"Flexibiliteit van het elektriciteitssysteem is de sleutel tot elektriciteitszekerheid" - IEA

Elektriciteitssystemen over de hele wereld worden geconfronteerd met obstakels op het gebied van veiligheid en betaalbaarheid. Deze twee uitdagingen vloeien gewoonlijk voort uit de stijgende vraag naar elektriciteit door de gebruikers, de instabiliteit van de energiebronnen en het wisselende aandeel van hernieuwbare energiebronnen (HEB). Indien deze factoren niet goed worden beheerd, kunnen zij onze elektriciteitszekerheid aantasten.

Wat is elektriciteitszekerheid? Een elektriciteitssysteem is veilig als het stabiel genoeg kan blijven om tegen betaalbare tarieven aan de elektriciteitsvraag van de consument te voldoen. In het World Energy Outlook-rapport van 2022 heeft het Internationaal Energieagentschap (IEA) een belangrijke strategie voorgesteld - flexibiliteit van het elektriciteitssysteem om de stabiliteit van de elektriciteit te handhaven en de zekerheid te waarborgen.

Opgemerkt zij dat dit voorstel van het IEA gebaseerd is op drie verschillende scenario's voor de vooruitzichten:

1. Stated Policies Scenario (STEPS) - beschouwt alleen het huidige beleid en creëert een levensvatbaar pad dat dit beleid weerspiegelt.
2. Annual Pledges Scenario (APS) - creëert een traject dat uitgaat van de veronderstelling dat alle blijvende doelstellingen en toezeggingen inzake energie en emissies stipt worden gehaald.
3. Net Zero Emission Scenario (NZE) - schetst een praktisch en kosteneffectief traject dat het mogelijk maakt om tegen 2050 wereldwijd net nul emissies te bereiken.

Waarom is er behoefte aan flexibiliteit van het energiesysteem?

Flexibiliteit van het elektriciteitssysteem is het vermogen van een elektriciteitssysteem om de onvoorspelbaarheid en instabiliteit van de vraag naar en het aanbod van elektriciteit over meerdere tijdschalen met kosteneffectieve middelen te beheren. De inzet van flexibiliteit kan worden gebruikt om de volgende specifieke uitdagingen aan te gaan:

Stijgende energieprijzen

In de eerste helft van 2022 bedroegen de groothandelsprijzen voor elektriciteit in de EU gemiddeld 200 euro per MWh-een verdrievoudiging van de gemiddelde prijs in de eerste helft van 2021. Deze stijging zou doorwerken in de kleinhandelsprijzen voor elektriciteit in de eerste helft van 2022, die ongeveer 30% hoger lagen dan de prijzen in de eerste helft van 2021.

Deze verschuivingen houden verband met de crisis tussen Rusland en Oekraïne, hogere prijzen voor fossiele brandstoffen, CO2-prijzen en de verminderde beschikbaarheid van kernenergie en waterkracht, waarbij de prijzen van fossiele brandstoffen 70% van de verantwoordelijkheid dragen.

Hoe had dit voorkomen kunnen worden? Door hoogwaardige hernieuwbare energiebronnen in te zetten en bijgevolg het energiesysteem flexibeler te maken. Volgens het IEA had de EU in de eerste helft van 2022 30 miljard euro kunnen besparen door de vraag met 10% en de vraag tijdens piekuren met minimaal 5% te verminderen.

Bovendien leverden wind- en zon-PV in de eerste helft van 2022 samen 23% van de elektriciteitsvoorziening in de EU. In de cumulatieve uren waarin beide minimaal 40% van de energieproductie leverden, daalde de groothandelsprijs 15% onder het gemiddelde. Daarom had de EU in de eerste helft van 2022 naar schatting 40 miljard euro kunnen besparen op de kosten van de elektriciteitsvoorziening als ten minste 40% van de elektriciteitsproductie afkomstig was geweest van hernieuwbare energiebronnen.

Toenemende vraag naar elektriciteit

Uitgaande van de vraag in 2010 en 2021 in de EU - respectievelijk 2.574 TWh en 2.608 TWh - als basiswaarden, wordt hieronder de verwachte vraag in de EU in 2030 en 2050 weergegeven aan de hand van de STEPS en de APS:

1. STEPS-2,922 TWh in 2030 en 3,327 in 2050.
2. APS-3.271 in 2030 en 4.384 in 2050. 

Volgens het IEA zijn deze stijgingen te danken aan de verwachte toepassing van warmtepompen in woningen en de industrie, naast een grote toename van elektrische voertuigen (EV), waardoor het wagenpark in de EU tegen 2030 tot ongeveer 39 miljoen zal groeien.

De voorspelde opkomst van EV vormt zeker een bedreiging voor de continuïteit van de elektriciteitsvoorziening. Tussen 2021 en 2050 stijgt de wereldwijde vraag naar elektriciteit met 80% in het STEPS-scenario, 120% in het APS-scenario en 150% in het NZE-scenario, waarbij de vervoerssector de derde plaats inneemt. 

Maar wat als er een manier zou zijn om deze verwachte hoeveelheid EV te optimaliseren voor de flexibiliteit van het energiesysteem? Slim laden.

Met de immense invoering van EV in Europa wordt slim laden steeds meer de nummer één voor flexibiliteit aan de vraagzijde (DSF). Het stelt de EV-eigenaar in staat en helpt hem de kosten en het aanbod van het net te optimaliseren door de laaduren van de EV aan te passen aan andere flexibele activa en bijgevolg de totale vraag te verlagen. V2G, een variant van slim laden, maakt een tweerichtingsstroom van elektriciteit tussen EV's en het net mogelijk.

Bronnen van flexibiliteit van het energiesysteem

Flexibiliteitsbehoeften zijn factoren die flexibiliteit in een elektriciteitssysteem mogelijk maken. Tot deze factoren behoren technologieën en beheerstrategieën die flexibiliteit bevorderen, een gezonde markt die flexibiliteit voor de energiespelers te gelde maakt, en regelgevingskaders die dit alles mogelijk maken.

Een belangrijke factor voor deze flexibiliteitsbehoeften is het aandeel van variabele hernieuwbare energiebronnen in de totale energiemix. In de EU nemen de flexibiliteitsvereisten aanzienlijk toe naarmate het aandeel variabele hernieuwbare energiebronnen stijgt tot 50%. Volgens het IEA zal het aandeel van variabele hernieuwbare energiebronnen tegen 2030 stijgen tot 50%, wat betekent dat de behoefte aan flexibiliteit in de EU tegen 2030 cruciaal zal zijn. Dit zijn bronnen van flexibiliteit van het elektriciteitssysteem:

Thermische centrales: Momenteel leveren thermische centrales ongeveer twee derde van de flexibiliteit die nodig is om de continuïteit van de elektriciteitsvoorziening te waarborgen. Volgens het IEA zullen de verhoudingen echter verschuiven naarmate we dichter bij 2050 komen.

Tegen 2050 zal het aandeel van de thermische centrales dalen tot ongeveer een derde in de STEPS en een kwart in de APS. 

Elektriciteitsnetwerken: Elektriciteitsnetten dragen bij tot flexibiliteit doordat zij het gedecentraliseerde knooppunt zijn van interconnecties tussen verschillende bronnen van flexibiliteit. Daardoor kunnen zij de vraag naar flexibiliteit uit bepaalde bronnen afremmen wanneer dat nodig is en de vraag uit andere bronnen vergroten om het evenwicht te bewaren.

In de EU zal naar verwachting tegen 2050 ongeveer 7 miljoen km aan netlijnen aan de bestaande worden toegevoegd. Deze waarde vertegenwoordigt ongeveer een derde van de wereldwijde netwerklijnen.

Respons aan de vraagzijde: Het bezit van flexibele activa aan de vraagzijde, zoals elektrische voertuigen, huishoudelijke apparaten zoals wasmachines, kachels en airconditioners, maakt het mogelijk en versnelt de verschuiving van de belasting van de ene bron naar de andere. Dit maakt consumenten in wezen actieve deelnemers aan de flexibiliteit van het energiesysteem.

Volgens het IEA zal de respons van de vraagzijde in zowel de STEPS als de APS in 2050 ongeveer een kwart van de flexibiliteit van het elektriciteitssysteem leveren.

Energieopslag: Volgens het IEA zal energieopslag door middel van batterijen tegen 2050 de snelst groeiende bron van energieflexibiliteit worden.

Voor zowel de STEPS als de APS in de EU wordt de volgende ontwikkeling van de batterijopslagcapaciteit verwacht:

• STEPS - minder dan 40% in 2021, iets meer dan 60% in 2030, en iets minder dan 80% in 2050.
• APS - ongeveer 45% in 2021, 68% in 2030 en 84% in 2050.

Afronding

Naar verwachting zal de vraag naar elektriciteit tussen nu en 2050 explosief stijgen. Helaas zal de toegenomen vraag gepaard gaan met een stijging van de energieprijzen, die beide de continuïteit van de elektriciteitsvoorziening kunnen schaden.

Een belangrijke bijdrage hiertoe is het gebruik van flexibele activa zoals elektrische voertuigen. Dit lijkt misschien een onoverkomelijke uitdaging, maar dat is het niet. Een efficiënte flexibiliteitsorkestratieoplossing zoals FLEXO kan het energieverbruik van EV's, energiegemeenschappen, woningen en industrieën optimaliseren om geld te besparen voor consumenten, wagenparkbeheerders, autofabrikanten, DNB's en ESCo's, en zo een toekomst van energiezekerheid creëren.

Boek een afspraak met ons team om te begrijpen hoe Hive Power FLEXO oplossingen uw vraagzijde flexibiliteitsprojecten kunnen aandrijven.