De volgende uitdaging in de energietransitie

In de afgelopen jaren zijn de kosten van duurzame energie enorm gedaald, met name zonne-energie en wind energie. Op steeds meer plekken kan duurzame energie concurreren met fossiele brandstoffen. De verwachting is dat deze ontwikkeling zich in de komende jaren door zal zetten en dat duurzame energie een steeds groter aandeel in de energiehuishouding voor haar rekening neemt. Dat is natuurlijk ook nodig om de nationale, Europese en mondiale doelstellingen van het klimaatakkoord van Parijs te halen.

Dit brengt wel een nieuwe uitdaging met zich mee: de twee belangrijkste duurzame energiebronnen, zon en wind, zijn weersafhankelijk. Je kunt ze niet zomaar aanzetten als de energievraag er is. Met een toenemend aandeel “variabele duurzame energiebronnen” (Variabele Renewable Energy of VRE in het Engels) zal het energiesysteem zich aan moeten passen om deze variabiliteit te kunnen accomoderen.

Het elektriciteitssysteem heeft nu al te maken met dit fenomeen. In 2016 varieerde in Duitsland de hoeveelheid duurzame elektriciteit tussen de 11% en 86%, gemiddeld 32%, zie hieronder. Hierbij zijn zon-PV (geel) en wind (donkere kleuren blauw) erg variabel en biomassa (groen) en waterkracht (licht blauw) meer constant. Deze variabele invoering werd bereikt met een relatief klein aandeel van zon PV en wind in de Duitse energievoorziening van slechts 3,3% en een gemiddeld aandeel van 18% van het elektriciteitssysteem. Dit heeft vorig jaar geleid tot meer dan 100 uren waarbij de elektriciteitsprijzen negatief waren: de consument kreeg betaald omdat ze zo vriendelijk was om elektriciteit te gebruiken!

Als zon PV en wind de komende jaren verdubbelt van 3,3% naar 6,6% van de energievoorziening, dan zullen er vele uren in het jaar zijn dat de Duitse elektriciteitsvoorziening geheel wordt geleverd door zon PV en Wind. Als het aandeel verdrievoudigt naar 10% of stijgt naar 20% van de energievoorziening dan betekent dat niets minder dan een fundamentele herinrichting van het energiesysteem.

De maatschappij heeft een aantal mogelijkheden om hier mee om te gaan:

• Het aan-en afschakelen van schakelbate, nu meestal fossiele centrales zoals gas-gestookte of kolencentrales. Bij vergaande “decarbonisation” zal het gebruik van fossiele centrales beperkt zijn tenzij grootschalige afvang en opslag van CO2 mogelijk wordt. Hier kan wel een rol liggen voor biomassa-gestookte centrales, al dan niet via de groen gas route.
• Het afschakelen van zon PV en windmolens op momenten van overschot (“curtailment”), maar dat willen we eigenlijk niet als we willen verduurzamen.
• Het leggen van kabels tussen landen (“interconnectors”) om elkaars overschotten en tekorten op te kunnen vangen, maar dat heeft beperkingen omdat er een zekere correlatie is tussen de momenten waarop landen deze overschotten en tekorten hebben: zeker bij zon-PV maar bijvoorbeeld ook bij een hardnekkig hogedrukgebied boven heel Noord-West Europa.
• De vraag naar energie flexibel maken (“demand response”) zodat maximaal energie wordt geconsumeerd op momenten van veel aanbod, en minimaal als ’s nachts de wind niet waait.
• Energieopslag bijvoorbeeld via elektriciteitsopslag in batterijen, compressed air energy storage, power trains, warmteopslag of conversie van elektriciteit naar andere producten (“power-to-gas”, “power-to-products).

Nieuwe oplossingen zijn nodig om vraag- en aanbod van energie op elkaar aan te laten sluiten, met name op het gebied van energieopslag en het flexibele gebruik van energie. Deze opties zullen economisch aantrekkelijk worden gemaakt door de toegenomen volatiliteit van de energieprijzen, hetgeen kansen biedt voor degenen die zich hier optimaal op voorbereiden en risico’s voor degenen die hierop achter lopen. Recoy helpt eindgebruikers om zich op deze toekomst optimaal voor te bereiden!