(Smart) energy hubs als waardevolle toevoeging aan het energiesysteem

In het licht van landelijke, regionale en lokale klimaatdoelstellingen neemt de vraag naar duurzame energie toe. Echter, door groeiende opwek van hernieuwbare energie komt de capaciteit van het bestaande, centrale elektriciteitsnetwerk onder druk te staan. Ontwikkelaars van zon- en windprojecten krijgen regelmatig te maken met lange wachttijden en hoge aansluitkosten op het net. Hierbij bestaat het risico dat het elektriciteitsnet onvoldoende capaciteit heeft om het transport van hernieuwbaar opgewekte stroom te garanderen. Energiefluctuaties die ontstaan door een variërend aanbod aan hernieuwbare energie maken netbeheersing voor netbeheerders complex. De weersafhankelijke variabiliteit van zonne- en windenergie vraagt daarom om een energiesysteem dat kan omgaan met de fluctuerende energieproductie, zowel op korte termijn (uur, dag, week) als langere termijn (seizoenen).

Slim benutten vraagt om flexibiliteit

Deze uitdaging vraagt om meer investeringen in het elektriciteitsnetwerk. Het uitbreiden van de netten lijkt een voor de hand liggende keuze, maar vergt technisch personeel dat momenteel erg schaars is. Ook kost de realisatie van een gemiddeld elektriciteitsstation 7 jaar en is netverzwaring in algemene zin een kostbare activiteit. Hierdoor zit er veel potentie in een combinatie van verzwaring met het slimmer benutten van bestaande en nieuwe energiesystemen of zelfs zonder verzwaring van de netinfrastructuur. Een slimmere benutting vraagt om een flexibel inzetbare capaciteit, zowel bij producenten als gebruikers. Flexibele inzet kan de balans van vraag en aanbod te allen tijde garanderen, en biedt netbeheerders zodoende een oplossing om hoge leveringszekerheid te kunnen blijven behouden. Naast flexibel inzetbare capaciteit, kan het energiesysteem ook slimmer benut worden door bijvoorbeeld lokale hernieuwbare opwek in grotere mate lokaal te gebruiken, en zodoende het transport van energie te minimaliseren en het centrale energiesysteem te ontlasten.

Slimme knooppunten

Een veelbelovende ontwikkeling is het inzetten van Energy Hubs. Energy Hubs verbinden de productie, de opslag en conversie en het gebruik van lokale duurzame energie, waarbinnen men een grotere mate van systeemefficiëntie probeert te bereiken en als zodanig de uitbreidingsbehoefte en/of energiebehoefte van lokale ondernemers beter toegankelijk maken tegen de laagst mogelijke maatschappelijke kosten. Bijvoorbeeld door het gebruik van het bovenliggende netvlak[1] te minimaliseren, binnen een afgebakend (geografisch) gebied energie uit te wisselen of door actief energie te sturen. Dat kan op lokale prikkels (fysieke capaciteit van netaansluiting) of externe prikkels (zoals de onbalansmarkt, GOPACS, FCR, aFRR, mFRR). Daarbij zijn vaak de elektrische vermogensprofielen groter dan de fysieke capaciteit van de aansluiting.

Inzet op bedrijventerreinen

Binnen Energy Hubs worden opwek, verbruik en het net lokaal optimaal[2] met elkaar afgestemd. Dit door slimme combinaties (fysieke infra benutten) te maken en slimme regelingen (slimme laag over de fysieke infra) toe te passen. Deze aanpak vermindert de druk op het net (zoals congestieproblematiek), en creëert nieuwe mogelijkheden om projecten met duurzame energie op te starten en uit te breiden. Een Energy Hub kan ook de tijd en kosten verminderen voor de ontwikkeling, realisatie en exploitatie van bijvoorbeeld zon- en windparken, wat de efficiency en businesscase ten goede komt. Een belangrijke toepassing van Energy Hubs vinden we bij bedrijventerreinen. Immers, daar zijn legio mogelijkheden voor slimme verbindingen (d.m.v. sturing en coördinatie) tussen de verschillende bedrijven onderling, maar ook bijvoorbeeld voor koppelingen tussen bedrijventerreinen en omliggende woonkernen in een smart cito doelgebied. In het bijzonder, bedrijventerreinen hebben een grote energievraag en kampen met een tekort aan afname mogelijkheden.

De ontwikkeling van Energy Hubs in het algemeen – en voor bedrijventerreinen in het bijzonder – staat in de kinderschoenen. Er zijn diverse technische pilots uitgevoerd en gaande maar een systematische aanpak die naast technische mogelijkheden juist ook gebaseerd is op de betrokken stakeholders en business eigenaren met gerelateerde organisatorische, financiële en regulatoire aspecten ontbreekt. Daardoor wordt duurzame energie afgeschakeld als er wordt opgewekt op de momenten dat er te weinig vraag is (curtailment), vestigen bedrijven zich niet meer op sommige locaties door het ontbreken van een beschikbaar netaansluiting, en kan onvoldoende duurzame energie worden geïmplementeerd.

Blauwdruk

Het projectdoel dat centraal staat binnen het EIGEN-project is het ontwikkelen en testen van een blauwdruk (systematisch uitgewerkt stappenplan met complementaire tools) voor de ontwikkeling en realisatie van Energy Hubs ter bevordering van de lokale inpassing van grootschalig opgewekte hernieuwbare energie op bedrijventerreinen. Een dergelijke blauwdruk is noodzakelijk, aangezien de congestie en netverzwaringsproblematiek inzake inpassingen grootschalige opwek steeds groter en urgenter wordt. De ontwikkelde blauwdruk kent een generieke opzet en kan daarmee aangepast worden naar andere toepassingsdomeinen zoals publieke gebouwen, smart cities, energy communities.

 

[1]     Het transportnet van TenneT is het hogere netvlak ten opzichte van de distributienetten van de (regionale) netbeheerders

[2]     Wat het optimum is hangt natuurlijk af van de wensen en behoeftes van lokale partijen/deelnemers aan het initiatief, de kosten en de mate waarmee waarde kan worden gecreëerd met flexibiliteit en bijvoorbeeld ook de haalbaarheid van het geheel in termen van systemen, beschikbaarheid en personele inzet