Terug naar overzicht

17 maart 2016

Slim schuiven met flexibiliteit maakt netverzwaring overbodig

TU Delft-promovendus: "Netwerkverzwaring is duur middel voor infrequent probleem"

Leiden slimmere elektriciteitsnetten tot zwaardere elektriciteitsnetten? Ja, zo stelde CE Delft-directeur Frans Rooijers in zijn column van 7 maart, waarin hij beschreef hoe het inkopen van flexibiliteit leidt tot grote pieken in consumptie, die netverzwaring vereisen. Maar volgens TU Delft-promovendus Rens Philipsen is dan de vraag of we zo'n netwerk slim kunnen noemen. "Interessanter is vooral: kan het niet beter?", vraagt Philipsen zich af en geeft ook oplossingsrichtingen aan.

 

Philipsen: "Het klopt natuurlijk wel: als iedereen dezelfde software gebruikt om elektrische auto's en warmtepompen aan te sturen, en we sturen iedereen dezelfde prikkel, dan reageert die software voor iedereen hetzelfde. En een prijssignaal dat ons vertelt wanneer elektriciteit goedkoop kan worden opgewekt vertelt ons nog niet of ons distributienetwerk dat aan kan. Pas als we een signaal hebben dat ons dat laatste vertelt, kunnen we spreken van slimme netten. Dus wat voor signaal sturen we, hoe gaat onze slimme software daar mee om, en wat betekent dat voor de consument zelf?"

 

Niet zo'n vaart

"Ten eerste moeten we ons realiseren dat dat helemaal geen radicale verandering bij de consument behoeft. We willen immers niet per kwartier gaan aangeven hoeveel elektriciteit we willen hebben, of uren van tevoren gaan inplannen hoe laat we willen koken en de wasmachine aan kunnen zetten. Dat zal zo'n vaart ook niet lopen. Een elektrische auto die zo'n 60 kilometer per dag rijdt, gebruikt net zoveel elektriciteit als de rest van het huishouden. We kunnen dus al een groot deel van de winst behalen door alleen de auto's gestuurd te laten laden. Voor huishoudelijk gebruik is immers genoeg plek."

 

Coördineren

"Ten tweede maakt het helemaal niet zo veel uit wanneer een auto wordt opgeladen, zolang het maar met zo veel mogelijk groene stroom en tegen een zo laag mogelijke prijs gebeurt, voordat we de auto weer nodig hebben. Hetzelfde geldt voor warmtepompen: wanneer die precies aanstaan maakt niet uit, zolang het binnen maar niet te warm of te koud is. Zolang we aan die eisen voldoen, kunnen we met slimme software bepalen wie wanneer elektriciteit verbruikt. Als we dat onderling coördineren, kunnen we met de beschikbare capaciteit nog wel even uit de voeten."

“We laten gebruikers niet betalen voor flexibiliteit, maar voor inflexibiliteit”

"Hoe gaan we dat dan coördineren? Een voor de hand liggend alternatief is een prijsprikkel. Als eerste draaien we de rollen om: we gaan gebruikers niet betalen voor flexibiliteit, maar laten gebruikers betalen voor inflexibiliteit. Die prijs houden we het liefst zo laag mogelijk, maar stijgt natuurlijk als daar reden voor is. Dat kan op twee manieren. De netbeheerder kan een extra tarief in rekening brengen dat gebruikers moeten betalen als ze op een populair tijdstip elektriciteit gebruiken. Dat kennen we nu al van de piek- en daltarieven, maar dan uitgebreid naar een prijs per uur (of kwartier). Als dat pas op dat moment zelf duidelijk wordt, is dat natuurlijk niet erg transparant. Daarnaast komen we wellicht in de knel als alle auto's van plan zijn om kort voor vertrek op te laden; toch nog een tekort! Dat willen we voorkomen. Een belangrijke voorwaarde is daarom dat zo'n prijssignaal op tijd vast staat. Dat vergt een hoop van de netbeheerder: die moet dan weten hoe haar klanten reageren op verschillende prijzen. Dat kunnen we vrij aardig voorspellen met kunstmatige intelligentie."

“De netbeheerder beperkt zich tot het aanbieden van capaciteit, en verkoopt aan hoogste bieder”

"Willen we het nog makkelijker? Dan draaien we ook dit om: de netbeheerder beperkt zich tot het aanbieden van capaciteit, en verkoopt deze aan de hoogste bieder; een soort veiling eigenlijk. Waar leidt dat toe? Ten eerste houdt de netbeheerder strikte controle over de belasting van het net. Ten tweede weten we uit de economie dat als het aanbod groter is dan de vraag, de prijs naar nul gaat. Dat is mooi, want we willen niet meer betalen dan nodig. En als het aanbod kleiner is? Dan gaat de prijs naar de kosten van het goedkoopste alternatief. Degene die de goedkope windenergie kan gebruiken betaalt in totaal dus net zoveel als een ander die dat ook graag had gewild, maar voor wie geen plek meer was op het netwerk. En dat is wel zo eerlijk. De vaste transporttarieven kunnen dan omlaag, er komt alleen een variabel deel bij."

“En als we geen prijssignaal willen? Ook dat is mogelijk”

"En als we geen prijssignaal willen? Ook dat is mogelijk. Misschien gaan we wel richting een toekomst waarin buren in een lokale coöperatie niet alleen samenwerken aan duurzame opwekking, maar ook consumptie onderling afstemmen. Of een combinatie van de twee, waarin een paar collectieven de capaciteit verdelen in een markt, om die intern vervolgens in goed overleg op te delen. Dat onderling afstemmen is bij uitstek een taak voor slimme software."

 

Uitdagingen

"Samenvattend moet een (prijs-)signaal aan een paar voorwaarden voldoen: het geeft de beschikbaarheid van het lokale net weer; het wordt vroegtijdig gegeven; en het levert een eerlijk resultaat voor iedereen. Zijn we al zover? Nee, er zijn nog een paar uitdagingen. Zo moet de software die het opladen aanstuurt ruim van tevoren een plan maken, terwijl nog onduidelijk is wanneer de auto weer in het stopcontact zal zitten. En welke regels moeten we voor zo'n markt stellen, om er voor te zorgen dat iedereen gelijke toegang heeft, niemand de markt kan manipuleren, en we de prijs voor de consument zo laag mogelijk houden? Met deze problematiek houden wij ons op de afdeling algoritmiek van de TU Delft  dagelijks bezig."

 

Infrequent

"Netwerkverzwaring is een duur middel voor een infrequent probleem. Door slim te schuiven met de flexibiliteit die elektrische auto's en warmtepompen ons bieden kunnen we veel ellende voorkomen. Minder graafwerkzaamheden, minder storingen, minder kosten. En dan kunnen we ons netwerk eindelijk écht slim noemen."

 

Rens Philipsen is aan de TU Delft promovendus in marktontwerp voor de elektriciteitssector.