Conferentie energie-opslag en -distributie

Conferentie energie-opslag en -distributie

2-2-2017

Bert den Ouden, Berenschot

2 februari 2017

[email protected]

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

[email protected]

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