Systeemintegratie€¦ · Systeemintegratie is het proces van integratie tussen de...

Systeemintegratie

KVGN Webinar, 15 juli 2020

Marijke Kellner (Gasunie), Gert van der Lee (Tennet), Maarten Afman (Liander)

2

Agenda

Wat is systeemintegratie?

Waarom doen we een Integrale Infrastructuurverkenning 2030-2050 (II3050)?

Welke Klimaatneutrale Energiescenario’s 2050 zijn ontwikkeld?

Welke tussenresultaten zijn al beschikbaar?

Hoe gaan we verder?

Systeemintegratie is het proces van integratie tussen de energiewaardeketens en

energiedragers om de energietransitie betaalbaar, betrouwbaar en met voldoende

draagvlak uit te kunnen voeren. Ten aanzien van dit toekomstige CO2 vrije energiesysteem

is het maatschappelijke optimum leidend.

3


4

IntegraleInfrastructuurverkenning

Investeringsplannen (IP’s)- 9 netbeheerders

Nationale Agenda Laadinfrastructuur (NAL)- 5 regio’s

Regionale Energie Strategieën (RES)- 30 regio’s

Transitievisie warmte- 355 gemeenten

Uitvoeringsplannen wijken- 10000+ wijken

Focus: 2030-2050Integraal

Focus: 2030 (& 2050)

Focus: 2030

Focus: 2030

Scenario’s voor 10 jaar

Integrale benadering in industrieregio’s Focus:

2030-2050

Focus: 2020-2030

Ontwikkelingen op het netwerk en energiesysteemTennet en Gasunie ontwikkelen samen met de regionale netbeheerders een integrale infrastructuurverkenning 2030-2050 met scenario’s en ontwikkelpaden voor de energie infrastructuur. Hierin worden inzichten vanuit de energiesector, vraagontwikkeling in de industrie en bevindingen vanuit de regionale energiestrategieën (RES-sen) meegenomen. Ontwikkelingen op de Noordzee en binnen Europa vormen relevante context voor deze verkenning. In Q1-2019 hebben Tennet en Gasunie samen de eerste Infrastructure Outlook 2050 gepresenteerd.

De netbeheerders (2 TSO’ en, 7 DSO’s) ontwikkelen ieder een investeringsplan, waarin duidelijk wordt welke ontwikkelingen zij zien en tot welke uitbreidingsinvesteringen en vervangingsinvesteringen deze leiden. Het investeringsplan is een 2-jaarlijkse wettelijkeverplichting.

30 RES regio’s moeten een regionale energiestrategie maken, met regionaal gedragen keuzes voor de opwekking van duurzame elektriciteit, de warmtetransitie in de gebouwde omgeving en de daarvoor benodigde opslag energie-infrastructuur.

In verschillende industrieregio’s werken industrieën, provincie, gemeentes, netbeheerders en andere stakeholders samen aan een regionale systeemstudie. Vanuit een integrale benadering worden de ontwikkelingen van industrie, gebouwde omgeving, transport, landbouw en duurzame opwek tot 2050 in beeld gebracht. In samenhang met de landelijke Integrale Infrastructuurverkenning geeft dit zicht op de benodigde infrastructuurontwikkelingen.

355 gemeenten stellen uiterlijk eind 2021 een transitievisie warmte vast met daarin het tijdspad waarin wijken worden verduurzaamd voor besluitvorming over de energie-infrastructuur van een wijk. Voor de wijken waarvan de transitie voor 2030 gepland is, is ook het duurzame alternatief voor energie bekend (duurzame elektriciteit, duurzaam gas, duurzame warmte) met zo nodig aanpassingen aan energie-infrastructuur.

Gemeenten bepalen in samenspraak met de betrokken stakeholders de termijn voor de beëindiging voor de levering van aardgas in deuitvoeringsplannen, die vanaf 2022 worden opgesteld. Hierin staat ook de definitieve keuze voor de alternatieve energie-infrastructuur van een wijk. Definitieve keuzes die voortkomen uit de uitvoeringsplannen op wijkniveau worden opgenomen in de RES 2.0.

5 NAL regio’s dienen zorg te dragen dat de laadinfrastructuur geen drempel vormt bij de uitrol van elektrisch vervoer. De ontwikkelingen in de Nationale Agenda Laadinfrastructuur richten zich op: plaatsingsbeleid, uitrolplannen, het versnellen proces en vaststellen basisvoorwaarden laadinfrastructuur, informatievoorziening, prijstransparantie, open protocollen open markten, smartcharging, innovatie en logistiek.

Regionale systeemstudies

7

6

5

4

3

2

1

Nieuw Industrie: CES-sen

4

5

Agenda





Hoe gaan we verder?

6

Klimaatakkoord: focus op CO2 reductie vraag en aanbod

AANBOD VRAAG

Maar als vraag en aanbod sterk

veranderen: welke infrastructuur

is dan nodig?

Infrastructuur is belangrijke

randvoorwaarde voor CO2 reductie

7

Infrastructure Outlook 2050 door Tennet en Gasunie

2017 2018

Energiescenario’s 2050 Infrastructuurverkenning 2050

Belangrijkste inzichten vanuit Infrastructure Outlook 2050

- Zowel elektriciteits- als gasinfrastructuur spelen

een cruciale rol in toekomstig energiesysteem

- De energienetwerken (elektriciteit, waterstof en

methaan) moeten verder aan elkaar worden

gekoppeld (P2G en centrales)

- Ook na 2030 zullen elektriciteitsnetten verder moeten

worden uitgebreid

- De locatie van P2G (dichtbij duurzame opwek) en

import van groene moleculen kan de uitbreiding

van elektriciteitsnetten beperken.

- In 2050 is gasopslag nodig als seizoensopslag

(waterstof in zoutcavernes) voor energiesysteem

gebaseerd op zon en wind

8

Integrale Infrastructuurverkenning afspraak in Klimaatakkoord

2017 2018 2019

Klimaatakkoord:“Gasunie en TenneT nemen samen met de regionale netbeheerders in

2019 het initiatief om een Integrale Infrastructuurverkenning 2030-2050

op te stellen waarin inzichten vanuit de energiesector, vraagontwikkeling in

de industrie en bevindingen vanuit de regionale energiestrategieën

(RES’en) worden meegenomen. Daarbij worden relevante stakeholders

betrokken, waaronder marktpartijen.

Deze infrastructuurverkenning 2030-2050 dient als leidraad voor onder

andere de investeringsplannen van de netbeheerders en voor

investeringen door marktpartijen. De verkenning is gereed in 2021.”

Energiescenario’s 2050 Infrastructuurverkenning

Integrale Infrastructuurverkenning 2030 - 2050

1 apr 1 jul 1 jan 1 okt 1 apr

Fase 0

Voorbereiding

Fase 1

Scenario’s 2050

Ondersteuning door

Berenschot / Kalavasta.

* Ruimtelijke impact door EZK

Afgestemde scenario’s 2050 met

uurprofielen en regio-specifiekResultaat

START AFRONDING

1 sep

2019 2020 2021

Goedkeuring

Programma op

6 juni 2019

9

Klimaatneutrale energiescenario’s in april 2020 publiek

Integrale Infrastructuurverkenning 2030 - 2050


Fase 0

Voorbereiding

Fase 1

Scenario’s 2050

Fase 2

Netwerkanalyses

Fase 3

Infra ontwikkelpaden

Ondersteuning door



Met geïntegreerde netwerkanalyses

door gezamenlijke netbeheerders


uurprofielen en regio-specifiek

Resultaat Infrastructuurontwerpen voor 2050 (E, G, H2, W, CO2)

• Mogelijkheden hergebruik bestaande infrastructuur

• Aandacht voor offshore infrastructuur (o.a. plek elektrolyse)

Met doorvertaling naar

totale kosten keten.


Infrastructuur ontwikkelpaden

voor 2030-2050

Impact kosten, ruimte, maakbaarheid

START AFRONDING

1 sep

2019 2020 2021

Goedkeuring

Programma op

6 juni 2019

Klimaatakkoord 2030

2050 Regionaal

2050 Nationaal

2050 Europees

2050 Internationaal

Startpunt 2030 Eindbeelden 2050Eindproduct:Infraontwikkelpaden

2030-2050

12

Agenda





Hoe gaan we verder?

13

Kader Integrale Infrastructuurverkenning 3050

Beschrijving van het totale energiesysteem, inclusief bunkers

Systeemintegratie integraal onderdeel

Analyse van alle gas en elektriciteitsnetten (E, G, H2).Tevens verkenning van W, CO2 en offshore

14

Kader Integrale Infrastructuurverkenning 3050

TenneT transportnet Gasunie transportnet RNB’s distributienet

15

De scenario’s: hoekpunten van speelveld

Eén combinatie uit groep parameters voor energievraag en -aanbod.

Hoofdpunten scenario’s

• Nederland haalt CO2-doelen door regionale ontwikkeling

• 100% CO2-reductie

• Energetisch bijna zelfvoorzienend

• Import van pyrolyse-olie en kolen voor chemie en staal

• Krimp van energie-intensieve industrie

• Regionale projecten

• Circulariteit speerpunt voor goederen en voedselproductie

• Nederland haalt CO2-doelen nationaal als koploper in Europa


• Energetisch bijna zelfvoorzienend

• Import van pyrolyse-olie en kolen voor chemie en staal

• Energie-intensieve industrie blijft gelijk aan de huidige omvang

• Grote nationale projecten

• Circulariteit belangrijk voor goederen en voedselproductie

• Europa haalt CO2-doelen en is daarin koploper in de wereld


• Algemene CO2-heffing, importheffingen & compensatie aan de

grenzen van Europa

• Import van olie en kolen voor chemie en staal

• Energie-intensieve industrie groeit

• Wereldwijde waterstof- en biomassamarkt

• CCS krijgt veel ruimte

• Gehele wereld streeft naar CO2-doelen, fossiel wordt sterk

beperkt


• Vrije handel wordt gestimuleerd

• Handelinfrastructuren worden bevorderd

• Import van olie en kolen voor chemie en staal

• Energie-intensieve industrie groeit

• Wereldwijde waterstof- en biomassamarkt

• CCS krijgt ruimte

Regionale sturing

Nationale sturing Internationale sturing

Europese CO2-sturing

Belangrijkste updates t.o.v. Net van de Toekomst 2017

17

Flex opties meenemen: Thuis/wijkbatterijen, grootschalige E-opslag, V2G,

P2H, P2G, Vraagrespons (Slim laden, Hybride WP, Hybride boilers industrie)

Meer warmtenetten

Zeker niveau gasaansluitingen : minstens 20%

Meenemen elektrisch wegtransport

Uitsplitsing industrie naar Staal & metaal, Raffinage, Kunstmest, Chemie, IT,

Voedsel & Papier

Groei (inwoners+economie)

Minstens de (hogere) niveaus uit KA

Internat./Global CO2-sturing/Eur.

Groei industrieprod. (%/jaar) -1% 0% +1% +1%

+ Extra hierbij:

• Internationaal transport:

• Kerosine

• Bunkers scheepvaart

• Twee stress-weerscenario’sMeer elektrisch personen vervoer

De opgave voor het elektriciteitssysteem

18

Resultaten: finaal energieverbruik inclusief feedstock

19

Aandeel elektriciteit in finaal

energieverbruik inclusief feedstock

stijgt van 16% in 2015 naar

percentages tussen 33% en 41%.

Aandeel gasvormige energiedragers

(aardgas + groen gas + waterstof)

daalt van 30% in 2015 naar

percentages tussen 11% en 22% in

2050

Resultaten: primair energieverbruik incl. feedstock

20

Aandeel elektriciteit in

primair energieverbruik incl

feedstock stijgt van circa 4% in

2015 naar percentages tussen 25%

en 55% in 2050.

Aandeel gasvormige energiedragers

(aardgas + groen gas + waterstof)

daalt van 38% in 2015 naar

percentages tussen 10% en 35% in

2050

+14

+24

+70 +134

Vraag en aanbod waterstof

21

Verbruik waterstof met name in industrie,

mobiliteit en elektriciteitsopwekking

Verbruik waterstof in gebouwde omgeving

maximaal 54 PJ (internationale Sturing)

Dit bij aanname dat 60% van gebouwen en

woningen beschikt over hybride systemen

Er zullen nog meer II 3050 en misschien zelfs

II4050 versies volgen

Vooruitblik

22

Recente ontwikkeling: Aandacht voor waterstofimport

NL Hubfunctie vanwege

ligging, havens,

gasinfra en

opslagmogelijkheden

Haven van Rotterdam

spil in internationale

waterstofhandel

Recente ontwikkeling: Aandacht voor waterstofimport

25

Wat betekent import voor opslagbehoefte?

Strategische opslag bij import

Opslag voor “misoogsten” en DunkelflautesSeizoensopslag

Hoe gaat de transitie van de industrie er uit zien?

Over de helft van de toekomstige energievraag

heb ben wij nog geen goed beeld over invulling

decarbonisatie!

Tiki rapport geeft enige richting, maar industrie

heeft nog geen duidelijke bepaald.

Regionale sturing

Internationale sturing

Huishoudens

Utiliteiten

Vervoer

Landbouw

Industrie

(1567 PJ)

(2526 PJ)

27

Agenda





Hoe gaan we verder?

28

Van scenario's naar infrastructuren (E, G, H2, W, CO2) …

Aanbodper regio

Hoe wordt energievraag en

energie-aanbod op elkaar afgestemd?

Vraagper regio

Gebouwde omgeving

Industrie

Landbouw

Transport

Internationaal vervoer

Vraag en aanbod afstemmen met flexibiliteit en systeemintegratie

Vraagper regio

Aanbodper regio

Q: Wat zijn deze flexmiddelen?

Q: Wat is de omvang van hun bijdrage?

Q: Waar bevinden deze flexmiddelen zich?

Q: Hoe worden deze uurlijks ingezet?

Transport & distributie

Conversie Opslag

VraagsturingAanbod sturing

Flexibiliteitsmiddelen

Plaatsgebonden

flexmiddelen

Systeem-

flexmiddelen

Integratie: koppelingen tussen energiedragers, infrastructuren, schakels, sectoren en spelers.

Flexibiliteit: onafscheidelijk onderdeel van de scenario's & integratie; hangt ook sterk samen met de behoefte aan infrastructuren.

Stappenplan flexanalyse en netwerkanalyse

30

1. Plaatsgebonden flex

2. Vraag, aanbod, transit, residuele

vraag3. Systeemflex

4. Verdelen systeemflex over

regio's

5. Netwerk simulaties

6. Maatregelen, ontwerpen infra

Overzicht plaatsgebonden flexmiddelen en systeemflex in II3050

31

Plaatsgebonden flexmiddelenFlexmiddelen die in de regel 'decentraal' een vaste plaats

hebben, en samenhangen met een energiesysteemcomponent

of klantproces in het scenario

Beschouwde technieken

• Curtailment zon-PV (aftoppen door dimensionering)

• Power to heat in industrie, hybride ketels

• Power to heat voor warmtenetten

• Warmteopslag

• Slim laden van EV's

• Flex van de hybride WP

• Ondergrondse pompaccumulatie (OPAC)

Hoeveelheden, locatie, en inzetprofiel

Hoeveelheid volgens het scenario, afgestemd met stakeholders

(expertsessies). Locatie volgt de regionalisering volgens de gekoppelde

techniek (woningen/processen/etc). Inzet conform technische

mogelijkheden techniek.

Gesimuleerd in het ETM

Systeem flexmiddelenFlexmiddelen aanvullend nodig voor balanceren

energiesysteem.

Beschouwde technieken

• Centrales (gas to power, evt. kern/bio etc.)

• Power to gas: conversie naar waterstof

• Batterijen, utility scale (op koppelpunt niveau of dieper in het

net)

• Batterijen, thuisopslag

• Vehicle to grid van EV's

• Gasopslag

• Curtailment (last resort)

Hoeveelheden, locaties, inzetprofiel

• Voldoende t.b.v. systeembalans

• Verder optimaliseren t.b.v. infrastructuurknelpunten

• Ten dienste van totaal systeem (afhankelijk van plaats in net)

• Inzet gesimuleerd in tooling netbeheerders

Gesimuleerd in modellen netbeheerders

https://energytransitionmodel.com/

32

Bijvoorbeeld curtailment van zon-PV

Maar ook:

• Flex van de hybride warmtepomp

• Slim laden van EV's

• Power to heat in industrie,

(hybride ketels)

• Power to heat voor warmtenetten

• Seizoensopslag warmte

Stap 1: Plaatsgebonden flex

• Uit scenario, en inzet plaatsgebonden flexmiddelen, volgen aanbod en vraag profielen (ETM).

…. voor élk scenario, élke energiedrager, op élk uur voor meerdere weerjaren.

…. residuele vraag = totale vraag – aanbod fluctuerend hernieuwbaar

• Uitwisseling met omringende landen wordt vereenvoudigd meegenomen

Stap 2: Aanbod en vraag -> Residuele vraag

Voorbeeld aanbod hernieuwbare opwek en vraag elektriciteit

- een week in Juni

Voorbeeld vraag en aanbod van elektriciteit, waterstof en methaan

- over een jaar

• Transport : vereffenen vraag/aanbod verschillen tussen regio's NL

• P2P energieopslag (batterijen): voor korte tijd en beperkt opslagvolume

• Conversies (G2P en P2G): voor langere periodes en grotere energieopslag

Stap 3a: Systeemflexmiddelen elektriciteit

Voorbeeld inzet bij tekorten – een week in novemberVoorbeeld inzet bij overschotten – een week in juni

• Langdurige elektriciteitsoverschotten kunnen met conversie naar waterstof worden omgezet en opgeslagen

• Deze opslag is een grote energiereserve over de seizoenen heen

• Een andere optie is conversie naar warmte en warmteopslag, maar dat is plaatsgevonden flex (dus al

meegenomen)

Stap 3b: Systeemflexmiddelen gas & waterstof

Voorbeeld inzet waterstofopslagVoorbeeld inzet elektrolyse Voorbeeld vraag waterstof

Bepalen van de inzet van conversie en opslag voor de verschillende regio's uit de residuale vraag patronen per regio.

Voor de verschillen tussen sommige regio's is transport altijd de beste oplossing!

Stap 4: analyse systeemflex voor regio’s

Voorbeeld residuele e-vraag Flevopolder

Positief is een tekort, negatief een overschot

Voorbeeld residuele e-vraag industriecluster Chemelot

Positief is een tekort, negatief een overschot

37

Agenda





Hoe gaan we verder?

Welke inzichten levert dit op?


Fase 0

Voorbereiding

Fase 1

Scenario’s 2050

Fase 2

Netwerkanalyses

Fase 3

Infra ontwikkelpaden

Ondersteuning door



Met geïntegreerde netwerkanalyses

door gezamenlijke netbeheerders


uurprofielen en regio-specifiekResultaat Infrastructuurontwerpen voor 2050

Met doorvertaling naar

totale kosten keten.


Infrastructuur ontwikkelpaden

voor 2030-2050

START AFRONDING

1 sep

2019 2020 2021

Goedkeuring

Programma op

6 juni 2019

No regret maatregelen

infrastructuur richting 2050

Beslismomenten infrastructuur

ontwikkeling vanwege leadtimes

Inzicht in kosten, ruimte en

menskracht van toekomstbeelden

en maatregelen.

Richtinggevend voor investeringsprogramma’s netbeheerders, industrieën e.a.,

voor RESsen en voor tijdige maatschappelijke en politieke keuzes (beleid)38

39

Samenhang met beleid en infrastructuur ontwikkelingen

40

Zijn er nog vragen?

Marijke Kellner [email protected]

Gert van der Lee [email protected]

Maarten Afman [email protected]

mailto:[email protected]



Systeemintegratie€¦ · Systeemintegratie is het proces van integratie tussen de...

Documents

Transcript of Systeemintegratie€¦ · Systeemintegratie is het proces van integratie tussen de...