Over vijf jaar moet 70 procent van de Nederlandse energie uit duurzame bronnen komen. Dat betekent accu’s in plaats van benzine en gasloos je huis verwarmen. Is ons elektriciteitsnet daar klaar voor?
Ramirez-Elizondo “Nog niet. We gebruiken niet alleen steeds meer elektriciteit, we wekken ook steeds meer op, met bijvoorbeeld zonnepanelen. Van alle kanten wordt het elektriciteitsnet voller. Als het te druk wordt, ontstaat er netcongestie. Wat ook meespeelt is dat energie uit zon en wind, anders dan uit fossiele bronnen, slecht regelbaar is. Een gascentrale kun je aan- en uitzetten, de zon niet. Daar is ons net niet op voorbereid.”
Oskam “De elektriciteitssector wil in 2035 100 procent CO2-vrij zijn en daarvoor liggen we echt op koers. De groei van zonne-energie gaat in Nederland nog steeds exponentieel hard. En de potentie van windenergie is in ons land enorm groot. Dus ik ben hoopvol.”
Ramirez-Elizondo “Ik vind het geen optie om te zeggen dat we het niet gaan halen. Je moet dat doel voor ogen houden, want alleen dan voel je genoeg urgentie om met creatieve oplossingen te komen. Een beter elektriciteitsnet is een randvoorwaarde voor de energietransitie. Hoe sneller dat gereed is, hoe sneller de transitie.”
‘We komen allemaal om vijf uur ’s middags thuis, pluggen onze auto in, doen het licht aan, de warmtepomp, de oven’
Wat moet er gebeuren om de genoemde doelen te halen?
Oskam “Om het doel van 2035 te halen moeten we het elektriciteitsnet grofweg verdubbelen. Daarvoor moet een op de drie straten open. Dat is echt de grootste uitdaging. Hebben we genoeg ruimte voor al die nieuwe infrastructuur? En wie gaan die kabels leggen? Als we die zaken op orde krijgen, kunnen we het halen.”
Ramirez-Elizondo “Met slimme technologie kunnen we meer uit het net halen. Op de TU Delft werken we aan energy hubs die zorgen dat we efficiënter kunnen omgaan met de beschikbare energie. Dat je bijvoorbeeld energie gebruikt als het beschikbaar is, en gaat leveren bij een overschot.”
Energiehub
Een energiehub is een decentraal energiesysteem dat lokaal vraag en aanbod van energie op elkaar aanpast. In plaats van overtollige opgewekte energie direct terug te leveren aan het overbelaste centrale net, slaat een energiehub de stroom lokaal op of verdeelt deze efficiënt. Dit helpt om piekbelasting op het centrale net te verminderen en maakt energievoorziening flexibeler, betrouwbaarder en efficiënter.
Bijvoorbeeld: als er minder stroom beschikbaar is, kan de hub tijdelijk overschakelen op opgeslagen warmte in plaats van een warmtepomp te gebruiken. Dankzij software en besturingsalgoritmen maakt het systeem continu keuzes, wat resulteert in lagere kosten, minder CO₂-uitstoot en een duurzamer energiesysteem.
Inzetten op flexibiliteit is de enige manier om het stroomnet betaalbaar te houden, zegt Hans-Peter Oskam.
© @canada_by_alexis
Jij zei het al, Laura. Anders dan fossiele energie is duurzame energie slecht regelbaar. Je kunt de zon niet even aanzetten op een bewolkte dag; je kunt de wind niet zomaar aanzwengelen. Wat betekent dat voor het elektriciteitsnet?
Ramirez-Elizondo “Het elektriciteitsnet moet altijd in balans zijn. Dat betekent dat het aanbod aan elektriciteit even groot moet zijn als de vraag. Als dat niet zo is, verandert de frequentie. Als de onbalans groter wordt, kunnen lampen bijvoorbeeld gaan knipperen. En als die niet snel genoeg wordt hersteld, krijg je kans op black-outs, grootschalige stroomstoringen. In het verleden konden we makkelijker die balans houden omdat we alleen regelbare bronnen gebruikten die je eenvoudig in- en uitschakelt. Duurzame bronnen zijn veel onzekerder, je weet niet zeker wanneer de zon zal schijnen. Er wordt ook steeds meer lokaal opgewekt met bijvoorbeeld zonnepanelen op het eigen dak. Vanuit allerlei locaties leveren mensen terug aan het net. Dat maakt het nog complexer.”
Wat betekent die complexiteit voor het toekomstige energiesysteem?
Oskam “Omdat zowel de aanvoer als het verbruik meer fluctueren, zijn de pieken veel hoger. Om dat op te vangen, hebben we een grotere bandbreedte nodig. Dat is ook onze grootste uitdaging, niet zozeer de elektriciteitsvraag in het algemeen. Het nieuwe systeem is wezenlijk anders dan het was. Maar complexiteit is niet erg of eng.”
Ramirez-Elizondo “Juist omdat het zo complex en divers is, kun je oplossingen bedenken. Denk aan dynamisch verbruik, aan opslag, aan andere energiebronnen. Je kunt van alles bedenken om het systeem in balans te houden.”
Oskam “Het zou goed zijn als we energie meer gaan zien als een grondstof die we gebruiken als die beschikbaar is. Een koude, windstille februaridag is misschien niet het beste moment om een fabriek volop te laten draaien. Inzetten op flexibiliteit is ook de enige manier om het betaalbaar te houden. Het is ook eerlijker: elk land vangt zon en wind, het maakt minder afhankelijk van landen met olie- of gasbronnen.”
‘Ook opslag is belangrijk, omdat zon en wind niet altijd beschikbaar zijn’
Wat betekent dat voor de mensen thuis? Juist als de zon niet schijnt, willen we verwarmen, koken en televisiekijken.
Oskam “Nederlanders zijn ontzettende gewoontedieren. Ook als we straks allemaal duurzaam wonen, komen we nog steeds allemaal om vijf uur ’s middags thuis, pluggen onze auto in, doen het licht aan, de warmtepomp, de oven, de inductieplaat. Dus zien we een enorme piek tussen vijf en negen uur ’s avonds, vooral in de winter. Als we ons daarop zouden richten, hebben we een oneindig groot elektriciteitsnetwerk nodig. Dat is niet nodig en niet verstandig. Naar Zandvoort leg je ook geen vijfbaanssnelweg aan voor die drie dagen per jaar dat het ongelooflijk druk is. Dus kijken we hoe we die piek op andere manieren kunnen opvangen.”
Ramirez-Elizondo “Dat is precies wat onze afdeling doet. Wij bedenken op welke manieren die flexibiliteit mogelijk is. Ik werk bijvoorbeeld aan het ‘oplaadstation van de toekomst’, om elektrische auto’s op te laden. Welke mechanismen kunnen we inbouwen om te waarborgen dat de auto laadt op het moment dat er een overschot aan energie Netcongestiebeschikbaar en juist niet als dat niet zo is? En hoe zorg je dat hij op het goede moment teruglevert of juist niet? Een ander project gaat over hybride opslag op wijkniveau. Het gaat om al die verschillende niveaus, van heel lokaal in je eigen huis tot veel groter.”
Oskam “Prijsprikkels helpen ook om flexibiliteit te stimuleren. Daarom is het bijvoorbeeld heel goed dat de salderingsregeling wordt afgeschaft. Zo stimuleer je mensen om als de zon schijnt de energie van hun eigen dak te halen voor de auto of de wasmachine in plaats van die op het net te gooien. We zien ook veel creatieve ondernemers die inzetten op flexibiliteit. Een mooi voorbeeld vind ik de Watthub in Geldermalsen. Dat is een heel groot laadplein voor bouwverkeer naast een zonnepark en drie windmolens. Daar wordt onderzocht hoe ze dat slim kunnen combineren op één kabel. Dat houdt het betaalbaarder. Hoe meer we kunnen doen met de beschikbare ruimte op het net, hoe minder we hoeven te investeren.”
Moeten we verder kijken dan alleen elektriciteit?
Ramirez-Elizondo “In de toekomst hebben we een systeem waar elektriciteit deel van uitmaakt, naast bijvoorbeeld warmte. Ook opslag is belangrijk, omdat zon en wind niet altijd beschikbaar zijn. Dat kan in batterijen, maar misschien ook wel met waterstof. We onderzoeken hoe huizen, bedrijven, laadpalen onderling met elkaar kunnen ‘praten’ en zelf herkennen wat op dat moment de slimste manier is om bijvoorbeeld een huis te verwarmen. Met zonne-energie van de eigen zonnepanelen, warmte van het warmtenet of spreek je de opslag aan? De technische ontwikkelingen gaan heel snel, maar het vraagt wel om slimme spelregels die zorgen dat we ze kunnen toepassen.”
Oskam “Het was de bedoeling dat een derde van de woningen zou worden verwarmd met elektrische warmtepompen, dat gaat nu naar twee derde. Dat is een verdubbeling van de benodigde capaciteit! Het aandeel warmtenetten blijft achter, daar moeten we echt meer op inzetten. Net als op isolatie, want er gaat nu nog zo veel energie naar het verwarmen van de buitenlucht. Dat is zonde van de energie en van de netcapaciteit.”
Uitleg aan bewoners hoe de energiecoöperatie zou kunnen werken.
© Foto Abhigyan Singh
Van energiearmoede naar energiehub
De Johan Cruijff ArenA wekt met duizenden zonnepanelen energie op. Maar als er maandenlang geen evenementen zijn, wordt de overtollige stroom terug geleverd aan het centrale elektriciteitsnet, dat al overbelast is. Tegelijkertijd kunnen veel huishoudens in de naastgelegen wijk Venserpolder hun energierekening maar net betalen. Zou opgeslagen energie kunnen helpen om lokaal energiearmoede te verminderen? Binnen het Local inclusive future energy (Life)-project, een samenwerking van twaalf partners waaronder AMS Institute en de Gemeente Amsterdam, wordt gewerkt aan een energiehub in het Arenapoort-gebied. Dit moet ervoor zorgen dat energieoverschotten niet verloren gaan.
Energiecoöperatie
Abhigyan Singh, universitair docent design anthropology for social change bij de faculteit Industrieel Ontwerpen, richt zich op het sociale aspect van het project. “De energietransitie draait om technologie, infrastructuur en bedrijven”, zegt hij. “Als we willen dat iedereen profiteert, moeten we ook kijken naar de mensen zelf.” Samen met promovendus Gijs van Leeuwen en CoForce, een projectpartner die bewoners betrekt, onderzoekt hij hoe bewoners zich kunnen organiseren in een energiecoöperatie. Zo’n coöperatie kan hen toegang geven tot goedkopere, lokaal opgewekte energie, maar vraagt ook om een bewustere omgang met stroom. “Veel mensen in de wijk hebben al genoeg aan hun hoofd,” zegt Singh. “Dan is de energietransitie niet iets waar ze vanzelf mee bezig zijn.” Om vertrouwen op te bouwen en de belevingswereld van bewoners te begrijpen, trokken de onderzoekers de wijk in.
Lego-modellen
Het team gebruikt Lego-modellen om de werking van het elektriciteitsnet tastbaar te maken. In bijeenkomsten laten ze zien hoe energie door de wijk stroomt en hoe de energiecoöperatie kan helpen om lokaal opgewekte stroom beter te benutten. Zo krijgen bewoners inzicht in hun eigen energieverbruik en hoe zij kunnen bijdragen aan oplossingen. “Niet iedereen hoeft actief betrokken te zijn”, benadrukt Singh. “Als iemand alleen af en toe zijn stem laat horen via een app, is dat ook participatie. Maar hoe meer mensen meedoen, hoe sterker het initiatief.” Hij waarschuwt: “De energietransitie zal alleen succesvol zijn als we ervoor zorgen dat diverse sociale actoren – waaronder kwetsbare groepen – de voordelen ervan kunnen vormgeven en erin kunnen delen. Op dit moment profiteren vooral grote bedrijven ervan, omdat zij de middelen en kennis hebben om in te stappen. Als we niets doen, ontstaat er een energie-elite, terwijl anderen met hoge kosten achterblijven.” Met de energiehub en energiecoöperatie in het Arenapoort-gebied wil Life laten zien dat de energietransitie óók een sociale oplossing kan zijn.
Zon en wind zijn niet altijd beschikbaar, daarom is opslag belangrijk, benadrukt Laura Ramirez-Elizondo.
© Lorado
Hoe houden we het betaalbaar?
Oskam “Wij hebben berekend dat we als netbeheerders 219 miljard euro moeten investeren. Als we dat allemaal doorberekenen aan de klant, wordt het onbetaalbaar. Dus de vraag is nu, en dat is een politieke: hoe gaan we dat als maatschappij dragen? Ik vind het vooral belangrijk om te benadrukken dat het huidige systeem behouden de onbetaalbaarste optie is. Omschakelen kost natuurlijk geld, maar het zal altijd minder duur zijn dan het scenario waarin we op de huidige voet doorgaan.”
Ramirez-Elizondo “Fossiele brandstoffen lijken op korte termijn goedkoper, maar zijn op lange termijn duurder. Ze raken uitgeput, de reserves raken op. Zelfs als we nu nog meer olie vinden, moeten we ons afvragen: weegt dat op tegen de milieuschade?”
Het duurt soms maanden voordat een nieuwbouwwijk kan worden aangesloten op het elektriciteitsnet. Op de wachtlijst voor een nieuwe aansluiting staan inmiddels zo’n tienduizend bedrijven. Hoe kan dat sneller?
Oskam “Netbeheerders zijn nutsbedrijven, bedoeld voor het publiek belang. Dat we niet iedereen kunnen bedienen, vind ik vreselijk. We moeten zo snel mogelijk uitbouwen én kijken naar al die slimme opties. Tegelijkertijd moeten de procedures sneller. Alle ruimtelijke claims die wij de komende vijftien jaar nodig hebben, moeten zo snel mogelijk worden ingetekend. We moeten een oplossing vinden voor het stikstofprobleem, dat zorgt nu voor veel te veel vertraging. En de vergunningsverlening moet sneller.”
Ramirez-Elizondo “Nederland is een land van overleggen voor we iets gaan doen. Het is superfijn dat overal zo goed over wordt nagedacht. Er zijn landen waar niet serieus wordt overlegd over dit onderwerp, dat is nog erger. Maar overleggen of niet, op een gegeven moment moeten we actie ondernemen. De energietransitie is geen landelijke kwestie, het is een globale uitdaging die vraagt om urgentie.”