Languages
Pages
Legal
Conferentie energie-opslag en -distributie
2-2-2017
Bert den Ouden, Berenschot
2 februari 2017
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
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