Toekomst met wisselende stroombronnen anders lastig te sturen
Duurzame stroom is dan wel goed voor het klimaat, hij is niet zo gemakkelijk leverbaar als met kolen of gas opgewekte (grijze) stroom. Dat levert problemen op, want vraag en aanbod van elektriciteit moeten altijd in evenwicht zijn. Wat te doen met die schone stroom als het tegen middernacht hard gaat waaien en iedereen in West-Europa de lampen dooft? Bij ECN denken de onderzoekers van hier al over na. “De aard van het hoogspanningsnet verandert. Het was een transportnet en wordt in 2020 een uitwisselingsnet.”
De duurzame energiebronnen wind en zon hebben naast voordelen ook een nadeel: ze produceren geen stroom op bestelling. De natuur heeft zijn eigen ritme, dat maar voor een klein deel gelijk loopt met het ritme van onze elektriciteitsbehoefte. Denk aan het in de loop van de dag feller gaan schijnen van de zon als wij zelf ook actiever worden en aan het werk gaan. Maar in de donkere dagen voor kerst heb je daar niets aan.
De problematiek lijkt nog ver weg, want zo veel ‘groen’ vermogen staat er in Europa nog niet opgesteld. Maar het probleem is er wel degelijk en het moet worden opgelost, stelt Martin Scheepers van ECN Efficiency & Infrastructuur resoluut. “Ierland heeft relatief veel windenergie ten opzichte van het totaal opgestelde vermogen. En het heeft een beperkte koppeling met buurland Engeland. Daardoor zijn de Ieren al regelmatig in de problemen geraakt door de wisselvalligheid van de windenergie.”
De relatie tussen opgesteld windvermogen en totaal vermogen is onmiskenbaar. Dat bewijst een ander Europees land, dat veel minder problemen kent. Scheepers: “Ierland is vergelijkbaar met Denemarken, waar ook relatief veel windvermogen staat opgesteld. Het grote verschil is dat de Denen veel elektrische energie kunnen uitwisselen met Noorwegen, dat rijk is aan waterkrachtcentrales. Die centrales vangen de Deense tekorten op. Maar als het hard waait in Denemarken gaat hun windstroom net zo gemakkelijk naar Noorwegen en blijven de waterkrachtcentrales op de ‘reservebank’”.
Oplossing voor wisselvalligheid van wind
Volgens plannen van de overheid is het denkbaar dat in Nederland straks eenderde van de elektriciteitsproductie afkomstig is van windenergie. Voor diens wisselvalligheid moet een oplossing komen die net zo goed werkt als in Denemarken. Scheepers: “Voor een deel doen we dit al. Nederland heeft een exclusieve koppeling met het Noorse net. Tussen Noorwegen en Nederland ligt op de zeebodem een dikke kabel waarmee we stroom uitwisselen met (waterkracht)centrales in Noorwegen. Als we meer willen, leggen we er nog een kabel naast.”
Een andere oplossing is de windparken koppelen aan een grotere afzetmarkt van elektriciteit. Niet alleen kijken naar de Nederlandse gebruikers maar naar alle gebruikers in Noordwest-Europa. Scheepers: “In deze regio zijn alle landen al elektrisch met elkaar verbonden. Voor het windrijke Nederland is het belangrijk om de bestaande koppelingen met andere nationale netten beter (efficiënter) te benutten.”
Scheepers doelt hiermee op de werkwijze van de nationale netbeheerders. Nu moet nog 24 uur van te voren worden opgeven welke hoeveelheid stroom over de elektriciteitskabels tussen de landen zal gaan lopen. “Voor windparkbeheerders die hun stroom in het buitenland willen afzetten is dat een lastige opgave. Hoe kleiner het aantal uren tussen opgave en daadwerkelijke levering, hoe nauwkeuriger de voorspelling van de windkracht. Daarvan profiteert iedereen.”
Efficiënte koppeling van netten
Scheepers vindt dat we in het groot moeten denken, moeten kijken naar het totale (Europese) systeem. “Als een lagedrukgebied passeert, is dat vaak zo groot dat qua windkracht voor heel Noordwest-Europa hetzelfde beeld geldt. Dan staan de windturbines van Denemarken tot Noord-Frankrijk allemaal veel stroom te leveren. Die elektriciteit moet je in een grote afzetmarkt aanbieden.” ECN heeft onderzocht of Nederland in 2020 uit de voeten kan met 10 gigawatt aan (wispelturige) windenergie (nu bijna 2 gigawatt). Nou, dat kan. Mits wordt gezorgd voor een betrouwbare voorspelling van de windkracht én voor een efficiënte koppeling van de netten.”
Bovenstaande heeft vooral te maken met wat producenten van stroom kunnen doen om fluctuaties op te vangen. Maar wat velen volgens Scheepers vergeten is dat ook de afnemers van stroom een behoorlijke steen kunnen bijdragen. “Tuinders met een WKK-installatie (warmtekrachtkoppeling, installatie die zowel elektriciteit als warmte produceert) laten nu al hun machine alleen draaien als de stroomprijs hoog is. Het teveel aan warmte stoppen ze in hun kassen, die dan eigenlijk hun buffer zijn. Als er plotseling meer of minder windaanbod is kunnen tuinders hierop goed reageren door hun WKKs aan of uit te zetten. Een soortgelijke ‘synergie’ is denkbaar voor de combinatie vrieshuizen en windparken. Is er plotseling meer wind dan verwacht, dan laat je de vriesmachines harder werken. De extra koeling is de buffer om perioden van minder aanbod te overbruggen. In de toekomst kan zelfs de vriezer thuis ook zo werken als die is uitgerust met een chip die in contact staat met computers die elektriciteitsvraag en –aanbod op elkaar afstemmen. Deze technologie heet PowerMatcher”
Transportnet wordt uitwisselingsnet
Of het nu gaat om producenten of consumenten, hun aanpassingen vallen onder de noemer intelligent afstemmen van vraag en aanbod van stroom. Die moet er komen. Daarbij voorziet Scheepers dat Noordwest-Europa straks bedekt is door twee netwerken: een hoogspanningsnetwerk voor het transport van de pure elektrische energie – dat er in feite al is. En een nieuw netwerk waarlangs de producenten en consumenten communiceren over vraag en aanbod. Het al bestaande internet zou die rol op zich kunnen nemen. Op de knooppunten van dit datanetwerk zitten dan PowerMatchers. Die zorgen er voor dat de juiste hoeveelheid elektrische energie wordt uitgewisseld. Scheepers: “Als we nu praten over landgrensoverschrijdende hoogspanningslijnen, bedoelen we het transportnetwerk waarlangs centrales elkaars verzorgingsgebied kunnen bereiken. Oorspronkelijk zijn die verbindingen aangelegd voor de leveringszekerheid, maar later ook gebruikt voor bulktransport van elektriciteit. In 2020 krijgt dit netwerk er de taak bij om het overschot of tekort van de fluctuerende windparken zo efficiënt mogelijk weg te werken. Dan wordt het transportnetwerk een uitwisselingsnetwerk.”
Contact
Martin Scheepers
ECN Efficiency & Infrastructuur
Tel.: 022 456 4436
E-mail: Martin Scheepers
Info
Klik hier om het rapport Future electricity prices in te zien of te downloaden, met daarin exchanges between Northwest European Electricity markets.
Klik hier om een rapport in te zien of te downloaden over onderzoek naar warmtepompen die de productierimpelingen van windturbines afvlakken.
Dit ECN-Nieuwsbrief-artikel mag zonder toestemming worden gebruikt voor publicatie, mits verwezen wordt naar de bron: www.ecn.nl/nl/nieuws/newsletter-nl/
