Batterijopslag

 

Er is veel discussie over netcongestie, de zin en onzin van thuisbatterijen, buurtbatterijen en grootschalige batterijopslag, zoals bij een zonneveld. Het vinden van goede informatie over dit onderwerp kan lastig zijn vanwege de commerciële belangen die soms een rol spelen bij de betrokken partijen. Op uptempo.nu zijn een aantal innovaties op dit gebied te vinden, maar hoe weet je welke daarvan interessant zijn voor jouw specifieke situatie? Hieronder zetten we de belangrijkste inzichten op een overzichtelijke manier op een rij.

 

Netcongestie en de rol van netbeheerders

Netcongestie ontstaat wanneer de vraag naar elektriciteit groter is dan de capaciteit van het net op dat specifieke punt. Als er op een bepaalde locatie energie wordt geproduceerd, maar niet nodig is, wordt deze energie via het net naar een andere locatie getransporteerd waar er wel vraag naar is. Dit vereist echter voldoende capaciteit in de kabels. Als de kabels niet dik genoeg zijn, wordt de energie omgezet in warmte, wat niet alleen verspilling is maar ook de levensduur van het net negatief beïnvloedt. Netbeheerders zoals Liander, Enexis en Stedin proberen netcongestie op twee manieren te voorkomen. 

Ten eerste zorgen ze ervoor dat er niet meer vermogen wordt aangesloten dan het net kan transporteren. Als er meer capaciteit wordt aangevraagd en er is geen ruimte meer, zal de netbeheerder het net eerst verzwaren en moet de nieuwe aanvraag daarop wachten. Bedrijven kunnen ook kiezen om (met hulp van een specialistisch bedrijf als Powerwatt) hun pieken en dalen beter te spreiden, zodat een grotere aansluiting nog niet nodig is.

Ten tweede schakelen ze omvormers van zonnepanelen uit, als de spanning te hoog oploopt. Binnen de capaciteit van de aansluiting mogen huishoudens zonnepanelen installeren, netcongestie of niet. Maar omdat de zon gelijktijdig op al die panelen schijnt, kan overbelasting optreden. Als de elektriciteit niet kan worden afgevoerd, stijgt de spanning in de leidingen. Normaal gesproken is dit rond de 220 volt, maar als het 253 volt wordt, schakelt de omvormer automatisch uit, waardoor de zonnepanelen geen elektriciteit meer leveren. Als dit steeds vaker gebeurt, zal de netbeheerder de noodzaak van lokale netverzwaring vaststellen, maar uiteraard kunnen ze niet overal tegelijk aan de slag. Het graven van de laatste meters naar een woning kost miljoenen meters aan graafwerk, als je al die kleine stukjes bij elkaar optelt.

 

Spanningsproblemen bij zonnepanelen en elektrisch rijden

Zonnepanelen veroorzaken een hogere spanning op het elektriciteitsnet dan gewenst, wanneer er een gebrek aan transportcapaciteit is. Dit kan leiden tot problemen zoals overbelasting van kabels en verhoogde warmteontwikkeling, wat zowel verspilling als schade aan het net veroorzaakt.

Bij elektrisch rijden is het echter precies andersom: het opladen van autobatterijen onttrekt spanning aan het net en dit kan tot te lage spanning leiden. Dit betekent dat bij de installatie van nieuwe openbare laadpalen soms gewacht moet worden totdat er voldoende spanning beschikbaar is om de laadpalen operationeel te maken. Particuliere laadpalen moeten worden uitgerust met slimme regelingen om de belasting op het net te beheersen. Bijvoorbeeld, wanneer de wasmachine draait, wordt de laadsnelheid van de elektrische auto iets verlaagd.

 

 

De rol van batterijen bij het afstemmen van vraag en aanbod

Een deel van het ene probleem (overschot aan vraag ten opzichte van transportcapaciteit tijdens het laden) is de oplossing voor het andere probleem (overschot aan aanbod van zonnepanelen ten opzichte van transportcapaciteit), als dit geografisch dicht bij elkaar gebeurt. Omgekeerd werkt het ook: het probleem van te veel aanbod wordt opgelost door de toenemende vraag naar stroom door elektrisch rijden. Maar dan moet het wel op hetzelfde moment gebeuren. De praktijk is echter dat overdag, wanneer auto’s op kantoor staan, de zon schijnt. Wanneer de zon ’s avonds ondergaat, is er juist een piek in de vraag naar laadcapaciteit in de woonomgeving.

Dit alles roept om slimme oplossingen en opslag in batterijen. Een batterij kan helpen bij het afstemmen van de pieken in vraag en aanbod op de transportcapaciteit. Een innovatieve Nederlandse aanbieder die in dit gat is gestapt, is Bliq. Maar batterijen kosten geld en de vraag is: wie zal dat betalen?

 

Kosten en verdienmodellen van thuisbatterijen

Op het eerste gezicht lijkt er voor consumenten weinig te verdienen aan het aanschaffen van een thuisbatterij. Dit komt voornamelijk door de salderingsregeling die nog steeds van kracht is in Nederland, hoewel de Europese Unie salderen heeft verboden. Salderen betekent dat je dezelfde vergoeding ontvangt voor de stroom die je aan het net levert als wat je betaalt voor de stroom die je van het net afneemt. Dit is een regel en het heeft weinig te maken met een prijs die wordt bepaald door vraag en aanbod. Wanneer de zon schijnt, is er een overschot aan stroom. Als de vraag op dat moment niet al te hoog is (bijvoorbeeld midden op de dag), daalt de prijs. Maar de kleinverbruiker krijgt door de salderingsregeling toch de volledige prijs voor de geleverde elektriciteit.

Als je zonnepanelen echter meer opwekken dan je eigen verbruik (over het hele jaar genomen), ontvang je over het meerdere een terugleververgoeding. Deze vergoeding is lager, omdat de prijs daalt wanneer de zon schijnt; jouw energieleverancier kan je daarvoor dus niet te veel betalen. Een batterij kan in zo’n geval voordelig zijn omdat je daarmee de stroom kunt verkopen op het moment dat de prijs hoog is. Hiervoor heb je wel een contract nodig met dynamische prijzen, die per uur verschillen en pas een dag eerder worden vastgesteld. EnergyZero biedt deze aan, via partners zoals buurtcollectieven of een speler als de ANWB. 

Zelfs als je veel meer opwekt dan je verbruikt en de batterij gebruikt in combinatie met een dynamisch energiecontract, is het terugverdienen van de investering zeker geen vanzelfsprekendheid. Hetzelfde geldt voor een buurtbatterij: het is technisch prima mogelijk en er zijn zeker inkomsten tegenover de investering, maar zonder subsidie is de kans groot dat het buurtcollectief aan het einde van de levensduur het geld nog niet helemaal heeft terugverdiend.

 

 

Grootschalige batterijopslag als oplossing voor transportcapaciteit

Toch is de verwachting dat er steeds meer batterijen zullen worden geïntegreerd in het elektriciteitsnetwerk, en dan met name grotere batterijen. Dit is voornamelijk te danken aan projectontwikkelaars en ondernemers die niet willen wachten op het vergroten van de transportcapaciteit. Het wachten op de netbeheerder kan namelijk veel geld kosten voor ontwikkelaars van bedrijventerreinen of woningbouwlocaties. Als de netbeheerder  inziet dat congestieproblemen kunnen worden opgelost door gebruik te maken van een grote batterij, dan kunnen ontwikkelaars mogelijk het project twee of drie jaar eerder realiseren. Een innovatieve partij als Friday Energy heeft hier ervaring mee. 

Een vergelijkbaar scenario doet zich voor bij windmolens en zonnevelden. Grote delen van Nederland worden nu aangeduid als rood of oranje, wat betekent dat er geen duurzame energie meer kan worden aangesloten vanwege een gebrek aan transportcapaciteit. Deze capaciteit is berekend op basis van pieken in het aanbod. Gedurende het grootste deel van de tijd is er voldoende capaciteit beschikbaar. Het is vergelijkbaar met een snelweg, waarbij we gaan nadenken over het aanleggen van extra rijstroken vanwege de spits op dinsdag- en donderdagochtend. Een batterij kan ervoor zorgen dat de stroom pas aan het net wordt geleverd nadat de piek in het aanbod voorbij is. 

Natuurlijk brengt het gebruik van een batterij kosten met zich mee, maar het kan voordeliger zijn om deze kosten te dragen dan ongebruikte grond te laten liggen totdat het terrein eindelijk bovenaan de wachtlijst van de netbeheerder staat.

 

Batterijen in plaats van gascentrales

Netcongestie wordt nog weleens verward met netbalans, maar het zijn eigenlijk twee verschillende zaken. Netbalans heeft betrekking op het in evenwicht brengen van vraag en aanbod op het elektriciteitsnet, om de frequentie van wisselstroom stabiel te houden. De wisselstroom kan worden voorgesteld als een golfbeweging die zich ongeveer 60 keer per seconde herhaalt. Om deze frequentie stabiel te houden, is het essentieel dat vraag en aanbod in balans zijn. Als de vraag het aanbod overtreft, wordt de golfbeweging ‘vlakker’ en duurt het langer voordat de cyclus is voltooid. Als het andersom is, dreigt de golfbeweging te vaak de nul te passeren. 

De landelijke netbeheerder zorgt ervoor dat vraag en aanbod in evenwicht blijven, om te voorkomen dat apparatuur uitvalt. Een kleine afwijking is acceptabel, maar deze mag niet te groot worden. Tennet zorgt voor extra aanbod bij een hoge vraag en vermindert het aanbod bij een overschot. Dit kan goed worden geregeld met behulp van een gascentrale, die hoge operationele kosten heeft vanwege de aanschaf van brandstof, maar lage investeringskosten voor de bouw. Lang uitzetten is dus niet zo heel duur. Dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld een kerncentrale, waarbij hoge investeringskosten worden terugverdiend door deze continu te laten draaien. Bovendien is een kerncentrale niet eenvoudig regelbaar, het proces moet door blijven draaien. Ook zonne- en windenergie zijn moeilijk te regelen; je kunt een wolk niet zomaar weghalen of ervoor zorgen dat het harder gaat waaien wanneer er extra stroom nodig is. Maar gas is een fossiele brandstof en moet worden uitgefaseerd. Batterijen zullen dit hiaat opvullen. Dit vereist echter grootschalige projecten. De Nederlandse innovatie Battolyser heeft grote plannen op dit gebied. 

 

 

Batterij essentieel voor korte duur opslag

Om de overgang van het energiesysteem van het fossiele tijdperk naar het hernieuwbare tijdperk mogelijk te maken, is energieopslag van het grootste belang. Energie kan op verschillende manieren worden opgeslagen: als elektriciteit in batterijen, als warmte in materialen zoals water of vaste stoffen, en als moleculen. Batterijen zijn vooral geschikt voor korte termijnopslag, bijvoorbeeld voor één of twee dagen. iWell levert met de Cube een systeem dat steeds meer toepassing vindt.

Moleculaire opslag is meer geschikt voor langere termijn, bijvoorbeeld om periodes met weinig duurzame energie tijdens koude periodes te overbruggen. Omzetting is nodig voor de nuttige toepassing. Bijvoorbeeld, overtollige elektriciteit kan worden gebruikt om waterstof te produceren. Dat is momenteel nog kostbaar maar zal naar verwachting snel betaalbaarder worden. De Belgische start-up Solenco is actief op dit gebied en levert nu al een kant en klaar systeem van opslag van energie in waterstof voor kleinverbruikers. Het gaat twee kanten op: je kunt het gas dat je in de zomer hebt gemaakt, in de winter laten reageren met zuurstof om eenvoudig elektriciteit en warmte te genereren.

Daarnaast zal de distributie van thermische energie (bijvoorbeeld in de vorm van warm of koud water) de komende jaren verdubbelen. Hiermee wordt tijd gekocht om het netwerk te versterken. Thermische energie kun je ook steeds beter bewaren: in de vorm van gesmolten zout (in de Flextherm Eco van Flamco) of in de kruipruimte, in een grote waterbuffer (van bijvoorbeeld Hydrobag of Thermogen). Binnenkort komt een innovatie van de TU Eindhoven op de markt: Cellcius introduceert een zout, dat met overtollige warmte gedroogd wordt. Zodra je dit zout bevochtigt, komt die warmte weer vrij, zonder verliezen en zonder slijtage. 

 

Veranderende prijsprikkels

Zijn de huidige prijsprikkels goed ontworpen om de overgang naar een nieuw energiesysteem mogelijk te maken? Nee, op dit moment zijn ze dat niet, maar er wordt hard aan gewerkt. Vanaf 2025 zal salderen in negen jaar worden afgebouwd en dankzij de recent gepubliceerde ontwerp-energiewet krijgen netbeheerders de mogelijkheid om betere keuzes te maken met betrekking tot aansluitcapaciteit en maatwerkafspraken te maken met grootverbruikers. Hierdoor ligt de toekomst van batterijen nog grotendeels voor ons. 

Dit betekent echter niet dat we moeten wachten. Er zijn nu al tal van redenen om batterijen aan te schaffen, al was het maar omdat er voor pioniers veel te ontdekken valt. Net zoals de eerste zonnepanelen op daken werden geplaatst zonder dat de businesscase al helemaal positief was, was het enthousiasme van pioniers doorslaggevend.

 

Markt aan de start van groeicurve

De innovatieve bedrijven die te vinden zijn op uptempo.nu proberen zich nu al te positioneren om een voorsprong te hebben wanneer grotere groepen deze markt gaan ontdekken. Er is echter ook een keerzijde: hoe meer aanbod van energieopslag er komt, hoe minder winstgevend het kan zijn. Het is moeilijk om ver vooruit te kijken. Daarom willen berekenende kleinverbruikers graag een korte terugverdientijd. Tot die tijd zullen batterijen voornamelijk te vinden zijn bij enthousiastelingen of in projecten waar kostbare tijd wordt bespaard doordat ze niet hoeven te wachten op aansluitcapaciteit van netbeheerders.