Energieopslag en flexibiliteit - kansen en onzekerheden

Transcriptie

1 Energieopslag en flexibiliteit - kansen en onzekerheden Early morning toast kiemt Hoenderloo

2 R&D programma s ECN Policy Studies Energy Engineering Environment Energy Efficiency & CCS Wind Energy Solar Energy Biomass Storage & Integration of Renewables

3 De aanleiding: meer duurzame energie, minder zekerheid

4 Uitdaging voor de (verre) toekomst Elektriciteitsbalans (per uur) in 2050 voor selectie van weken Langdurig overschot Snel op- en afregelen Langdurig tekort Bron: HyUnder / P2G

5 En dichterbij Aannames 20 GW piekvraag 6 GW wind onshore 10 GW wind offshore 4.6 GW zon PV 3.5 GW must run Resultaten 2326 u/jaar overschot Totaal 7,6 TWh/jaar 6,1% van elektriciteitsvraag

6 Boodschap uit de scenario s Meer systeemflexibiliteit is nodig om onbalans op te lossen en een snelle verandering daarin Naast doel van verduurzamen van energievoorziening, behoud van: Betaalbaarheid Betrouwbaarheid Groot aanbod duurzaam zorgt op lange termijn voor overschot en tekort Op korte termijn is energieopslag een dump voor tijdelijk overschot ( sink ) Op lange termijn is energieopslag een echte buffer ( sink en source ) Capaciteit van fossiele centrales blijft voorlopig nodig, maar benutting neemt af

7 Omslag in energiesysteem Van top-down: Vraag bepaalt Aanbod regelt Bron: Tennet Naar meer complex: Bottom-up aanbod Variabel aanbod Flexibele vraag

8 Bronnen van flexibiliteit Flexibele productie Vraagrespons (via smart grids) Interconnectie met buitenland Energieopslag

9 Opslagtechnologie Mechanisch Elektrochemisch Conversie Perslucht (CAES) Batterijen (incl. redox flow) Elektrolyse (P2G/P2Fuels) Vliegwielen Supercaps Electrochemie (productie) Waterkracht (pumped hydro) Warmte/koude

10 Waar ligt de kans? Technologieën die variatie elektriciteitsprijs/waarde van flexibiliteit benutten Flexibel/variabel gebruik van elektriciteit Lage CAPEX, rendabel bij weinig draaiuren Gebruik maken van lage elektriciteitsprijs Hybride oplossingen combinatie van gas en elektriciteit voor warmte ICT Flexibiliteitsopties hebben algoritmes en datacommunicatie nodig Scheduling software Maar: Het aanbod is beperkt, dus alle opties concurreren Voorwaarde is open toegang tot elektriciteitsmarkt

11 Kansen specifiek voor Nederland Synergie Wind en Procesindustrie Aanlandingspunten wind op zee liggen bij havens (Sloegebied, Rotterdam, IJmuiden, Eemshaven) Procesindustrie juist daar Combinatie uniek in EU Gasinfrastructuur kans voor P2G NL heeft sterk vertakt gasnet en opslag Ingroei P2G geleidelijk via bijmengen Maakindustrie Elektronica Batterijtechnologie Elektrolyse-apparatuur

12 ECN werkt graag samen aan Storage & Integration of Renewable Energy R&D lijnen Systeemstudies (energiesysteem en -markt) Wat is de behoefte aan flexibiliteit en opslag in de toekomst? Wat is de waarde van flexibiliteit en? Merit order van opties en flexibility routekaart voor NL Beleidsvraagstukken In kaart brengen barrières en mogelijke stimulansen voor flexibiliteitsopties Procesindustrie als flexibiliteitsaanbieder ( sink en source ) Elektrificatie van de industrie Flexibel en modulair maken van processen Utility-scale opslagtechnologie Kinetische energieopslag (eigen concept) Redox-flow batterijen Power-to-gas & power-to-heat

13 Voorbeelden

14 Systeemstudie Doorrekenen business case voor grote schaal energieopslag op basis van energiemodel (NL in EU netwerk) Opbrengst uit de day-ahead elektriciteitsmarkt en balanceringsmarkt zijn bepalend voor economie. Centrale vraag: wat is het potentieel voor opbrengsten uit deze markten voor 3 technologische opties? Energy Island Power-to-gas (P2G) Compressed Air Energy Storage (CAES)

15 Elektriciteitsproductie Rol P2G in energiesysteem Integrale (model)analyse van Nederlandse energiesysteem met focus op P2G Elektriciteitssysteem H 2 voor hoge temperatuur warmtevraag industrie Electrolyse (P2G) Brandstofcelsystemen: Re-electrificatie H 2 als chemische feedstock in industrie Methanisering Bijmengen van H 2 : Vergroenen gas WATERSTOF (H 2 ) Opslag, transport en distributie H 2 via voor warmtevoorziening in gebouwde omgeving H 2 als brandstof in transportsector (Natural) (Aard)gassysteem Gas grid Energy Storage 2012, Luxembourg, 29 Feb 1 March 2012

16 Beleidsvraagstukken Beleid en regelgeving rondom energieopslag is bepalend voor de markt: Energieopslag heeft (nog) geen status Opname van energie geldt als gebruik Afgifte geldt als energieproductie Netbeheerders mogen niet handelen in energie, maar Zijn wel de probleemeigenaar Kunnen opslagtechnologie goed inpassen Consumenten hebben geen toegang tot echte elektriciteitsprijs Smart-grids sterk afhankelijk van flexibele beprijzing elektriciteit Consument wordt prosument en moet dus serieus genomen worden in het energiesysteem

17 Procesindustrie: sink en source Flexibel gebruik van processen Afschakelen en opschakelen Elektrificatie verwarming Verwarmen via warmtepompen Power-to-heat en heat-to-power Hybride vormen (gas en elektriciteit) Flexibele inzet van WKK Elektrificatie van processen Elektrochemische conversie van chemicaliën Elektrolyse voor H 2 productie Bron: Fraunhofer/IFAM

18 Programma Systeemintegratie (TS Energie) Subsidieprogramma gericht op de inpassing van duurzame energie in het energiesysteem Nadruk op Relatie tussen infrastructuren (gas, elektriciteit, warmte/koude) Energieopslag en conversie Keteninteracties Sluitingsdatum 21 oktober Energieproductie Energietransport (infrastructuur) Energieopslag Energietoepassing Keteninteracties op technisch, economisch, institutioneel en maatschappelijk vlak

19 Dank voor uw aandacht Dr. Rob Kreiter Senior Program Developer Storage & Integration of Renewable Energy ECN Westerduinweg 3 P.O. Box LE Petten 1755 ZG Petten The Netherlands The Netherlands T F info@ecn.nl