor het milieu (De Groot, Steg, & Poortinga, 2012; Perlaviciute & Steg, in voorbereiding). Er lijkt sprake te zijn van motivated cognition : mensen met sterke egoïstische waarden zijn voor kernenergie en zijn daarom gemotiveerd om de voordelen van kernenergie te benadrukken en de nadelen te ontkennen. Voor groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 47

48 mensen met sterke altruïstische en biosferische waarden geldt het tegenovergestelde: zij zijn tegen kernenergie en benadrukken de nadelen terwijl ze de voordelen niet onderkennen Praktische implicaties Waarden oefenen een sterkere invloed uit op gedrag als ze worden geactiveerd door de context. Dat betekent dat er voldoende cues in de omgeving aanwezig moeten zijn die mensen herinneren aan hun (milieu)waarden, terwijl cues die egoïstische waarden activeren zoveel mogelijk moeten worden verwijderd. Het benadrukken van de boodschap dat bewoners meedoen aan de pilot omdat het goedkopere energie oplevert schept een context voor egoïstische waarden waardoor mensen minder gemotiveerd kunnen raken om hun gedrag aan te passen wanneer het persoonlijke voordeel niet zo groot lijkt, of wanneer vraagsturing te veel moeite blijkt te vergen. Mensen eraan herinneren dat ze aan dit project meedoen uit duurzame overwegingen, zal de context scheppen voor de activering van altruïstische en biosferische waarden, waardoor de motivatie om mee te werken aan de pilot hoog zal blijven in periodes van mogelijk tegenslag Milieu-identiteit Mensen met sterke biosferische waarden hebben een sterkere milieu-identiteit en gedragen zich milieuvriendelijker dan mensen met zwakke biosferische waarden (Van der Werff, Steg, & Keizer, in voorbereiding). De milieu-identiteit wordt ook bepaald door eerder gedrag en kan worden versterkt of afgezwakt door mensen te herinneren aan milieuvriendelijke dan wel milieuonvriendelijke keuzes in het verleden (Cornelissen, Dewitte, Warlop, & Yzerbyt, 2007; Cornelissen, Pandelaere, Warlop, & Dewitte, 2008). Maar ook in dat geval blijft er een relatie bestaan tussen waarden en milieu-identiteit (Van der Werff et al., in voorbereiding). Waarden vormen dus een belangrijke basis voor de milieuidentiteit en daarmee milieugedrag Praktische implicaties Mensen met sterke biosferische waarden en een sterke milieu-identiteit maken consequent meer groene keuzes dan mensen met een zwakke milieu-identiteit. Ze zijn bijvoorbeeld niet alleen meer bereid groene energie te gebruiken, maar ook om er meer voor te betalen en om hun energieverbruik aan te passen aan het (wisselend) aanbod (flexibilisering van gebruik). Mensen met een sterke milieu-identiteit zijn dus meer bereid zich groen te gedragen, ook al brengt dit verschillende nadelen met zich mee. Dit komt doordat milieuvriendelijk handelen positieve gevoelens oplevert. Dat betekent dat feedback geven over hoe mensen eerder milieuvriendelijk gedrag hebben vertoond positieve emoties kan oproepen. Mensen herinneren aan eerdere milieuvriendelijke keuzes (zoals het kopen van een duurzame woning) versterkt ook hun milieu-identiteit, wat als gevolg heeft dat mensen meer duurzame keuzes (blijven) maken Mensen zien zichzelf liever als green dan greedy (moreel zelfbeeld) Weten dat je bijdraagt aan een positief doel (de buurt, het milieu) geeft een positief gevoel (Bolderdijk, Steg, Geller, Lehman, & Postmes, 2010; Dogan, Steg, & Delhomme, 2011). Dit positieve gevoel versterkt het moreel zelfbeeld van mensen (een belangrijke behoefte). Het omgekeerde is echter ook het geval: greedy geeft geen goed zelfbeeld, en leidt niet tot een positief gevoel (Bolderdijk et al., under review). groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 48

49 Praktische implicaties Mensen vinden potentiële milieuwinsten meer de moeite waarde dan equivalente potentiële financiële winsten. In de communicatie naar de bewoners toe is het dus belangrijk om te beseffen welke argumenten tot een sterke motivatie tot deelname zullen leiden. Dit betekent dat het benadrukken van positieve effecten op het milieu meer motiverend en dus effectiever kan zijn dan het benadrukken van financieel gewin. 2.5 Sociale motieven Interventies waarin interactie plaatsvindt met bewoners zijn relatief erg succesvol Bij de start van een nieuw project zeggen mensen vaak dat ze betrokken willen zijn, maar zodra om werkelijke betrokkenheid wordt gevraagd en betrokkenheid kosten (geld, tijd) met zich meebrengt, zijn mensen vaak niet meer bereid mee te werken. Men wil dus vooral het gevoel hebben betrokken te zijn en inspraak te hebben, zonder daar daadwerkelijk moeite voor te hoeven doen (Perlaviciute & Steg, in voorbereiding). Daarom is het belangrijk om onderlinge commitment tussen de bewoners te creëren, waarbij bewoners beloven zich actief in te zetten in de ontwikkeling van het smart grid project (cf. Abrahamse & Steg, under review) Block-leader approach Het kan effectief zijn om individuele bewoners aan te stellen als communicatieleiders die hun medebewoners enthousiast maken voor het project (zogenaamde block leaders ; Abrahamse & Steg, in voorbereiding). Men laat zich eerder overtuigen door mensen die op hun lijken (bewoners van dezelfde buurt) dan door mensen die niet op hun lijken (experts), en block leaders hebben in de regel gemakkelijker toegang tot de doelgroep en spelen vaak een centrale rol in de buurt. Tenslotte, communicatie leidt tot meer overtuiging als mensen persoonlijk benaderd worden. Bovendien zullen bewoners zullen waarschijnlijk sneller meedoen aan een pilot wanneer ze denken dat veel anderen (de meerderheid) dat ook doen (Keizer & Schultz, 2012; Abrahamse & Steg, in voorbereiding) Mensen passen hun gedrag aan op wat de buren doen Sociale feedbacksystemen maken bijvoorbeeld gebruik van slimme energiemeters die inzicht geven in het eigen energieverbruik in relatie tot dat van andere gebruikers. Eerder onderzoek van bijvoorbeeld Schultz et al. (2007) toonde aan dat mensen hun gedrag aanpasten op wat andere gebruikers deden. Mensen die negatieve feedback kregen, omdat zij meer energie verbruikten dan anderen, gingen na de feedback minder energie verbruiken en mensen die positieve feedback kregen, omdat zij minder energie verbruikten dan anderen, gingen na de feedback juist meer energie verbruiken. Uit dit onderzoek blijkt dat mensen de behoefte hebben om hun gedrag aan het buurtgemiddelde te matchen, maar dat is waarschijnlijk vooral het geval als ze zich met de buurt identificeren (cf. Abrahamse & Steg, under review). Deze resultaten lijken echter genuanceerd te kunnen worden. Eerste resultaten uit recentelijk gestart onderzoek laten zien dat mensen die zich erg betrokken voelen bij milieuzaken zich duidelijk ongemakkelijker voelen als ze negatieve feedback krijgen, vooral wanneer ze zich minder milieuvriendelijker gedragen dan een groep waarvan hun perceptie is dat ze niet heel milieuvriendelijk zijn (Taufik, Bolderdijk, & Steg, in voorbereiding). De gedachte hierachter is dat deze mensen zich graag als milieuvriendelijk willen zien en dat dit ook belangrijk is voor hun zelfbeeld. Negatieve feedback kan dit zelfbeeld mogelijk bedreigen. De negatieve feedback leidde groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 49

50 ertoe dat bij het milieu betrokken individuen de feedback vooral defensief verwerkten, door bijvoorbeeld hun betrokkenheid met het milieu te verlagen of de feedback te diskwalificeren, in plaats van milieubewuster te willen handelen. Voor de minder betrokken individuen lijkt hoe de feedback wordt verwerkt minder af te hangen van wie de andere gebruikers zijn met wie het eigen gedrag wordt vergeleken. Negatieve feedback lijkt al met al voor heel erg bij het milieu betrokken individuen niet altijd effectief te zijn, voor hen lijkt hun intentie om zich milieuvriendelijk te gedragen juist hoger te zijn bij positieve feedback (Taufik, Bolderdijk, & Steg, in voorbereiding) Praktische implicaties Wanneer men informatie krijgt over het energieverbruik van de buren zal dit voor de bewoners die veel energie verbruiken een prikkel zijn om zich aan te passen aan het gemiddelde. Eveneens zal het aanbieden van dezelfde informatie voor de mensen die minder energie verbruiken dan de buren een prikkel zijn om zich aan te passen aan het gemiddelde (door meer energie te verbruiken). Ook kan het aanbieden van informatie over het gedrag van de buren tot defensieve reacties leiden, wanneer men geconfronteerd wordt met het eigen gedrag en waarden. Het is belangrijk om dit proces goed te begrijpen en de communicatie via sociale feedbacksystemen zorgvuldig aan te pakken 2.6 Mogelijke obstakels voor het project Status quo bias Wanneer mensen wordt gevraagd wat hun voorkeuren zijn dan lijken ze vooral gemotiveerd om hun huidige levensstandaard (status quo) te behouden. Ze willen geen verandering van energieprijs, geen techniek die apparaten reguleert (verlies van autonomie) en geven de voorkeur aan opwekking van energie door een energiebedrijf in plaats van zelf energie op te wekken (Leijten, Bolderdijk, Keizer, & Steg, in voorbereiding). Anticipatie van verandering kan dus weerstand in mensen oproepen. Uit onderzoek blijkt echter ook dat mensen na de invoering van een verandering heel gelukkig kunnen worden van de nieuwe situatie en veel positiever kunnen oordelen over de veranderingen dan ze vooraf gedacht hebben. Bijvoorbeeld: bij zowel bij de verkeersmaatregelen in Londen als die in Stockholm, waarbij automobilisten moeten betalen om het centrum van de stad in te komen, blijkt dat mensen het na de invoering van de maatregel meer eens zijn met de maatregel dan wanneer ze dit voor de invoering werd gevraagd. Waarschijnlijk kwam dit doordat na de invoering van de maatregel de positieve gevolgen (bijvoorbeeld meer parkeerruimte, betere milieukwaliteit) zien (Schuitema, Steg, & Forward, 2010) Praktische implicaties Het is belangrijk dat de voordelen van de nieuwe situatie duidelijk zichtbaar zijn. Dit kan door het zelf ervaren van de voordelen, maar ook door de voordelen te communiceren. Instrumentele tekortkomingen (onzekerheid over levering, prijs, moeite) kunnen adoptie in eerste instantie tegenhouden, maar zullen als minder problematisch zullen worden beschouwd wanneer mensen eenmaal aan het nieuwe systeem gewend zijn, met name omdat mensen de nadelen vooraf meestal overschatten. Dit benadrukt het belang van de pilots, waarin mensen nieuwe systemen daadwerkelijk kunnen ervaren. De acceptatie van beleid neemt dus toe als men overtuigd is dat het beleid positieve gevolgen heeft. Dit betekent dat het belangrijk is mensen te informeren over de positieve (milieu)gevolgen van smart grids. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 50

51 2.6.2 Productvoorkeur en tevredenheid Consumenten geven de voorkeur aan apparaten met veel mogelijkheden (een thermostaat met vele instelmogelijkheden), maar bij gebruik van het apparaat frustreert de veelheid aan opties het gebruikersgemak (Gorsira, Van der Werff, Steg, Bolderdijk, & Keizer, 2011). Men lijkt dus de voorkeur te hebben voor systemen waar ze uiteindelijk niet gelukkig van worden Praktische implicaties Door de regulatieopties te beperken zal het gebruiksgemak (en tevredenheid) met het regulatiesysteem stijgen (Keizer, Bolderdijk, & Steg, in voorbereiding). Een potentiële oplossing is het gebruiken van defaultopties, waarbij het systeem op een goede manier wordt ingesteld maar waarbij men indien gewenst opties wel kan aanpassen. In dit project willen we nagaan of dat inderdaad een goede oplossing is Cognitieve beperkingen Mensen hebben beperkte cognitieve en mentale capaciteiten. Dat betekent dat feedbacksystemen (via smart meters) niet te complex moeten zijn, omdat dan de kans bestaat dat men de feedback niet waarneemt of er niet op reageert. Naarmate de mentale belasting toeneemt, zal men vaker terugvallen naar de persoonlijke hoofddoelen en energiebesparing zal in die gevallen vaak niet het hoofddoel zijn (Dogan, Steg, & Delhomme, 2011; Ünal, Platteel, Steg, & Epstude, under review) Praktische implicaties Informatie-op-maat is in potentie een effectieve manier om energiebesparing te stimuleren. Dat betekent dat men vooral informatie krijgt die aansluit bij de persoonlijke behoeften en wensen. Dit voorkomt dat informatie-overload (waarbij men overvallen wordt door informatie die niet relevant is) en versterkt de motivatie om er iets mee te doen Waargenomen moeite Vaak zeggen mensen dat ze betrokken willen zijn bij een project, maar zodra om werkelijke betrokkenheid wordt gevraagd en betrokkenheid kosten (tijd, geld) met zich meebrengt, zijn mensen vaak niet meer bereid mee te werken. Milieuwaarden en normatieve overwegingen zijn vooral goede voorspellers van gedrag dat relatief weinig tijd, geld, of moeite kost, maar hangen minder sterk samen met kostbaar gedrag (Steg & Vlek, 2009) Praktische implicaties Milieuoverwegingen hebben een sterker invloed op gedrag als dit gedrag niet te moeilijk is. Dit betekent dat de gewenste gedragingen in de pilots voldoende moeten worden gefaciliteerd; het mag wel iets meer moeite kosten (zie boven), maar niet teveel. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 51

52 2.7 Conclusie Consumentengedrag In dit rapport hebben we laten zien dat mensen zich door verschillende motieven laten leiden in relatie tot de acceptatie van nieuwe energiesystemen en bijbehorende technologie en de daarbij noodzakelijke gedragsveranderingen. Het is belangrijk om te beseffen dat financiële, sociale en duurzaamheidprikkels niet in directe relatie staan tot gedrag. De (milieu)identiteit van de consument, zowel als de belangrijkste persoonlijke waarden, bepalen hoe informatie wordt verwerkt en welke boodschappen en prikkels effectief kunnen zijn om gedrag te veranderen en de acceptatie van maatregels te vergroten. Zo hebben we bijvoorbeeld laten zien dat consumenten zich niet uitsluitend door financiële motieven laten leiden, maar ook door milieuoverwegingen. Sterker nog, wanneer mensen worden aangesproken op hun portemonnee zullen ze hun beslissing om wel of niet te investeren vooral laten beïnvloeden door een kosten/batenanalyse, wat niet altijd voordelig uitvalt, omdat energiezuinig handelen vaak slechts beperkte financiële voordelen heeft, of zelfs op de korte termijn financieel onvoordelig is (denk aan een lange terugverdientijd). In dat geval kan het effectiever zijn om te appelleren aan milieuoverwegingen. Voor zover financiële overwegingen een belangrijke rol spelen, zijn consumenten meer gemotiveerd om moeite te doen om geld terug te krijgen dat ze eerder in hun bezit hebben gehad, dan om hun gedrag aan te passen voor een mogelijke beloning. Dit is een belangrijk gegeven bij de ontwikkeling van beloningsstructuren en prijsschema s. Mensen vinden het belangrijk om een positief (moreel) zelfbeeld te onderhouden en zullen het daarom prettig vinden om aangesproken te worden op hun altruïstische en biosferische waarden, waardoor duurzaamheidprikkels een sterke trigger kunnen zijn voor milieuvriendelijk gedrag (zoals het verschuiven van je energieverbruik naar een moment van de dag waarop veel duurzame energie beschikbaar is, of het verminderen van energieverbruik). Mensen zijn ook gevoelig voor de symbolische waarde van materieel bezit en gedrag. Wanneer de deelname aan de pilot zichtbaar kan worden gemaakt en geassocieerd wordt met een hogere status in de samenleving, zullen mensen gemotiveerd zijn om hun sociaal aanzien te vergroten door hun deelname te signaleren naar de buitenwereld. De symbolische waarde van duurzaamheid kan een belangrijke reden zijn om duurzaam gedrag te vertonen. Tot slot, als mensen (sociale dieren) passen we ons eerder aan het gedrag van onze buren en andere leden van de groepen waartoe we behoren. De motivatie om zich te conformeren aan de groep is een sterke motivatie voor gedragsverandering, en kan meer invloed hebben op gedrag dan bijvoorbeeld financiële prikkels. Mensen laten zich vooral beïnvloeden door het gedrag van mensen die op hen lijken en belangrijk voor hen zijn, zoals mensen in hun buurt. In dit verband is het aan te bevelen om een positieve interactie tussen de buren te bevorderen en individuele bewoners aan te stellen als communicatieleiders die andere bewoners informeren en van advies voorzien waar nodig. Wanneer de buurt intrinsiek gemotiveerd is om de pilot tot een succes te maken, enthousiast is om de nieuwe technologie te implementeren en hun gedrag aan te passen om dat mogelijk te maken, zullen smart grids werkelijk rendement voor iedereen kunnen gaan opleveren. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 52

53 3 Financieringsconstructies voor Smart Grids 3.1 Inleiding Dit rapport is onderdeel van het project Smart Grids: rendement voor iedereen en vormt het resultaat van Werkpakket 1.3 (WP 1.3) Financieringsconstructies. Doel van dit werkpakket is om de lessen te trekken uit eerdere Smart Grid pilots en deze te beoordelen op hun relevantie voor de uitvoer van nieuwe pilots als onderdeel van het project. In dit hoofdstuk wordt ingegaan op de doelgroepen voor financieringsconstructies, problematiek voor de MKB markt, mogelijke financieringsconstructies en de uitkomsten van de geleerde lessen vanuit andere pilots (op basis van interviews). 3.2 Overzicht doelgroepen voor financieringsconstructies Introductie In dit hoofdstuk zijn de doelgroepen uitgewerkt voor wie financieringsconstructies voor Smart Grids relevant zijn. Hierbij is een onderscheid gemaakt tussen een primaire doelgroep en een secondaire doelgroep. De primaire doelgroep bestaat uit de prosumer, het lokale duurzame energiebedrijf (LDE) en Smart Grid producten en Diensten leveranciers (SGDs). De prosumers zijn zowel de nieuwe producenten als de gebruikers van energie. In de definitie van dit rapport vallen onder prosumers zowel consumenten als organisaties zoals MKB bedrijven en scholen. Deze organisaties zijn net als consumenten klanten van de LDEs en SGDs. De secondaire doelgroep bestaat uit een diverse groep partijen, zoals energiebedrijven, netwerkbedrijven, overheid en energie service organisaties. In het figuur zijn beide doelgroepen uitgewerkt. In dit rapport zal gefocust worden op de primaire doelgroep. De business cases die zullen worden gebouwd in het project Smart Grid rendement voor iedereen (werkpakket 2) zullen rekening houden met waardecreatie voor al deze doelgroepen. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 53

54 In dit hoofdstuk is een basis gelegd voor de financiële beslissingen voor de doelgroep. Daarnaast wordt er ingegaan op de aard van investeringen die kunnen worden gedaan door de doelgroep. Op basis van deze beschrijving, geven we in het volgende hoofdstuk een overzicht van welke financieringsconstructies kunnen worden toegepast Te maken keuzes In dit hoofdstuk geven wij een overzicht van de te nemen beslissingen door de doelgroep primair in scope: Keuzes Prosumers Hieronder zijn de te nemen beslissingen voor de prosumer uitgewerkt welke zullen leiden tot een specifieke financieringsbehoefte. Op dit moment verwachten wij dat prosumers de volgende keuzes zullen moeten maken: 1. Wel/niet bewust minder energie te gaan verbruiken; 2. Wel/niet zelf opwekken energie; 3. Wel/niet willen schuiven met het tijdstip van verbruik; vraag aanpassen op aanbod; 4. Wel/niet energieopslag toepassen plus hoe dit plaats zou kunnen vinden; 5. En onderstaande meer gedetailleerde keuzes: a. Keuze (energie) leveranciers; b. Wel/niet monitoring energieverbruik; c. Wel/niet slimme apparatuur implementeren; d. Keuze welke apparatuur aan te passen om deze op afstand en/of op andere tijden te kunnen bedienen; e. Keuze samenwerking andere prosumers. De eerste twee keuzes zijn geen specifieke Smart Grid keuzes, maar ze zijn randvoorwaardelijk om als prosumer mee te kunnen doen met de pilots Keuzes LDE en SDG De keuzes van de LDEs en de SDGs hebben betrekking op de invulling van het business model. Het gaat hierbij dus om de volgende elementen: 1. Welke waarde propositie (Unique Selling Points) en dienstverleningsconcepten aan te gaan bieden; 2. Bepalen leveringsgebied, klantgroepen en soort klantrelatie; 3. Bepalen via welke kanalen klanten worden benaderd en energie wordt geleverd; 4. Bepalen opbrengstmodel; 5. Bepalen hoofdactiviteiten; 6. Bepalen technische middelen en infrastructuur; 7. Bepalen partners; 8. Bepalen andere elementen business model Vragen voor de business case analyse per secundaire doelgroep Voor de doelgroepen secondair in scope zal de impact van nieuwe business modellen onderbouwd worden met een business case analyse voor hun specifieke situatie. Het gaat hierbij om vragen, zoals 1. Welke producten, diensten en service willen we aan welke doelgroepen gaan aanbieden? 2. Willen we deze doelgroepen financiering gaan aanbieden en in welke vorm? groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 54

55 3. Welke rol speelt energiebelasting in onze propositie? 4. Waar, hoeveel, hoelang willen we subsidie gaan geven? 5. Welke projectmatige ondersteuning willen we geven? Dit is een initiële lijst met vragen. Deze zal verder worden aangevuld en gevalideerd in het project Smart Grid rendement voor iedereen onder Werkpakket 2.1 Energiemarktmodel Overzicht soorten investeringen per partij: primaire doelgroep voor financieringsconstructies Hieronder zijn de soorten investeringen en kosten voor prosumers uitgewerkt 1. (Capex) Investeringen in technische en implementatie oplossingen: a. Opwekcapaciteit; b. Aansluiting op net; c. ICT voor aansturing (infra en systemen); d. Aanpassingen op apparatuur; e. Inregelkosten; f. Energieopslag; 2. (Opex) Continu terugkerende kosten: a. Onderhoud apparatuur en systemen; b. Dataverkeer; c. Diensten; Aanname: Er wordt geen energiebelasting betaald over zelf opgewekte energie, waardoor zelf opgewekte energie altijd goedkoper is dan centraal opgewekte energie Soorten investeringen en kosten voor LDE s. 1. (Capex) Investeringen in ontwikkeling, inrichting en implementatie business; 2. (Capex) Investeringen in technische (richting prosumers en richting energieleveranciers), organisatorische en marketing oplossingen, in handel systemen; 3. (Opex) continu terugkerende kosten; 4. Eigen operatie; 5. Te betalen aan partners voor energieproducten en diensten; 6. Terug te betalen bedragen aan prosumers voor geleverde energie; 7. Onderhoud apparatuur en systemen; 8. Dataverkeer en sturing. Voor Smart Grid Dienstverleners verwachten we dat er soortgelijke investeringen en kosten op zullen treden. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 55

56 3.3 Financieringsconstructies In dit hoofdstuk wordt een overzicht gegeven van financieringsconstructies. Hierbij ligt de focus primair op constructies voor de LDE en ook de SGD. In dit hoofdstuk gaan we eerst in op de huidige problematiek voor MKB-financiering. Vervolgens wordt er een samenvatting gegeven van de resultaten van interviews met banken. Tenslotte geven we inzicht in specifieke financieringsconstructies in de levenscyclus van organisaties Problematiek MKB financiering In het kader hieronder is een samenvatting gegeven van het advies van de expertgroep bedrijfsfinanciering, Ministerie van Economische zaken, Landbouw en Innovatie 8. Hierin wordt met name gekeken hoe startende (MKB) organisaties financiering kunnen verwerven. Deze leerpunten zijn grotendeels ook van toepassing op (startende) LDE s en SGD s. Logica banken Slechtere economische vooruitzichten en verscherpte regelgeving (verzwaarde kapitaal- en liquiditeitseisen onder Basel III) Beperking aan kredietvolumes Hogere kredietkosten in rekening brengend aan de klanten MKB is meest risicovolle groep om aan uit te lenen. Midden- en groot bedrijf minder risicovol en winstgevender Willen kredietvoorziening koppelen aan betaalrekening om zelf de MKB onderneming te kunnen observeren Dalend aantal accountmanagers, dus minder tijd per MKB-klanten meer transactie gericht werken obv aangeleverde informatie Informatie voorziening bij kredietaanvraag door MKB vaak van slechte kwaliteit -> uitval bij geautomatiseerde verwerkingen Problemen MKB met financiering Krijgen onvoldoendefinanciering van banken voor innovatie en groei (geen probleem bij stabiele groeibedrijven) Willen niet altijd eigen vermogen aantrekken, uit angst zeggenschap te verliezen Afhankelijkheid huisbankier (die reeds alle bezittingen in onderpand heeft en waar de kredietvoorziening gekoppeld is aan de betaalrekening Soorten oplossingen Bank krediet Familiekapitaal (Andere) family offices Participatiemaatschappijen Obligatiefinanciering (Institutionele) Beleggingsfondsen Ontwikkelingsmaatschappijen met durfkapitalisten Leverancierskrediet Private equity fondsen Nieuwe soorten oplossingen Kredietunies (zelffinancierendecoöperatie via gezamenlijke kas van leden) Gespecialiseerde dienstverleners met microkrediet obv zekerheden en/of opleidingen Onderhandse leningen (medefinanciering door institutionele beleggers) Platformen door banken opgezet voor mezzanine vermogen (achtergestelde leningen), vermogende particulieren. informele investeerders met begeleiding door ervaren exondernemers Informele investeerders, die ook advies en begeleiding geven Crowd funding Informele beurs voor MKB organisaties Beleggingscoöperatie Resultaat interview bank Omdat banken een belangrijke potentiële financier zijn, heeft er een interview plaats gevonden met een bank over financieringsmogelijkheden voor de primaire doelgroep. Op 26 april 2012 hebben Vera Haaksma (Ecofys) en Arja Kapitein (Cap Gemini) een gesprek gevoerd met Daan Dijk, Managing Director Sustainable business development binnen de afdeling duurzaam ondernemen van de Rabobank. Onderstaand is een kort verslag van de kerninformatie die uit dit gesprek is gekomen. Een plus voor duurzaamheid, maar verder als gebruikelijk? 8 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 56

57 Duurzaamheid is een plus bij het beoordelen van een kredietaanvraag. Zowel voor het toekennen als bij het bepalen van de prijs. Echter, bij de beoordeling van kredietaanvragen geldt dezelfde systematiek als voor reguliere aanvragen. Dit wil zeggen: banken kijken kritisch naar het business model. En daarnaast beoordelen ze de ondernemer op onder andere kennis/professionaliteit en op zijn visie/ verhaal. Key woorden zijn: de prijs van kapitaal of cost of leadership. Veel bankiers doen de beoordeling vooral op intuïtie en gevoel van ondernemerschap. Kansen bij Elektrisch Vervoer? Gebruikers zien energie als een utility en willen vooral gemak. Bij energie en Smart Grids zit weinig emotie. Mede hierdoor zit er weinig beweging en innovatie in (op de kleinere uitzonderingen na). Smart Grids komen langzaam op gang. De grote kansen zitten volgens de heer Dijk waarschijnlijk in het elektrisch vervoer (EV). EV in de vorm van auto s creëren emotie bij gebruikers. Accu s van deze auto s zijn absorbers van energie en kunnen dienen voor opslag. Hij ziet veel bedrijven opstaan op het gebied van elektrisch vervoer. De voorkeur gaat bij hen uit naar duurzame energie, en ze kopen het centraal in. Energiefonds nodig? Suggestie van de heer Dijk: probeer een energiefonds op te zetten dat zich speciaal richt op Smart Grid oplossingen. Financier dit vanuit de winst van grote energiebedrijven. Zorg voor heldere criteria waar en wanneer geld te besteden uit dit fonds. Bekijk de aanvragen kritisch en voorkom dat niet-levensvatbare pilots gefinancierd worden (er zit nogal wat kaf onder het koren). Bewaak dat de gelden uit dit fonds niet voor andere politieke doeleinden gebruikt kunnen worden Financieringsconstructies uitgewerkt In dit hoofdstuk zijn financieringsconstructies uitgewerkt die zouden kunnen worden gebruikt voor het financieren van Smart Grid gerelateerde activiteiten van Prosumers, Lokale Duurzame Energiebedrijven (LDE) en Smart Grid Product en Diensten Leveranciers (SGD). De financieringsvormen zijn ingedeeld op relevantie voor de verschillende fasen in de levenscyclus van een bedrijf. De fases van de levenscyclus van een organisatie met daarbij de financieringsmogelijkheden zijn hieronder in een figuur weergegeven en vervolgens kort beschreven. Tevens is er per stadium aangegeven welke constructies vanaf welke fase relevant zijn. De financieringsconstructies met de indicatie niet nader uitgewerkt worden eventueel op basis van de behoefte van de pilots nader uitgewerkt in het project onder Werkpakket 2. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 57

58 1. Start-up fase: In deze fase is het succes van de organisatie nog onzeker. Om deze reden zullen risicomijdende partijen zoals banken en fondsen normaliter niet of beperkt uitlenen of investeren. Financiering is vooral te verkrijgen in de vorm van eigen vermogen. De constructies die in de tabel terug te vinden zijn, zullen in het volgende hoofdstuk verder worden uitgewerkt (tenzij anders aangegeven). Financieringsconstructies vanaf fase Start up Naam (+ eventuele nadere omschrijving) Doelgroep Eigen investering Prosumers + LDE +SGD Subsidies Prosumers + LDE +SGD Energie prestatiecontracten (ESCO's) Prosumers + LDE Tante Agaath Prosumer+LDE + SGD niet nader uitgewerkt Huren Prosumers niet nader uitgewerkt Abonnement Prosumers niet nader uitgewerkt Vastrecht Prosumers niet nader uitgewerkt Crowd funding (inclusief community gedachtegoed) LDE Sponsoring in natura door leveranciers LDE niet nader uitgewerkt Familiekapitaal met aandelen LDE + SGD Familiekapitaal met lening LDE + SGD Aandelen: cooperatie, BV, NV, vanuit beleggingsfondsen LDE + SGD Vereniging LDE + SGD MKB fondsen / Microkrediet LDE + SGD niet nader uitgewerkt Leverancierskrediet LDE + SGD 2. Groeifase (opschaling): In deze fase vindt opschaling plaats en kunnen investeerders het risicoprofiel van organisaties beter inschatten op basis van de reeds behaalde resultaten. Een beperkt deel vreemd vermogen is te verkrijgen bij partijen die risico s durven te nemen. In dit geval moeten de bijbehorende technieken en het marktpotentieel bewezen zijn. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 58

59 Financieringsconstructies vanaf fase Groei (opschalen) Naam financieringsconstructie (+ eventuele nadere omschrijving) Doelgroep MKB obligaties (extern geld) LDE + SGD Revolving fund (financieren vanuit te realiseren besparingen) (MKB) prosumers + LDE Lease vanuit Smart Grid Dienstverleners Prosumers + LDE Family-office LDE + SGD niet nader uitgewerkt (Informele) investeerders LDE + SGD niet nader uitgewerkt Participatie maatschappij LDE + SGD niet nader uitgewerkt Ontwikkelingsmaatschappij met durfkapitalisten LDE + SGD niet nader uitgewerkt Stichting LDE niet nader uitgewerkt Beleggingscooperatie LDE niet nader uitgewerkt Power Purchase Agreement (lange termijn energie contracten voor zowel gebruik als levering) Enkele van deze constructies zijn uitgewerkt in het volgende hoofdstuk. De andere constructies zullen enkel worden uitgewerkt indien daar behoefte aan is vanuit de pilots. 3. Volwassenheidsfase: In deze fase is er een nog grotere mate van zekerheid met betrekking tot de te verwachten omzet en winst van een organisatie. Vreemd vermogen is relatief goed LDE te verkrijgen indien het gaat om gezonde business. Financieringsconstructies vanaf fase volwassenheid Naam financieringsconstructie (+ eventuele nadere omschrijving) Doelgroep Obligaties LDE + SGD Bankkrediet in vele vormen LDE + SGD Krediet door overige partijen LDE + SGD Kredietunies LDE niet nader uitgewerkt De uitwerking van bovengenoemde constructies is terug te vinden in het volgende hoofdstuk. 4. Fiscale constructies: Er zijn verschillende fiscale constructies mogelijk die voordeel kunnen leveren voor de betrokken partijen. Deze constructies kunnen relevant zijn voor alle fasen. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 59

60 Met vreemd vermogen kunnen zeer hoge rendementen behaald worden zonder dat aan zeggenschap hoeft te worden ingeboet. Organisaties zullen daarom altijd streven naar een hoog gehalte aan vreemd vermogen in plaats van eigen vermogen. Voor de vermogensverstrekker houdt dit echter additionele risico s in, omdat het incasseringsvermogen van de onderneming hierdoor kleiner wordt. De volgende secties dienen ervoor om inzicht op hoofdlijnen te geven voor financieringsconstructies. Hierbij is het belangrijkste doel om passende financieringsconstructies te kunnen selecteren voor de genoemde doelgroepen. Deze selectie zal plaatsvinden op basis van de toepasselijkheid op de gekozen dienstverleningconcepten voor de LDE en de bijbehorende Prosumers en SGD. De verdere uitwerking van de verschillende behandelde constructies is terug te vinden in Bijlage B - Uitwerking financieringsconstructies per fase en relevante fiscale constructies (WP 1.3). groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 60

61 Financieringsconstructies relevant vanaf de Start-Up fase Naam Constructie Korte omschrijving Doelgroep Voordelen Nadelen Eigen investering Familiekapitaal met aandelen Aandeel Crowd Funding Subsidies Energie Prestatie Contract (met bijv. Energy Service Company (ESCO) Inzetten van eigen vermogen om de investering van de maatregelen te dekken Organisatie geeft aandelen uit die door familie worden gekocht Waardepapier dat een aantal rechten met betrekking tot een besloten of naamloze vennootschap geeft Verkrijgen van kapitaal via een platform, waarbij veel investeerders een kleine som inleggen en ondernemer rente betaalt of eigenaarschap (deels) afstaat (Gedeeltelijke) financiering voor maatschappelijke verbetering, vaak gegeven door overheden ESCO investeert in energie-efficiëntie, die wordt betaald uit jaarlijkse besparingen die worden behaald door minder verspilling Prosumer, LDE, SGD - Geen rente, aflossing, dividend - Besparing direct jaarlijks zichtbaar LDE, SGD - Kapitaal door verkoop aandelen - Minder korte termijn belangen aandeelhouders - Risico inschatting obv lange termijn LDE, SGD - Draagvlak vergroot wanneer aandelen in bezit zijn van stakeholders (bijv. omwonenden) LDE, SGD - Creatief en flexibel invulbaar - omzeilen bestaande financieringsvormen LDE, Prosumer LDE, Prosument Bronnen: Wikipedia, SenterNovem/AgentschapNL, Renewable Energy & Energy Efficiency Partnership - Kostenbesparing op investering - Bedrag hoeft niet te worden terugbetaald, toename eigen vermogen - Geen eigen investering - In te zetten voor eigen vermogen (EV) of vreemd vermogen (VV) - Middelen niet alternatief inzetbaar - Geen rente/dividend opbrengsten - Niet elk bedrijf heeft voldoende middelen - Minder professioneel - Familierelaties zorgen voor potentiële belangenverstrengeling - Risico op geen dividend - Afstand doen van (deel van) eigenaarschap - Oorspronkelijke eigenaar ontvangt kleiner deel van waardestijging bij succes - Weinig voorbeelden van ophalen grote bedragen onzekerheid doorgang project - Relatief kleine bedragen per investeerder - Mogelijk grote crowd nodig - Mogelijk veeleisende administratieve handelingen - Tijdrovende werkzaamheid - Risico op niet toekennen en vertraging - Niet alle besparingen gaan naar ontvangende partij (bijv. Prosument) capgemini ecofys eemflow energy hogeschool utrecht icasus kema lomboxnet rijksuniversiteit groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 61

62 Financieringsconstructies relevant vanaf de Groei fase Naam Constructie Korte omschrijving Doelgroep Voordelen Nadelen MKB Obligatie Als een obligatie, maar met LDE, SGD - Bedrijf geeft geen - Rente- en schuldenlast zeggenschap op een kleiner bedrag en - Simpeler dan gewone eenvoudiger procedure obligatie Revolving Fund Fonds dat eigen inkomsten LDE, MKB - Groei financiering zonder - Zie subsidies aandelen of bank beschikbaar stelt voor - Slechts eenmalige financiering van doorlopende investering nodig, mits projecten goed gemanaged Power Purchase Agreement Lease (huren, huur/kopen en outsourcen) Contract tussen 2 partijen, waarbij er 1 elektriciteit opwekt en verkoopt, en de ander de opgewekte energie koopt. Alle commerciële activiteiten zijn in het contract vastgelegd Tijdelijk gebruik van middelen zonder deze zelf aan te kopen. Gespreid betalen is wel een optie. Prosument, LDE Prosumer, LDE (door) SGD Bronnen: Wikipedia, Renewable Energy & Energy Efficiency Partnership - Kan op maat gemaakt worden voor energie levering en vraag in 1 contract - Snel en simpel - Geen eigen middelen noodzakelijk voor investering - Alternatief voor lenen - Geen investering vooraf - Alternatief voor verouderde assets - Constructie is nog niet eerder op maat gemaakt voor Smart Grid diensten - Indien partner geen goed werk levert, is het moeilijk om te schakelen tussen aanbieders ivm eigendom - Onduidelijkheid over marge aan leverancier - Hogere maandlasten door financieringsvorm groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 62

63 Financieringsconstructies relevant vanaf de volwassenheidsfase Naam Constructie Korte omschrijving Doelgroep Voordelen Nadelen Obligaties Leningen Bronnen: Wikipedia verhandelbaar schuldbewijs voor een lening die door een overheid, een onderneming of een instelling is aangegaan. Koper ontvangt rentevergoeding van uitgever Kredietvorm waarbij de lener in een keer een bedrag ontvangt van de verstrekker. Voor het ter beschikking stellen wordt door de lener een vergoeding betaald aan de verstrekker (rente). De hoogte van de rente is afhankelijk van de zekerheid op terugbetaling. LDE, SGD - Waardestijging voor obligatiehouder bij dalende rente - LDE hoeft geen eigenaarschap af te staan LDE, SGD - LDE hoeft geen eigenaarschap af te staan - Risico op waardeverlies bij stijgende rente - Risico waardeverlies voor koper bij falen project - Veel voorbereidingstijd nodig ivm Financial forecasting - Mogelijk cashflow problemen wanneer er moet worden afgelost - Niet mogelijk in fase 1 en beperkt mogelijk in fase 2 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 63

64 Fiscale constructies Naam Constructie Korte omschrijving Doelgroep Voordelen Nadelen Energie Investeringsaftrek (EIA) Kleinschaligheid Investeringsaftre k (KIA) Milieu Investeringsaftre k (MIA) Willekeurig afschrijven Milieuinvesteringen (Vamil) Salderen (fiscaal) 41,5 procent van de investeringskosten in een energie gerelateerd bedrijfsmiddel extra worden afgeschreven van de fiscale winst. Het bedrijfsmiddel moet dan wel op de Energielijst staan. Als een bedrijf investeert in bedrijfsmiddelen kan een percentage van die investering, of een bedrag, worden afgetrokken van de winst over dat jaar Met de MIA kan tot 36 procent van de investeringskosten in een milieuvriendelijk bedrijfsmiddel extra worden afgeschreven van de fiscale winst. Het bedrijfsmiddel moet dan wel op de Milieulijst staan Biedt mogelijkheid om (deel) van investeringskosten willekeurig af te schrijven ipv lineair. In 2012 mag tot 75% willekeurig worden afgeschreven Geleverde energie wordt weggestreept tegen ingekochte elektriciteit, met een maximum van 5000kWh. Er wordt minder energiebelasting betaald. Bronnen: Elektriciteitswet 1998, AgentschapNL, Belastingdienst Ondernemingen - Direct financieel voordeel van 8-10 procent, (en soms nonprofit belastingspercentage en afhankelijk van organisaties en fiscale winst particulieren) - Mag worden verrekend met winst van 1 jaar terug tot 9 jaar in de toekomst - Mag samen met KIA - Mag via lease voor derden worden gebruikt Ondernemingen - Mag samen met de EIA of de MIA / Vamil Ondernemingen - Direct voordeel kan oplopen tot 9% van de investering - Mag samen met KIA en Vamil worden gebruikt Ondernemingen - Er wordt minder belasting betaald door afschrijving - Liquiditeit/rentevoordeel door belastingbetaling deels naar toekomst te schuiven - Kan samen met MIA en KIA Kleinverbruikers - Onafhankelijk van tijdstip en verbruik van productie die tevens - Elektriciteitsnet wordt als energie leveren opslag gebruikt - Mag per bedrijfsmiddel maar 1 keer worden toegepast - Zonder fiscale winst geen voordeel - Mag niet samen met MIA / VAMIL - - Mag niet samen met EIA worden gebruikt - Mag niet voor een eerder toegepast bedrijfsmiddel worden gebruikt - Mag niet samen met EIA - groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 64

65 3.4 Conclusies en aanbevelingen financiële constructies Uit deze analyse op het gebied van financieringsconstructies blijkt dat er veel opties zijn voor financiering van bedrijfsactiviteiten. De financieringsmogelijkheden zijn afhankelijk van de fase waarin de organisatie zich bevindt (start-up, groei of volwassenheidsfase) en van de fase waarin het product of dienst zich bevindt dat geleverd wordt. Conclusies en aanbevelingen voor de pilots Voor de pilot, in dit hoofdstuk beschreven als Lokaal Duurzaam Energiebedrijf zijn met name de financieringsconstructies van de start-up fase van belang. Dit zijn met name constructies op basis van het verwerven van eigen vermogen. Uitzonderingen hierop zijn bewezen producten en diensten zoals een deelauto concept en zonnepanelen voor particulieren. Voor de pilots is het van belang om het dienstverleningsconcept helder af te bakenen, de financieringsbehoefte helder in beeld te krijgen en inzicht te verkrijgen in de participerende partijen. Op basis van deze elementen kunnen gesprekken worden aangegaan met externe financiers. De belangrijkste geleerde lessen op financieel gebied vanuit eerdere/ lopende pilots zijn: Voor pilots zijn start-up kosten hoog met name door aanschafkosten van (nieuwe) oplossingen; Voor de ontwikkeling van nieuwe concepten blijft de afdracht van (of het vermijden van) de Nederlandse energiebelasting een aandachtpunt en een kans; Marktconforme energieprijzen zijn een randvoorwaarde; De toepassing van variabele prijzen in Smart Grid concepten draagt bij aan vraag en aanbodsturing; Omdat er veelal gewerkt wordt met nieuwe oplossingen is er een groot risico op onvoorziene kostenposten met name bij het implementeren van ICT concepten voor vraag en aanbodsturing; Vooral dankzij subsidie zijn pilots in staat geweest om op te starten. Verdere opschaling van deze pilots is ook door deze afhankelijkheid kwetsbaar. Mede om deze reden wordt er binnen dit project ingezet op een positieve business case en de bijbehorende financiering. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 65

66 4 Geleerde lessen uit andere pilots op het gebied van Smart Grids 4.1 Samenvatting Er zijn in totaal van 13 projecten deelnemers geïnterviewd over de onderwerpen technieken, consumentengedrag en financieringsconstructies. Daarnaast zijn er 9 andere projecten op het gebied van Smart Grids kort beschreven op belangrijkste kenmerken. Dit overzicht is niet volledig, maar deze zijn geselecteerd op basis van de mogelijke relevantie voor de pilotgebieden binnen dit project in Amersfoort en Utrecht. De geleerde lessen hieruit worden per onderwerp weergegeven voor de verschillende pilots. Uitgebreide informatie is terug te vinden in Bijlage A - Geleerde lessen in de Praktijk, beschrijvingen van pilots Geleerde lessen op het gebied van techniek door eerdere en lopende pilots In paragraaf 4.2 is het overzicht te vinden van deze geleerde lessen op technisch gebied per pilot gegroepeerd op onderwerp. Samengevat zijn de conclusies: Opwekking en opslag In alle projecten worden zonnepanelen toegepast, dit is de meest relevante opwektechnologie voor smart grid pilots; Windturbines halen te weinig rendement in de urban turbine variant, grotere systemen op wijkniveau zijn wel interessant; Elektrische auto s hebben veel impact, deze zijn pas interessant als het opladen en aansturen daarvan onder de knie is met software; Andere opslag methoden zijn vaak nog te duur om rendabel te kunnen inzetten. Apparaten Verschillende apparaten zijn gebruikt in de projecten en een mix van aansturing is mogelijk, in de markt is echter nog onvoldoende beschikbaar om aansturing goed mogelijk te maken op een gebruiksvriendelijke manier; Wet- en regelgeving is nog een beperkende factor ook bijvoorbeeld voor prijsdifferentiatie en aansturing op basis hiervan en privacy issues. Organisatie De netbeheerder neemt in alle gevallen een belangrijke rol in; Rekruteren van deelnemers kost veel tijd, verschillende prikkels werken initieel, maar het betrokken houden is een knelpunt; Er zijn veel verschillende partners in de verschillende projecten betrokken in sommige gevallen hebben die ook tegenstrijdige belangen Geleerde lessen op het gebied van consumentengedrag door eerdere en lopende pilots In paragraaf 4.3 is het overzicht te vinden van deze geleerde lessen op consumentengedrag gegroepeerd op onderwerp. De lessen zijn hieronder samengevat: groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 66

67 Wat vinden deelnemers goed of slecht aan hun pilotprojecten? Geldbesparing en kostenloze technologie zijn leuk; Duurzaamheid wordt gewaardeerd; Technisch falen kan deelname ontmoedigen. Sociale succesfactoren Duurzaamheid in de wijk; Geldbesparing. Sociale belemmeringen Het is moeilijk bewoners gemotiveerd te houden als er geen persoonlijk gewin is; Als gedragsverandering te veel tijd, geld of moeite kost dan belemmert dit de deelname. Hoe zijn deelnemers geworven? Het is zeer moeilijk om mensen betrokken te houden. Verplichting is dan een optie; Er wordt in de projecten een verscheidenheid aan werving gebruikt. Automatische deelname door koop/huur van een huis werkt het best. Verder is op verschillende belangrijke onderwerpen voor gedrag nog onvoldoende informatie uit de projecten bekend. Dit zijn: Welke gedragseffecten zijn gevonden op het energie verbruik? Werd er gedragsverandering van de deelnemers verwacht? Waargenomen privacy gevoeligheid registratie techniek; Oordeel over controle technologie Geleerde lessen op het gebied van financieringsconstructies door eerdere en lopende pilots In paragraaf 4.4 is het overzicht te vinden van deze geleerde lessen op financieel gebied gegroepeerd op onderwerp. De geleerde lessen zijn hieronder samengevat: Prijzen: Marktmechanisme en prijsprikkels Marktconforme prijzen van energie zijn randvoorwaarde voor deelname; Prijsprikkels identificeren is altijd belangrijk binnen de projecten, deze zijn zeker nog niet uitgekristalliseerd; Automatische aansturing op basis van prijzen in energiemarkt werkt. Gebruikte financieringsconstructies en ervaringen tot nu toe Veelal sprake van funding op basis van subsidies en eigen bijdrage projectpartners (uren/producten); Tot op heden hebben veel product/dienstverlenende bedrijven zelf mee geïnvesteerd met diensten en producten; PV zonder Smart Grid kan zonder subsidie worden gestart. Implementatie en afsluitproces Lokale werving op maat werkt; Niet heel veel SG oplossingen geïmplementeerd; groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 67

68 Kosten zijn nu nog hoog voor ICT en apparatuur, mogelijk lagere kosten bij grootschalige toepassing; Communiceer helder. Betrokken partijen Consortia zijn divers van aard maar veelal met netwerkbeheerder, energiebedrijven, installateurs, product/diensten leveranciers en ICT partijen. Belemmeringen en risico s Hoe het subsidiestadium voorbij te komen en hoe opschalen?; Energiebelasting speelt cruciale rol, Energie onderling leveren mag niet; Capaciteit van aansluitingen moet passend zijn; Er zijn installatie risico s door nieuwe techniek privacy kwesties moeten proactief worden benaderd. Boodschap naar klanten met betrekking tot financieringsconstructies en overige punten Duurzaamheid en lokale binding komen steeds terug; Meningen over prijsniveau voor grote doelgroep (opschalen)verschillen; Elektrische auto s en thermische opslag lijken interessant; Is de impact van andere apparatuur (zoals o.a. vaatwassers en drogers) substantieel genoeg; ook op lokaal niveau; Installatiekosten kunnen hoog zijn, zeker voor het oplossen van problemen (80-20 regel). groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 68

69 4.2 Overzicht Technieken Technologie Pilot crrescendo Heijplaat Hoogkerk Texel Energie Samsø Zonvogel Zonnepanelen Zonneboiler (Urban) wind turbines Elektrische auto's Warmtepom pen Zonnepanelen aanwezig op veel huizen, maar deze zijn niet specifiek aangesloten op het smart grid Zonnepanelen zullen worden aangesloten op smart grid oplossingen Zonnepanelen worden virtueel op de huizen geplaatst vanaf het dak van KEMA, tenzij de bewoners zelf al panelen hebben. Hier kan virtueel gespeeld worden met de energieprijs. Zonnepanelen zijn onderdeel van de pilot Zeer klein aantal zonnepanelen Zonnepanelen staan Zonneboilers zijn in collectief aanwezig en vormen een warmte smart grid met het stadsverwarmings net Urban turbines aanwezig, maar geen onderdeel van de smart grid applicaties. Wind turbines zullen worden aangesloten op de smart grid oplossingen Kleine en middelgrote windturbines (1-1,5 MW) 10 auto's met laadsysteem in de auto gebouwd waar ook het powermatcher stuk aangekoppeld is Onderdeel van pilot - aangestuurd op basis van marktprijzen Micro-WKK Onderdeel van pilot - aangestuurd op basis van marktprijzen capgemini ecofys eemflow energy hogeschool utrecht icasus kema lomboxnet rijksuniversiteit groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 69

70 Modellstadt Mannheim Bronsbergen Am Steinweg, Stutensee Noord-Hollandse Energie Coöperatie Schonau centraal - samen met uitbreiding van salderingsmogelijkheden Zonnepanelen worden gemonitord om meer energie lokaal te gebruiken Zonnepanelen belangrijkste opwektechnologie Zonne-opwek wordt voorspeld en optimaal gebruikt in de wijk Regionale levering van zonne-energie Regionale levering van zonne-energie Regionale levering van windenergie Micro-WKK wordt optimaal ingezet om lokale tekorten op te vangen Micro-WKK wordt ook gebruikt om te balanceren WKK is onderdeel van de mix groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 70

71 Communicatietechnologieën Plugwise Slimme meter Toon (ENECO) Pilot crrescendo Heijplaat Hoogkerk Texel Energie Plugwise gebruikt voor monitoren, niet voor sturing. Overige monitoring gedaan door internet site (energiegewicht.nl) en huis aan huis bezoeken Plugwise gebruikt om te sturen Plugwise niet gebruikt, omdat de huidige wasmachines alles 'vergeten' bij afschakeling 200 woningen ontvangen een slimme meter Na aanvankelijk bezwaar heeft Enexis alle meter s vervangen door slimme meters Slimme meter gebruikt Gebruikt om te monitoren en als slimme thermostaat Opwekking en opslag In dit hoofdstuk staan voor de belangrijkste aspecten samengevat die uit ieder van de interviews (zie Bijlage A) naar voren zijn gekomen. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 71

72 Zonnepanelen Texel energie Zonnepanelen zijn onderdeel van de pilot aanbod mede leidend voor vraagsturing Bronsbergen Regelmatig uurlijks overschot aan PV-elektriciteit was aanleiding voor pilot De Zonvogel Zonnepanelen staan centraal - samen met uitbreiding van salderingsmogelijkheden De gebruikers investeren via de participaties in de zonnepanelen crrescendo Zonnepanelen aanwezig op veel huizen, maar deze zijn niet specifiek aangesloten op het smart grid Er is een eiland van Zonnecollectoren dat smart omgaat met het aanwezige warmte netwerk voor de wijk Samsø Heijplaat Zonnepanelen worden aangesloten op smart grid solutions Address Zonnepanelen gebruikt in Brittany, Frankrijk Growders Zeer klein aantal zonnepanelen Zonnepanelen op verschillende lokaties aanwezig Belangrijkste geleerde lessen: Alle projecten maken gebruik van Zonnepanelen om duurzaamheid en smart grid onder de aandacht te brengen en mogelijkheden te testen 1 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 72

73 (Urban) Wind Turbines crrescendo Smart Energy Collective Urban turbines aanwezig, maar geen onderdeel van de smart grid applicaties. Windturbines buiten de wijk in Heerhugowaard Samsø Kleine en middelgrote windturbines (1-1,5 MW) Belangrijkste geleerde lessen: Urban Wind Turbines worden niet gebruikt waarschijnlijk te weinig rendement Integreren van centrale windopwek op wijk- of regioniveau wel mogelijk bij windvriendelijke omstandigheden groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 2 73

74 Elektrische auto s PowerMatching City 10 auto's met laadsysteem in de auto gebouwd waar ook het powermatcher stuk aangekoppeld is Applicatie ontwikkeld om te laden als de zon schijnt Belangrijkste geleerde lessen: Eerst het laden van de auto onder de knie krijgen voordat aan woningen teruggeleverd wordt. 3 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 74

75 Micro-WKK PowerMatching City Micro-WKK onderdeel van pilot aangestuurd op basis van marktprijzen Belangrijkste geleerde lessen: Warmtebuffer is noodzakelijk bij Micro-WKK voor additionele flexibiliteit. 4 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 75

76 Opslagtechnieken Bronsbergen Liander is als netbeheerder verantwoordelijk voor de testlocatie en heeft de schakelapparatuur geïnstalleerd. Batterijen Vliegwielen Exendis inverter Growders Belangrijkste geleerde lessen: Hoge capaciteitskosten voor (zelf)levering kunnen project in financiele problemen brengen 5 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 76

77 4.2.2 Apparaten Typen apparaten I Texel Energie Slimme meter Slimme wasmachine en droger Samsø Nog geen vraag en aanbod afstemming toegepast. Geen informatie over apparaten Modellstadt Mannheim Witgoed wordt bestuurd door smart grid BPA (Bonneville Power Administration) Elektrische boilers voor warm kraanwater, verwarmingsinstallaties met energieopslag, koelhuizen, HVAC systemen. Er wordt aangegeven dat thermische energieopslag goede mogelijkheden biedt voor peak shaving en load shaping. De Zonvogel In het pilot project Amsterdam dat in september van start zal gaan, zal partner Liander verschillende diensten en producten aanbieden. O.a. een smart meter die informatie kan uitlezen en doorsturen. PowerMatching City Elektrische auto s, wasmachines. In los gedefinieerd project ook elektrische scooters. Witgoed van miele@home serie. miele@home kan communiceren met powermatcher. Elektrische auto s: alleen laden. Elektrische scooters: laden en als tijdelijke opslag. ADDRESS Slimme wasmachines Smart plugs voor alle huishoudelijke apparaten. Voornamelijk koelkast, vriezer, etc. Water heaters Electric heating Airconditioning Belangrijkste geleerde lessen: Toepassingen verschillen per project, sturing van witgoed, EV en toepassing van elektrische verwarming (tapwater en of ruimteverwarming) al dan niet in combinatie met opslag komt in meerdere projecten terug. 4 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 77

78 Typen apparaten II GROW-DERS Twee 40 kwh, 60 kw SAFT Li-ion opslagsystemen 0,9 kwh, 60 kw Vycon vliegwiel Exendis (Alfen) inverter Energy management systeem ontwikkeld door onderzoekscentrum INES IDeaNed Dit is een simulatieproject waarbij vrijwel geen hardware aan te pas komt. De apparaten zijn als parameters in het model meegenomen. SEC crrescendo Plugwise systemen in 20 woningen voor detailmonitoring van kookplaat, koelkast, vriezer, droger, wasmachine, tv, computer, etc. Heijplaat Circa 150 energiedisplay, dit is tevens een slimme thermostaat. Minimaal 200 slimme meters, 30 huishoudens krijgen monitoring-pluggen die schakeling op afstand mogelijk maken. Doel is om de geschiktheid van verschillend apparaten te testen. Hierbij zal een groot aantal handmatig worden aangestuurd. Projecten moeten nog gerealiseerd worden. Algemeen: producten en diensten zullen worden geleverd door partners uit het SEC. deel is al beschikbaar, ander deel dient nog verder uitgewerkt te worden. Toepassing: huishoudelijke apparaten, EV, maar dient nog verder uitgewerkt te worden Belangrijkste geleerde lessen: Een aantal projecten heeft een onderzoeks- of monitoringskarakter, of zitten nog in de opstartfase, waardoor toepassing van te sturen apparaten nog niet uitgewerkt is. 5 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 78

79 Aansturing apparaten I Texel Energie Momenteel worden nog geen (huishoudelijke) apparaten aangestuurd door het smart grid. Met een Cloud Power concept is het de bedoeling dat de volgende apparatuur wordt aangestuurd door een energie management systeem: - Slimme apparaten zoals wasmachine en droger - Thermostaten voor koeling en verwarming - Elektrische voertuigen - Samsø Modellstadt Mannheim Apparaten worden aangestuurd d.m.v. de energiebutler, die de energieprijs laat variëren om vraag te sturen. Er wordt gebruik gemaakt van breedband internet, glasvezel, en op stadsniveau: white area network, op huishoudniveau: zigbee en Z-wave. Geen displays maar informatieverstrekking via webportal en app. BPA (Bonneville Power Administration) In het project wordt 1 3 MW aangestuurd in 7 regio s. Het aansturen van commerciële koelhuizen en boilers in huishoudens levert substantiële resultaten op. Het blijkt dat het zeer belangrijk is dat de benodigde functionaliteit van de eindgebruiker geheel behouden blijft. De Zonvogel De aansturing van het pilot project is nog niet bekend. Dit hangt af van de keuzes van Liander. Er zal geen communicatie via internet plaatsvinden. PowerMatching City Elk apparaat heeft software om in te bieden op markt obv hoeveelheid bereid te bepalen voor bepaald hoeveelheid stroom (obv biedcurves) Plugwise alleen mogelijk bij oudere wasmachines, anders bij stroomonderbreking programma vergeten. Elektrische auto s. aanvankelijk aparte PC in auto, nu met laadsysteem ingebouwd waar ook powermatcher stuk aan gekoppeld is Voor auto s app ontwikkeld om te laten als de zon schijnt. Belangrijkste geleerde lessen: Verschillende manieren om met de consument te communiceren, webportal of juist geen internet, via app. Zeer belangrijk om de benodigde functionaliteit voor de eindgebruikers geheel te behouden 6 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 79

80 Aansturing apparaten II ADDRESS Apparaten worden aangestuurd dmv smart plugs De aggregator toolbox staat tussen markt en consument en geeft prijssignalen door aan consument. Via de energybox kunnen consumenten bepalen of zij hier wel of niet gebruik van willen maken. Via energybox kunnen mensen van deze aansturing gebruik maken. De energybox zit tussen de consument en de aggregator toolbox. De consument kan altijd overrulen. - GROW-DERS Er zijn er geen (verbruiks) apparaten aangestuurd, alleen het opslagsysteem (batterijen en/of vliegwiel) met inverter. Het energy management systeem is ontwikkeld door projectpartner INES, en is ook geschikt voor remote control. IDeaNeD SEC Dient nog verder uitgewerkt te worden. Intentie is om met marktmechanismes te sturen. Eindgebruiker zal kunnen aangeven hoe hij het geregeld will hebben, vervolgens automatisch gestuurd. Uitgangspunt: comfort voor eindgebruiker mag niet worden aangetast. crrescendo Er worden in het project geen apparaten aangestuurd. De pluggen zijn geïnstalleerd om te monitoren niet om aan te sturen. Bewoners kunnen wel inloggen op hun plugwise systeem en daarmee eventueel apparaten zelf in/uitschakelen. Omdat dit geen onderdeel van dit project was is hierover geen informatie beschikbaar. Energieneutraal Heijplaat In het project zal worden gevarieerd met twee invloeden: Feedback (display) Actieve (automatische) vraagsturing (Plugwise) van apparaten. Belangrijkste geleerde lessen: Een mix van sturing is mogelijk: directe sturing met mogelijkheid te overrulen en beïnvloeding door feedback. 7 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 80

81 Problemen/ uitdagingen I Texel Energie Slimme apparaten zijn zeer beperkt verkrijgbaar. Huidige regelgeving beperkt mogelijkheden voor differentiatie van de energieprijs. (Er wordt nu gewerkt met fictief geld en onderlinge competitie) Standaardisatie van techniek moet beter Mbt leveranciers zit je op de rand van wat kan en niet kan. Zorg dus voor een plan B. Het is moeilijk om aan betrouwbare white label leveranciers te komen. - Samsø Modellstadt Mannheim In dit project gold de heersende wetgeving mbt energieprijzen niet. Hierdoor was het mogelijk om aan prijsdifferentiatie te doen. Grootste obstakel zijn data security en data privacy aspecten. BPA (Bonneville Power Administration) Een grote uitdaging die geïdentificeerd is tijdens het project is de toekenning van een prijs voor balancing services. Het gebrek aan een coulance regeling voor de kostenstijging bij consumenten ten gevolge van omgang met load balancing is ook een uitdaging. De Zonvogel Er is nog altijd geen duidelijkheid of er voor een dergelijke constructie die de Zonvogel hanteert, energiebelasting moet worden afgedragen. Implementatiebelemmeringen zijn dat bestaande aansluitingen voldoende capaciteit moeten hebben om terug te kunnen leveren. Een project in Zeewolde is niet doorgegaan doordat de prijs van EUR 5000 vastrechtkosten te zwaar op de business case drukten. Belangrijkste geleerde lessen: Slimme apparaten beperkt verkrijgbaar, standaardisatie van techniek moet beter. Wet- en regelgeving nog een beperkende factor voor prijsdifferentiatie. 8 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 81

82 Problemen/ uitdagingen II PowerMatching City Communicatie en powermatcher nog niet vloeiend Auto s in parkeergarage konden aanvankelijk niet aangestuurd worden (problemen met GPRS modem). ADDRESS Producenten van apparaten zitten in het consortium. Dit is gunstig voor het verkrijgen van apparaten. Een succesvolle energy box en aggregator tool is essentieel. Kastje voor active demand wordt niet weggewerkt maar midden in kamer. Dit vinden mensen niet mooi. Het is niet bij alle huizen mogelijk, niet ieder huis is geschikt (past niet in meterkast, niet genoeg aansluitingen etc) GROW-DERS Communicatie tussen de verschillende componenten bleek lastig. Vliegwielen bleken functioneel maar luidruchtig en duur met hoog energieverlies Voor performance metingen is een goed doordacht meetplan nodig, en moet synchroon verzameld, anders is data van weinig tot geen waarde. - - IDeaNeD SEC crrescendo Smart meters zijn getracht te introduceren bij alle woningen voor eenvoudige monitoring en communicatie met de bewoners, maar dit bleek niet mogelijk i.v.m. privacy wetgeving. - Heijplaat Belangrijkste geleerde lessen: Er zijn nog uitdagingen op technologisch vlak (communicatie tussen componenten onderling) en op het gebied van privacy en plaatsing. 9 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 82

83 4.2.3 Toegepaste communicatietechnieken en rol van de netbeheerders Toegepaste communicatietechnieken Slimme meter gebruikt Texel energie Hoogkerk Plugwise niet gebruikt, omdat de huidige wasmachines alles 'vergeten' bij afschakeling Na aanvankelijk bezwaar heeft Enexis alle meter s vervangen door slimme meters Heijplaat Plugwise gebruikt om te sturen 200 woningen ontvangen een slimme meter Toon gebruikt om te monitoren en als slimme thermostaat crrescendo Plugwise gebruik voor monitoren, niet voor sturing Address Smart plugs Aggregator Toolbox om prijzen door te geven van markt naar consument Bronsbergen Via een local area network beheert de Microgrid Central Controller (MGCC), welke is geïmplementeerd op een PC platform, het microgrid (de opslag, omvormers en het schakelcircuit. Deze wordt via een VPN-verbinding bestuurd vanuit het bedrijfsvoeringcentrum van Liander. Belangrijkste geleerde lessen: Bij voorkeur zouden slimme energiesystemen op optimale, integrale en opschaalbare oplossingen gebaseerd moeten zijn (dus niet een oplossing bedenken voor elk individuele technologie of slimme dienst ) 6 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 83

84 Rol van de netbeheerders Texel energie Netbeheerder: faciliterend, meedenkend, standaardisatie, hulp met subsidie te verkrijgen, kennisinbreng Heijplaat Stedin: onderzoek naar de netinvloeden van een meer autonome wijk met veel eigen opwek, de mogelijkheden tot vraagsturing/ peak shaving, etc. crrescendo De netbeheerder (Alliander) was betrokken bij de realisatie van de netwerken. Daarnaast ondersteunt de netbeheerder de monitoring door het aanleveren van gebruiksgegevens van de wijk op onderstation niveau. Bronsbergen Liander was verantwoordelijk voor de testlocatie, regelde de vergunningen, informeerde bewoners en heeft de meeste investeringen gedaan. EMForce ontwikkelde en leverde omvormers en controle- en monitoringssystemen, Sunlight leverde batterijen voor elektriciteitsopslag. Hoogkerk Netbeheerder: faciliterend, meedenkend, standaardisatie, hulp met subsidie te verkrijgen, kennisinbreng De Zonvogel Liander levert smartmeters en een roadmap van verschillende diensten IdeaNED De netbeheerders (Alliander en Stedin) leveren domeinkennis. Smart Energy Collective Op twee van de vijf locaties wordt de pilot getrokken door netbeheerders Samsoe Lokale netbeheerder was nauw betrokken. Belangrijkste geleerde lessen: Netbeheerder is niet bevoegd om kwh-meterstanden te distribueren aan huishoudens of andere partijen In het project Bronsbergen had de netbeheerder een grote en belangrijke rol 7 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 84

85 4.2.4 Organisatorische aspecten Werven & voorlichten deelnemers I Texel Energie Deelnemers zijn vooral geworven met thema s als lokale binding en duurzaamheid. D.m.v. lokale acties en mond op mond reclame Samsø Verwarming: consumenten mogen zelf kiezen. Bij te weinig interesse wordt er geen centrale geplaatst. Duurzaamheid en lagere kosten waren de belangrijkste argumenten. Modellstadt Mannheim Het project richt zich op flexibeler gebruik van energie voor consumenten in plaats van energiebesparing. Deelnemers hebben geen kosten voor apparatuur e.d. Er was veel animo voor dit project. Er waren voldoende mensen die wilden deelnemen Het is belangrijk om een goed gedefinieerde communicatie strategie te hebben. In plaats van één communicatie strategie, is de communicatie aangepast per doelgroep. Dit verliep via verschillende communicatiekanalen. BPA (Bonneville Power Administration) Grote commerciële en industriële klanten werden rechtstreeks benaderd, gebaseerd op relaties van verkoper bij C&I. Residentiële klanten werden benaderd door middel van een advertentie waarin werd gevraagd om hun energiebedrijf te benaderen. Eindgebruikers hebben meegewerkt omdat er (deels) nieuwe apparatuur is geïnstalleerd en omdat ze een positieve bijdrage kunnen leveren in de context van duurzame energie integratie. Bij de procedure hebben zich geen belemmeringen voorgedaan; klanten tekenen een verklaring aan het begin, waarmee ze toegang geven tot hun informatie. Zonvogel De Zonvogel is een zelfstandige coöperatieve vereniging. Leden participeren in zonnepanelen en betalen hiervoor. Werving vindt plaats via vrijwilligers. De boodschap naar klanten richt zich op 1) besparing van geld, 2) duurzaamheid en 3) fun, het is leuk. Participatie van deelnemers is behoorlijk. In Zeewolde wilde 50% meedoen. Belangrijkste geleerde lessen: Duurzaamheid, kostenbesparing en nieuwe apparatuur lijken reden belangrijke redenen om deel te nemen aan een pilot. 4 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 85

86 Werven & voorlichten deelnemers II PowerMatching City Informatiebijeenkomst bij wijkvereniging met duurzaamheidsambities. Advertentie in lokaal krantje. Bewonersbijeenkomsten om uit te leggen wat er gebeurt. Laat bewoners meedenken, draagt bij aan enthousiasme en accceptatie Laat weten dat koude winters leiden tot een hoger gebruik Deelnemers mee laten betalen voor commitment Samenwerkingsovereenkomst deelnemers, inzicht in meterstanden SEC 5 pilots Aanpak werven & voorlichten voor 5 pilots verschillend, want verschillende uitgangssituatie & verschillende doelgroepen Pilot Heerhugowaard: gemeente heeft voorlichtingsbijeenkomst gegeven, aanpak gebaseerd op sociale media, aanpak gedifferentieerd voor verschillende gebruikers groepen. ADDRESS In Spanje zijn mensen verplicht mee te doen. Consumenten zijn gekozen uit het bestand van Iberdrola. Ze starten met vier friendly users, die zelf aangegeven hebben mee te willen doen. In Frankrijk kunnen mensen zich vrijwillig opgeven. Dit loopt echter nog niet goed. Op de Franse eilanden zijn deelnemers vooral geworven met thema s als zelfvoorzienend zijn, energiezekerheid en als voorbeeldfunctie binnen Europa dienen. In Spanje: geen keuze, wel financiële incentives. Er wordt jaarlijks een publieke bijeenkomst gehouden waarin resultaten en ideeën worden overlegd. Hiervoor wordt bijvoorbeeld de consumentenbond uitgenodigd. Rekruteren van mensen kost veel tijd. Er moet niet te veel tijd zitten tussen het moment dat mensen geworven worden en implementatie. Belangrijkste geleerde lessen: Rekruteren kost veel tijd. Zorg dat bewoners betrokken blijven. Alternatief voor vrijwillige deelname is verplichting toegepast (Spanje) 5 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 86

87 Werven & voorlichten deelnemers III crrescendo Projectontwikkelaars: Gemeente was regisseur en moest op meerdere momenten iets kunnen bieden. Dit bestond uit een combinatie van korting op grondprijs en later andere instrumenten om duurzaam energiesysteem af te dwingen. De hoofdboodschap was Wij moeten veel duurzamer, later genuanceerd met meer accent op eigen motivatie. Daarnaast ingespeeld op kostenvoordeel van E-besparing: Investeringen in energiebesparing kunnen een hoger rendement dan geld op de bank. Heijplaat Koplopergroep met actieve bewoners die het plan uit dragen. Pakket met aanbiedingen voor de bewoners met Enecocontract. Aanbod van EPA tegen gereduceerd tarief. Regelmatig campagnes om te betrekken: laatst werd een elektrische verloot onder mensen die een poster achter het raam hadden hangen). Belangrijkste geleerde lessen: Financiële prikkels zoals korting op grond of goedkoper Energie Prestatie Advies gebruikt om potentiële deelnemers te verleiden. 6 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 87

88 Helpdesk/ ondersteuning Texel Energie Er is een FrontOffice ingericht. Hier zijn nog weinig vragen bij binnengekomen. Er is een second line helpdesk ingericht bij de leveranciers van het HEMS en EMS. De verwachting is dat wanneer het EMS in werking treedt, er vooral vragen zullen zijn over hoe je zaken met elkaar gaat doen en over technische problemen. Evt. vragen gaan via Liander. Zonvogel PowerMatching City 24-uurs service lijn met een installateur Van bewoners klachten over storingsopvolging Tevens klachten over thermostaat die niet programmeerbaar was. ADDRESS Modellstadt Mannheim Er zijn honderden vragen bij het projectteam binnengekomen. De vragen gingen over allerlei zaken, zowel praktisch, jurisdisch en technisch. BPA (Bonneville Power Administration) De zorgen van de eindgebruikers bij de helpdesk zijn er voornamelijk op gericht of de technologie de functionaliteit van hun apparatuur beïnvloedt. Ook zijn ze geïnteresseerd in de duur van de installatieprocedure. Klanten maken zich ook zorgen om de energieprijs. Er komt een helpdesk, maar deze is nog niet actief. Van de apparaten worden simpele handboeken gemaakt (schema s, plaatjes) SEC Plan is een helpdesk op te zetten (verdere details nog niet uitgewerkt) Heijplaat Wekelijks spreekuur in de wijk. De meeste vragen tot nu toe gaan over aanpak van woningen en het energiecontract van Eneco. Belangrijkste geleerde lessen: Helpdesk lijkt in de behoefte te voorzien, helpdesk zou zich niet alleen op techniek moeten richten. 7 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 88

89 Privacy PowerMatching Texel Energie City Met het nog te implementeren CloudPower wordt het beschikken over data in de voorwaarde voor deelname contractueel meegenomen. Er moet nog worden bepaald welke technologie gebruikt zal worden. Modellstadt Mannheim ADDRESS Privacy is een belangrijk punt. Hier moet rekening mee worden gehouden bij het opstellen van contracten. In Frankrijk kan de utility een boete krijgen bij het niet goed uitvoeren van de pricay wetgeving. In Spanje zijn deze contracten nu opgesteld, maar dit heeft lang geduurd. Privacy en data security issues spelen een grote rol en zijn ingewikkeld. Hier moet vanaf het begin van het project rekening mee gehouden worden. PowerMatching City Afspraken zijn opgenomen in het contract met de bewoners Belangrijkste geleerde lessen: Privacy is een belangrijk punt, het is van belang hier in het begin al rekening mee te houden en afspraken over te maken met de deelnemers 8 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 89

90 Actoren I Texel Energie Capgemini, Qurrent, Alliander, Partners moeten elkaar aanvullen en zo min mogelijk overlappen. Een klein aantal partners beperkt de complexiteit. Leg de belangen goed vast. Van wie is wat, wie heeft welk doel etc. De rol van de netbeheerder was faciliterend, meedenkend, hulp met subsidie verkrijgen, bracht kennis in en werkte aan standaardisatie De energieleverancier was investeerder, penvoerder, trekker van het voorstel en ontwikkelde het business model. Samsø Gemeente Samsø, nationale overheid, ministerie van energie, lokale netbeheerder, lokale ondernemers, consumenten Er werd gestreefd naar een zo hoog mogelijke lokale participatie in het project, van lokale overheden en organisaties, maar ook van lokale bedrijven. Modellstadt Mannheim O.a. MVV Energie, IBM, Fraunhofer, Alle actoren speelden een specifieke rol in het project. Netbeheerder en energieleverancier waren beide betrokken bij het project. BPA (Bonneville Power Administration) BPA heeft een deel van de kosten van het project op zich genomen. De projectpartners en de bedrijven hebben kosten, infrastructuur en tijd van hun medewerkers geïnvesteerd. BPA houdt toezicht op het project en neemt deel in demand response events. De energiebedrijven zijn zowel betrokken bij de supervisie van het project en de coördinatie van de controle als bij de installatie van het apparaat en het contact met de eindgebruiker. Zonvogel leden van Zonvogel zijn voornamelijk mensen die zonnepanelen hebben, maar die niet op hun eigen dak kunnen leggen (vanwege verkeerde ligging, huurwoning, schuin dak, geen vergunning etc.) In het pilot project Amsterdam zijn de volgende partijen betrokken: De Zonvogel, Alliander en plaatselijke vrijwilligers. Belangrijkste geleerde lessen: De omvang en type van projectpartners verschilt sterk. Bewoners worden in het algemeen niet als partner benoemd 9 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 90

91 Actoren II PowerMatching City ECN, HUMIQ, Essent, KEMA (fase 1), als onderdeel van een EU project, met ook Franse en Spaanse partners SEC Partners uit het Smart Energy Collective (voor lijst van 24 partners zie ADDRESS 25 Europese partners uit 11 Europese projecten. 30%Utilities, 30% fabrikanten en suppliers, 40% universities and research institutions. ENEL is coördinator. De keten voor smart grids is bekeken en daar zijn de juiste partijen bij gezocht De hele keten wordt vertegenwoordigd. GROW-DERS DNV KEMA, SAFT, Exendis, CEA, Institute of Power Engineering (Polen), Liander, Electricity Autority of Cyprus, MVV Energie AG, Iberdrola (EU project). IDeaNeD CWI, TU Eindhoven, DNV KEMA, Phase to Phase, Alfen, Liander, Joulz en Stedin. De betrokken netbeheerders leveren domeinkennis in het project crrescendo Gemeente Almere, Nuon, Natuur en Milieu Flevoland en Ecofys Nuon was betrokken bij de realisatie van de energielevering infrastructuur, zoals de stadverwarming, en de zonnepanelen. Alliander was betrokken bij de realisatie van de netwerken zoals de stadverwarming, elektriciteit en aansluiting Diemen centrale. Aanleveren van gebruiksgegevens onderstations. Heijplaat Eneco, Stedin, Woningcorporatie Woonbron, Havenbedrijf Rotterdam en Gemeente Rotterdam. Eneco zal de spil in het afsluitproces met klanten (prosumers) worden vanwege de bestaande relatie van Eneco met haar lokale klanten. Belangrijkste geleerde lessen: Hoogte van het aantal projectpartners verschilt sterk tussen de projecten. Een aantal projecten heeft een internationale dimensie. 10 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 91

92 Geleerde lessen I Texel Energie Maak beslissingen zo laat mogelijk, want er verandert veel tijdens het proces. Zonvogel Politieke slagkracht om met oplossingen te komen voor zelflevering valt tegen. Samsø Lessen: organisatie, deelname van consumenten (gedeeld eigenaar van toe te passen oplossingen), blijvend op de hoogte houden van consumenten. Modellstadt Mannheim Er werd veel aandacht besteed aan communicatie naar deelnemers. Dit gaf deelnemers veel vertrouwen in het project. BPA (Bonneville Power Administration) Aanbevolen vervolgstappen Toepassing voor additionele energieverbruikers Verder verbeteren aansturingsoplossingen (ICT) PowerMatching City Technologie goed uittesten in lab-omgeving Uitrol faseren, zodat onvoorziene problemen opgelost kunnen worden voor verdere uitrol plaats vindt. ADDRESS Koppeling tussen wetenschap en demonstratie is moeizaam. Je zit erg vast aan de tijdlijn van de EU, er is weinig speling. Privacy is lastig Werven van mensen is niet heel makkelijk Ontwikkeling van de cruciale componenten energy box en agregator toolbox kostte erg veel tijd. Belangrijkste geleerde lessen: Uitdagingen kunnen zijn: de veranderingen tijdens het proces, de werving van deelnemers en tijdlijnen in het geval er subsidie verstrekt is. 11 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 92

93 Geleerde lessen II GROW-DERS Opslag systemen kunnen daadwerkelijk in praktijk gebruikt worden Installatie en gebruik van de systemen was betrekkelijk eenvoudig Componenten commercieel verkrijgbaar, de combinatie ervan was nieuw, wat leidde tot problemen, met name de communicatie tussen de onderdelen. Validatie van model met metingen bleek lastig. Opzetten van experimenten moet heel nauwkeurig gebeuren. Als je niet goed b bedenkt wat je wilt meten, zul je nauwelijks bruikbare informatie verzamelen. IDeaNeD Integrale aanpak van netwerk, vraag en aanbod, en bijv milieuoverwegingen van belang Soms tegenstrijdige belangen tussen partijen crrescendo Het aanbieden van een korting op de grondprijs voor projectontwikkelaars was in het begin van het project nog mogelijk. Nu zou het niet meer mogelijk zijn om een gemeenteraad hier in mee te krijgen. Bronsbergen Het is cruciaal dat het projectteam het vertrouwen kreeg van Liander in zijn rol als netbeheerder om experimenten toe te staan in het net. Het is daarbij zeer belangrijk om van te voren goed na te denken over installaties die een grote invloed kunnen hebben op het systeem en het onderhoud en beheer daarvan. Heijplaat Benaderen en beïnvloeden van bewoners is zeer belangrijk, maar ook weerbarstig gebleken. Een weldoordachte benadering is hiervoor een vereiste. Belangrijkste geleerde lessen: Uitdagingen kunnen zijn de tegenstrijdige belangen tussen partijen, de benadering en beïnvloeding van bewoners en het integreren van bestaande componenten 12 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 93

94 4.3 Overzicht Consumentengedrag groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 94

95 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 95

96 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 96

97 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 97

98 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 98

99 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 99

100 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 100

101 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 101

102 4.4 Overzicht Financieringsconstructies De geïnterviewde pilots zijn bekeken op zeven onderwerpen die van belang zijn voor de financiering. groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 102

103 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 103

104 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 104

105 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 105

106 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 106

107 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 107

108 groningen stedin taskforce innovatie regio utrecht universiteit utrecht/utrecht sustainability institute provincie utrecht gemeente utrecht gemeente amersfoort 108