09.02.2024

Netcongestie in Nederland, wat zijn de oplossingen ?

Het is inmiddels een veel gehoord onderwerp, zeker in de energiewereld: Er zijn grote zorgen om de netcongestie in Nederland.

Er is in heel Nederland nauwelijks nog nieuwe transportcapaciteit beschikbaar waardoor het voor grootverbruikers vrijwel niet meer mogelijk is om een nieuw of uitgebreider transportcontract af te sluiten bij de netbeheerder. De bouw van nieuwbouwwijken komt stil te liggen, nieuwe organisaties kunnen zich niet vestigen en bestaande organisaties kunnen niet uitbreiden of elektrificeren.

Hoe is dit probleem ontstaan?

De infrastructuur van het elektriciteitsnet is in Nederland ontworpen met de gedachte dat nooit iedereen tegelijk het maximale vermogen afneemt. Er is destijds uitgegaan van het gebrek aan gelijktijdigheid. Het vermogen dat het elektriciteitsnet aankan neemt weliswaar toe naarmate je van een lager naar een hoger netvlak gaat, maar dit vermogen is altijd minder dan de som van de vermogens van de onderliggende netvlakken. Wanneer iedereen in een bepaald gebied tegelijk gebruikt maakt van de het maximale vermogen, kan het hogere netvlak dit niet aan en spreken we van netcongestie met stroomstoringen en schade aan het elektriciteitsnet tot gevolg.

Ditzelfde geldt voor de invoeding van elektriciteit door de toename van het aantal zonnepanelen en windparken. Doorgaans vindt dit bij veel zon én wind, voornamelijk midden op de dag in het voorjaar en in de zomer, plaats. Ook in deze situatie levert men tegelijk elektriciteit aan het net. Hetgeen het elektriciteitsnetwerk niet op is ingericht.

Netcongestie NL — Bron: Energy Storage NL

De energietransitie die de afgelopen jaren heeft ingezet, heeft er onder andere voor gezorgd dat er een toename heeft plaatsgevonden van de hoeveelheid hoog vermogende apparatuur. Denk hierbij aan elektrische auto’s, zonnepanelen, warmtepompen en industriële elektrische boilers. De salderingsregeling, ingevoerd in 2004, heeft er daarbovenop voor gezorgd dat het aanschaffen van zonnepanelen aantrekkelijker werd met het gevolg dat Nederland in 2023 wereldkampioen zonnepanelen is geworden, wat grote gevolgen heeft voor de hoeveelheid invoeding van elektriciteit op het elektriciteitsnet. In combinatie met de dynamische elektriciteitsprijzen, waardoor gebruikers allemaal tegelijk de elektrische apparatuur willen aanzetten of opladen, zorgt dit tot op zekere hoogte voor piekbelasting in het elektriciteitsnet.
Hierbij moet de kanttekening gemaakt worden dat de day-ahead prijzen die worden bepaald door de energieleverancier geen verband hebben met de lokale bezetting van het elektriciteitsnet. Deze prijzen zijn gebaseerd op de verwachting van landelijke beschikbaarheid van elektriciteit waar het bij netcongestie gaat over de regionale transporteerbaarheid van elektriciteit. Daarentegen kan het juist wel een trigger zijn om, waar dit op het moment van regulier verbruik van energie niet aan de orde is, overbelasting van het net wordt veroorzaakt omdat iedereen binnen een specifieke regio alle apparatuur aan het elektriciteitsnet gaat hangen wanneer de prijzen laag zijn.

De toename van het aantal hoog vermogende apparaten in combinatie met de dynamische elektriciteitsprijzen hebben als gevolg dat de gelijktijdigheid, waarvan verwacht werd dat deze niet bereikt zou worden, resulteert in een overbelast elektriciteitsnet.

Had de problematiek rondom netcongestie voorkomen kunnen worden?

Het antwoord op deze vraag ligt ergens in het midden. Zowel de netbeheerders als de overheid hadden stappen kunnen zetten om de grootte van de problematiek te beperken, maar hebben deze inzichten te laat ingezien.

Netbeheerders waren bekend met de ontwikkelingen rondom de toename van het aantal wind- en zonneparken en de opkomst van energie neutralere toepassingen, maar hebben de snelheid waarmee dit opkwam duidelijk onderschat. Hierdoor is men te laat gestart met het verzwaren van het elektriciteitsnet.

De overheid speelt echter ook een rol in het versnellen van de energietransitie. Door de aanleg van wind- en zonneparken te subsidiëren en de salderingsregeling om het gebruik van zonnepanelen te stimuleren, heeft de energietransitie in een rap tempo doorgezet. Daarnaast heeft de overheid het gebruik van elektrische voertuigen gestimuleerd met de aanleg van voldoende laadpalen. Dit samen heeft ervoor gezorgd dat de overheid een grote rol heeft gespeeld in het versnellen van de energietransitie zonder hierbij de gevolgen voor het elektriciteitsnet tijdig in te zien.

Wat betekent dit voor de toekomst?

Een aanpassing van het elektriciteitsnet kost naast veel geld en mankracht, veel tijd. Het bijplaatsen van een HS/MS-station kan gemiddeld zo’n zeven tot tien jaar duren. Tijd die er niet is, aangezien de toename van zonnepanelen en andere hoog vermogende apparatuur toe blijft nemen. De verwachting is nu dat er in 2026 tot en met 2029 stroomstoringen zullen ontstaan omdat het elektriciteitsnet op sommige plekken overbelast raakt. In Almere is er al besloten te stoppen met de aanbouw van een nieuwbouwwijk, omdat er niet genoeg capaciteit op het net is om deze woonwijk aan te sluiten. Naar verwachtingen zullen nog meer provincies deze beslissing moeten maken.

De oplossing zou hem voor nu zitten in het efficiënter gebruik maken van de bestaande infrastructuur. Dit zou betekenen dat men bewuster om moet gaan met de tijdstippen waarop gebruik wordt gemaakt van het elektriciteitsnet om zo de afname- of invoedpieken te verminderen. Er moet zoveel mogelijk voorkomen worden dat men tegelijk, met maximaal vermogen, gebruik maakt van het elektriciteitsnet. Door middel van congestiemanagement in de middenspanningsnetten, waarbij er tegen financiële vergoedingen gevraagd wordt aan bedrijven om op bepaalde momenten minder elektriciteit te voeden of af te nemen, moet er meer ruimte komen op het net.

In sommige regio’s hebben bedrijven initiatieven gestart om samen te onderzoeken wat zij konden doen om de dreigende netcongestie te beperken. Hieruit zijn lokale samenwerkingen ontstaan waarbij er onderzocht wordt in hoeverre het opwekken, opslaan en verbruiken van energie op elkaar afgestemd kan worden. Deze zogenoemde energiehubs zijn sinds 2023 volop in ontwikkeling waarbij dit gezien wordt als een schakel in het regionale energiesysteem. Voornamelijk in de Flevopolder, Gelderland en Utrecht (FGU) zijn meerdere vergevorderde energiehubs actief.

Echter lijkt dit toch geen oplossing te kunnen zijn.
Uit onderzoek van TenneT en regionale netbeheerders is onlangs gebleken dat er maar beperkte mogelijkheden zijn voor energiehubs. Sterker nog, het blijkt dat energiehubs in eerdergenoemde regio’s geen oplossing kunnen zijn voor de overbelaste elektriciteitsnetten. De voornaamste reden hiervoor ligt volgens TenneT in het feit dat de profielen van TenneT en de netbeheerder niet altijd op elkaar aansluiten. Regionale netbeheerders leken een te positief beeld te hebben van de beschikbare capaciteit op het net, maar hebben hierbij geen inzicht gehad in de hoeveelheid elektriciteit wat bij lage elektriciteitsprijzen naar het buitenland stroomt. In combinatie met grote windparken levert dit pieken op in het elektriciteitsnet die voor de regionale netbeheerder niet zichtbaar zijn. Op basis van dit onderzoek is daarom geconcludeerd dat er zelfs voor het schuiven in de tijd van de elektriciteitsvraag niet voldoende capaciteit op het net beschikbaar is. Hiermee valt voor vele energiehubs het doek, aangezien zij afhankelijk zijn van de netbeheerder en deze momenteel geen perspectief ziet in de geboden oplossing van energiehubs. Voor elke energiehub zal er maatwerk nodig zijn om te kijken naar eventuele mogelijkheden die er nog wel liggen.

Een recentere mogelijke oplossing om de netcongestie te beperken, zijn alternatieve transportrechten. In januari 2024 hebben netbeheerders hier de eerste concrete stappen voor gezet. Door middel van alternatieve transportrechten kan de restcapaciteit, op regionaal niveau, in het net worden benut. Waar capaciteits-beperkende contracten zich grotendeels richten op het beperken van pieken, maken alternatieven transportrechten het gebruik van restcapaciteit structureel aantrekkelijk.
De verwachting is dat vooral klanten met elektrische boilers, elektrisch vervoer, batterijen en elektrolysers belangstelling zullen hebben. Hierbij is het mogelijk met één aansluiting gebruik te maken van zowel reguliere als alternatieven transportrechten wat maakt dat het een aanvulling is op huidige contractvormen.

Een andere mogelijke oplossing om de netcongestie te beperken, is het gebruik van een energieopslagsysteem. Energieopslag kent meerdere voordelen waaronder het uitgesteld gebruiken van opgewekte energie (time shifting) en het afvlakken van gebruikspieken (peak shaving). Daarnaast kan het als noodstroomvoorziening worden ingezet, worden ingezet als handelsmiddel bij een overschot aan energie. Een laatste voordeel is een gunstigere uitgangspositie bij een wachtrij voor een nieuwe of uitgebreidere aansluiting op het net, omdat je in staat bent te kunnen peak shaven.

De opgewekte energie wordt opgeslagen in een batterij en niet rechtstreeks ingevoed op het elektriciteitsnet waardoor de belasting afneemt.

Deze vorm van energieopslag draagt er tevens aan bij dat een hogere penetratie van hernieuwbare energiebronnen mogelijk is. Waar het ernaar uitziet dat de toename van zonnepanelen en windparken nog niet zal afvlakken, betekent dit ook een grotere dreiging voor de netcongestie. Door middel van energieopslag kan de variabiliteit van deze hernieuwbare energiebronnen worden opgevangen. Een overproductie van energie wordt opgeslagen en geleverd op het moment dat de energieproductie lager is dan de vraag.

Daarnaast kan energie door middel van energieopslag meer lokaal beheerd worden. Op specifieke knelpunten in het netwerk, bijvoorbeeld bij bronnen van hernieuwbare energie, kan de belasting op kritieke punten in het netwerk verminderd worden, maar kan er wel worden voldaan aan de elektriciteitsvraag op die specifieke locatie.

EMSE systeem — Energieopslagsysteem BENNING

Wat doen wij bij BENNING om netcongestie tegen te gaan?

Sinds 2023 werken wij als kantoor mee aan het project van de Energiehub Doornkade. Samen met nog veertien andere bedrijven zitten wij in een projectgroep waarbij wij met elkaar de mogelijkheden onderzoeken om van het industrieterrein waarop ons kantoor gevestigd zit een zelfvoorzienende energiehub te maken. Met de expertise van ieder bedrijf kijken wij naar wie welke bijdrage kan leveren aan het managen van het gebruik van het elektriciteitsnet op het industrieterrein en hiermee de verwachte netcongestie te voorkomen. Momenteel bevinden wij ons in de fase van het analyseren van ieders afname en invoeding van elektriciteit. De volgende stap zou zijn om te onderzoeken welke mogelijkheden er liggen om dit efficiënter te managen. Gezien het nieuws wat onlangs naar buiten is gekomen over de beperkte mogelijkheden voor energiehubs én het feit dat wij ons in een roodgekleurd gebied op de nieuwste netcongestiekaart van Stedin en Liander bevinden, lijkt er ook voor deze energiehub weinig perspectief.

Echter zijn wij bij BENNING bezig met de ontwikkeling van ons eigen energieopslagsysteem. Het energieopslagsysteem zal bestaan uit, een ENETRONIC Modular Storage product, batterijen en een EMS-systeem. Op strategische plekken zullen er energiemeters aan de installatie van BENNING worden geplaatst, waarbij er data wordt gegenereerd en via een gateway naar een hogere software platform (EMS-systeem) wordt uitgestuurd en kan worden uitgelezen. Via het EMS-systeem, zullen het belastingprofiel en de energiestromen gemonitord worden en kan er ingespeeld worden op de afname en het invoeden van elektriciteit vanuit de energie die opslagen is. Hiermee wordt inzicht verschaft in de piekmomenten en kan er efficiënter omgegaan worden met het gebruik van de opgewekte energie uit onze hernieuwbare energiebronnen.

Dit UPS-energieopslagsysteem is naast een noodstroomvoorziening een energieopslagsysteem met hoogwaardige, gecertificeerde en cyclusbestendige batterijsystemen welke een opslagcapaciteit van 50 kWh tot meerdere MWh kunnen waarborgen.

De UPS-functionaliteit beschermt kritieke voorzieningen tegen onderbrekingen in het elektriciteitsnet. Tegelijkertijd dekt het systeem – in combinatie met ‘on-board’ EMS-belastingsbeheerfuncties, waardoor het een belangrijke bijdrage levert aan een snellere break-even tijd op investering, in vergelijking met systemen zonder opslagfunctionaliteit. Dit systeem is ontworpen voor industriële toepassingen, opslag van regeneratief geproduceerde energie en micronetwerken.

Met het gebruik van dit energieopslagsysteem op ons kantoor in Houten, zijn wij op termijn in staat om onze eigen energie op te wekken, op te slaan en te managen waarmee wij onze belasting op het elektriciteitsnet in de regio minimaliseren. De verwachting is dat het systeem bij ons binnen drie maanden operationeel is.

Een vervolgstap voor ons zal zijn, om in samenwerking met de initiatiefnemers en aangesloten bedrijven van de Energiehub Doornkade te kijken naar de mogelijkheden die er liggen om deze oplossing in te zetten voor deze energiehub. Wanneer bekend is wat de afname en invoeding van de aangesloten bedrijven is, is het mogelijk om middels deze analyse te kijken hoe een energieopslagsysteem dit zou kunnen opvangen en de energiehub minder afhankelijk te laten zijn van het elektriciteitsnet. Naast het feit dat dit voordelen biedt voor de aangesloten bedrijven, in de vorm van meer beschikbaarheid van elektriciteit, heeft dit ook als gevolg dat er meer ruimte voor andere partijen vrijkomt op het elektriciteitisnet. Al met al, in onze ogen een win-win situatie die erom vraagt verder uitgezocht te worden.

Geschreven door: Larissa Bel
09-02-2024