Vraag en aanbod lokaal op elkaar afstemmen met semi-autonome netdelen

De energiewereld ziet er anno 2022 anders uit dan voorheen. Zo wordt bijvoorbeeld op veel plekken aardgas door elektriciteit vervangen, rijden we steeds vaker elektrisch en wekken we meer decentraal in het net duurzame energie op. Deze veranderingen in vraag en aanbod vragen om een flinke aanpassing binnen de benodigde infrastructuur. Al deze elektriciteit moet immers vervoerd worden. Om het groeitempo bij te benen, breiden we het net niet alleen rap uit, maar kijken we met onze partners ook naar innovatieve oplossingen. In dit artikel gaan we het hebben over semi-autonome netdelen, een systeem waarbij het net wordt opgedeeld in kleinere netdelen die vraag en aanbod zelfstandig kunnen reguleren, maar waarbij deze kleinere netdelen nog wel verbonden zijn met het grotere energienet.  

Vraag en aanbod in balans houden, wat nodig is voor een betrouwbaar net, wordt met de energietransitie een steeds grotere uitdaging. Traditioneel was het net ingericht op eenrichtingsverkeer, van leverancier naar eindgebruiker. Met de opkomst van duurzaam opgewekte zon- en windenergie, verandert deze dynamiek in tweerichtingsverkeer. De enorme toename van duurzame opwek leidt tot spanningen in het elektriciteitsnet, want daar is het systeem niet op ingericht. Hoe zorgen we ervoor dat het net veilig en betrouwbaar blijft, zonder dat we de hele infrastructuur hoeven aan te passen?

VRAAG EN AANBOD LOKAAL REGULEREN

Een zogeheten holarchisch systeemmodel, een hiërarchie van zelfregulerende holonen, zou een van de oplossingen kunnen zijn, zegt Mart van Bracht van Topsector Energie. Holonen zijn zelfstandige eenheden die een zekere mate van autonomie bezitten, maar tegelijkertijd ook onderhevig zijn aan controle vanuit een of meer hogere niveaus. Semi-autonoom dus. "Zo kan een holon op het allerlaagste niveau bijvoorbeeld een woonhuis zijn, dat maximaal gebruik maakt van de lokaal aanwezige bronnen en energie produceert voor eigen gebruik", legt Van Bracht uit. "Wat dat woonhuis te veel produceert, slaat het op als warmte of in een accu."

Energie die dan nog overblijft, kan worden teruggeleverd aan een naast- of hoger gelegen holon. Die kan de buren zijn, maar bijvoorbeeld ook de wijk. Holonen stemmen dus vraag en aanbod van energie lokaal met elkaar af en verdelen deze op de meest efficiënte manier. Van Bracht: "Je geeft hiermee een stukje vrijheid aan burgers, aan bedrijven, maar ook aan regio’s of de RES’en om binnen hun eigen grenzen het een en ander zelf te regelen en te organiseren."

EEN BETROUWBAARDER NET

Een semi-autonoom net, waarbij het net wordt opgedeeld in kleinere, losse netten, heeft nog meer voordelen, zegt Martijn Roos, systeemverantwoordelijke elektriciteit bij Enexis Netbeheer. Roos deed promotieonderzoek naar hoe zogeheten microgrids kleinere netjes die worden gebruikt voor lokale opwekking, de elektriciteitsvoorziening betrouwbaarder maken in geval van een kortsluiting. Zijn conclusie: hoe meer er decentraal wordt opgewekt, hoe effectiever het is om microgrids in te zetten tijdens een stroomstoring."Door die fysieke koppeling los te halen, maak je er tijdelijk een autonoom net van", zegt Roos. "En autonoom opereren kan grootschalige uitval voorkomen. Klanten zullen daar dan niks of weinig van kunnen merken, terwijl ze normaal gesproken geen stroom zouden hebben."

Semi-autonome netdelen kunnen dus bijdragen aan de betrouwbaarheid van het net, daarover zijn zowel Van Bracht als Roos het eens. Ook geeft het burgers, gemeenten en provincies meer vrijheid om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen. Het idee van een holarchisch energiesysteem is echter nog toekomstmuziek. Regelgeving op dit gebied staat nog in de kinderschoenen en ook liggen er nog veel technische en economische vraagstukken. Hoe veel autonomie geef je bijvoorbeeld een holon? En hoe verreken je de uitwisseling van vraag en aanbod?

ENERGIESYSTEEM VAN DE TOEKOMST

Topsector Energie doet nu grootschalig onderzoek naar de haalbaarheid van een holarchisch energiesysteem. "Dit model is in mijn ogen een mooie manier om naar het energiesysteem van de toekomst te kijken", zegt Van Bracht. "Niet alleen voor elektriciteit, maar voor alle vorm van energie." Dat denkt ook Roos. "We zitten nu in een fundamentele onderzoeksfase en het is heel lastig in te schatten of dit ook echt gaat gebeuren en wanneer dan precies. Maar er is wel een grote kans dat we gaan werken met microgrids. Hoe meer je lokaal regelt, hoe minder problemen je krijgt in de rest van je net."

Dit was het tiende en tevens laatste blog in onze blogserie Innovatie & Efficiënt netgebruik waarin we innovatieve technologieën en energiebeheeroplossingen uitlichten. Wil je onze andere blogs teruglezen? Dat kan hier.