Tpsectr Energie Addendum 2014 bij het Innvatiecntract Smart Grids februari 2012 Juni 2014 Bladzijde 1 van 22
Inhud Inleiding... 3 Visie en richtinggevende elementen... 4 Prgrammalijnen TKI S2SG 2014... 5 Prgrammalijn 1. Energiemanagement vr flexibiliteit van energiesysteem... 8 Onderwerp: Beter benutten van bestaande infrastructuur, inclusief lkale energiepslag... 8 Onderwerp: Integreren van decentrale duurzame energie prductie... 9 Onderwerp: Beheersen en bufferen van energiestrmen... 10 Prgrammalijn 2. Infrmatie en cntrl systems vr flexibiliteit in de energie infrastructuur... 13 Onderwerp: Beschikbaar stellen f leveren van infrmatie- en datamanagement... 13 Onderwerp: Inzetten van prijsmechanismen en dynamische verrekeningen... 16 Onderwerp: Flexibilisering van de energie infrastructuur... 17 Bijlage A: Speerpunten uit Addendum 2013... 19 Bijlage B: TRL niveaus en aandachtspunten in de tijd... 20 Bijlage C: Data... 21 Bladzijde 2 van 22
Inleiding Dit dcument is het tweede addendum bij het Innvatiecntract Smart Grids, dat het Tpcnsrtium vr Kennis en Innvatie (TKI) Switch2SmartGrids (destijds Innvatietafel Intelligente Netten) in 2012 heeft pgesteld als bijdrage aan het innvatiecntract van de Tpsectr Energie. Het eerste addendum bij dit Innvatiecntract Smart Grids verscheen in juni 2013. In een bijlage van de regeling vr de tender 2014 van het TKI Switch2SmartGrids (TKI S2SG) wrden nieuwe prgrammalijnen gepubliceerd. Dit dcument bevat per prgrammalijn een uitwerking en een beschrijving van een drietal nderwerpen per prgrammalijn. De prgrammalijnen en de nderwerpen vr 2014 in dit dcument kmen in de plaats van de prgrammalijnen en de speerpunten vlgens het Innvatiecntract Smart Grids uit 2012 en die vlgens het addendum van juni 2013. Bijlage A biedt een verzicht he de nderwerpen vlgens dit dcument in verband staan met de speerpunten vlgens het addendum van 2013. De aanpassing van de prgrammalijnen ten pzichte van vrige jaren is ingegeven dr de plek waar wij mmenteel staan in de innvatieketen. En daarmee gepaard gaand een verschuiving in het denken naar: Wat is ndig vr Smart Grids en smart energy systems in hun bijdrage aan een schne, betruwbare en betaalbare energievrziening? Het streven is een significante bijdrage te leveren aan de flexibiliteit van het energiesysteem in de rde van 15-30%. He zien de prducten en diensten p de (tekmstige) marktplaats eruit die deze bijdrage daadwerkelijk gaan realiseren? En Wat is de tegevegde waarde van diensten vr de energiecnsument die een actieve stakehlder wrdt? Een prgrammalijn staat p zich, in die zin dat uit de ntwikkeling ervan een bijdrage kmt aan een duurzame energievrziening en aan een ecnmisch perspectief. In tegenstelling tt de tenders van het TKI Switch2SmartGrids in de vrige jaren kunnen prjectvrstellen in 2014 zich niet p meer dan één prgrammalijn richten. Bladzijde 3 van 22
Visie en richtinggevende elementen Grtschalige tepassing van duurzame energiebrnnen, digitalisering en elektrificatie van de maatschappij waarnder de implementatie van hnderdduizenden f zelfs miljenen elektrische vertuigen en een ksteneffectieve energie-infrastructuur, zijn alleen mgelijk dr Smart Grids (SG). Znder SG leiden deze ntwikkelingen tt grtere fluctuaties in het aanbd van en de vraag naar energie waardr grtere prijsfluctuaties ntstaan p de energiemarkt. Daarnaast zijn grte investeringen in de bestaande energie infrastructuur ndzakelijk en kan de tepassing van Smart Grids deze investeringen matigen. Dr de intrductie van ICT in het energiesysteem ntstaan meer en nieuwe mgelijkheden vr het balanceren van vraag en aanbd en kan de energie-infrastructuur ksteneffectief wrden ntwrpen en beheerd. Het traditinele mdel dat vlledig gebaseerd is p aanbdsturing kan nu aangevuld wrden met vraagrespns en middelen vr pslag en cnversie van energie. Dit alles leidt tt minder CO2-emissie, meer cncurrerende prijzen en het aantrekkelijker maken van (meer) duurzame energie. We zien een energiedienstenecnmie ntstaan waarin nieuwe dienstaanbieders zullen pstaan en waarin eindgebruikers (cnsumenten en bedrijven) elkaar kunnen helpen met hun energievrziening, dr energie aan elkaar beschikbaar te stellen in een betruwbaar netwerk waar flexibiliteit wrdt benut. Cruciaal is dat eindgebruikers hier de kans vr krijgen, dat er transparante infrmatie beschikbaar is ver ieders pwekking en gebruik, dat rekening wrdt gehuden met de verantwrdelijkheden van de diverse partijen in de keten en dat niet-betrkken derden niet benadeeld wrden. Met de afgesprken beleidsdelstellingen, zals de 20-20-20 delen van de Eurpese Cmmissie en het Energieakkrd vr duurzame grei (2013), als uitgangspunt en de vrziene ntwikkelingen in de S2SG tekmstscenari s in het achterhfd is de belangrijkste richting (drijvende kracht) die van duurzaamheid, waarin naast energiedelen k ecnmisch perspectieven gerealiseerd wrden; te weten een grte tename van het aandeel duurzame energie in het energiesysteem, nieuwe diensten en prducten m deze tename mgelijk te maken en het efficiënter gebruiken van energie en energie-infrastructuren. Deze ntwikkelingen hebben de vlgende cnsequenties: 1. Vanwege de beschikbaarheid van decentrale energiepties wrden elektriciteit (wind, zn, HR+ e.d.), warmte (WK) en (bi)gas steeds meer decentraal geprduceerd, dr meer en kleinere partijen dan vrheen. Iedere kleinverbruiker heeft het recht en de mgelijkheid aanbieder te zijn (prsument) en met daarin zijn eigen keuzes kunnen maken. Er kan nderlinge uitwisseling plaats vinden en cmbinaties kunnen gevrmd wrden. Drivers zijn niet alleen de wensen van afnemers, maar k de gestelde beleidsdelen van verheden m energieneutraal en/f duurzaam te buwen, met bijvrbeeld gaslze nieuwbuwwningen. Het energiesysteem met zijn ingericht m de lkale energieprductie en de andere ntwikkelingen in de energievrziening te faciliteren. 2. Als gevlg van het tenemende aandeel duurzame energie, dat vr een aanzienlijk deel uit fluctuerende brnnen afkmstig is, ntstaat de behefte aan meer flexibiliteit in het systeem. Bladzijde 4 van 22
Pltselinge wijzigingen in de utput van prductie-eenheden, bijvrbeeld vanwege weersmstandigheden, meten direct dr het systeem kunnen wrden pgevangen. Behalve het beschikbare regelvermgen van cnventinele (gas)centrales wrdt verwacht dat hiervr k steeds meer vraagrespns (dr cnsumenten en bedrijven) kan wrden benut en dat pslag ptentieel rendabel gaat wrden. 3. Als gevlg van het grtere aandeel warmtepmpen vr warmtelevering (als alternatief vr cvketels p aardgas) en de verwachte marktpenetratie van elektrisch verver (als alternatief vr benzine en diesel als brandstf) neemt elektriciteit een steeds belangrijker plaats in het energiesysteem in. Dit zal gevlgen hebben vr de belasting van het elektriciteitsnet. Ok hierbij zullen vraagrespns, pslag en stuurbare pwekking een grtere rl spelen. 4. Tensltte wrden energiedragers (via verschillende cnversiesystemen) meer nderling uitgewisseld en raken de energiesystemen nderling meer verweven. Dit blijkt bijvrbeeld bij de ntwikkeling van nieuwe wnwijken, waar in de praktijk een mix van energietechnlgieën wrdt benut. De ntwikkeling en de bedrijfsvering van de afznderlijke energiesystemen wrden hierdr aan de ene kant cmplexer, temeer mdat er meer sprake zal zijn van nderlinge samenwerking waarbij interperabiliteit vereist is. Aan de andere kant ntstaan er kansen als energiedragers elkaar helpen bij tekrten en verschtten. 5. Om als energiesectr internatinaal aan de tp te blijven is een ged pgeleide berepsbevlking met vldende vakbekwame technici van belang. Het Natinaal Energieakkrd geeft een flinke impuls aan de werkgelegenheidsgrei de kmende jaren. De ambitie is m in de peride 2014-2020 ten minste 15.000 extra vltijdbanen te hebben gecreëerd, zeker k in de richting van de duurzame energiesectr. Deze banen zullen andere vaardigheden vragen dan in het verleden. ICT is daarbij een van de drijvende krachten. Bedrijven staan in de beginfase van een business transfrmatie naar een nieuw business mdel. Het nieuwe business mdel vraagt m andere vaardigheden, kennis en huding dan de huidige pleidingen in Nederland bieden. In de afgelpen jaren is het verschil tussen wat de markt vraagt aan cmpetenties en wat aan cmpetenties wrdt geschld in het reguliere nderwijs alleen maar grter gewrden Prgrammalijnen TKI S2SG 2014 De prgrammalijnen vr het TKI S2SG zijn anders dan in 2013, de reden hiervr is aangegeven in de inleiding. De fcus kmt meer te liggen p wat van Smart Grids verwacht mag wrden; he zien de prducten en diensten die Smart Grids leveren er uit en wat is daarvr ndig? In Figuur 1 zijn de twee nieuwe prgrammalijnen aangegeven, met een set van aandachtspunten vr iedere prgrammalijn 1. Prgrammalijn 1, Energiemanagement vr flexibiliteit van energiesysteem gaat ver het genereren van flexibiliteit en het ntwikkelen van diensten en prducten die ndig zijn m de flexibiliteit van het systeem te kunnen inzetten, m de bestaande infrastructuur beter te benutten en m te kunnen mgaan met de integratie van decentrale pwekking van energie, elektrificatie zals elektrische vertuigen, warmtepmpen en de integratie van pslag en cnversie. 1 Er is een relatie met de prgrammering van het thema Systeemintegratie dr de TKI s van de Tpsectr Energie. Daarin zijn de nderwerpen gericht p hybride energie infrastructuren en pslag tepassingen en technlgieën, in het TKI S2SG ligt de nadruk p de diensten. Bladzijde 5 van 22
Prgrammalijn 2. Infrmatie en cntrl systemen vr flexibiliteit in de energie infrastructuur gaat ver het verzamelen en verwerken van infrmatie uit het systeem, verrekenen van diensten en ver technlgische innvaties die de infrastructuur zelf flexibeler maken. Figuur 1. Nieuwe prgrammalijnen en aandachtspunten Essentiële aandachtspunten ver de prgrammalijnen heen Om de slaagkans vr smart grid innvaties te vergrten, dienen plssingen ntwikkeld te wrden waarbij rekening gehuden wrdt met de vlgende essentiële aandachtspunten: - Opschaling van plssingen met bijbehrende (internatinale) standaardisatie - Privacy & security - (Gedrag van) energieprsument - Wet- en regelgeving, business mdellen - Tls vr systeemintegratie (deels pgenmen in TKI-drsnijdende prgrammalijn) Deze aandachtspunten gelden vr de twee prgrammalijnen in het algemeen. Later, bij de telichting per nderwerp, wrden de belangrijkste aandachtspunten vr dat nderwerp vermeld. Structuur beschrijving fcusnderwerpen In de prgrammalijnen van TKI S2SG zijn per prgrammalijn een aantal nderwerpen benemd die vanaf 2014 richting geven aan de prgrammering van het TKI. In de vlgende hfdstukken kmt de detaillering van deze nderwerpen aan bd. Daarin wrden per nderwerp de vlgende vier elementen beschreven: Specifieke uitdaging Technlgische scpe Krte beschrijving van het nderwerp en de uitdagingen die bij dit nderwerp hren. De scpe van de technlgische ntwikkelingen, met daarbij aangegeven de link met de speerpunten uit het Addendum TKI S2SG uit 2013 (zie tabel 2, bijlage A). Tevens een indicatie van de verwachte vlwassenheid van deze technlgie. Dit is aangegeven d.m.v. Technlgy Readiness Levels (TRL), zals gedefinieerd dr de EU (zie bijlage B). Bladzijde 6 van 22
Aandachtspunten Impact Invulling van essentiële aandachtspunten vr dit specifieke nderwerp. Verwachte impact van de prjectresultaten. Bladzijde 7 van 22
Prgrammalijn 1. Energiemanagement vr flexibiliteit van energiesysteem Prgrammalijn 1 heeft als ambitie het energiesysteem z flexibel mgelijk te maken als het gaat ver het real-time managen van energievraag (vraag respnse) in cmbinatie met pslag en buffering en het managen van aanbd met verschillende schaalgrttes en technlgieën. Naast technlgie is de aandacht k gericht p de inrichting van lkale, reginale, natinale en internatinale markten die de flexibiliteit ndersteunen en beschikbaar maken. Del: Een substantieel aantal energiecnsumenten in 2020 gebruikt smart grid technlgie en diensten; hun energiegebruik wrdt daarmee tevens aanzienlijk verlaagd. Vrbeelden prduct-markt cmbinaties: energiemanagementsystemen, sftware peak shaving energievraag en -aanbd, smart charging elektrische aut s. Een drietal hfdnderwerpen valt nder deze prgrammalijn: Beter benutten van bestaande infrastructuur, inclusief lkale energiepslag. Integreren van decentrale duurzame energie prductie. Beheersen en bufferen van energiestrmen. Onderwerp: Beter benutten van bestaande infrastructuur, inclusief lkale energiepslag Specifieke uitdaging Het nderwerp Beter benutten van bestaande infrastructuur, inclusief lkale energiepslag gaat ver het verbeteren van het gebruik van de bestaande energie infrastructuur. Znder ingrijpen wrdt het nderhud en/f uitbreiding een kstbare zaak. Bij dit nderwerp ligt de fcus bij het vrkmen f uitstellen van investeringen in het netwerk en/f ptimale inzet van pwekcapaciteit dr slimme technlgie te te passen die energiestrmen in gede banen leidt. De bijbehrende technlgie met p grte schaal kunnen wrden tegepast, belemmeringen in wet- en regelgeving meten zijn geïdentificeerd en een haalbaar business mdel met wrden aangetnd. Technlgische scpe - Vanaf 2014 ligt de nadruk p innvaties vanaf TRL 6. Vr een verzicht van de TRL niveaus wrdt verwezen naar bijlage B. - Vrbeelden van mgelijke diensten zijn: lkale afstemming vraag en aanbd, aggregeren van flexibiliteit en demand respnse / virtual pwer plants cncepten. Relatie met speerpunten uit Addendum 2013 (zie bijlage A): Optimaal gebruik maken van de flexibiliteit in het energiesysteem, rekening hudend met de belangen van bestaande en nieuwe stakehlders. Bladzijde 8 van 22
Aandachtspunten - Opschaling en standaarden. De technlgie met bewezen schaalbaar zijn vr de specifieke tepassing en daarbij gebruik maken van gangbare standaarden en/f framewrks. Afwijkingen hierp zijn mgelijk maar meten ged wrden nderbuwd in het prjectvrstel. - Wet- en regelgeving. Eventuele belemmeringen in wet- en regelgeving met betrekking tt het tepassen van technlgie dienen helder te wrden gemaakt. - Businessmdellen en rllen. Er met inzichtelijk wrden gemaakt he de waardeketen van de technlgie eruit ziet en welke rllen daarin een plaats hebben. - Relatie met speerpunten uit Addendum 2013 (zie bijlage A): Framewrks en standaarden, resilience, security. Impact - Prjectvrstellen leveren resultaten p die de flexibiliteit in het systeem aantnbaar verbeteren. - Aantnbaar ptimaliseren van investeringen en verlagen van de nderhudsksten in het energiesysteem. - Aantnbare business mdellen vr (nieuwe) dienstverlening. - Identificatie van belemmeringen in wet- en regelgeving. Onderwerp: Integreren van decentrale duurzame energie prductie Specifieke uitdaging Decentrale energie prductie p grte schaal integreren is m verschillende redenen een uitdaging p zich vr het energie systeem. De pkmst van veel en kleinere prductiemiddelen met bijzndere eigenschappen kan zrgen vr stabiliteitsprblemen in het netwerk. Het gaat er m dat decentrale prductiemiddelen p een zdanige manier wrden ingezet in het netwerk dat de stabiliteit en capaciteit daarvan niet prblematisch wrden, k bij grtschalige uitrl. Oplssingen, die autnm zijn f nderdeel van een grter systeem, vallen nder deze uitdaging. Technlgische scpe - In 2014: de ingebrachte prjecten zitten minimaal p TRL 6 en gaan ver de inzet van prductiesystemen aangeslten p het elektriciteitsnetwerk. - Fcus ligt p de integratie van PV-panelen en warmtepmpen, warmtekrachtkppelingen en windturbines. Relatie met speerpunten uit Addendum 2013 (zie bijlage A): Net integratie technlgieën vr inzet duurzame brnnen p verschillende spanningsniveaus. Optimaal gebruik van flexibiliteit in het systeem. Ontwikkeling van diensten en business mdellen gericht p een samenwerking met verschillende eindgebruikersgrepen. Bladzijde 9 van 22
Aandachtspunten - Opschaling en standaarden. Er met aandacht zijn vr de ICT-aspecten van de integratie, standaarden en framewrks. - Wet- en regelgeving. Belemmeringen vr integratie wrden in beeld gebracht. - Businessmdellen en rllen. De waardeketen vr de technlgie wrdt in kaart gebracht. Impact - Prjecten leveren resultaten p die grtschalige integratie van decentrale prductie systemen mgelijk maken. Onderwerp: Beheersen en bufferen van energiestrmen Specifieke uitdaging Het beheersen en bufferen van energiestrmen beslaat het dmein waarbij de energievraag (f energie-pwek) van eindgebruikers wrdt beïnvled dr de beheften en eisen vanuit de energiemarkten f vanuit de fysieke infrastructuur. Dr energiemanagement te te passen wrdt de energievraag p mmenten dat de energie duur c.q. schaars is, beperkt en eventueel verschven naar tijdstippen waarp de prijzen laag zijn. Andersm kan k bewust energievraag gestimuleerd wrden p de tijdstippen dat er een vervled aan energie is f er capaciteitsverscht is. Hierbij kan gedacht wrden aan: - Op tijdstippen dat het hard waait f de zn schijnt is er relatief gedkpe strm beschikbaar bij een grte penetratie van zn- en windenergie in Nederland f uit het buitenland. - Op bepaalde tijdstippen laden veel elektrische aut s tegelijkertijd p, terwijl de elektriciteitsnetten hiervr niet de capaciteit hebben. Naast een technisch vraagstuk is energiemanagement een sciaal vraagstuk. Er wrdt namelijk van eindgebruikers gevraagd m hun energiebehefte aan te passen, waarp de huidige markt niet f nauwelijks is ingericht. He wrdt de participerende huding van eindgebruikers gerealiseerd? Een nderdeel van het beheersen van energiestrmen is het pslaan van energie. Decentrale pslag is ptentieel vr vele kwesties in de energievrziening een plssing. Mgelijke baten in het systeem zijn: - Peak shaving ten beheve van ntlasting van de netten. - Opslag van tijdelijke verschtten van lkaal pgewekte energie en deze p geschikte mmenten weer ntsluiten. - Energiemanagement bij eindgebruikers t.b.v. balancering (znder invled p cmfrt f znder wijziging gedrag eindgebruikers). - Realiseren van autnmie en resilience c.q. het leveren van back-up bij stringen. - Prfiteren van prijsschmmelingen in de markt. Opslag is mmenteel ecnmisch ng slecht rendabel te maken. Dit kmt mede dr de versnippering ver meerdere partijen in de energieketen, zdat ketenptimalisatie meilijk is. Opslag kan in verschillende vrmen (denk aan chemische pslag (bijvrbeeld batterijen), warmte, gas, pwer2gas, waterstf). Hiermee wrden technieken aangebden die meerdere vrmen van Bladzijde 10 van 22
energie bevatten. Dit levert ng de ndige nduidelijkheden p het gebied van wet- en regelgeving. In huidige ptimalisatiemdellen wrdt pslag ng niet f nauwelijks meegenmen. Dergelijke mdellen dienen ng ntwikkeld te wrden m de juiste analyses en afwegingen te kunnen maken. Technlgische scpe - Vanaf 2014 geldt een minimum TRL niveau 6 (zie bijlage A). - In 2014 ligt de nadruk p een tweetal zaken: - Het realiseren van kstprijsdalingen in de hard- en sftware van energiemanagement prducten/systemen. - Het realiseren van een pen platfrm, waarp aanbieders van energiemanagementdiensten hun diensten kunnen aanbieden, danwel hun hard- en sftware p kunnen aansluiten. - Veel pslagtechnieken wrden ntwikkeld in het buitenland. Vr Nederland liggen de kans en de uitdaging in het ntwikkelen van managementsystemen en de tepassing daarvan binnen het energiesysteem. - Op welke lcatie kan decentrale pslag het beste tegepast wrden en welke pslagvrm is het beste tepasbaar? - Er is relatief weinig ervaring met het peratineel tepassen van pslag. Met het ntwerp en de installatie van pslag is in pilts al wat ervaring pgedaan, maar vral ver het beheer, het nderhud en de bedrijfsvering is er ng weinig praktijkkennis. Relatie met speerpunten uit Addendum 2013 (zie bijlage A) Energiemanagement en ptimalisatie met nadruk p intelligente bedrijven en bedrijfsterreinen. Elektrische aut s in het Smart Grid. Energiecnversie en ptimalisatie van energiebrnnen p diverse spanningsniveaus. Optimaal gebruik maken van flexibiliteit in het systeem, rekening hudend met belangen van bestaande en nieuwe stakehlders. Ontwikkelen van diensten en business mdellen gericht p samenwerking met specifieke eindgebruikersdelgrepen. De eindgebruiker als nieuwe stakehlder. Aandachtspunten - Businessmdellen en rllen: In samenhang met de technlgische ntwikkeling is het ndig dat dynamische beprijzing mgelijk wrdt in de energiemarkten waarmee incentives de verduurzaming verder aanjagen. Dit kan p bijvrbeeld de cmmditymarkt, de nbalansmarkt en/f met dynamische prijzen vr transprt en levering. In prjecten dienen partijen betrkken te wrden, die p deze energiemarkten met innvatieve tariefstructuren een rl spelen. Opslag is in de energiewereld ng vrij weinig tegepast. Met nieuwe business mdellen lijkt pslag een grtere rl te kunnen spelen. Om deze business mdellen en de rllen van de verschillende stakehlders te kunnen bepalen zijn mdellen en tls ndig m de (maatschappelijke) business case van pslag en pslagdiensten te kunnen bepalen. Bladzijde 11 van 22
ICT en datamanagement zijn een essentiële vrwaarde m energiemanagement en/f pslag mgelijk te maken. Dit dient een nderdeel te zijn van de uit te werken business mdellen. - Opschaling en standaarden. De technlgie met bewezen schaalbaar zijn vr de specifieke tepassing en daarbij gebruik maken van gangbare standaarden en/f framewrks. Afwijkingen hierp zijn mgelijk maar meten ged wrden nderbuwd in het prjectvrstel. - Wet- en regelgeving. Eventuele belemmeringen in wet- en regelgeving m.b.t. het tepassen van technlgie dienen helder te wrden gemaakt. In prjecten meten de belemmeringen en eventuele plssingen inzichtelijk gemaakt wrden. Impact - Prjectvrstellen dienen resultaten p te leveren die aantnbaar helpen bij het intrduceren van prducten en/f diensten p het gebied van energiemanagement, het ntwikkelen van business mdellen en het versnellen en het mgelijk maken van business cases. - Prjectvrstellen leveren aantnbaar een bijdrage aan het ntwikkelen f het realiseren van een pen platfrm, waarp bedrijven hun diensten en/f prducten p het gebied van energiemanagement kunnen aanbieden - Aantnbare business mdellen vr (nieuwe) dienstverlening - Identificatie van belemmeringen in wet- en regelgeving - Er meten demnstraties en pilts wrden pgezet m praktijkervaring p te den vr verschillende stakehlders. - Prjectenvrstellen dienen aantnbare resultaten p te gaan leveren p het gebied van de ntwikkeling van nieuwe diensten en prducten p het gebied van pslag. Bladzijde 12 van 22
Prgrammalijn 2. Infrmatie en cntrl systems vr flexibiliteit in de energie infrastructuur Onder dit prgramma wrdt verstaan de infrmatiediensten en systemen die inzicht geven in de testand van het netwerk (mnitring, sensring), f van de (sub) infrastructuur en ndersteunend zijn aan de flexibiliteitsdiensten vr eindgebruikers. Vrbeelden hiervan zijn datamanagement, het vrzien in stuur- en meetmiddelen binnen de netten, capaciteitsmanagement en cngestiemanagement. Ok is van belang de interactie tussen de markt en de fysieke infrastructuur. Speciale aandacht is er vr verrekeningen en bijbehrende ICT infrastructuren. Het del is de ksten vr netwerkaanpassingen te verlagen en het balans-herstellend vermgen vr integratie duurzame energie substantieel te vergrten. Plus het faciliteren van nieuwe dienstverlening vr tientallen (MKB) bedrijven. Vrbeelden van prduct-markt cmbinaties zijn ICT platfrmen, infrmatiesystemen, meet-en regelsystemen, sensrs, actuatren, slimme meter datamanagement, markt cntrl mechanisme, slimme kabels, smart inverters, sftware vr het analyseren van gegevens uit de infrastructuur en sftware vr dynamic billing. De vlgende nderwerpen zijn nderdeel van deze prgrammalijn: Beschikbaar stellen f leveren van infrmatie- en datamanagement Inzetten van prijsmechanismen en dynamische verrekeningen Flexibilisering van de energie infrastructuur Onderwerp: Beschikbaar stellen f leveren van infrmatie- en datamanagement Specifieke uitdaging ICT, met alle daarbij behrende infrmatie en infrmatie beheersystemen, is van grt belang vr Smart Grids. ICT is veel meer dan een enabler ; het is een integraal nderdeel van een intelligent energienetwerk. De integratie van peratinele technlgie (OT) en infrmatie technlgie (IT) is hier in al zijn geledingen zichtbaar. De heveelheid gegenereerde data en de daarbij behrende set van eigenschappen zal dramatisch tenemen. Zie bijlage C. Het verzamelen van data en deze als infrmatie aanbieden aan derden, rekening hudend met privacy en cyber security aspecten, behren nverbrekelijk bij de digitalisering van het energiesysteem. Netbeheerders krijgen de mgelijkheden m de testand van hun energienetten cntinu en in meer detail te mnitren en de energiestrmen beter te cntrleren, te sturen en te beheren. Andere cmmerciële partijen krijgen steeds meer de mgelijkheid energie-management en andere flex-diensten te ntwikkelen en aan hun klanten aan te bieden. De specifieke uitdaging vr het TKI is instrumenten te laten ntstaan vr het meten, cllecteren, transprteren, analyseren, interpreteren en presenteren van alle data in een smart grid. ICT reikt elementen aan in de waardeketen die er uiteindelijk vr gaan zrgen dat het grid zelf lerend en zelfsturend kan wrden. Bladzijde 13 van 22
Technlgische scpe De rl van ICT in smart grids is nmisbaar. Dr de tepassing van snelle cmmunicatie technieken is het mgelijk m in krtere periden veel data te versturen en te ntvangen. Deze data wrdt nder meer gegenereerd dr het mnitren en cntrleren met behulp van sensren en wrdt gebruikt vr het besturen met behulp van infrmatie en actuatren. Daarmee kmt er meer cntrle ver het grid en kunnen mgelijke verstringen vrkmen wrden. Al die data zal dr middel van agent technlgieën wrden geaggregeerd en via data mining en analyses wrden gepresenteerd als stuurinfrmatie vr het grid. De ICT mgeving dient dr middel van bewezen architecturen en standaarden te wrden ingericht. ICT mag niet alleen gaan ver aantrekkelijke tepassingen. Er dient evenzeer aandacht te wrden besteed aan een gestandaardiseerde, pen en betruwbare infrmatiestructuur die interperabiliteit mgelijk maakt. Van belang hierbij zijn de eisen die in 2014 gesteld gaan wrden aan het technlgy readiness level (TRL). En dat prjecten zich meer richten p tepassingen dan p fundamenteel nderzek, waarbij een TRL wrdt gerealiseerd van minimaal level 6. De speerpunten die genemd zijn in het in addendum 2013 blijven nverminderd van kracht (zie bijlage A): Framewrks en standaarden Interperabiliteit Cntrle en beheerssystemen Resilience, beschikbaarheid en veerkracht Security by design Eigenaarschap van data & privacy Twee belangrijke aspecten, die nauw gekppeld zijn aan energie, data en ICT, zijn het waard p apart benemd te wrden, te weten resilience en security. Resilience. De vergang naar decentrale intelligente energienetwerken betekent vaak meer cmplexiteit dan die we aantreffen in de traditinele netwerken. Met als uitgangspunt dat elk nderdeel van het systeem nbetruwbaar f niet beschikbaar kan wrden dient er gestreefd te wrden naar de inzet van mdel-based analyses m futen en nderbrekingen te vrkmen, te vrspellen en p te lssen. Van een reactieve naar een practieve manier van werken dus. Security. Vanzelfsprekend is security is een abslute vrwaarde vr betruwbare energiesystemen. De ervaringen in ICT prjecten kunnen en meten benut wrden bij slimme energienetwerken. Op die manier kunnen ICT en energie elkaar versterken. Security by design zal het uitgangspunt dienen te zijn. Cyber security standaarden stellen rganisaties in staat m security technieken effectief te te passen en het aantal security aanvallen te minimaliseren. Certificatie is daarbij ndzakelijk m een vrm van verzekering te verschaffen. Daarnaast mag niet vergeten wrden dat naast prtectie k ntdekken en adequaat reageren steeds belangrijker wrdt. Data in de energiewereld Binnen de energiewereld, en vanzelfsprekend tegespitst p intelligente energienetwerken zullen we met de in de bijlage C beschreven data karakteristieken gecnfrnteerd wrden. Ok hier het hele scala aan data, te beginnen met traditineel accuntmanagement via alle via internet gekppelde cmpnenten naar demand/respnse systemen en interacties met sciale netwerken. Bladzijde 14 van 22
De Taskfrce Intelligente Netten signaleerde in haar discussiedcument Op weg naar intelligente netten deze trend k al in 2010 in het smart energy city scenari: 1. Data intensiteit: zeer hg 2. Data cördinatie: decentraal 3. Tijdsbasis: minuten De huidige ntwikkelingen zullen de gesignaleerde trends alleen maar nderbuwen en in veel pzichten gaan versterken. De tijdsbasis in minuten lijkt nu al krt gekzen. Aandachtspunten - Wet- en regelgeving; privacy & security. De nvermijdelijke mslag van een applicatiearchitectuur naar een data-architectuur (zwel hardware- als sftwarematig) zal de ndige aandacht dienen te krijgen. He kunnen verantwrdelijkheden belegd wrden, eigenaarschap gedefinieerd wrden en de nzekerheden in de prcessen, de mdellen en de data zelf wrden gereduceerd? Statistische technieken zullen de nzekerheid in analytische mdellen kunnen verminderen. - Opschaling en standaarden. De cmplexiteit van smart grids en de ndzaak de flexibiliteit daarvan te waarbrgen betekent dat alle belangrijke cmpnenten geïnstrumentaliseerd dienen te zijn en hun gedragingen meetbaar wrden gemaakt. Impact - De eindgebruikers staan centraal bij de energietransitie en de implementatie van SG s. Zij zitten in het centrum van deze veranderingen en meten een prces dr van passieve ntvangers van Bladzijde 15 van 22
energie naar actieve deelnemers (prsumers) in de energiemarkt. Het mag verwacht wrden dat actieve eindgebruikers de weg zullen vinden naar efficiëntere en duurzamere energie cnsumptie en zeker -prductie dan die gebden wrden in de huidige energievrziening.. - Om dit mgelijk te maken meten de eindgebruikers wel de beschikking hebben ver alle f in ieder geval de juiste infrmatie. Maar k gebruik kunnen maken van incentives zals dynamische beprijzing mechanismen (transprt en/f levering) en de bijbehrende ICT tls (zie vlgend nderwerp). - Gegeven wat hiervr is geschreven ver data zal het duidelijk zijn dat data in al zijn vrmen en vlumes een enrme impact heeft p de huidige prgrammalijnen. De nderwerpen in de prgrammalijnen kunnen alleen gerealiseerd wrden binnen een ged functinerende ICT infrastructuur, gebaseerd p betruwbare infrmatie. Het TKI S2SG hecht daarbij veel waarde aan aansluiting bij de ICT radmap die vr alle tpsectren is pgesteld en de aandacht vr de Human Capital Agenda. Onderwerp: Inzetten van prijsmechanismen en dynamische verrekeningen Specifieke uitdaging De traditinele manier van verrekenen van energie tussen partijen is niet meer tereikend vr de ntwikkelingen die plaatsvinden bij de energietransitie. In het bijznder geldt dit vr de verrekening (billing) van nieuwe flexibiliteitsdiensten zals demand respnse en bij cnsumentendiensten zals nderlinge levering die in alle pzichten nieuw zijn ten pzichte van de huidige energielevering. De huidige billingprcessen kunnen deze diensten en bijbehrende prijsmechanismen niet adequaat verwerken aangezien zij slechts gericht zijn p de pmaak van een jaarlijkse energienta. Nieuwe functinaliteiten en prcessen zullen beschikbaar meten kmen. Ok is te verwachten dat nieuwe stakehlders zullen pstaan met eigen billing mechanismen. Technlgische scpe - Vanaf 2014 geldt een minimaal TRL niveau 5 - Het billingprces sluit aan p een marktsituatie waarbij meerdere partijen nderling transacties uitveren en daarbij k kunnen wisselen van rl, zwel afnemer als prducent, f als intermediair. - Het billingsysteem verzamelt grte heveelheden data (energiegebruik, pwek, tarieven) uit verschillende brnnen (.a. slimme meters) en verwerkt deze, in krte tijd (tt real-time). - Het billingsysteem hanteert variërende tarieven, die tt stand zijn gekmen p basis van actuele afspraken en dynamische situatie afhankelijk gegevens. - Het billingsysteem is geschikt vr nieuwe innvatieve energiediensten van derde partijen. Relatie met speerpunten uit Addendum 2013 (zie bijlage A): Alle genemde speerpunten, behalve DC interfaces Aandachtspunten - Opschaling van plssingen is mgelijk met bijbehrende standaardisatie - Privacy en het brgen van security wrdt p alle niveaus gerespecteerd - Er dient aandacht te zijn vr de interactie met (en gedrag van) de energie prsument Bladzijde 16 van 22
- Er dient rekening gehuden te wrden met (gewenste) wet- en regelgeving. Specifiek p gebied van feedback en vrlichting. - Er dienen nieuwe business mdellen te wrden gefaciliteerd zwel in de cnsumenten- als in zakelijke markt - Er dient een integrerende systeemplssing te wrden gerealiseerd, met meerdere partijen ver de keten. - Kstenreductie dr faciliteren van billing als dienst. Impact - Adequate energieverrekening maakt de intrductie van nieuwe energieprpsities (zals flexibiliteitsdiensten) en relateerde business mdellen mgelijk en versnelt daarbij de gewenste energietransitie. - Afrekenen kan gebeuren dr leveranciers, dr netbeheerders f dr geheel nieuwe billing dienstverleners. - Beprefd zal meten wrden tussen wat er decentraal kan wrden gerealiseerd versus centraal. En wie welke activiteiten invult. - He de vergang van de huidige rekening, met één aanbieder en één afnemer en één prijsschema, naar een dcument waarbij transacties vermeld wrden tussen meer aanbieders, meer afnemers en verschillende prijsschema s, zich zal vltrekken is nu ng niet duidelijk. Het zal in stappen gaan, waarbij er steeds meer mgelijkheden kmen. Onderwerp: Flexibilisering van de energie infrastructuur Specifieke uitdaging - Flexibilisering van de infrastructuur dr middel van de ntwikkeling van nieuwe meettechnieken, nieuwe regelingen en nieuwe rekenalgritmes leidt tt betere benutting van de infrastructuur, een hgere betruwbaarheid en meer mgelijkheden vr de inpassing van duurzame energiepwekking. Flexibilisering is tevens ndig m de decentrale energiebrnnen met minimale impact in te kunnen passen in de bestaande netten. Technlgische scpe - Vanaf 2014 geldt een minimaal TRL niveau 6. - Het is de verwachting dat intelligente cmpnenten zals DC interfaces en andere vermgenselektrnica, regelbare tapchangers de bedrijfsvering verbeteren van de netten. - Dr intelligente mnitring, sensing en aansturing wrdt de betruwbaarheid van de infrastructuur verhgd en beter benut. - De in te zetten technlgie zal in hge mate zich meten kunnen aanpassen aan de bestaande en geïnstalleerde cmpnenten. Hierbij zal een duidelijke knip gemaakt meten wrden in de instrumentatie architectuur tussen peratinele technlgie (OT) en infrmatie technlgie (IT) gezien de verschillen in vervanging mlpsnelheden van deze technlgie. - Self-healing en adaptief schakelen verbetert de pwer quality en vermindert de kwetsbaarheid van de infrastructuur. - Regelalgritmen zrgen vr stabiliteit en vrkmen cngestie ten gevlge van extreme transprtsituaties. - De ntwikkeling van diagnstieken en methdieken zullen de cmpnentkennis vergrten. Bladzijde 17 van 22
Relatie met speerpunten uit Addendum 2013 (zie bijlage A) DC Interfaces Cntrle en beheersystemen Aandachtspunten - Opschaling en standaarden. Integratie van technische en peratinele plssingen. Maximaal gebruik van de begde services die aangesltenen kunnen verlenen. - Business mdellen. Reductie van ksten van autmatisering in distributienetten zdat de ksten pwegen tegen de (Smart Grid) waarde die wrdt gegenereerd. Impact - Netbeheer heeft enrme uitdagingen m aan de tenemende piekvraag en maximale lkale pwekking te kunnen vlden. - Znder flexibilisering van de infrastructuur zullen de ksten frs tenemen en zal de kwaliteit van de vrziening teruglpen. - Flexibilisering in de infrastructuur gaat hand in hand met andere smart grid functinaliteiten en zal deze functinaliteiten aanvullen. Bladzijde 18 van 22
Bijlage A: Speerpunten uit Addendum 2013 In nderstaand verzicht is aangegeven he de nderwerpen per prgrammalijn zich verhuden tt de speerpunten uit het Addendum van 2013. Smmige speerpunten uit het Addendum van 2013 vallen nu nder de categrie aandachtspunten die vr alle nderwerpen gelden, zals framewrks, standaarden en security. Fcus Onderwerpen Addendum 2013 Nieuwe marktmdellen en prijsmechanismes p basis van infrmatie uit slimme meters Energiemanagement en ptimalisatie met nadruk p intelligente bedrijven en bedrijfsterreinen Elektrische aut s ingepast in het Smart Grid Íntegratie Decentrale Prductie Beter Benutten Ïnfrastructuur x Beheersen en Bufferen van Energiestrmen Benutten decentrale pslag Elektrische aut als pslag Benutten decentrale buffering x x x x Inzetten van prijsmechanismen en dynamische verrekeningen Flexibilisering van energie infrastructuur Beschikbaar stellen f leveren van infrmatie en datamanagement x x Framewrks en standaarden Cntrle- en beheerssystemen Resilience, beschikbaarheid. Security by design Relatie met ICT radmap x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Energiecnversie en netintegratietechnlgieën vr ptimale inzet van energiebrnnen p diverse spanningsniveaus DC grids en DC interfaces Asset management van de Smart Grid infrastructuur en sensring waarnder de ntwikkeling van nieuwe meet methdlgieën. Optimaal gebruik van flexibiliteit in het systeem rekening hudend met belangen van bestaande en nieuwe stakehlders Veranderende rl van de netbeheerders en de pkmst van nieuwe rllen Ontwikkeling van diensten en business mdellen gericht p en in samenwerking met specifieke eindgebruikersdelgrepen De eindgebruiker als nieuwe stakehlder x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Tabel 1. Overzicht van speerpunten uit Addendum 2013 en relatie met nderwerpen uit Addendum 2014 Bladzijde 19 van 22
Bijlage B: TRL niveaus en aandachtspunten in de tijd In nderstaande tabel is indicatief aangegeven he de ntwikkelingen van TRL niveaus 2 in de tijdstappen 2015, 2020, 2025 en 2030 is vrzien. Ok de specifieke aandacht van de aandachtspunten in deze tijdstappen is aangegeven. Deze infrmatie is belangrijk m mee te nemen in de tender(s) p deze mmenten. De kruisjes in de tabel geven aan waar specifieke aandacht naar uit gaat vr welke peride. Prgrammalijn Onderwerp Readiness Levels (TRL) Opschaling / Standaarden interperabiliteit, standaarden en framewrks (ICT), security, plijning ICT radmap Wet en Regelgeving Identificeren belemmeringen in wet en regelgeving Energiemanagement vr flexibiliteit van het energie systeem Infrmatie en cntrl systems vr flexibiliteit infrastructuur Tabel 2. Overzicht van nderwerpen, aandachtspunten in de tijd Aandachtspunten TRL 1 basic principles bserved TRL 2 technlgy cncept frmulated TRL 3 experimental prf f cncept TRL 4 technlgy validated in lab TRL 5 technlgy validated in relevant envirnment (industrially relevant envirnment in the case f key enabling technlgies) TRL 6 technlgy demnstrated in relevant envirnment (industrially relevant envirnment in the case f key enabling technlgies) TRL 7 system prttype demnstratin in peratinal envirnment TRL 8 system cmplete and qualified TRL 9 actual system prven in peratinal envirnment (cmpetitive manufacturing in the case f key enabling technlgies; r in space) Rllen / Business Mdellen impact p bestaande rllen in de energiemarkt, ntstaan van nieuwe rllen en bijbehrende business mdellen (waardeketens), prsumers en eindgebruikers participatie 2015 2020 2025 2030 2015 2020 2025 2030 2015 2020 2025 2030 2015 2020 2025 2030 Beter Benutten Infrastructuur 6 Integratie Decentrale Prductie 6 7 8 9 x x x x x x Beheersen van energiestrmen 6 Infrmatie en Datamanagement 6 Prijsmechanismen en Verrekeningen 5 7 8 9 x x Flexibilisering Infrastructuur 6 x 2 Brn: Hrizn 2020 Wrkprgramme 2014-2015 General Annex G Bladzijde 20 van 22
Bijlage C: Data Data Er zijn veel nderzeken geweest en vrspellingen gedaan ver de heveelheden data die geprduceerd gaan wrden. De eerder genemde integratie van peratinele- en infrmatietechnlgie is één van de vrnaamste rzaken van enrme heveelheden data die wrden geprduceerd en ng geprduceerd gaan wrden. De tsunami van data Zals de illustratie aangeeft is het dus niet alleen de nvrstelbare heveelheden data die p ns afkmt, maar zeker k de snelheid waarmee dat gebeurt. 90% van alle mmenteel digitaal beschikbare data is geprduceerd in de laatste twee jaar. En die snelheid gaat zeker niet afnemen. Big data Big data is de term vr een cllectie data sets die z mvangrijk, cmplex en zelfs dynamisch kan zijn dat het (welhaast) nmgelijk is gewrden m die te verwerken en te beheren middels handmatige data base management tls f traditinele applicaties. Uitdagingen hierbij zij grip krijgen, curatie, pslag, drzeken, analyseren, delen en visualisatie. Vr velen is data de nieuwe grndstf en is data wetenschapper de meest fascinerende baan in de 21 ste eeuw. Bladzijde 21 van 22
Open data Open data is een term die wrdt gebruikt m vrij beschikbare infrmatie te duiden. De vrwaarden waarnder deze infrmatie beschikbaar is, wrdt beschreven in licenties en gebruiksvrwaarden. Bij pen data wrdt er naar gestreefd m de beperkingen in hergebruik tt een minimum te beperken. Open data wrdt veel in verband gebracht met verheidsdata maar blijft daar zeker niet te beperkt. In de praktijk blijkt dat juist de cmbinatie van pen data vanuit de verheid, aangevuld dr het bedrijfsleven tt zeer interessante inzichten gaat leiden en nieuwe business mdellen mgelijk maakt. Een zeer recent vrbeeld is de publicatie van de energieatlas van de gemeente Amsterdam. Gebaseerd p pen ge data, aangevuld met Amsterdam specifieke data en gegevens van bedrijven en/f netbeheerders. Nauw gerelateerd aan pen data is het begrip linked pen data. Met linked pen data breng je samenhang aan in infrmatie. Elk cncept wint aan betekenis als er meer beschrijvingen aan gelinkt wrden. Daardr krijgt de inhud van webdcumenten meer betekenis en wrden zekresultaten nauwkeuriger. Dimensies van data Traditinele eigenschappen van data zijn: statisch, gestructureerd, transactie geriënteerd en met een bekend pslagadres. Maar heel veel nieuw geprduceerde data gaan k heel andere eigenschappen vertnen. Velcity, de data is in beweging; variety, allerlei srten en maten, maar bvenal veracity, de nzekerheid ver data. Is die in deze situatie, nder deze cndities, nu wel f niet betruwbaar? In 2015, zal naar verwachting 80% van alle beschikbare data in meer f mindere mate nzeker zijn. Brn: IDC, IBM, McKinsey ea. Bladzijde 22 van 22