Jan Spoelstra
Als je de grootste uitdaging voor decentraal opgewekte zonne- en windenergie moet noemen, dan is dat energieopslag. Vroeger hadden we een overzichtelijke situatie met een gasbel onder Slochteren die vijftig jaar mee ging en een berg kolen naast onze kolencentrales. Nu wordt het diffuser met batterijen, waterstof, slim laden van elektrische auto’s of variabele stroomvraag uit de industrie.
‘De noodzaak voor energieopslag is er altijd al geweest,’ aldus Ballard Asare-Bediako, hoofddocent en onderzoeker Meet- en Regeltechniek bij de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) en programmalijnmanager Onderzoek en Innovatie bij SEECE. Bij een gascentrale fungeert de gasbel van Slochteren als een batterij, en het hogedruk gasnet vangt dagelijkse pieken en dalen in vraag en aanbod op. Naast een kolencentrale ligt een berg kolen en een stuwmeer fungeert ook als oplaadbare batterij. ‘Grote energiecentrales hebben grootschalige opslag van energie nodig. Maar we zien nu een beweging naar decentraal opgewekte energie met lagere vermogens en grotere fluctuaties in productie.’
Lector Meet- en Regeltechniek Aart-Jan de Graaf van de HAN neemt ons mee van klein naar groot als het gaat om energieopslag. ‘Wat wij interessant vinden is uitzoeken wat ons energieprofiel is, en welke vormen van opslag daarbij horen. In plaats van een stroomnet met gascentrales dat relatief gemakkelijk regelbaar is, moeten we straks ook op kleine schaal naar oplossingen zoeken. En welke energiestrategie hoort daar bij?’ Zo zou je volgens De Graaf in een huishouden (vaat-)wasmachines, boilers of warmtepompen slim aankunnen sturen. ‘Daarmee kun je op kleine schaal, elektriciteit bufferen in de ordegrootte van enkele kilowatturen.’
Grotere stappen kunnen we zetten door anders om te gaan met elektrische voertuigen. In 2030 hebben we waarschijnlijk een miljoen accu’s van 60 kWh of meer in voertuigen. Die kunnen op verschillende locaties en momenten op het net aangesloten worden; thuis of op het werk; voor opladen of terugleveren. ‘Dan kun je gedurende grote delen van het jaar misschien wel weekschommelingen in de productie van je zonnepanelen ondervangen,’ aldus De Graaf.
De onderzoekers van de HAN zien heel nadrukkelijk een probleem op iets grotere schaal. Het betreft de aanleg van grote velden met zonnepanelen in Noord-Nederland. De Graaf: ‘We zijn daar gedurende de dag bezig met de bestaande elektriciteitsnetten vol te belasten. De stroom kan het net niet meer op waardoor de panelen afgeschakeld moeten worden en de stroomkabels en transformatorstations een kortere levensduur krijgen. Met batterijen of middelgrote elektrolysers zou dit deels ondervangen kunnen worden. Maar elektrolysers zijn nu nog erg kostbaar. Op korte termijn moeten we misschien de zonnevelden alleen in de buurt van reeds bestaande, zware infrastructuur aanleggen.’
Als het gaat om het aan land komen van grote hoeveelheden offshore windenergie, dan zouden grote industriële elektrolysers een rol kunnen spelen. ‘Maar momenteel is er geen verdienmodel,’ aldus De Graaf. Elektrolysers kosten ongeveer €1.000 per kilowatt; groene waterstof is 2 tot 3 keer zo duur als grijze. ‘Dat moet dus goedkoper worden, en als dat eenmaal is gebeurd moet een elektrolyser veel vollasturen draaien om rendabel te zijn.’ Gaan we waterstof uiteindelijk ook terug omzetten in elektriciteit? ‘Misschien alleen tijdens de Dunkelflaute,’ aldus De Graaf. ‘En dan zul je ook mechanismen in de elektriciteitsmarkt moeten inbouwen zodat stroom dan duurder is.’
Het Centre of Expertise voor duurzame Elektrische Energie (SEECE) roept de vraag op waar de grenzen van het energienet liggen. SEECE werkt aan een duurzame, betrouwbare en betaalbare energievoorziening in de toekomst. Een stabiel elektriciteitssysteem strekt zich uit van kleine initiatieven bij mensen achter de voordeur, tot de industrie. Ook extra productie draaien in de voedingsmiddelen-, chemische- en maakindustrie wanneer energie goedkoop is, kun je zien als een vorm van energieopslag voor periodes wanneer er minder energie beschikbaar is.
Wat Asare Bediako en De Graaf allebei onderstrepen, is dat het kennisniveau over het elektriciteitsnet en de uitdagingen als het gaat om energieopslag omhoog moet. Asare Bediako: ‘Je moet als huishouden geld kunnen besparen door met batterijen uit voertuigen het net te stabiliseren, stroomprijzen moeten ook voor consumenten variëren naar gelang de stroomprijs. De techniek is hier niet de belangrijkste uitdaging, wij kunnen hier samen met het bedrijfsleven heel veel slimme technologie uitrollen.’ De Graaf voegt daaraantoe: ‘Nu hebben netbeheerders geen wettelijke mogelijkheden om de besparing door uitgestelde verzwaring van de netten als vergoeding in te zetten voor oplossingen door particulieren of bedrijven. Door vraag- en aanbod beter af te stemmen, kunnen zij ervoor zorgen dat dure investeringen in de infrastructuur voorkomen worden.’
