Ons elektriciteitsnetwerk kan de energietransitie niet bijbenen. Nieuwe scholen, bedrijven en wijken moeten wachten op een aansluiting en zonnepanelen worden op piekmomenten al uitgeschakeld. TU/e promovendi Bart van der Holst en Gijs Verhoeven bespreken in een recent rapport voor- en nadelen van financiële prikkels om het elektriciteitsnetwerk gelijkmatiger te belasten.
‘Netbeheerders hebben te kampen met capaciteitstekorten,’ legt de begeleider van beide promovendi Koen Kok uit. ‘Zij zijn dan ook naarstig op zoek naar oplossingen.’ Als onderdeel van het grotere GO-e project onderzochten promovendi Bart van der Holst en Gijs Verhoeven vijf mogelijke financiële prikkels die de netbeheerders kunnen nemen om de bestaande capaciteit beter te benutten. ‘In het geval van netcongestie op het laagspanningsnet, waar huizen en kleine bedrijven op zijn aangesloten, was de norm altijd om gewoon nieuwe kabels aan te leggen en zo het netwerk te verzwaren,’ legt Van der Holst uit. ‘Deze opgave is nu echter zo groot dat deze niet overal tijdig met verzwaren kan worden opgelost. We moeten daarom ook op andere manieren naar de problemen kijken, en iets gaan doen met de planning van ons energieverbruik.’
‘De toezichthouder Autoriteit Consument & Markt (ACM) en Netbeheer Nederland verkennen momenteel een nieuw nettarief voor het gebruik van elektriciteit van kleinverbruikers. Ter voorbereiding hierop hebben wij onder andere een aantal mogelijke tariefsoorten onder de loep genomen,’ voegt Verhoeven toe. Daarnaast evalueerden de onderzoekers de voor- en nadelen van het invoeren van twee verschillende contractsoorten, die op het middenspanningsnetwerk al worden toegepast. Voor alle vijf de onderzochte maatregelen geldt dat deze al dicht bij de markt staan en relatief simpel kunnen worden ingevoerd.
No silver bullet
‘De eindconclusie van het onderzoek is dat sommige van deze maatregelen en met name combinaties ervan zeker gaan helpen tot 2030, maar dat deze niet de eindoplossing zijn,’ benadrukt Kok. ‘Het is dus voor de netbeheerders noodzakelijk om flexibel te blijven, mee te blijven bewegen met de veranderende werkelijkheid tijdens de energietransitie, en continu te blijven nadenken over de volgende stap.’
In hun onderzoek keken de promovendi naar nettarieven. Dit zijn de jaarlijkse, op dit moment nog vaste, kosten die je betaalt voor je aansluiting op het elektriciteitsnet. De ACM bepaalt de maximale kosten die netbeheerders aan huishoudens mogen vragen voor het transport van de energie en de aanleg en het onderhoud van bijvoorbeeld kabels en transformatorhuisjes. De onderzoekers bekeken met behulp van simulaties hoe drie opties om deze tarieven te flexibiliseren de belasting van het elektriciteitsnetwerk beïnvloeden. Het gaat er hierbij om hoeveel elektriciteit er op enig moment vanuit je huis van of naar het netwerk stroomt.
Drie tariefsoorten
De eerste optie betreft een zogeheten bandbreedtetarief. In dit scenario krijgt een consument een vast tarief voor het gebruik van het netwerk binnen een bepaalde bandbreedte. Dit geldt ook voor het terugleveren van energie aan het net, bijvoorbeeld via zonnepanelen. Op de momenten dat je meer stroom van het netwerk afhaalt, of er meer aan teruglevert dan de vooraf vastgestelde bandbreedte, betaal je een aanvullend bedrag voor gebruik van deze netcapaciteit. Maar als je het energietransport tussen je huis en het netwerk vlakker weet te houden, ben je voordeliger uit. Dat betekent bijvoorbeeld dat het loont om je elektrische auto te laden op het moment dat de zon schijnt, of om je droger pas aan te zetten als je vaatwasmachine klaar is.
Een tweede onderzochte optie was een nettarief dat is gebaseerd op het tijdstip van het gebruik. Bij deze tariefsoort kost je netwerkaansluiting meer als je energie wilt gebruiken of leveren op piekmomenten, en is hij goedkoper als je juist tijdens daluren meer energie transporteert van en naar het netwerk.
De laatste tariefgebaseerde mogelijkheid die de promovendi simuleerden betrof een zogeheten gewogen piektarief. In dit scenario wordt je tarief bepaald door de hoogte en timing van je grootste energieverbruik. Pieken in dalmomenten wegen dan minder zwaar mee dan als je verbruikspiek valt in een piekmoment voor het netwerk. Dus als je je grootste verbruik kunt verplaatsen naar een dalmoment, ben je voordeliger uit.
Gedachtesprong naar contracten
‘Deze tariefsoorten worden op dit moment al besproken door netbeheerders,’ weet Van der Holst. ‘Dat was voor ons de reden om uit te zoeken wat het verwachte effect hiervan op de netcongestie gaat zijn. Maar daarnaast hebben we ook een gedachtesprong gemaakt. Voor het middenspanningsnetwerk wordt al gewerkt met bepaalde contractvormen. Wat als je deze ook in de gebouwde omgeving gaat gebruiken?’
‘Voor huishoudens zou dat betekenen dat zij niet op individueel niveau, maar met meerdere huishoudens worden vertegenwoordigd door een zogenaamde aggregator. Deze moet namens hen afspraken maken over het verschuiven van het energieverbruik,’ legt Verhoeven uit. Wanneer de netbeheerder voor de volgende dag congestie verwacht, kan deze door middel van deze contracten de aggregator aanroepen om meer of juist minder energie te gebruiken. De aggregator stuurt dan bijvoorbeeld elektrische auto’s aan om op een ander moment te laden, maar wel op zo’n manier dat de gebruiker daar geen last van heeft. De netbeheerder geeft de aggregator, en zo de eigenaar van de elektrische auto, een vergoeding voor deze dienst. Daarmee krijgt flexibiliteit een waarde.
Voor de contracten keken de onderzoekers naar twee opties. De eerste soort contracten beperkt de capaciteit van de aansluitingen op enig moment. Van der Holst legt uit. ‘Je krijgt een aansluiting voor een bepaalde maximale capaciteit, waarvan een deel op afroep niet beschikbaar is. Een dag van tevoren laat de netbeheerder weten hoeveel van je capaciteit je de volgende dag kunt gebruiken.’ Een tweede optie is een zogeheten redispatch contract. Dit is gebaseerd op hetzelfde idee, maar hier is het de gebruiker zelf die vooraf aangeeft wat hij nodig denkt te gaan hebben. De netbeheerder geeft dan aan op welke moment er meer of minder gebruikt moet worden.
Financiële prikkels – Combinatie werkt het best
Uit de experimenten en simulaties blijkt dat een combinatie van deze contractvormen met een gewogen piektarief op de kortere termijn kan leiden tot een gelijkmatigere spreiding van elektriciteitsgebruik over de dag. En daarmee tot minder netcongestie. ‘Maar als steeds meer mensen dynamische energiecontracten krijgen en slimme apparaten die zelf kunnen bepalen wanneer zij energie gebruiken of opslaan, is de kans groot dat al deze gebruikers op hetzelfde goedkope moment energie gaan gebruiken. En dan ontstaat er wederom congestie. Ook kunnen de apparaten van kleingebruikers in toenemende mate ingezet worden om geld te verdienen aan het oplossen van de onbalans tussen vraag en aanbod. We laten in de studie zien dat dit weer nieuwe pieken op het net kan veroorzaken,’ waarschuwen de onderzoekers. Vandaar dat zij ervoor pleiten vooruit te blijven denken over de mogelijkheid om dit soort financiële prikkels aan te passen naarmate de energietransitie vordert. ‘Dit is een dynamisch systeem, dat kun je niet regelen met rigide instrumenten.’
Rapport
Het rapport gaat niet over zaken van de toekomst, maar over wat vandaag speelt. Dit benadrukt Kok tot slot nog maar eens. ‘We moeten alles aangrijpen om de tijd te overbruggen die we nodig hebben om het netwerk te verzwaren. Daarnaast betekent een vlakker profiel van de netbelasting dat we efficiënter gebruikmaken van de beschikbare capaciteit.’ Verder geeft Kok aan dat de studie ook laat zien dat deze maatregelingen hoogstwaarschijnlijk niet de eindoplossing zullen zijn. ‘Dynamische energiecontracten, waarbij de elektriciteitsprijs afhangt van het moment waarop je de elektriciteit verbruikt, zijn sterk in opkomst. Tijdschalen worden daarbij steeds korter. Er zijn al meerdere aggregators die bijvoorbeeld met groepen ladende elektrische auto’s actief zijn op de onbalansmarkten. Als dit op grotere schaal gebeurt, blijkt uit de studie, is de invloed hiervan groter dan die van de onderzochte instrumenten en treedt er toch weer congestie op. Dan is er dus meer dynamiek nodig in de financiële prikkels vanuit het netwerk.’
