Post on 07-Aug-2020
Conferentie energie-opslag en -distributie
2-2-2017
Bert den Ouden, Berenschot
2 februari 2017
b.denouden@berenschot.nl
Stabiliteit van netten en energiesysteem
Intermitterende duurzame bronnen
Huidige backbone: stuurbare productie met (fossiele)
energiedragers die makkelijk op te slaan zijn
Kan dat ook met opslag?
Scenario outkomsten 2030
4
CHP High renewable
Uit studies systeemintegratie: Routekaart Opslag en Rol van eind verbruikers, berekeningen DNV GL
Wat betekenen onze ambities concreet, bijv. bij elektrificatie?
Bron: RLI, Rijk zonder CO2
Hoge temperatuur warmte
Transport en mobiliteit
Verlichting en apparaten
Lage temperatuur warmte
CO2 emission per eindfunctie
• Elektrificatie gebouwde omgeving
• Elektrificatie in de industrie
• Elektrisch vervoer
Wat gebeurt er bij een windstille winterweek bij -15°C ?
6
16.000
Berenschot
(all-electric
warmtepomp)
16.000**
Berenschot
(hybride
warmtepompen)
16.000
Extr
a p
iekvra
ag (
MW
)
Huidige
piekvraag
elektriciteitsnet
Mogelijk
Min. Nieuwe
piekvraag**
door
elektrificatie
Afhankelijk
van markt &
slimme sturing
Verdubbeling elektriciteitspiek door elektrificatie gebouwde omgeving
Wat als:
• We afscheid nemen van gas in bestaande*
woningen en gebouwen.
• ……(Warmteverbruik 4x elektriciteit!)
• Verwarming all-electric warmtepompen (ca.
75%., de rest op warmtenetten)
Gevolg:
• Investeringen extra netcapaciteit.
• Verdubbeling benodigde piekvermogen
• Bij huidige techniek: extra (gas)centrales nodig
• Hybride warmtepomp vermijdt dat, kan snel -
ook met minder aanpassingen in de woning
• Later door naar all-electric na ontwikkeling,
opslag en/of goedkope superisolatie
*(ver)nieuwbouw direct all-electric **Schattingen anderen: 8000 - 40.000 MW extra
Bij minder
optimale
implemen-
tatie
8
Elektriciteitsprijs loopt nu al flink op in (windstille) koudeperiodes
- vooral in landen waar al veel elektrisch wordt verwarmd
Wat is het groen gas potentieel? Perspectief warmte in woningen
200 PJ ≈ 5 Mlrd m3 gas eq
60
40
100
Natte stromen
voor vergisting
Vaste biomassa
voor vergassing
Aquatische
biomassa
Binnenlands
biomassapotentieel
in 2050
0,75
0,25
0 1 2 3 4 5
Hybride WP
All-electric
Warmte
Mlrd m3 gas eq./jaar*
Groengas
Rekenvoorbeeld:
• Warmtevraag woningen: 11 Mlrd miljard m3 gaseq.,
terug naar 7 Mlrd miljard m3 door gewone besparingen
• Onvoldoende groen gas indien met gewone CV’s
• Neem hybride warmtepomp, met warmte-buffer:
Stroominput/gasinput = 80/20
• Geen mono-CV ketels meer, emissieloze woningen!
• Piekvraag alle woningen: ~1 miljard m3 groen gas
• Zonder warmtebuffers: 70/30 - 60/40? ~2 miljard m3?
• Kosteneffectief, en hiervoor is voldoende groen gas *Exclusief brandstof in centrales voor elektriciteit nodig voor warmtepompen
Berenschot. Verkenning CO2 – neutrale gastoekomst. (2016)
Wat is er mogelijk om het systeem te stabiliseren?
(en is toch duurzaam)
Opslag of flexibiliteit door:
• Accu’s
• Warmte-buffers
• Piekcentrales (+CO2-afvang?)
• Groengas (inclusief P2G)
• Droge biomassa
• Fuel switch electrificatie
Kort Lang
Studie: 80+ belemmeringen
voor de energietransitie met
name voor slimme en
flexibele opties: oplosbaar!
11
Verandering dagcurve elektriciteit: van dromedaris naar kameel
Kansen voor korte-termijn opslag
Time (hours)
Pri
ce p
er
MW
h
(€)
Uit studies systeemintegratie: Routekaart Opslag en Rol van eind verbruikers, berekeningen DNV GL
Gevolg huidige nettarieven:
Belemmering power to heat
12
Weinig
profijturen,
hoge
piekjaar-
kosten
nettarief
Power-to-heat
“Met eenvoudige aanpassingen in de nettarieven wordt power to heat mogelijk: de vrije netcapaciteit
(bijv . In off-peak) kan zonder negatieve effecten orden gebruikt ten behoeve van de industrie.”
Gevolg: flexvermogen 4500 MW gebufferde (opslag!) lage-temperatuur warmte
In landbouw en industrie betere afzetprijs windparken, groene stroom voor bedrijven
Opslag /slimme sturing achter de meter
(afhankelijk van energiebelasting)
Strategie 1
Maximale benutting zon PV
door opvang in E - boiler
Strategie 2
Prijsgestuurd laden van E-
boiler door
energiedienstenleverancier
2 strategieën
3
4
Technische configuratie 1
E-boiler voor warmtapwater
* Technische configuratie 2
E-boiler als ‘voorverwarmer’
op de reeds aanwezige
combi-ketel.
+
2 configuraties
1
2
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
Refe
renti
e
Puur
E-b
oiler
E-b
oiler
& c
om
bi-
HR
Slim
gest
uurd
e E
-boiler
Slim
gest
uurd
e E
-boilers
&…
Refe
renti
e
Puur
E-b
oiler
E-b
oiler
& c
om
bi-
HR
Slim
gest
uurd
e E
-boiler
Slim
gest
uurd
e E
-boilers
&…
Refe
renti
e
Puur
E-b
oiler
E-b
oiler
& c
om
bi-
HR
Slim
gest
uurd
e E
-boiler
Slim
gest
uurd
e E
-boilers
&…
2016-tarieven Variant A (CO₂-emissies)
Variant B (Energie-inhoud)
Energ
iere
kenin
g (€/j
aar)
Kosten gas
-€46 +€52 -€2
-€105 -€61 -€125
-€172 -€200 -€265
-€22
-€78
-€141
+€503
+€1073
3 4 1 2
3 4 1 2
3 4 1 2
Berenschot, CE Delft, Overview, EXE, Greenspread: Peakshaving van zon-PV
met de elektrische boiler (2016)
Flex!
14
Elektrische opslag in voertuigen komt er – maar krijgen we de systeem-
meerwaarde? We gaan elektrisch rijden - die batterijen komen er
dus gewoon. Bonus Mogelijkheden:
• Slim laden …vrijwel gratis flex
• Vehicle-to-grid: virtuele back-up voor Nederland
• Altijd aanwezig: auto’s staan vaak stil
• Synergetisch met PV panelen, warmtepompen…
Wat nodig:
• Huidige institutionele belemmeringen en
verkeerde regels wegnemen!
• Goede standaardisering instellen:
• Eis van stuurbaarheid en vehicle-to-grid
• Standaard flex interface voor aggregators
Energy Flexibility Interface (EFI: stichting FAN)
• Nederland zou hier de leiding moeten nemen
Studie: 80+ belemmeringen
voor de energietransitie met
name voor slimme opties:
oplosbaar!
Berenschot, collega-consultants: “Institutionele belemmeringen en oplossingsrichtingen“.
“The Car as Power Hub”
Take home messages
15
• Opslag: hoe langer opslag / hoe minder vaak cyclus, hoe minder rendabel
• Capaciteit voor winterverwarmingspiek: bij huidige techniek leidt all-electric
bestaande* bouw tot hogere kosten stroomnet en extra centrales.
• Hybride WP met groengas: snelle verduurzaming alle bestaande woningen.
Snelle opstap elektrificatie én all-electric (na ontwikkeling betere opslag)
• Faciliteer flexibele elektrificatie industrie & tuinbouw, pas het nettarief aan
• Ontwikkel slimme lokale opslag ook in synergie met transport
schrap belemmerende regels, invoeren faciliterende flex-standaard.
Ga het nu eens systeem-breed doorrekenen Meer scenario’s nodig!
Hoofdboodschappen transitieprojecten Berenschot uit 2016: op website
* (ver)nieuwbouw veel makkelijker meteen gasloos all-electric
Hartelijk dank!
16
Bert den Ouden, Berenschot
b.denouden@berenschot.nl
1. DNV GL, Berenschot, TU Delft. Routekaart energie opslag 2030 (2015)
2. Berenschot, CE Delft, Overview. De rol van de eindgebruiker in systeemintegratie (2015)
3. Berenschot, CE Delft, Overview, EXE, Greenspread: Peakshaving van zon-PV met de
elektrische boiler (2016)
4. Berenschot, BDH, DNV GL. Het flexibiliteitspotentieel van Hybride warmtepompen (2016)
+ vervolgproject Berenschot en BDH, nog gaande (2017)
5. Berenschot: Verkenning CO2 – neutrale gastoekomst. (2016)
6. Berenschot: doorrekening van het Gasunie toekomstbeeld 2050
7. Berenschot, collega-consultants: “Institutionele belemmeringen en oplossingsrichtingen“.
17
Literatuur