Flexibiliteitsbehoefte elektriciteitssysteem verzesvoudigt in 2050

De flexibiliteitsbehoefte van het elektriciteitssysteem zal verdubbelen tussen nu en 2030. In de jaren daarna – tussen 2030 en 2050 – verdrievoudigt de vraag. Dat is een van de conclusies van het Flexnet-project waarin ECN, Netbeheer Nederland en Alliander integraal de afstemming tussen vraag en aanbod van duurzame elektriciteit onderzocht. De rol voor opslag is hierin kleiner dan gedacht.

De toenemende vraag naar flexibiliteit wordt – naast een stijging in het verbruik van elektriciteit – volgens de onderzoekers vooral veroorzaakt door een snel groeiend aandeel van zon en wind in de productie van elektriciteit (tot zo’n tachtig procent in 2050). De stijgende vraag naar flexibiliteit wordt overwegend opgevangen door buitenlandse handel en binnenlandse vraagsturing.

Energieopslag zal vanwege de hoge investeringskosten minder worden ingezet dan doorgaans wordt aangenomen. Het voordeel van flexibiliteitsoplossingen om de benodigde verzwaringen van de elektriciteitsnetten te beperken, blijkt meer op tijdelijke inzet voor lokale knelpunten te liggen dan op de uit eerdere studies verwachte grote omvang van vermeden investeringen op lange termijn.

Dit zijn de belangrijkste conclusies uit het Flexnet-project van ECN, Netbeheer Nederland en Alliander.  In dit project is voor het eerst vraag en aanbod van flexibiliteit van een duurzame, CO2-vrije elektriciteitsvoorziening in Nederland tot 2050 op een integrale wijze kwantitatief onderzocht, waarbij een breed scala aan flexibiliteitsopties is meegenomen.

Toenemende vraag elektriciteit

Flexnet-projectleider Jos Sijm: ‘Door de toename van onder meer warmtepompen, elektrisch vervoer en stroomopwekking  uit zon en wind wordt de vraag naar flexibiliteit tot 2050 zes keer zo groot. De traditionele bronnen van flexibiliteit zijn de gas- en kolencentrales, deze gaan verdwijnen en ze in stand houden alleen voor het leveren van flexibiliteit is een dure oplossing. Daarom moeten we ons energiesysteem flink aanpassen om te zorgen dat nieuwe bronnen van flexibiliteit beschikbaar komen. Het systeem moet zowel grote variaties per uur van vraag en aanbod als langdurige perioden met weinig opwek uit zon en wind op kunnen vangen.’

Kansen industrie

De toenemende fluctuaties in  vraag en aanbod van elektriciteit zullen volgens de onderzoekers voor een groot deel opgevangen worden door import en export van elektriciteit, en door verschuivingen in de vraag naar elektriciteit (‘demand response’), waardoor deze vraag beter kan worden verspreid over de dag en afgestemd op het wisselende aanbod van zon en wind. Daar liggen vooral kansen voor de industrie, bijvoorbeeld door de inzet van technieken als Power-to-Gas, Power-to-Heat of Power-to-Ammonia.

Opslag is duur

Daarnaast zullen er steeds meer mogelijkheden komen om energie op te slaan, zowel voor de korte termijn als seizoensopslag. Voorbeelden hiervan zijn de Tesla Powerwall, de elektrische auto, waterkracht of Power-to-Gas. Het belang hiervan wordt door de onderzoekers echter minder groot geschat dan meestal wordt gedacht.

‘De investeringskosten voor opslagtechnieken zullen veelal zo hoog zijn, dat het moeilijk wordt om de business case voor deze oplossingen rond te krijgen. Opslag zal in specifieke situaties een oplossing zijn, maar het wordt niet het antwoord op de groter wordende fluctuaties in onze energievoorziening, tenzij deze opties tegen nog lagere kosten beschikbaar komen dan we hebben aangenomen, of vanuit andere behoeftes in het energiesysteem terecht komen en dan daarnaast alsnog als flexibiliteitsoptie beschikbaar zijn’, aldus Sijm.

De onderzoeksresultaten zijn van groot belang voor netbeheerders. Zij willen weten of hun netwerken de groeiende vraag en de wisselingen in het aanbod aankunnen. Daarnaast zijn ze geïnteresseerd in de vraag of de inzet van flexibiliteitsopties de kosten van benodigde verzwaringen van hun netten kan verlagen.

Knelpunten

Sijm: ‘We laten zien dat er in de komende jaren nog geen grote toename van knelpunten in de huidige netwerken zal zijn. Na 2030 neemt het aantal gevallen van overbelasting echter aanzienlijk toe. De financiële omvang en het voordeel van flexibiliteitsopties om netverzwaringen te reduceren, is over het algemeen echter beperkter dan we tot voor kort dachten. In specifieke, tijdelijke situaties kan het gebruik van flexibiliteit echter van groot belang zijn om overbelasting en kosten van netverzwaring te verlagen, dit biedt voor netbeheerders nu al mogelijkheden om tot efficiëntere oplossingen te komen voor knelpunten in hun netten.’