Je leest:

Hoe maak je een grid smart?

Hoe maak je een grid smart?

Auteur: | 20 november 2011

Met de opkomst van elektrisch rijden en duurzame energieopwekking, gaat het elektriciteitsnet veranderen. Mensen gaan meer energie zelf opwekken en opslaan, en zowel de technologie achter dit netwerk als het verdienmodel veranderen daardoor; het wordt een smart grid. Er zijn al veel ideeën over hoe zo’n smart grid eruit komt te zien, maar hoe gaan we dat mogelijk maken?

Het huidige elektriciteitsnetwerk is eenrichtingsverkeer: een centrale energiecentrale vervoert de opgewekte energie naar jouw huis en er komt niets terug. In je huis gebruik je tenslotte stroom, maar je wekt zelf niets op.

Grote elektriciteitscentrales sturen hun stroom het hoogspanningsnet op. Transformatoren verlagen de spanning vervolgens weer, zodat wij geen 50 kV (of meer) uit het stopcontact krijgen, maar zo’n 220 V.

Maar met de komst van particuliere zonnepanelen en windmolens gaat dit veranderen. Daarnaast is over enige jaren het aantal elektrische auto’s, fietsen en scooters groot genoeg om een voldoende opslagcapaciteit voor die ‘eigen’ stroom te bieden. Om overweg te kunnen met deze decentrale opwekking en opslag van energie moet het huidige elektriciteitsnet veranderen in een ‘smart grid’. Zo’n electriciteitsnet kan stroom in alle richtingen vervoeren en zo op een heel nieuwe manier aanbod en vraag op elkaar afstemmen.

Smart grid

Een smart grid is een netwerk dat het mogelijk maakt om als particulier (en dus niet als bedrijf) energie te verhandelen. Daarnaast zorgt het voor efficiënter energiegebruik, door pieken in de vraag uit te smeren over periodes waarin minder stroom gevraagd wordt. In het Kennislink-artikel ‘Smart grids: elektriciteitsnet met slimme trekjes’ lees je meer over hoe smart grids eruitzien en waarom ze nodig zijn.

Drie kanten

Er wordt veel nagedacht over hoe een smart grid er uiteindelijk uit moet komen te zien, maar hoe gaan we daar komen? Hoe gaan we ons huidige netwerk ombouwen tot smart grid? Er zijn drie kanten aan deze ontwikkeling waar rekening mee gehouden moet worden.

Allereerst is er de technologische kant: als het huidige grid niet aan te passen is, dan houdt het op of wordt het heel duur. Ten tweede is er de economische kant: hoe gaat het nieuwe verdienmodel eruit zien voor de betrokken partijen, hoe kunnen mensen en bedrijven geld verdienen aan het systeem? En ten slotte de politiek, want zonder goede regelgeving zal het principe van particulier energie verhandelen alleen maar tegengewerkt worden omdat de verdienmodellen niet kloppen. Hoe staat het met deze drie peilers onder het smart grid concept en hoe zullen ze zich de komende jaren ontwikkelen?

Een slimme meter is een apparaatje dat het stroomverbruik in de gaten houdt. Dat is handig voor de netbeheerder, maar ook voor jou zelf. Als je namelijk stroomverbruikers (koelkasten, wasmachines, etc.) hebt die over de juiste software beschikken, kunnen die hun schema aanpassen op het energieaanbod. Lees er meer over in het Kennislink-artikel ‘Samenwerking in het smart grid’.

Technologie

Als consument kun je je op het smart grid voorbereiden door bijvoorbeeld zonnepanelen te plaatsen en een slimme meter te installeren.

De netbeheerders van Nederland hebben een grotere taak: zij moeten van het ‘domme’ huidige netwerk een slim en flexibel netwerk maken; geen makkelijke opgave met tienduizenden kilometers kabel.

Martijn Bongaerts van netbeheerder Liander licht een tipje van de sluier op. “Allereerst komen er instrumenten op het huidige net, die inzicht kunnen bieden in hoe het stroomverkeer eigenlijk loopt. Vervolgens gaan we telecommunicatie toevoegen, zodat al die data met elkaar gecombineerd kunnen worden. Pas dan kunnen we door analyse en verwerking gaan denken aan slimme oplossingen zoals het grootschalig afschaven van pieken in de vraag.”

Naast het zo efficiënt mogelijk laten stromen van de opgewekte elektriciteit, kun je het ook ergens opslaan als het aanbod tijdelijk hoger is dan de vraag. Bijvoorbeeld in een elektrische auto. Een kwart van het Nederlandse wagenpark aan elektrische auto’s heeft genoeg opslagcapaciteit om alle huizen in Nederland een dag lang van stroom te voorzien.

Opslaan kan ook op een andere manier, die nu al beschikbaar is. Nederland bezit 12,6 miljoen m3 aan koelruimte en als er een overschot aan energie is, koelen deze ruimtes harder. Als er daarna een keer weinig energie is, kunnen ze juist wat minder hard koelen en de temperatuur iets op laten lopen (binnen veilige marge). Er is dan meer energie voor andere toepassingen. Dit heet een koelingsbuffer en op kleine schaal kan dit ook met je eigen vriezer zo werken.

Auto’s in het net

In het Kennislink-artikel ‘Elektrisch rijden: slim en schoon’ lees je meer over elektrisch vervoer en hoe dat een smart grid mede mogelijk maakt. Zie ook het filmpje hieronder, waarin Joris Putman van Green Dream District de tentoonstelling ‘Iedereen Elektrisch’ in Science Center NEMO bezoekt.

Economisch

Een netwerk waarbij iedereen zijn eigen energie produceert en opslaat is leuk, maar hoe zorgen we dat iedereen hier voordeel bij heeft? Een smart grid met een verlieslijdende netbeheerder functioneert tenslotte niet lang. De grootste uitdaging hierbij is “ervoor te zorgen dat alle partijen de benodigde flexibiliteit tonen, zonder dat privacy, comfort en vrijheid aangetast worden”, aldus Bongaerts.

Consumenten kunnen dat doen door de zelf opgewekte stroom op te slaan, te gebruiken of te verkopen (automatisch of handmatig). Netbeheerders zullen het gebruik van hun systemen gaan verrekenen in de prijs. Momenteel vormen subsidies de drijfveer achter dit systeem, maar op termijn zal dit economische plaatje vanzelf ontstaan als de prijs van fossiele brandstof blijft stijgen en duurzame opwekkingstechnologieën juist goedkoper worden.

Het is onverstandig om van het hele netwerk in één keer een smart grid proberen te maken. Daarom pleit Cofely (een bedrijf dat technologische oplossingen ontwikkelt op het gebied van smart grids) voor een ‘modulaire opbouw’: langzaam steeds meer kleinere smart grids maken, tot ze in de toekomst samengevoegd kunnen worden. De glastuinders kunnen daar een belangrijke rol in spelen met de warmtekrachtkoppelingen (WKK’s) die ze reeds gebruiken voor de verwarming van hun kassen.

Warmte-krachtkoppeling in het klein

Een WKK-installatie heb je ook voor in huis, dan heet het een micro-warmtekrachtkoppeling. In onderstaande filmpje (wederom met Joris Putman van Green Dream District) zie je hoe dat werkt.

De WKK’s van de tuinders vormen tien procent van de totale energieopwekking in Nederland en ze worden gebruikt om pieken in het stroomverbruik van de kassen op te vangen. Maar deze bufferfunctie (die vergelijkbaar is met de eerder genoemde koelingsbuffer) wordt nu alleen achter de gesloten deuren van de tuinder benut. Om te zorgen dat het openbare smart grid van die buffer gebruik kan maken, moet het verdienmodel worden aangepast. Als een tuinder er tenslotte geld mee kan verdienen, wordt het voor hem een stuk aantrekkelijker om mee te doen met het smart grid.

Politiek

Met een smart grid gebeurt weinig als de politiek dat niet faciliteert of stuurt. Den Haag is daarom goed aan het kijken naar wat er gebeurt tijdens de overgang naar een smart grid. Om vragen rondom de technische en economische aspecten te beantwoorden, is de overheid gestart met de Taskforce Intelligente Netten. Met dat programma wil het ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie een “krachtige impuls geven aan grootschalige toepassing”, vertelt Nicole Kerkhof, verantwoordelijke voor de Taskforce. “We doen dit door voortrekkers te ondersteunen om onder realistische condities te leren en experimenteren over de kosten, baten, kansen en bedreigingen voor intelligente netten in Nederland.”

PowerMatching City

In Hoogkerk (Groningen) loopt al sinds eind 2009 een proef, de PowerMatching City. Hier zijn woningen uitgerust met duurzame energieopwekkers die met een computersysteem in verbinding staan. Zo kan getest worden of het slim afstemmen van energievraag en -aanbod in het echt net zo werkt als vooraf bedacht.

In haar eindrapport stelt de Taskforce dat er proeftuinen moeten komen voor smart grids, om een realistisch beeld te krijgen van wat er ‘in het echt’ gebeurd. Dat advies is overgenomen en de inschrijftermijn voor subsidies is in de herfst van 2011 afgesloten.

De zestien miljoen euro die voor de proeftuinen beschikbaar is, wordt verdeeld over vijf tot tien projecten die in 2012 zullen starten. De looptijd daarvan is drie jaar. In de periode daarna – van 2015 tot 2020 – hoopt de overheid met de opgedane kennis grootschalige smart grids te kunnen installeren.

Een landelijk smart grid is er dus voorlopig nog niet, maar met de samenwerking tussen bedrijven en politiek in de proeftuinen zijn we goed op weg. Zolang de technologie voortschrijdt, komen politiek en economie er vanzelf achteraan.

Bron

Dit artikel is gebaseerd op de lezingen die tijdens het symposium ‘Smart Grids 2020’ werden gegeven voor vertegenwoordigers van de overheid, netwerkbeheerders en universiteiten. De presentaties zijn online te bekijken

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 20 november 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.