De technologische ontwikkelingen die de hernieuwbare energie doorstaat, zullen de energiemarkt ingrijpend wijzigen. Vandaag bestaat de uitdaging erin die doorbraken in het netwerk te implementeren.
De onderzoekswereld werkt al enkele jaren aan een hoog tempo om de energietransitie op gang te brengen. De technologieën zullen blijven evolueren, maar zij hebben ondertussen een zekere rijpheid bereikt, waardoor zij nu ook industrieel exploiteerbaar zijn.
Een nieuwe complexiteit van het netwerk
De energietransitie vervaagt de grenzen tussen de verschillende energiesectoren. Alle spelers worden aangezet om samen na te denken over de verdere complexiteit van het netwerk, dat multidirectioneel zal werken en onderlinge verbindingen zal bieden.
“De digitalisering van onze samenleving is een grote uitdaging”, stelt Menno Janssens, verantwoordelijk voor innovatie bij Elia. “Al deze nieuwe technologieën zullen een verandering van het DNA van onze maatschappij vereisen. Eenvoudige eenrichtingsstromen zullen de plaats moeten ruimen voor een complex ecosysteem met energiestromen tussen buurlanden, onder het toezicht van DNB’s (distributienetbeheerders). Er komt een decentralisatie van de energieproductie, met particulieren die over zonnepanelen beschikken. En we mogen regionalisaties verwachten, met zonneparken in Zuid-Europa en windmolenparken in het noorden. Hoewel België slechts 60 km kustlijn heeft, beschikt het land nog steeds over een offshore site van wereldklasse”.
In deze context start Elia momenteel een test om de meerwaarde te evalueren van de zgn. ‘blockchain’-technologie, een database die de verschillende gebruikers – zonder tussenpersonen – delen en die de geschiedenis van alle uitgevoerde uitwisselingen bevat.
Het beheer van intermittentie
“De toekomst van hernieuwbare energie ligt bij de burgers en in kleine structuren.” Serge Peeters (EnergyVille)
België is ook de thuisbasis van een van de slechts twee systemen in Europa die hardware simulatie ‘in the loop’ aankunnen, voor een vlotter beheer van laagspannings- en middenspanningsnetten. Het ene is gevestigd in Aken (Duitsland) en het andere in EnergyVille (Genk). Ze maken deel uit van de samenwerking inzake toegepast onderzoek gericht op de energietransitie. De universiteiten van Leuven en Hasselt en de privé partners Vito en Imec nemen hieraan deel.
“Voor ons als onderzoekscentrum is het onmogelijk om nieuwe technologieën te implementeren en ‘live’ te testen in het netwerk. Wij zitten vast door een gebrek aan politieke beslissingen en de geldende wetgeving”, betreurt Serge Peeters, e-storage specialist en hoofd Business and Relationship Development bij EnergyVille. “We zullen met veel hogere schakelsnelheden moeten werken. We dienen reactietijden van ongeveer een milliseconde te bereiken. Zover staan we lang nog niet. We moeten minstens 100 tot 1000 keer sneller optreden om intermittentieproblemen te beheersen. Stelt u zich eens voor: honderdduizenden energiepunten over een netwerk heen. Ze verdwijnen en verschijnen op ongecoördineerde momenten en variëren zeer snel. Verscheidene mechanismen moet worden ingebouwd om deze variabiliteit op het netwerk te beheren. Om de pieken wat af te ronden is er geen andere oplossing dan compenseren met externe energie.”
Opslag, de grote uitdaging
Gas of kernenergie vormen in de komende jaren de nodige back-up. Toch is de opslag van hernieuwbare energie essentieel voor de toekomst. “Bij hernieuwbare energie zijn er momenten waar iedereen produceert en andere waar alles stilligt”, vervolgt Serge Peeters. “Bij overproductie worden windturbines of fotovoltaïsche panelen losgekoppeld van het net. Vandaar de behoefte aan decentrale opslagoplossingen, maar ook lokaal, bijvoorbeeld aan de voet van windturbines. Er bestaan al verscheidene opslagtechnologieën – denk maar aan lithium-ionbatterijen of waterstofopslag – maar het beheer ervan moet nog in samenwerking met de distributienetbeheerders worden ontwikkeld. En die DNB’s zullen geen initiatief nemen zolang de wetgever geen stappen onderneemt. Ze zitten in een keurslijf van taken en verplichtingen. In Duitsland is het echter wél mogelijk om, ondanks de wetgeving, batterijen voor zonne-energie op residentieel niveau in te zetten.”
Wie energieleverancier wil worden, moet momenteel de continuïteit van de voorziening garanderen en aan een aantal wettelijke verplichtingen voldoen. “De batterijen waar we het vandaag over hebben voor thuis hebben een opslagcapaciteit beperkt tot een paar uur”, merkt Menno Janssens op. “De omzetting van elektriciteitsproductie in waterstof is een opslagtechnologie voor de lange termijn. Ze bestaat, maar blijft vrij duur. Laten we ons afvragen wat de kost voor de samenleving zal zijn. Sommige technologieën zijn niet bruikbaar omdat ze nog steeds te duur zijn. Er wordt weliswaar gezocht naar oplossingen. En de kost van de technologieën daalt wanneer de vraag toeneemt.”
Vertrouwen op de microgrid
Grote projecten zijn in voorbereiding. Zo is voor diepe geothermische energie een mooie toekomst weggelegd. Dankzij een pilootsite in de buurt van de kerncentrale van Mol is het nu al mogelijk om te werken in de zones die in België een middelmatige warmte vertonen. Hydro-elektrische energie is ook een zeer effectief opslagmedium, maar Serge Peeters staat kritisch tegenover de efficiëntie van de projecten die in België zouden kunnen ontstaan, wegens de geringe hoogteverschillen op het grondgebied. Hier is er sprake van een project voor een kunstmatig meer in La Roche-en-Ardenne, midden in een natuurreservaat. Over het algemeen pleit hij voor de ontwikkeling van de microgrid: “Fotovoltaïsche energie heeft ruimte nodig. Gaat landbouwgrond hieraan worden opgeofferd? Microgrid biedt naar mijn mening de meeste mogelijkheden. De toekomst van hernieuwbare energie ligt bij de burgers en in kleine structuren.” Menno Janssens beaamt dit: “De consument moet centraal staan in de energietransitie. Het is een nieuwe filosofie, maar het is goed dat iedereen erbij betrokken wordt.”
Innovaties zouden het landschap kunnen veranderen. denk maar aan de integratie van fotovoltaïsche panelen in gevels. Maar we verwachten bovenal een vermenigvuldiging van initiatieven. “Fotovoltaïsche apparatuur werd in eerste instantie verkocht als winstgevender dan een bankbelegging. En de kopers hadden aan het eind van de maand geen problemen om de elektriciteitsrekening te betalen”, weet Serge Peeters. “De prijzen zijn gedaald. Vandaag moeten er gemeenschappen worden opgericht, eventueel via gemeentelijke instanties, met het oog op de ‘smart cities’. Waarom zouden we geen dakoppervlakte huren op openbare gebouwen, industrieterreinen of van mensen met lagere inkomens?” Hij pleit ook voor kleinschalige windenergie: “Windturbines kunnen worden geïnstalleerd langs hoofdwegen in stedelijke gebieden. Voor individuele personen zijn de administratieve procedures omslachtig en het duurt vaak meer dan een jaar om een antwoord te krijgen op een aanvraag voor een stedenbouwkundige vergunning. En in meer dan 50% van de gevallen is die zelfs negatief. Daarom is fotovoltaïsche energie zo populair.”
Effect van de elektrische auto’s
“De digitalisering van onze samenleving is een grote uitdaging. Al deze nieuwe technologieën zullen een verandering van het DNA van onze maatschappij vereisen.” Menno Janssens (Elia)
Menno Janssens beweert dat de democratisering van elektrische auto’s nabij is: “Volgend jaar zal een elektrische auto niet duurder zijn dan een normale auto, als we rekening houden met de prijzen van benzine en elektriciteit over de ganse levensduur van de wagen. En over een paar jaar zal ook de aankoopprijs niet meer verschillen. Vandaag zien we dat Shell, Total en andere olieconcerns innovatieve starters overnemen die actief zijn in de installatie van elektrische laadpalen. De vertraging bij het opzetten van dit netwerk in België zal worden ingelopen.” Hij meldt bovendien op dat elektrische auto’s ook een potentiële energiebron voor woningen zullen zijn.
Serge Peeters roept op tot een mentaliteitsverandering: “Een Chinees koopt in functie van zijn werk een vervoermiddel (scooter, fiets, auto…) dat 99% van zijn verplaatsingen vertegenwoordigt. In Europa volgden we een ultraliberaal paradigma: ‘Mijn auto is mijn vrijheid’ en we kiezen de wagen in functie van onze vakantie – dus 1% van onze tijd. Als er morgen evenveel elektrische auto’s rondrijden als thermische wagens vandaag, loopt alles in het honderd. Met 50 liter stookolie kunt u 800 km rijden of een villa een dagje winter verwarmen. Met 75 kWh leggen we 350 km af, maar dat is 15 keer het elektriciteitsverbruik van een huis in een dag. Mensen moeten energie gaan besparen, want de elektrificatie zal zich blijven uitbreiden. Een paar jaar geleden werd een mobieltje één keer per week opgeladen. Vandaag laden miljarden mensen hun smartphones dagelijks op!”