Smart grids – intelligente energie netten

Het huidige energienet is niet ingericht op de situatie waarbij steeds meer energie decentraal wordt opgewekt. Het probleem is dat zowel de vraag als het aanbod op elk moment sterk kunnen fluctueren. Dit probleem zal in de toekomst alleen maar groter worden door de populariteit van decentrale energieopwekking met energie bronnen waarvan de opbrengst fluctueert.

Voorbeelden hiervan zijn zonne-energie op daken van woonhuizen of op grotere schaal wind energie met windmolen parken. Doordat de opbrengst van deze bronnen niet voorspelbaar is en niet gelijkmatig, zijn maatregelen nodig om vraag en aanbod van elektriciteit in balans te houden. Door het sterk groeien van aanbod uit deze bronnen is er steeds meer moeite nodig om altijd balans te houden. Het gevaar op over- of onderbelasting van het energienetwerk, waarbij storingen kunnen optreden, neemt sterk toe.

Smart grids is een term die gebruikt wordt voor technologieën die kunnen helpen om het energienet intelligenter te laten worden en daarmee vraag en aanbod beter op elkaar af te stemmen. Een Smart grid is een energienet met daar aan toegevoegd meet- en regelsystemen die helpen om dat doel te bereiken. Een grote stap in het realiseren van smart grids is de uitrol van slimme energiemeters. Met slimme meters kan vrijwel realtime het verbruik en aanbod worden gemeten op een bepaald punt in het energienet.

Vraag en aanbod afstemmen

In tegenstelling tot bij gas is het met elektriciteit (nog) niet mogelijk om de energie op grote schaal economisch verantwoord op te slaan. Het is dan ook niet mogelijk om elektriciteit in perioden van overschot op te slaan om later te gebruiken in perioden van schaarste.

In de huidige situatie wordt, als er een overschot aan energie dreigt, opwekcapaciteit uit geschakeld en bij een dreigend tekort juist bij geschakeld. Dit wordt gedaan door het stimuleren van meer verbruik en minder productie door lagere energieprijzen of door minder verbruik en hogere productie door hogere prijzen. Op momenten van schaarste aan energie kan het gebeuren dat de prijzen zo hoog worden dat partijen (vervuilende) nood diesel aggregaten gebruiken om energie te leveren.

Het op en afregelen van productie is kostbaar en vaak ook niet op korte termijn te realiseren. Bij een conventionele kolencentrale kost dit veel tijd en doordat dan niet meer optimaal gebruik gemaakt wordt van de maximale capaciteit zal de energieprijs toenemen. Er zal immers reserve capaciteit achter de hand moeten worden gehouden om bij te schakelen in tijd van schaarste. De centrale zal dus vrijwel nooit op de maximale capaciteit kunnen draaien waarvoor deze is ontworpen. Het vergroenen van het aanbod van elektriciteit heeft daarmee ook een prijsopdrijvend effect voor het deel conventionele opwekking.

De beste manier om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen is het afstemmen van de vraag die niet tijdsgebonden is aan de perioden van overschot. Een voorbeeld daarvan is het opladen van elektrische auto’s op momenten dat er energie overschot is door bijv. veel productie van zonne-energie op een bepaald tijdstip. Het is zelfs mogelijk dat die opgeladen elektrische auto’s hun opgeslagen elektriciteit op een later tijdstip weer (deels) terug leveren aan het net. Op die manier ontstaan er decentrale energiebuffers in het elektriciteitsnet. Partijen die deze capaciteit beschikbaar stellen kunnen profiteren van prijsverschillen van elektriciteit op verschillende tijdstippen. Elektrische auto’s zouden daarmee een actieve rol kunnen gaan spelen in Smart Grids. Het maximaal toelaatbare aandeel van fluctuerende energiebronnen (zon, wind) in de totale energieproductie zou daarmee vergroot kunnen worden.

Uitstellen verbruik of productie

Afnemers waarvan het moment van verbruik niet precies op een bepaald tijdstip hoeft te gebeuren kunnen het verbruik uitstellen tot een tijdstip waarop er voldoende energie beschikbaar is. In de glastuinbouw wordt met warmtekrachtkoppeling (WKK) nu al ca. 10% van het totale elektriciteitsverbruik in Nederland opgewekt. Een groot deel hiervan kan worden geproduceerd op tijdstippen waarop schaarste is van andere niet constante energiebronnen. Op kleinere schaal kan dit worden gedaan met bijv. een diepvries in een woonhuis of de warmwater boiler, het zal veelal geen probleem zijn om het inschakelen korte tijd, bijv. een half uur, uit te stellen. Er kan zelfs gedacht worden aan een systeem waarbij de afnemer wordt beloond met een lagere energieprijs als verbruik op piekmomenten wordt uitgesteld.

Bij ernstige energieschaarste kan in het uiterste geval besloten worden om aansluitingen die voorzien zijn van slimme meters af te sluiten. Of in elk geval de maximale capaciteit daarvan te beperken waardoor er nog wel energie is voor noodzakelijk verbruik (diepvries, verlichting etc.) maar niet meer voor verbruik wat uitgesteld kan worden (wasmachine, stofzuiger, airco etc.). Op dit moment is dit nog niet toegestaan (wel technisch mogelijk), in de toekomst zou dat wel kunnen gaan spelen.