s Smart Grids Smart Grids Smart Grids Smart Gri 2 Smart Grids 6 Elektrisch tanken 7 Bio2Net 8 Zonnepanelenpark 9 In de praktijk Netbeheerders bereiden zich voor op ingrijpende veranderingen Sturen van het laadproces moet piekbelasting van het net voorkomen Bio2Net zorgt voor gecontroleerde invoer van groen gas in het net Autonoom netwerk kan zichzelf bedruipen Netbeheerders zoeken naar samenwerking bij proefprojecten
Martijn Bongaerts, voorzitter projectgroep Smart Grids Netbeheer Nederland: Netbeheerders bereiden zich voor op ingrijpende veranderingen De komende vijftien jaar dienen zich nieuwe ontwikkelingen aan in onze energievoorziening. Decentrale opwekking en andere duurzame toepassingen zullen binnen afzienbare tijd niet meer weg te denken zijn uit onze samenleving. Dit vraagt om een infrastructuur die daarop is toegerust. Netbeheer Nederland heeft een visie ontwikkeld op het ontstaan van Smart Grids en de rol die netbeheerders daarbij zullen moeten spelen. Martijn Bongaerts, voorzitter van de projectgroep Smart Grids Netbeheer Nederland: Netwerkbedrijven zullen hun koers moeten bepalen in een omgeving waarin de dynamiek sterk is toegenomen. Martijn Bongaerts Decennialang werden onze netten gekenmerkt door een eenrichtingsverkeer: het doorgeven van centraal geproduceerde elektriciteit en centraal gewonnen gas aan de verbruikers. Maar met de ontwikkeling en komst van winden zonne-energie, warmtekrachtkoppeling en de invoeding van biogas in het net, zal er meer en meer sprake zijn van een tweerichtingsverkeer. Bongaerts: Doordat decentrale energieopwekking toeneemt, zal er steeds meer elektriciteit worden teruggeleverd aan het net. Andere ontwikkelingen zoals warmtepompen en elektrische auto s zullen zorgen voor een grote impact op de energievoorziening, doordat er hierdoor aanzienlijk meer elektriciteitsvraag zal ontstaan. De ontwikkeling van buffers en opslagsystemen zal een hulpmiddel worden om de energievoorziening te optimaliseren. Nieuwe technologie Volgens Bongaerts zijn al deze ontwikkelingen leidend bij de inrichting van de netten. Je ziet door de ontwikkeling van nieuwe technologie een decentralisatie ontstaan. Dat betekent dat gebruikers op een andere manier met energie zullen omgaan dan tot nog toe het geval is geweest. Die nieuwe, duurzamere technologieën moeten leiden tot een grotere energie- en kostenbesparing bij afnemers. De visie op Smart Grids moet een dialoog met stakeholders in gang zetten Al die ontwikkelingen vragen om een faciliteerder die de markt in staat stelt om van die duurzame decentrale opwekking en andere toepassingen gebruik te maken, aldus Bongaerts. Van netbeheerders vraagt dat het leveren van nieuwe diensten en het vormgeven van nieuwe concepten. Een omslag die niet in een paar jaar is te realiseren, maar waar nu al over nagedacht en aan gewerkt wordt. Smart Grids: de toekomstige dragers van energie Het Smart Grid is een verzamelnaam voor allerlei slimme oplossingen die de energievoorziening van de toekomst helpen realiseren. Met name de opkomst van decentrale energieproductie en andere duurzame toepassingen stellen nieuwe eisen aan het energienetwerk. Te denken valt aan grootschalige windparken en warmtekrachtinstallaties bij tuinders, maar ook aan zonnecellen en HReketels in huishoudens. Smart Grids stellen de netbeheerders in staat de stromen van gas, elektriciteit en duurzame warmte beter in kaart te brengen. De netten kunnen daardoor optimaler functioneren. Bij allerlei nieuwe toepassingen kunnen Smart Grids een belangrijke rol spelen om gebruik van het net te optimaliseren, bijvoorbeeld door het opladen van elektrische auto s zo te spreiden dat er geen overbelasting van het net plaatsvindt. Bongaerts: Toekomstige Smart Grids zorgen voor systeemoptimalisatie en cross commodity balancing. Dat betekent dat op basis van parameters wordt bekeken welke energievorm voor een bepaalde tijd en locatie de meest optimale is. Netbeheerders zullen in de toekomst de koppeling tussen de netten verzorgen en daar waar mogelijk sturen op de inzet van de meest optimale energievormen. Daarin past ook het beheer van de fysieke netten en het faciliteren van de markt, merkt hij op. ICT moet ervoor zorgen dat er metingen kunnen plaatsvinden en dat er op en tussen netten en netvlakken gecommuniceerd kan worden. Kortom, Smart Grids vertonen een hoge mate van complexiteit die alleen door standaardisatie van ICT en telecommunicatie goed zijn te managen. Ook daar liggen de komende jaren nog aanzienlijke uitdagingen. 2
De complexiteit in energievoorziening en netinfrastructuur zal verder toenemen in de komende decennia. Er zullen daardoor andere eisen aan netbeheerders worden gesteld. En het veronderstelt van netbeheerders een hoge mate van flexibiliteit om volgens die nieuwe eisen aan die ingrijpende veranderingen te gaan werken. Leerperiode We weten niet waar, hoe en in welk tempo die veranderingen zich zullen voltrekken, zegt Bongaerts. Dat maakt het heel lastig om daarop te anticiperen. Wat we wel weten, is dát er grote veranderingen op de netbeheerders afkomen. Maar waar precies de accenten liggen, valt niet te voorspellen. Om zo goed mogelijk voorbereid te zijn op die ontwikkelingen, voeren netbeheerders pilotprojecten uit (zie blz. 9 11 voor een overzicht). Hiermee kunnen we ervaring opdoen met duurzame decentrale opwekking en andere toepassingen. Hierbij betrekken we ook andere partijen, zoals gemeenten, woningcorporaties en klanten. Zo kunnen we leren welke effecten decentrale opwekking op de netten heeft en welke aanpassingen dat vergt. Dialoog De visie die Netbeheer Nederland heeft opgesteld, richt zich op de periode tot 2025. Ze signaleert de komende vijftien jaar belangrijke ontwikkelingen die betrekking hebben op de energievoorziening en de taken van de netbeheerders. Bongaerts: Met deze toekomstvisie willen wij als netbeheerders richting helpen geven aan de benodigde vernieuwing. De visie op Smart Grids wordt door alle netbeheerders onderschreven en vanuit een proactieve houding gepresenteerd. Ook is die bedoeld om een dialoog met stakeholders in gang te zetten, want netbeheerders kunnen dat proces niet alleen vormgeven. Daarvoor is interactie noodzakelijk met de omgeving: klanten, leveranciers, producenten, gemeenten, projectontwikkelaars enzovoorts. De uitdagingen waarvoor we staan, zijn immers complex. Ze vragen inzicht en een scherpe blik op de ontwikkelingen die ons te wachten staan. Visie op de toekomst Op diverse fronten maakt het energielandschap veranderingen door. Niet alleen duurzaam en decentraal zijn daarbij kernbegrippen, ook efficiency, zowel in organisatorisch, technisch als energetisch opzicht, speelt een rol van betekenis. De elektriciteitsvraag blijft groeien, de rol van biogas wordt belangrijker en duurzame warmtelevering vormt een van Toekomstvisie schetst dilemma s en issues In de visie op Smart Grids die door Netbeheer Nederland is ontwikkeld, onderscheiden netbeheerders diverse dilemma s en issues die het effect kunnen zijn van Smart Grids of van invloed zijn op de ontwikkeling van Smart Grids. De bedoeling is om over deze vraagstukken een actieve dialoog op te starten met de omgeving. Dilemma s die opdoemen, zijn bijvoorbeeld: Wie gaat dat betalen? De ontwikkeling van Smart Grids vergt een aanzienlijke investering door netbeheerders. Het huidige reguleringskader dat afrekent op prestaties in het verleden belemmert het nemen van deze enorme stap. Gaan netbeheerders alleen de kosten dragen van deze evolutie, of worden deze gedragen door de leveranciers, de klanten en de maatschappij die het meest profiteren van de toegevoegde waardediensten? Sociale onrechtvaardigheid door decentrale opwekking? Opwekkers in woningen kunnen deze woningen voorzien van goedkope stroom, goedkoper dan op dat moment aangeboden wordt via het net. Woningen die niet de mogelijkheid hebben decentraal energie op te wekken zijn daarmee aangewezen op duurdere stroom. Ontstaat hierdoor sociale onrechtvaardigheid? Investeren in gas onder druk De vraag naar gas neemt af. Is een investering in het gasnet dan nog wel valide? and cut! Het Smart Grid zet de klassieke rol van de netbeheerders als centrale sturingsorganisatie onder druk. De technologie maakt het immers mogelijk veel decentraler te werken. Verschillende partijen zouden graag eigen lokale netwerkjes oprichten. Staan netbeheerders dan buiten spel, of moeten zij juist meer een regierol gaan aannemen? Klant is koning, maar regeert hij ook? Als die lokale netwerkjes ontstaan, wie beheert die dan? Wordt de klant dan verantwoordelijk voor dat netwerk met alle bijbehorende rechten en plichten? Gaat de klant dan ook regeren binnen dat lokale netwerk? Investeren in een back-upvoorziening? Een extreme vorm van decentrale energievoorziening is die van zelfvoorzienende (autonome) huishoudens. Als de focus zo extreem op decentraal zou komen te liggen, wordt het net gereduceerd tot achtervang. Moet er dan nog wel in geïnvesteerd worden? Of zijn investeringen juist noodzakelijk om goede back-upvoorzieningen te kunnen aanbieden? 3
de speerpunten in de transitie naar een duurzame energievoorziening. Bongaerts: Netbeheerders zullen deze veranderingen gaan faciliteren door afgewogen en slimme keuzes te maken en door een objectieve gesprekspartner te zijn van overheden en andere stakeholders. Daarbij zullen slimme energienetwerken, zoals we nu kunnen overzien, de essentiële dragers worden. Die Smart Grids hebben betrekking op het gehele energiesysteem, van hoogspanningsnet en hogedruknet tot bij de consument in het huishouden. Intelligente netwerken impliceren tevens een intelligent netbeheer. Dat heeft betrekking op de robuustheid van kabels en leidingen, op ICT, maar ook op ruimtelijke ordening, wetgeving en internationale afspraken. Bongaerts: Al die facetten betrekken wij in onze visie op de toekomst. Eerste stap De visie op het ontstaan van Smart Grids die nu wordt gepresenteerd door Netbeheer Nederland, is een eerste stap om te komen tot een beantwoording van de vraag: Welke ontwikkelingen in de omgeving leiden tot nieuwe eisen? Tegelijkertijd roepen de aangekondigde ontwikkelingen ook vragen en mogelijk dilemma s op. Bongaerts: Om veranderingen te kunnen realiseren, is het belangrijk dat we kunnen meten en regelen in het net. De eerste bouwsteen van Smart Grids wordt gevormd door slimme devices, zoals een digitale meter, waarmee we inzicht in energiestromen verkrijgen en waarmee een communicatiekanaal ontstaat met de klanten. Welke aanpassingen precies noodzakelijk zijn, is nu nog onduidelijk Wanneer vindt verbruik plaats, waar liggen geografisch gezien de pieken en de dalen en hoe verloopt het stroomverbruik op verschillende tijdstippen gedurende de dag? Die informatie is van groot belang om na te kunnen gaan op welke plekken en welke manier we intelligent netbeheer moeten inpassen in de netten. Met deze informatie worden ook de energieleveranciers geholpen, zodat zij hun dienstverlening kunnen aanpassen aan de nieuwe eisen en technieken. Daarmee proberen we de vrije energiemarkt optimaal te faciliteren. Dilemma Een mogelijk dilemma in de realisatie van Smart Grids is de financiering. Bongaerts: De ontwikkeling vergt een aanzienlijke investering door netbeheerders. In het huidige reguleringskader, dat afrekent op behaalde prestaties in het verleden, zullen dergelijke investeringen heel lastig worden. Het moet nog worden onderzocht en bediscussieerd hoe de kosten moeten worden verdeeld en wie ze gaat dragen. Belangrijke veranderingen 2009 2025 volgens het Energierapport groei van kleinschalige decentrale opwekking van elektriciteit en biogas in 2025 bedraagt de kleinschalige decentrale productie tussen de 15 en 20% van de totale productiecapaciteit van elektriciteit toename van warmtepompen in woningen in 2025 heeft circa 80% van de nieuwbouwhuizen een warmtepomp keten / systeem optimalisatie coördinatie van verschillende energiesystemen draagt bij tot energetische efficiëntie verbeteringen elektrificatie van vervoer in 2025 rijden er circa 1 miljoen elektrische auto s in Nederland groei en verandering van de energievraag efficiënt faciliteren in 2025 is de vraag naar elektriciteit tussen de 32 en 45% toegenomen, de vraag naar gas zal met name door betere isolatie van huizen zijn afgenomen 4
Kijken naar ontwikkelingen in een breder verband De brancheorganisatie van regionale en landelijke netbeheerders, Netbeheer Nederland, heeft een visie ontwikkeld om zich zo goed mogelijk voor te bereiden op de veranderende eisen aan de energie-infrastructuur. De toekomstvisie is ontwikkeld in samenwerking met TNO en richt zich op de periode tussen nu en 2025. In de visieontwikkeling wordt in een breder verband gekeken naar de ontwikkelingen die zich op het gebied van de energievoorziening en infrastructuur de komende jaren zullen voordoen. Bongaerts: Ontwikkelingen kun je niet isoleren van de omgeving waarin die plaatsvinden. De politieke, economische, sociale en technologische context is daarbij belangrijk en het zijn die factoren die van invloed zijn op de energievoorziening en haar infrastructuur. Deze context, ook wel PEST genoemd, is in de visie gebruikt om relevante trends en drivers te identificeren. PEST staat voor vier perspectieven om voor een sector of bedrijf relevante externe ontwikkelingen in kaart te brengen, namelijk: Politiek, Economisch, Sociaal (Cultureel -Demografisch) en Technologisch. Ook is de impact van deze trends op de eisen aan het energiesysteem en aan het noodzakelijke (veranderings) proces geanalyseerd. Bongaerts: We signaleren een aantal externe uitdagingen in de komende jaren. In de eerste plaats zijn dat eisen die aan duurzaamheid worden gesteld. Ook het behoud of de verbetering van de betrouwbaarheid van de netten speelt een belangrijke rol. Er zal van een hogere efficiencydruk sprake zijn. En in de vierde plaats zullen netbeheerders in staat moeten zijn om de vrije markt en nieuwe diensten te faciliteren. Jeroen de Swart, voorzitter Netbeheer Nederland Netbeheerders spelen proactieve rol in energietransitie Jeroen de Swart, voorzitter van Netbeheer Nederland, voorziet belangrijke en ingrijpende veranderingen in de energievoorziening de komende decennia, waarin netbeheerders een initiërende rol zullen gaan spelen. Jeroen de Swart De weg naar een duurzame samenleving die door de overheid is ingeslagen, laat niemand onberoerd. De Swart. Vooral de energiesector is een leidende partij bij het in gang zetten en realiseren van die veranderingen. Netbeheerders zetten zich al geruime tijd in om de verduurzaming in de sector voor te bereiden. Zonder hun inzet en betrokkenheid kan die simpelweg niet worden gerealiseerd. Oplossingen Netbeheerders delen hun kennis en expertise op het terrein van de gas- en elektriciteitsnetten. Samen bezinnen zij zich op de ontwikkelingen die komen gaan en die grote gevolgen zullen hebben voor de bestaande infrastructuur. De Swart. Die bezinning leidt tot het maken van afspraken en concrete plannen om duurzame decentrale energieopwekking te kunnen faciliteren. Daarbij treden netbeheerders in gesprek met hun stakeholders, want het is juist nu aan de vooravond van die veranderingen uiterst belangrijk om samen te zoeken naar de oplossingen. Oplossingen waar de consument en het bedrijfsleven straks van kunnen profiteren als onze energievoorziening de slag naar een verdere verduurzaming gaat maken. Investeringen De voortrekkersrol die netbeheerders vervullen in dat proces vereist investeringen, aldus De Swart. Juist omdat niemand op dit moment weet hoe de energietransitie precies zal gaan verlopen, zullen netbeheerders met onzekere en risicovolle investeringen worden geconfronteerd. Die investeringen zullen nu en in de komende jaren moeten worden gedaan om de infrastructuur op tijd gereed te hebben. Maar - het is al veel vaker gezegd - hoe graag netbeheerders dat ook willen, het huidige reguleringskader is niet op dergelijke investeringen toegerust. Daarom zullen zij met de politiek en toezichthouder de komende tijd in gesprek moeten treden om een passend en constructief antwoord te vinden. 5
Praten met de elektrische auto Sturen van het laadproces moet piekbelasting van het net voorkomen Netbeheerder Enexis neemt een voorhoedepositie in bij het treffen van voorbereidingen voor het elektrisch rijden. Danny Geldtmeijer van Enexis noemt het project Praten met de auto een functionele demonstratie van het aansturen van het laadproces van een elektrische auto. Het project is in de zomer van 2009 van start gegaan. Geldtmeijer: Centraal uitgangspunt van dit project is dat, als elektrische auto s binnen enkele jaren in grote aantallen op de markt komen, er problemen kunnen ontstaan bij het opladen van die auto s. Steekt iedereen namelijk rond hetzelfde tijdstip de stekker van zijn auto in het stopcontact, dan ontstaat er een enorme piekbelasting van het elektriciteitsnet. Zo n piekbelasting is onontkoombaar als er geen maatregelen worden getroffen om die te voorkomen. Het aanleggen van een zwaardere infrastructuur lijkt geen oplossing. Om de voorziene pieken op te vangen zouden gigantische, feitelijk overbodige, investeringen nodig zijn. Er moet dus een andere oplossing worden bedacht en gevonden. Communicatie Om extreem hoge piekbelasting te voorkomen, moet de elektriciteitsvraag van de auto s worden gestuurd. Anders gezegd: communicatie met de auto en de daarbij behorende accu is noodzakelijk. Geldtmeijer: Het project Praten met de auto heeft tot doel om dit concept om te zetten in een concrete demonstratieopstelling. Daarmee zijn wij hard aan de slag. Geldtmeijer meent dat zowel netbeheerders als energieleveranciers er baat bij hebben om sturing aan te brengen in dat laadproces van elektrische auto s. Als die sturing ontbreekt, dan wordt het inpassen van elektrisch vervoer in de energie-infrastructuur onnodig kostbaar en kan zelfs de voorzienings- en leveringszekerheid van elektriciteit in het geding komen. Zo n situatie moeten we hoe dan ook zien te voorkomen. Experimenteren Het is de eerste keer in ons land dat met een demonstratieopstelling wordt nagegaan hoe er sturing in dat laadproces van elektrische auto s aangebracht moet worden. Geldtmeijer: We gaan met één auto op één locatie testen hoe die sturing in haar werk zou moeten gaan. Vanuit een transformatorruimte meten we de belasting van het net. Afhankelijk van die belasting sturen we het laadproces van de auto aan. Het project is vooral gericht op experimenteren met de techniek. Die moeten we werkend krijgen. In concept zijn we daar al veel langer mee bezig, nu gaan we met eigen ogen zien hoe het functioneert in de praktijk. Intelligente verbinding Geldtmeijer meent dat het onderzoek erg belangrijk is om straks voorbereid te zijn op de introductie van elektrische auto s, die naar verwachting vanaf 2012 een grote vlucht neemt. Het is essentieel dat er een intelligente verbinding komt tussen de auto en het net. De technologie moet ervoor zorgen dat het laadproces op een slimme manier wordt gespreid over een bepaald tijdsbestek, zodat niet alle auto s op hetzelfde tijdstip voluit worden opgeladen. Het project dat nu sinds kort loopt, richt zich vooralsnog op één elektrische auto. De volgende stap zal zijn dat de proef wordt uitgebreid met meer auto s. Geldtmeijer: Mogelijk dat we ons dan gaan concentreren op bijvoorbeeld een woonwijk of kantoorlocatie, waar collectief gebruik wordt gemaakt van elektrische auto s. Daarvan willen we dan individueel het laadtempo aansturen, zodat wij als netbeheerder rekening kunnen houden met de wensen van de berijder. Het huidige project vormt nog maar het begin van een veel breder opgezet experiment dat we de komende jaren willen uitvoeren. 6
Groen gas kan deel van aardgasverbruik vervangen Bio2Net zorgt voor gecontroleerde invoer van groen gas in het net Duurzaam opgewekt gas uit biomassa, zogenoemd groen gas, moet in de toekomst een deel van het aardgasverbruik vervangen. Nu al wordt op enkele plaatsen in het land groen gas ingevoed in het aardgasnet. Wim van Erp, Innovatie Officer Asset Management Gas van netbeheerder Stedin: Samen met de bedrijven BioGast en Itron hebben we een toeleverstation van groen gas ontwikkeld. Het zorgt ervoor dat op gecontroleerde wijze groen gas, dat beantwoordt aan alle kwantiteits- en kwaliteitseisen, in het openbare aardgasnet kan worden ingevoed. een standaardoplossing als Bio2Net eenvoudiger worden voor zowel invoeder als netbeheerder. Stedin probeert daarom nu op de markt meer draagvlak voor Bio2Net te creëren. Van Erp: Het is momenteel de enige installatie die op dit niveau en op deze manier opereert. Netbeheerder Stedin voert in Beverwijk en in Mijdrecht groen gas in in het aardgasnet. Met deze pilots wil de netbeheerder de nodige ervaring opdoen met groen gas, dat in de toekomst een deel van het aardgasverbruik moet gaan vervangen. In februari start Stedin met nog eens een project in Spakenburg. De afvalwaterzuiveringsinstallaties in Beverwijk en Mijdrecht, waar uit rioolslib groen gas wordt gewonnen, maken gebruik van een toeleverstation dat de naam Bio2Net draagt. Samen met BioGast, waarmee Stedin de afgelopen drie jaar praktijkervaring heeft opgedaan, is deze installatie ontwikkeld, zegt Van Erp. Het station is voorzien van een gecertificeerde gasmeter in combinatie met een elektronisch volumeherleidingsinstrument, dat in feite de kassa is voor de producent. De kwaliteit van het groen gas wordt onder meer met behulp van een gaschromatograaf gecontroleerd. Kwaliteit Van Erp: Een gaschromatograaf meet de kwaliteit van het groen gas, zoals de hoeveelheid methaan en CO2. Als er gas passeert dat om de een of andere reden niet voldoet aan de gestelde eisen, dan grijpt de gaschromatograaf in. De invoeding in het gasnet wordt dan onmiddellijk gestaakt en het gas wordt dan teruggestuurd naar de opwerkingsinstallatie. Mocht de opwerkingsinstallatie stilvallen, dan voorkomt Bio2Net dat aardgas vanuit het gasnet terugstroomt. Poortwachter Van Erp: Bio2Net is eigenlijk ontwikkeld om als tourniquet, een poortwachter, de groengaskwaliteit te bewaken bij de toegang van het openbare gasnet. De opwerker van het biogas naar het groen gas is verantwoordelijk voor die kwaliteit, hij moet ervoor zorgen dat het aan de standaard aardgaskwaliteiten voldoet. Onze rol is om hem daarbij te faciliteren. Dat faciliteren doet Stedin in de vorm van Bio2Net. Volgens Van Erp is het een installatie die niet alleen faciliteert in veiligheid en kwaliteit, maar die ook standaardisatie in de hand werkt. Van Erp: Samen met BioGast hebben we simpel gezegd één kastje ontwikkeld, waarmee zowel de kwaliteit als de hoeveelheid groen gas gemeten wordt. De invoeding van groen gas moet door Succes Hoe meer van dit soort kastjes in den lande bij groengasprojecten staan opgesteld, des te groter is de uniformiteit in de wijze waarop de kwaliteit van het groen gas wordt gemeten. Een seriematige productie van Bio2Net heeft positieve gevolgen voor prijs en betrouwbaarheid, zegt Van Erp. BioGast en Stedin hebben onlangs een contract getekend waarin wordt geregeld dat beide bedrijven Bio2Net op de markt brengen. Van Erp: Het lagedruktoeleverstation draait al enige tijd met succes in Mijdrecht en ook in Spakenburg is er nu belangstelling voor de hogedrukversie. 7
Zonnepanelen vakantiepark leveren stroom terug aan het net Autonoom netwerk kan zichzelf bedruipen Zo n honderd zonnepanelen op de woningen in vakantiepark Bronsbergen bij Zutphen leveren regelmatig flink wat stroom terug aan het openbare net. Om deze duurzame stroomvoorziening te accommoderen, heeft netbeheerder Liander een autonoom netwerk gerealiseerd. Door een slimme wisselwerking tussen zonnepanelen, opslag en vermogenselektronica zal het netwerk in Bronsbergen blijven functioneren, zelfs bij een storing in het bovenliggende middenspanningsnet. Martijn Bongaerts van Liander: In het autonome netwerk wordt met intelligente regelingen de spanningskwaliteit gehandhaafd en het energiemanagement geoptimaliseerd. en opgaven die we ons vooraf voor ogen hadden gesteld met dit project zijn gerealiseerd. De betrouwbaarheid van het autonome net is vergroot, netverliezen zijn verlaagd, de kwaliteit van de energievoorziening is toegenomen en de inpassing van decentrale energieopwekking in het net is goed verlopen. Bongaerts: Circa de helft van de tweehonderd huizen in het vakantiepark Bronsbergen in Zutphen, dat qua opzet vergelijkbaar is met een gewone woonwijk, is voorzien van zonnepanelen. Die verzamelen soms zoveel energie dat die moet worden teruggeleverd aan het openbare elektriciteitsnet. Een situatie die ons als netbeheerder voor de nodige technische uitdagingen stelt. Die uitdagingen hebben vooral te maken met de spanningshuishouding. Want op het moment dat een zonnepaneel stroom gaat opwekken, gaat de spanning op het net omhoog en als er geen zon is dan daalt die spanning, legt Bongaerts uit. Daardoor worden fluctuaties veroorzaakt op het net en die zijn niet wenselijk. Ze kunnen ervoor zorgen dat lampen plotseling minder fel gaan branden, of - in extreme gevallen bij een te hoge spanning - dat huishoudelijke apparaten minder of niet meer functioneren. Regelen Het is dus belangrijk om die spanningskwaliteit te kunnen regelen, zegt Bongaerts. Dat gebeurt doorgaans met spanningsregelaars, zogenaamde vermogenselektronica. In dit autonome elektriciteitsnet doen we dat met elektriciteitsopslag. Plaats je slimme elektronica bij die elektriciteitsopslag, dan kun je fluctuaties op het net bijregelen en nivelleren. Bij te weinig spanning breng je meer stroom uit de opslag op het net, bij teveel spanning laden we de opslag vol met elektriciteit. Daar hebben we de afgelopen tijd veel ervaring mee opgedaan, evenals met het opslaan van elektriciteit. Europees Het project in vakantiepark Bronsbergen wordt uitgevoerd in het kader van een Europees project. Primair doel van het EU-project More Microgrids is om autonome netten te creëren, die voor een bepaalde tijd onafhankelijk kunnen functioneren van het openbare net. Daarnaast is het doel om de inpassing van decentrale opwekking van elektriciteit te optimaliseren, Power Quality problemen op te lossen en energiemanagement en betrouwbaarheid nog verder te verbeteren. Bongaerts: Alle uitdagingen Vervolg Daarmee is het microgrid-project nu ten einde. Maar het is niet het einde van het onderzoek in Bronsbergen. Bongaerts: We beschikken hier over een unieke testfaciliteit en zijn nu bezig om een vervolgproject voor te bereiden. Terwijl op dit moment de opslag van elektriciteit in het park nog centraal is gesitueerd bij een transformatorhuisje, gaan we binnenkort kijken of die opslag ook kleinschaliger kan. Daarbij moet je denken aan een opslagsysteem bij bewoners thuis in het park. Daarvan willen we weten of die vorm van elektriciteitsopslag misschien nog beter werkt en of de bewoners daar mogelijk baat bij hebben. Bongaerts verwacht dat er in de toekomst nog meer tests zullen volgen. Eerder al hebben we overwogen om in het vakantiepark micro-wkk s te gaan plaatsen. Deze kunnen samen met zonnepanelen zorgen voor een optimale energievoorziening met zo weinig mogelijk netverliezen en dus extra CO2- emissiereductie. Mogelijk dat ook een dergelijk project in de nabije toekomst doorgang kan vinden. 8
Smart Grids in de praktijk Netbeheerders zoeken naar samenwerking bij proefprojecten Bij de netbeheerders zijn inmiddels tal van proefprojecten gaande om de mogelijkheden en dilemma s rond Smart Grids te onderzoeken. Zij zoeken hierbij intensief naar samenwerking met andere partijen die een rol spelen bij de energietransitie. Een greep uit de projecten: Waterstof mengen met aardgas Netbeheerder Stedin, KIWA, de Gemeente Ameland en het Natuurcentrum Ameland voeren op Ameland een pilot uit, waarbij maximaal 20 procent waterstof bij aardgas wordt gemengd. De waterstof wordt lokaal geproduceerd met behulp van een elektrolyzer en zonnepanelen, die op het dak zijn geplaatst van het Natuurcentrum Ameland. Ook bewoners van het eiland zijn bij dit project betrokken. Het onderzoek wordt gedaan om na te gaan of er mogelijke technische en sociale consequenties zijn van waterstof. Zo wordt nagegaan wat de invloed is op de huidige gasdistributienetwerken en de installaties van klanten. Daarnaast vindt Stedin het van belang dat de ervaringen van de bewoners/klanten nadrukkelijk worden betrokken bij de evaluatie van de projectresultaten. Smart Power City Apeldoorn Het installeren van tweehonderd micro- WKK s (warmtekrachtkoppeling) in een woonwijk in Apeldoorn moet Liander meer inzicht gaan verschaffen in het effect van deze decentrale energieopwekkers op het elektriciteitsnet. De apparaten zullen eind 2009 worden geplaatst en worden geconcentreerd achter één middenspanningsruimte. Voor het eerst zal het effect van een dergelijk hoge penetratiegraad micro-wkk s op het net worden bestudeerd in een reallife situatie. Eerder al testten Liander, Enexis en Stedin gezamenlijk micro-wkk s in een laboratoriumomgeving, nu worden die geplaatst in de woningen van klanten. Een belangrijk aspect van de pilot is hoe zij op de aanwezigheid van de micro-wkk s zullen reageren en wat hun ervaringen zijn. Effect warmtepompen op het elektriciteitsnet Dit project, waarbij Liander onder meer samenwerkt met de gemeente Zutphen en Stedin met de gemeente Gorinchem, voorziet in de plaatsing van aanzienlijke aantallen elektrische warmtepompen in woonwijken in de betreffende gemeenten. Het gedrag van deze warmtepompen en het effect ervan op het elektriciteitsnet worden nauwkeurig in beeld gebracht. Binnen dit project wordt ook een standaardmethodiek van monitoring van warmtepompen getest. Daarbij rijst de vraag: Hoe efficiënt zijn warmtepompen nu daadwerkelijk en hoe ondervinden de bewoners van de woningen het comfort? Doel van het project is om de impact van warmtepompen op het elektriciteitsnet in beeld te brengen en mogelijkheden van sturing te onderzoeken. Het meten van energiestromen In Leeuwarden voert netbeheerder Enexis samen met een aantal andere bedrijven en netbeheerders het project Smart Connection uit. Het betreft hier een middenspannings/laagspanningsstation, dat is uitgerust met alle mogelijke sensoren voor het meten van de energiestromen (PQ, amplitude, volume). Het onderliggende laagspanningsnet is uitgerust met slimme meters, zodat de belasting van het elektriciteitsnet kan worden doorgerekend. Het Smart Connection project wordt gecombineerd met een pilot van twintig micro-wkk s, (warmtekrachtkoppeling), die staan opgesteld in het laagspanningsnet. Bouwen aan de Wijk van Morgen Eind 2007 startte het project de Wijk van Morgen in Heerlen, een ambitieus project waarin netbeheerder Enexis en studenten van de Hogeschool Zuyd samenwerken aan de realisatie van een duurzame wijk op het scienceen businesspark Avantis. Belangrijk uitgangspunt in dit project is het sluiten van kringlopen, zowel op het gebied van energie, materialen als water. In de Wijk van Morgen worden verschillende typen woningen en gebouwen ontworpen en gebouwd die energieneutraal zijn. De betrokkenheid van Enexis in dit project is onderzoek verrichten naar het realiseren van een microgrid. Doel is om drie proefwoningen en één multifunctioneel gebouw door middel van een micro 9
10 decentrale opwekkingseenheid en een opslagsysteem zelfstandig ten opzichte van het openbare net te laten opereren. Project met microwarmtekrachtkoppeling In Groningen werken de netbeheerders Enexis, Stedin en Liander samen aan een project met microwarmtekrachtkoppeling (micro-wkk). Deze vorm van duurzame decentrale energieopwekking zal naar verwachting steeds belangrijker worden in een duurzame energievoorziening. Om grote aantallen van deze micro-wkk s te kunnen inpassen in het bestaande elektriciteitsnet, moet een zogenaamd Smart Power System (SPS) worden ontwikkeld. Dit systeem moet het aanbod en de afname van elektriciteit op elkaar afstemmen en instabiliteiten in de elektriciteitsvoorziening voorkomen. SPS maakt het mogelijk een verzameling van elektriciteit producerende en verbruikende installaties te koppelen en te laten functioneren als een virtuele elektriciteitscentrale (Virtual Power Plant). Daarnaast biedt deze de mogelijkheid om de (nieuwe) energiestromen in de elektriciteitsvoorziening te registreren en in het economisch verkeer te verrekenen. Het project in Groningen richt zich op het onderzoek naar en de ontwikkeling van een Smart Power System. Het beoogde resultaat is een proof of concept van een betrouwbaar en betaalbaar systeem dat decentrale elektriciteitsopwekkers in onze elektriciteitsvoorziening inpast en dat groepen decentrale opwekkers centraal of decentraal aanstuurt en optimaliseert. Dit concept-sps moet de basis vormen voor verdere productontwikkeling. Trends in aanbod en verbruik van elektriciteit Het Arnhemse project Intelligent E-transport Management (ITM) brengt de huidige trends in aanbod en verbruik van elektriciteit en ontwikkelingen in het transportnet in beeld. Daarbij gaat het erom dat het grote verschil tussen de dag- en nachtvraag naar elektriciteit wordt verkleind en dat in 2020 in Nederland 6.000 MW aan windenergie probleemloos kan worden ingepast in een betrouwbare elektriciteitsvoorziening. Dat inpassen van windenergie in het elektriciteitsnet vraagt de nodige aandacht, want het heeft tot gevolg dat er grotere fluctuaties in het nationale opwekkingsvermogen ontstaan. Door deze fluctuaties kunnen de stabiliteit en de kwaliteit van de elektriciteitslevering in het geding komen. Ook zullen er s nachts relatief meer conventionele opwekkingseenheden stand-by moeten staan, waardoor hun efficiëntie wordt verlaagd en er nog steeds ongewenste CO2-emissies plaatsvinden. Dit staat op gespannen voet met de wens om betrouwbare en duurzame elektriciteit te produceren. Twee belangrijke trends kunnen bijdragen aan het oplossen van deze problemen: de groei van elektrisch vervoer met accu s, die in de nacht kunnen worden opgeladen én de toename van het aantal systemen met energieopslag in combinatie met elektrische warmtepompen. Beide opties bieden de mogelijkheid om de vraag naar elektriciteit in de tijd te sturen. Op deze wijze kan een fluctuerend aanbod worden opgevangen. Monitoren van het gasnet De pilot Monitoren Transportkwaliteit in Zutphen, Zeewolde en Spijk wordt door netbeheerder Liander gebruikt om ervaring op te doen met het verrichten van metingen en het plaatsen van datacommunicatie in het gasnet. Het meten, bewaken, sturen en schakelen op afstand van de gasinfrastructuur vloeit voort uit de behoefte om de performance van de gasinfrastructuur scherper in kaart te brengen. Het project kan niet los worden gezien van de externe ontwikkelingen die zich momenteel in de markt (o.a. door de komst van biogas) en in de maatschappij (aandacht voor duurzaamheid en veiligheid) voordoen. Het zijn deze ontwikkelingen die netbeheerders dwingen tot intelligent netbeheer en digitale bedrijfsvoering. Het op afstand monitoren van de performance van de gasinfrastructuur is de basis voor verdere transportoptimalisatie en heeft een aanzienlijke potentie voor operationele efficiëntie en kostenbesparing, aldus Liander. Aanleg van een intelligent distributiestation Netbeheerders Liander en Stedin zijn in 2007 samen met een aantal partners, waaronder Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) en KEMA, begonnen met de ontwikkeling van een intelligent distributiestation. Gedurende drie jaar (tot 2010) wordt in deze intelligente middenspanningsruimte ervaring opgedaan met een slimme transformator, elektriciteitsopslag, intelligente sturing en geavanceerde monitoring. Eind 2009 zal dit station in Apeldoorn in het net van Liander worden geplaatst. In het intelligente distributiestation wordt de inpassing van decentrale stroomopwekking in het elektriciteitsnet gefaciliteerd en uitgebreid gemeten. Met behulp van intelligente sturing en opslag wordt energie- en loadmanagement uitgevoerd. Doel van het project is om de decentrale elektriciteitsopwekking en een optimale energiesturing te faciliteren. Ook de samenwerking met consumenten is een onderdeel van het project. Duurzame energie in de bestaande omgeving Netbeheerder Enexis voert samen met Essent en woningcorporatie Zayaz een project uit in s-hertogenbosch dat zich richt op onderzoek naar de
potentie van duurzame energiebronnen en energiebesparende technieken in de bestaande omgeving. Hierbij moet worden gedacht aan zonnepanelen, zonneboilers, microwarmtekrachtkoppeling en warmtepompen. Dit zijn nieuwe technologieën die het mogelijk maken om energie op woning- en wijkniveau te produceren. Consumenten die met deze decentrale duurzame bronnen zelf energie opwekken, kunnen die benutten voor eigen gebruik en het overschot aan energie terugleveren aan het elektriciteitsnetwerk. Bij het project Decentrale Energievoorziening is het doel om de toepasbaarheid van deze nieuwe innovatieve energietechnologie te demonstreren, de prestaties te meten en inzicht te krijgen wat de invloed ervan is op het elektriciteits- en gasnetwerk. Het project is mede mogelijk gemaakt door een financiële bijdrage van de gemeente s-hertogenbosch en de provincie Noord-Brabant in het kader van EnergieBespaarplan Brabant. Meer kennis van warmtepompen Op dit moment is er nog betrekkelijk weinig bekend over de stooklijn van woningen met elektrische warmtepompen. De stooklijn geeft in dit geval de relatie tussen de elektriciteitsvraag van de woning voor verwarmingsdoeleinden, warmte en warm tapwater, in relatie tot de buitentemperatuur. Verwarming door middel van warmtepompen met elektrische bijverwarming wordt steeds vaker in nieuwbouwwijken toegepast. Omdat er verschillende typen warmtepompen zijn, is het van belang om meer te weten te komen over warmtepompen en hun stooklijn. Zo dacht ook netbeheerder Stedin, die niet zo lang geleden is begonnen met stooklijnmetingen van diverse warmtepompen in woningen met een verschillende warmtevraag. Ook voert Stedin metingen uit in een aantal laagspanningsstations. Hierdoor kan het net beter gedimensioneerd worden, zodat in de toekomst zo efficiënt mogelijk met de materialen kan worden omgegaan. Groen gas in Beverwijk en Mijdrecht Stedin voert al enkele jaren in Beverwijk een pilot uit met invoeding van groen gas in het lokale aardgasnet. Het biogas is afkomstig uit het rioolslib van een rioolwaterzuiveringsinstallatie. Bij dit zuiveringsproces komt jaarlijks anderhalf miljoen m 3 biogas vrij. Voorheen werd dat gebruikt in eigen gasmotoren en cv-ketels. In 2006 werd onderzoek gedaan naar alternatieve toepassingen van het biogas. In dat jaar is begonnen met invoeding van groen gas in het net van Stedin. Ongeveer 350 huishoudens in Beverwijk maken voor hun verwarming en het koken daarvan nu gebruik. Een tweede groengasproject is Stedin medio 2009 begonnen in Mijdrecht. Ook daar is het groen gas afkomstig uit een rioolwaterzuiveringsinstallatie. Evenals in Beverwijk vormt ook hier rioolslib de basis. Voor de verwijdering van CO2 uit het biogas wordt in Mijdrecht een andere techniek (Bio2Net) gebruikt. Vliegwiel voor elektriciteitsopslag Het door Liander en in Europees verband uitgevoerde project GROWDERS richt zich op de mogelijkheid om met behulp van een vliegwiel kortdurend en snel elektriciteit op te slaan, en die ook weer snel aan te bieden voor gebruik. GROWDERS onderzoekt het nut, de noodzaak en het gebruik van vliegwielen. Met deze vorm van opslag kunnen pieken en dalen in het stroomaanbod worden gereduceerd en fluctuaties op het net worden voorkomen. Dit resulteert in meer stabiliteit op het elektriciteitsnet. Door middel van tests worden nieuwe ervaringen opgedaan. Vragen en issues voor de toekomst Naast de lopende projecten zijn netbeheerders continu bezig met nadenken over nieuwe vragen en oplossingen die een rol spelen bij de ontwikkeling van Smart Grids. In de toekomstvisie van Netbeheer Nederland zijn enkele van deze issues verwoord. De bedoeling is om hierover met stakeholders uit politiek, overheid, bedrijfsleven en belangengroepen een dialoog op te starten. Te denken valt bijvoorbeeld aan vragen als: Hallo, met wie? Om te kunnen meten en sturen, is het belangrijk dat er een communicatiekanaal naar huishoudens wordt gerealiseerd. Of over dat communicatiekanaal stuurinformatie, meetgegevens, prijsplannen, parameters of al deze gegevens gestuurd worden, is nog niet duidelijk. Tevens is het nog onduidelijk wie de gegevens verstuurt. Gaan netbeheerders hierin een faciliterende rol spelen, of acteren zij proactiever in deze communicatie? Hoe dan ook is het noodzakelijk een open communicatiekanaal te krijgen. Meten is weten In de komende jaren zal er veel geïnvesteerd moeten worden in het bemeten van het middenspanningsnet en het laagspanningsnet. Dit om optimaal te kunnen sturen in het transport en de capaciteit optimaal te benutten. Netbeheerders zullen deze investeringen op zich moeten nemen. De tarieven zullen moeten worden aangepast om dit voor ons mogelijk te maken. Vroem Eén van de belangrijkste drivers in het verduurzamen van de maatschappij is elektrisch vervoer. Dit legt echter een grote belasting op het elektriciteitsnet. Naast het initiatief voor oplaadpalen, nemen de netbeheerders ook het initiatief om het sturen van het laden van elektrisch vervoer te ontwerpen en te standaardiseren. Gas, gas, gas Invoeding van diverse andere gassen dan aardgas in het gasnetwerk zal toenemen. De manieren om meerdere gassoorten in het netwerk te transporteren en de veiligheid van deze gassen hebben de hoogste aandacht van netbeheerders. 11
Smart Grids Smart Grids Smart Grids Smart Grid Utrechtseweg 310 6812 AR Arnhem Postbus 1156 6801 BD Arnhem Telefoon 026-356 95 00 Fax 026-442 83 20 secretariaat@netbeheernederland.nl www.netbeheernederland.nl november 2009