Smart Grid: de sleutel tot energietransitie

Gaan innovaties de haperende energietransitie redden? Dat was de centrale vraag tijdens het Energiedebat van E.ON en Het Financieele Dagblad eind maart in Eindhoven. Het antwoord: áls de energietransitie nog gered kan worden, dan door innovatie. En dan vooral door het slimme netwerk, het ‘smart grid’.

Verbetering van bestaande technologieën kan een bijdrage leveren aan de energietransitie, aan de overgang van een economie die voornamelijk draait op ‘grijze’ energie naar een ‘groene’ samenleving. Verdergaande energiebesparing ook. Maar daarmee alleen zal de energietransitie geen kans van slagen hebben. Hooguit duurt het dan straks wat langer voordat olie, gas en andere fossiele brandstoffen opraken. Maar uitgeput raken die conventionele energiebronnen toch. Investeren in duurzame energie is het enige alternatief. En dan vooral investeren in de ontwikkelingen die een intelligenter en duurzamer energienetwerk mogelijk moeten maken, het ‘smart grid’. Dat was de belangrijkste uitkomst van het Energiedebat van E.ON en Het Financieele Dagblad eind maart in Eindhoven.

Vooral Ronnie Belmans, hoogleraar eletrotechniek aan de Katholieke Universiteit in Leuven en erevoorzitter van de Belgische netbeheerder Elia, maakte zich sterk voor het smart grid. Hij kreeg bijval van de twee andere ‘key note speakers’, Ad van Wijk (voormalig CEO Econcern, tegenwoordig hoogleraar future energy systems aan de TU Delft) en Harry Verhaar (Head of Global Public & Government Affairs bij Philips Lighting).

Het smart grid verschilt wezenlijk van het huidige energienetwerk. De eindgebruiker kan niet alleen stroom afnemen, maar ook terug leveren aan het net. Dit afnemen en leveren kan bovendien tegen realtimeprijzen gebeuren. Gebruikers van het smart grid zullen vooral zonne-energie en windenergie opwekken en afnemen. Een smart grid is dus deels decentraal en duurzaam.

Een bezwaar is wel dat de beschikbaarheid van zon en wind afhankelijk is van de grillen van het weer. Anders gezegd: het aanbod van elektriciteit op een smart grid is erg volatiel. En dat terwijl de vraag ook al fluctueert, afhankelijk van het weer en de tijd van de dag (denk aan de pieken vroeg in de ochtend en in de avond). Waarschijnlijk wordt het op een smart grid veel moeilijker om de vraag en aanbod op elkaar af te stemmen dan op het huidige energienet.

Volle toeren

De oplossing voor dit probleem is tweeledig.

Deels wordt heil verwacht van slimme apparaten, besturingssoftware en meters om het energiegebruik te beheren. Huishoudens kunnen hiermee hun energieverbruik in kaart brengen. Om apparaten te laten communiceren, kunnen deze worden verbonden in een netwerk. Het domoticasysteem dat dan ontstaat, is grotendeels zelfsturend. Wasmachines, afwasmachines en boilers gaan op volle toeren draaien als stroomprijzen laag zijn en doen ze het rustig aan of worden ze uitgeschakeld bij hoge prijzen. Daarnaast kunnen gebruikers ook – desnoods automatisch – hun eigen elektriciteit aan het netwerk leveren als ze er een goede prijs voor kunnen krijgen.

De ontwikkeling van slimme apparaten, meters en software is al volop aan de gang, met de zakelijke markt als voortrekker. Dit bleek tijdens het energiedebat ook uit het relaas van Verhaar. In diverse steden in China en India worden al lantaarnpalen met een IP-adres in gebruik genomen, die op afstand naar bediend kunnen worden. Vaak gaat het om zuinige LED-verlichting, die op zonne-energie draait.

Een betere decentrale opwekking van energie en de doorgifte hiervan aan het smart grid kan eveneens bijdragen aan een grotere stabiliteit van het energiesysteem.

De ontwikkelingen staan ook hier niet stil. Denk aan de opmars van zonnecellen bij particulieren. Of denk aan de elektrische auto, die met zijn batterij mogelijk een bron van energie is. Gezamenlijk kunnen auto’s in een wijk gezamenlijk ooit wellicht fungeren als een elektriciteitscentrale, zo betoogde Van Wijk tijdens het Energiedebat. “Auto’s in een parkeergarage die zijn uitgerust met brandstofcellen kunnen straks biogas of waterstof omzetten naar elektriciteit. Een garage met 500 voertuigen is goed voor een vermogen van 40 MW, het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van zo’n 50.000 huishoudens.”

Nu is dat nog niet mogelijk volgens Van Wijk. “‘De oplaadtijd van de batterijen is te lang en is de actieradius van de huidige generatie batterijen beperkt. Maar een hybride auto kan worden uitgerust met een brandstofcel om uit waterstof of biogas elektriciteit te produceren.”‘ In de nabije toekomst zou de slimme meterkast een seintje aan de elektrische auto kunnen geven dat deze kan gaan opladen of juist ontladen, afhankelijk van de stroomprijs en de behoefte van de automobilist en zijn op het smart grid aangesloten mede-energiegebruikers. En: “In de verre toekomst kan de elektrische auto met brandstofcel zelfs elektriciteit gaan produceren voor huis of kantoor.”

Een (r)evolutie?

“Het smart grid met zijn vele, kleinschalige, zeer flexibel en zeer efficiënte elektriciteitsproductieeenheden is zeer beheersbaar en betrouwbaar, ook met een sterk fluctuerende vraag en aanbod”, aldus Van Wijk.

De komst van het smart grid is hard nodig, daarover waren de drie sprekers tijdens het Energiedebat het eens. Het huidige elektriciteitsnet in Nederland krijgt het steeds zwaarder te verduren. Er worden veel, relatief kleinschalige, duurzame bronnen aan het net gekoppeld. Dat veroorzaakt een grillig stroomaanbod, dat zelden aansluit op de eveneens grillige stroomafname. Het is duur, zo niet onmogelijk om elektriciteitscentrales in zeer korte tijd meer of minder stroom te laten leveren. Bovendien liggen duurzame bronnen, zoals windparken, vaak ver verwijderd van regio’s waar de stroom wordt ingezet. Het net moet dus ook nog eens extra energie tussen regio’s transporteren, en kampt met de nodige capaciteitstekorten. Met de huidige techniek zou het net in de komende decennia grotendeels moeten worden vervangen, maar dat kost tientallen miljarden euro’s.

Gelukkig is volledige vervanging wellicht niet nodig. Onder andere aan de TU Delft van Van Wijk worden nieuwe componenten en beheermethoden en -systemen ontwikkeld, waarmee netbeheerders stapsgewijs kunnen komen tot een nieuwe architectuur voor intelligentie in netten. Het is dit soort technologische innovaties dat Belmans optimistisch stemt. Hij verwacht dat het smart grid geleidelijk aan kan ontstaan. “Een evolutie, geen revolutie. Als we over 20 jaar terugkijken, zullen we concluderen dat we veel hebben bereikt.”

Maar zeker is dit allerminst, geeft hij desgevraagd toe. Vooral de inconsistente houding van de Nederlandse overheid baart hem zorgen.Er moet een ‘goed investeringskader’ komen, zegt hij. “Nu gaat men volop voor hernieuwbare energie, stelt dan vast dat dit toch meer kost dan men denkt, en remt af. Of men gaat door, stelt vast dat daardoor het net overbelast wordt, en men wil geen geld vrijmaken voor de nodige investeringen in het net. De investeringen zijn hoe dan ook groot en de zichtbaarheid is klein naar het grote publiek. Dat is voor een politicus geen gemakkelijk dossier.”

Artikel voor Newton, relatiemagazine van energiebedrijf E.ON