Drukte op het net dwarsboomt energietransitie

Het Nederlandse energienet kraakt en piept in alle voegen. Steeds vaker lezen we berichten over het net dat niet meer op taken is berekend. Gevolg: er wordt geen stroom geleverd of het net kan geen duurzaam opgewekte elektriciteit opnemen. In dit artikel brengen we de problematiek in beeld aan de hand van een concrete casus en doen suggesties voor mogelijke oplossingen, waarin de toepassing van bodemenergie een belangrijke rol inneemt.

Het verbeteren van de energie-infrastructuur van Nederland is een opgave op zichzelf geworden – naast uiteraard de overgang naar duurzame energie en het afbouwen van het gebruik van fossiele brandstoffen. Hoe zorgen we er in de komende decennia voor dat de energielevering op een goede manier doorgang kan vinden? Het is een onderwerp dat o.a. ook van Techniplan Adviseurs, lid van Branchevereniging Bodemenergie, al de nodige jaren aandacht krijgt, zo maakt Marco Breman duidelijk: ‘Ik werd begin 2020 benaderd door een relatie die met zijn opdrachtgever opliep tegen een probleem. Bij het project waar hij aan werkte – Schiphol Trade Park – bleek een recent opgeleverd gebouw niet van voldoende elektriciteit te kunnen worden voorzien. Wat te doen? Op dat moment was er sprake van een relatief nieuw probleem waar we met elkaar nog weinig van wisten.’

Verschillende vraagstukken

Achter het begrip ‘netcongestie’” gaat een wereld aan verschillende vraagstukken schuil. Op sommige plekken in Nederland kan niet voldoende stroom worden geleverd, zoals in het geval van Schiphol Trade Park. Maar het komt inmiddels ook veelvuldig voor dat er geen duurzaam opgewekte stroom teruggeleverd kan worden aan het net, bijvoorbeeld omdat enkele grote opwekkers in een gebied heel veel terugleveren en daarmee de spanning op het net opdrijven. Kleinere particuliere aanbieders met een paar zonnepanelen hebben dan het nakijken – ook in situaties dat de zon wel degelijk schijnt. Hun systeem wordt dan gewoon afgeschakeld, zonder dat de eigenaren dat overigens weten. Deze situaties doen zich ook nog eens op verschillende tijdstippen van de dag en de week voor.

Achterhaalde situatie

Bij het energienetwerk is sprake van een ingewikkelde dynamiek. Het energiesysteem in Nederland is opgebouwd op basis van een centrale opwekking van energie. Die situatie is inmiddels behoorlijk achterhaald, met een energieopwekking die veel meer decentraal van aard is geworden. Dit zorgt voor een paradoxale situatie: Aan de ene kant zijn we druk aan het verduurzamen. Iedereen wil bijvoorbeeld zonnepanelen hebben, zeker in een tijd waarin de energieprijzen exploderen. Op dat moment blijkt echter de netcapaciteit een belangrijke belemmerende factor. Vormt het netwerk een bedreiging voor de energietransitie of zijn er juist ook kansen? Wij geloven in het laatste.

Bodemenergie

De gebouwde omgeving kan op verschillende manieren van duurzame warmte worden voorzien, met collectieve systemen of individuele systemen. Ieder systeem heeft z’n voor- en nadelen. Het grote voordeel van bodemenergie is de kans die deze techniek biedt bij netcongestie, omdat het benodigd vermogen bij bodemenergiesystemen, óók in pieksituaties, laag is. Dit komt voornamelijk doordat de COP gelijk blijft bij koud weer. Bovendien is het rendement op elektriciteit zeer hoog, dit ligt rond de 500%. Dat zit zo: Via een brine of water-/waterwarmtepomp wordt warmte uit de bodem opgewaardeerd tot de gewenste temperatuur voor verwarming van het gebouw en/of warm tapwater. De warmtepomp wordt gevoed met temperaturen uit de ondiepe bodem tot maximaal 500 m. Een warmtepomp met een COP van 5 kan bijvoorbeeld met 1 kW elektrische energie en 4 kW thermische energie uit de bodem, 5 kW thermische energie leveren aan het gebouw.  Voor netbeheerders is dit zeer gunstig in verband met de toenemende drukte op het elektriciteitsnet.

Minigrid

In de toekomst moeten we kunnen beschikken over een energienetwerk dat flexibel en adequaat in kan spelen op de vraag naar en het aanbod van energie. We moeten kunnen bufferen. Niemand weet namelijk precies van tevoren hoeveel duurzame energie uit wind, zon en water wordt aangeboden. Daar hebben we geen invloed op De eerste technieken om energie op te slaan, komen nu van de grond. Marco wijst op het eerdergenoemde Schiphol Park waar momenteel een interessante pilot wordt uitgewerkt: ‘In een nauwe afstemming met netwerkbeheerder Liander wordt daar een minigrid aangelegd, bij wijze van experiment. Het is een gebied met grote logistieke centra, die over veel dakoppervlak beschikken. Deze daken worden vol gelegd met zonnepanelen waarmee 70 procent van de energievraag uit het gebied – met zowel grote als kleine energievragers – kan worden afgedekt. De overige 30 procent komt nu nog uit gasturbines maar met de toekomstige aanleg van grote accupakketten kan dat aandeel mogelijkerwijs nog verder omlaag. Ook door toepassing van bodemenergie kan energie gebufferd worden, geen elektriciteit maar wel warmte en koude. De bodem kan in dat geval gezien worden als thermoskan, door in de daluren de bodem te laden met warmte of koude en in de piekuren deze warmte of koude uit de bodem te halen kan de elektrische piekbelasting verlaagd worden.”

Onderling verevenen

De contractuele afspraak die voor het Schiphol Park met Liander is gemaakt, is bijzonder te noemen: “Deze beheerder heeft ingestemd met een contract waarin het hele gebied niet meer vermogen afneemt dan vooraf contractueel is overeengekomen. De energie wordt binnen het gebied onderling verevend door de verschillende gebruikers. Zij stemmen onderling hun verbruik af. Dat komt ook Liander goed uit, want zij heeft op dit moment niet meer capaciteit.”

Kansen benutten voor toekomstbestendige energiesystemen

Voor een goedwerkende energie-infrastructuur zijn alle betrokken partijen aan zet. Voor de toekomst voorziet Marco dat de werelden van warmte- en energielevering veel meer bij elkaar komen te liggen. “Wij ontwerpen al gebiedsgerichte systemen waarbij zonnepanelen worden gekoppeld aan collectieve warmtepompen en het plaatsen van warmtebuffers – grote vaten of bodemenergiesytemen die die gevuld worden met warmte. Op die manier kunnen we collectieve en individuele oplossingen combineren tot toekomstbestendige energiesystemen. Daarbij moeten we de netcongestie vooral als kans benutten, zeker met het oog op de energieprijzen en de energievraag, die de komende jaren verder zullen blijven stijgen.”