De slimme buurtbatterij

Nederland telt al ruim twee miljoen huishoudens met zonnepanelen en dit aantal groeit. Dat is een goede ontwikkeling; elke gram CO2-uitstoot die voorkomen kan worden is een stapje in de goede richting. Daarnaast helpt ook toenemende elektrificatie binnen huishoudens het gebruik van fossiele brandstoffen terug te dringen. Helaas leiden deze overwegend positieve ontwikkelingen ook tot nieuwe problemen; zo loopt het energienet tegen haar grenzen aan. Steeds meer energie wordt opgewekt uit natuurlijke bronnen zoals zon en wind; die opwek is grillig, met hoge pieken en diepe dalen. Netbeheerder besteden jaarlijks miljarden euro’s aan het verzwaren van het energienet. “Op dit moment gebeurt het nog maar zelden dat het stroomnet het aanbod van duurzame stroom niet aankan, maar vanaf 2025 zou dit wel eens veel vaker voor kunnen komen”, zo verwacht Martien Visser, lector energietransitie aan de Hanzehogeschool Groningen.

Thuisbatterij of buurtbatterij?

Vraag en aanbod komen vaak niet gunstig bij elkaar: als de zon het meeste schijnt dan zijn veel mensen op hun werk en is het particuliere energieverbruik juist het laagste. Daarentegen is er in de avond, als veel huishoudelijke apparaten draaien en elektrische auto’s worden opgeladen, juist geen of weinig zonnestroom beschikbaar. Voor de particuliere energieopwekker heeft dat momenteel nog geen gevolgen; de salderingsregeling voorziet erin dat de eerder opgewekte stroom later weer kosteloos kan worden afgenomen van het net. Maar die situatie is op de lange termijn niet houdbaar en ook niet wenselijk: het is veel duurzamer om zoveel mogelijk stroom meteen te gebruiken als deze wordt opgewekt. Ook gaan de voordelen van de een ten koste van de ander, want bijvoorbeeld de kosten voor het transport van de zelf opgewekte energie komen door de salderingsregeling voornamelijk op het bordje van huishoudens zonder zonnepanelen.

Wanneer de salderingsregeling uiteindelijk verdwijnt, zouden zonnepaneelbezitters ervoor kunnen kiezen om een thuisbatterij aan te schaffen. Dat heeft voordelen, want de eerder opgewekte zonnestroom kan dan in de avond alsnog gebruikt worden, zodat er geen ­– vaak fossiel opgewekte – stroom van het net hoeft te worden afgenomen. Echter, batterijen zijn duur, de materialen zijn schaars en kostbaar en de winning ervan is vaak vervuilend. Voor veel huishoudens wegen de kosten van een thuisbatterij niet op tegen de baten, zo stelt Martien Visser.

Door deze buurtbatterijen massaal in te zetten zou er een groot netwerk van batterijen ontstaan. Dat netwerk zou bijvoorbeeld ook op winderige dagen met weinig zon kunnen worden ingezet om pieken in windstroom op te vangen. Maar het zou ook gebruikt kunnen worden om kortdurende onbalans op het stroomnet te verhelpen. Zulke additionele toepassingen naast de opslag van lokaal geproduceerde energie zijn met thuisbatterijen een stuk moeilijker te bewerkstelligen.

Thuisbatterijen kunnen daarnaast ook juist leiden tot een zwaardere belasting van het net. Op momenten dat stroom overvloedig en daardoor goedkoop is, zouden alle thuisbatterijen gelijktijdig proberen te laden met netstroom en zo de toch al hoge belasting van het net verder vergroten. Omdat thuisbatterijen zich achter de voordeur bevinden, kunnen deze niet makkelijk extern worden uitgeschakeld als het net ontlast dient te worden. Buurbatterijen daarentegen kunnen centraal worden aangestuurd, waardoor ze op momenten dat overbelasting dreigt in vermogen kunnen worden teruggeschakeld of zelf helemaal uitgeschakeld.

Uitdagingen

Toch gaat het grootschalig uitrollen van buurtbatterijen ook gepaard met nieuwe complexe vraagstukken. Bijvoorbeeld het eigenaarschap: moeten de batterijen worden aangeschaft en onderhouden door de netbeheerders, energiemaatschappijen, de buurtbewoners zelf of private investeerders? De netbeheerders, dat zou een logische keuze kunnen zijn: zij hebben belang bij een meer gebalanceerd stroomnet. Maar op dit moment is het hun wettelijk niet toegestaan om actief te zijn in het leveren van energie aan consumenten; ze mogen daar nu dus ook geen opslagsystemen voor aanschaffen.

Daarnaast is het produceren van batterijen met een grote capaciteit duurder dan het leggen van meer kabels. Ook daarom is deze route voor netbeheerders niet rendabel. Sjoerd Robertson, adviseur public affairs bij Alliander, prefereert andere opties om overbelasting van het net te voorkomen. In eerste instantie curtailment (het tijdelijk uitschakelen van duurzame bronnen om te hoge pieken te voorkomen), gevolgd door slimme technologie om huishoudelijke apparaten op de meest gewenste momenten te laten draaien. Energieopslag komt dan op de derde plaats, waarbij de thuisbatterij voor de particuliere energieopwekker in de visie van Robertson (met name belastingtechnisch) de beste optie is. “Echter, puur voor het balanceren van het landelijke hoogspanningsnet en de pieken en dalen van wind op zee zijn grotere batterijen, aangesloten op het midden- of hoogspanningsnet, waarschijnlijk efficiënter dan buurtbatterijen op het laagspanningsnet”, aldus Robertson.
 

Onderzoek toont aan dat, om een buurtbatterij rendabel te maken, deze niet alleen voor opslag dient te worden ingezet, maar ook op een slimme manier in energie moet kunnen handelen. Er zullen periodes zijn met grote vraag en weinig aanbod, periodes met veel aanbod en weinig vraag en alles daartussenin. Een vorm van opslag is onmisbaar om de inzet van gas- en kolencentrales maximaal te verminderen en om verlies van duurzaam opgewekte energie zo veel mogelijk te vermijden. Een buurtbatterij zou moeten worden gekoppeld aan een slim systeem dat de netbelasting, de elektriciteitsprijs en de verschillende situaties van huishoudens meeweegt in de beslissing wanneer stroom opgeslagen dient te worden en wanneer juist geleverd moet worden en aan wie. De batterijen zouden dan kunnen fungeren als een buffersysteem, dat vraag en aanbod dichter bij elkaar brengt.

Een andere vraag is hoe om moet worden gegaan met de stroom die particulieren leveren aan zo’n batterij: kunnen zij deze stroom op een later tijdstip weer kosteloos uit de batterij halen, of moeten zij deze inclusief energiebelasting terugkopen bij de eigenaar van de batterij? Een vorm van salderen op korte termijn (24 uur) via de buurtbatterij lijkt redelijk, maar wettelijk is dit nog niet mogelijk. En buurtbewoners zonder zonnepanelen, kunnen ook zij profiteren van de buurtbatterij en de goedkope stroom die daarin wordt opgeslagen? Een huishouden met een relatief duur energiecontract zou meer gebaat kunnen zijn bij het zelf gebruiken van de opgeslagen elektriciteit, terwijl een huishouden met een relatief goedkoop energiecontract wellicht liever de opgewekte of ingekochte stroom tegen een hogere prijs verkoopt, bijvoorbeeld aan een buurtgenoot.

Verder verschilt de energiebehoefte per huishouden: huishoudens met een warmtepomp en een elektrische auto kunnen enkele malen meer elektriciteit per dag verbruiken dan huishoudens zonder deze apparaten. Er moet dus zorg voor worden gedragen dat een buurtbatterij aan zoveel mogelijk buurtbewoners ten goede komt en niet alleen de bewoners met de grootste energiebehoeften.

Ook energiespecialist Haike van de Vegte ziet het als een tweeledige kwestie: “De potentie is enorm, de praktische problemen zijn niet onoverkomelijk, maar de praktijk is wel weerbarstig.” Ook hij vindt dat thuisbatterijen een minder complexe oplossing zouden bieden voor de kleinschaligere opslag, terwijl megabatterijen een economisch rendabelere manier zouden zijn om het net te stabiliseren en om in elektriciteit te handelen. Toch onderschrijft hij het nut en de noodzaak van buurtbatterijen. “Ik denk dat als netbeheerders en marktpartijen nauw samenwerken, er locaties zullen worden geïdentificeerd waar buurtbatterijen handig en mogelijk rendabel zijn, bijvoorbeeld samen met transformatorhuizen en compactstations in wijken”, aldus Van de Vegte.

Meerdere toepassingen voor één batterij

Buurtbatterijen hoeven niet per se één enkele eigenaar te hebben. Door het eigenaarschap en de beschikbare capaciteit te verdelen over de verschillende stakeholders (lees: netbeheerders, energiecoöperaties, private investeerders, commerciële en particuliere energieproducenten én buurtbewoners die zelf geen stroom opwekken) kan een netwerk van buurtbatterijen meerdere doelen tegelijk dienen. Capaciteit en energie zouden dan tegen vergoeding virtueel tussen de gebruikers kunnen worden uitgewisseld. Met de huidige technologie en rekenkracht van computers is het niet ondenkbaar dat een buurtbatterij gekoppeld kan worden aan een slim systeem dat rekening houdt de belangen van de verschillende partijen, zodat iedere gebruiker voordeel ervaart én overbelasting wordt voorkomen. “Interessant genoeg worden dergelijke smart grids momenteel ontwikkeld voor bedrijventerreinen waar vergelijkbare vraagstukken spelen”, vertelt Van de Vegte. Zelfs als het economisch gezien niet direct de meest rendabele optie is, dan nog zou het een groot goed zijn als met een enkele oplossing het net kan worden ontlast, vraag en aanbod dichter bij elkaar kunnen worden gebracht, particuliere energieleveranciers hun energie kunnen opslaan voor later gebruik, commerciële hernieuwbare energieproducenten een grotere afzetmarkt hebben op momenten van overschot én het verstoken van fossiele brandstoffen voor elektriciteitsproductie sneller kan worden uitgefaseerd.

De vele gezichten van energieopslag

Er zal breder gekeken moeten worden naar het type batterij: chemische batterijen zijn slechts één van de mogelijkheden om energie op te slaan. Er kan ook worden gedacht aan het opslaan van elektrische energie in de vorm van warmte, of zelfs met behulp van zwaartekracht. Verschillende vormen van energieopslag hebben verschillende voor- en nadelen. Zaken als rendement, aanschaf- en onderhoudskosten en de ecologische voetafdruk zullen allemaal in ogenschouw moeten worden genomen. Daarnaast zijn sommige vormen van energieopslag, zoals chemische batterijen, juist geschikt kortetermijnopslag, terwijl andere technologieën juist gebruikt zouden kunnen worden om de verschillende seizoenen te overbruggen. De oplossing ligt waarschijnlijk in diversificatie, want er is niet één perfecte oplossing. Maar een goed gebalanceerde mix van verschillende vormen van opslag kan leiden tot stabilisatie van vraag en aanbod door het jaar heen. En natuurlijk staat de technologische ontwikkeling van de batterij niet stil.

Bewustwording

Buurtbatterijen kunnen ook een sociaal karakter hebben en particulieren een kans geven om bewuster en duurzamer met hun energieconsumptie om te gaan en zo geld te besparen. Op het gebied van bewustwording is nog veel winst te behalen; het uitfaseren van de salderingsregeling zou daar een gezonde financiële prikkel voor bieden. Maar de bewustwording moet niet alleen plaatsvinden bij burgers met zonnepanelen. Ook huishoudens zonder zonnepanelen moeten worden gestimuleerd om bewuster met hun energieverbruik om te gaan. En zeker ook grote bedrijven zouden stil moeten staan bij de momenten waarop ze energieslurpende processen uitvoeren. Ook voor hen is er behoefte aan meer financiële prikkels om ze daartoe te bewegen, want de grootste verbruikers betalen het minst voor hun stroom.

De afgelopen decennia is er marktwerking ingevoerd in veel sectoren waar het maar zeer de vraag is of het de kwaliteit ten goede is gekomen, zoals bijvoorbeeld in de zorg. De elektriciteitsvoorziening is een sector waar marktwerking in de breedte wellicht juist wel goed zou kunnen werken. Fluctuerende stroomprijzen weerspiegelen het feit dat stroom op het ene moment schaars is en op het andere moment overvloedig beschikbaar. Huishoudens die hun stroomverbruik daarop aanpassen, mogen daar best financieel voordeel bij hebben. Dat zal velen motiveren om bewuster om te springen met stroom. Natuurlijk zijn daar genoeg niet-financiële redenen voor. Maar financiële prikkels kunnen ook huishoudens en bedrijven die niet zoveel op hebben met de energietransitie ertoe verleiden om hun steentje bij te dragen aan een duurzaam en stabiel energiesysteem.

Daarom moeten we de komst van energiecontracten met dynamische stroomprijzen toejuichen. Stroomopslag in een buurtbatterij vergroot de mogelijkheden van huishoudens om slim met elektriciteit om te gaan. Energiecontracten met vaste prijzen miskennen juist – net als de salderingsregeling –  het feit dat stroom op het ene moment veel meer waard is dan op het andere. We hoeven zulke contracten niet te verbieden, alleen al omdat niet alle huishoudens het ‘doe-vermogen’ bezitten om in te spelen op wisselende energieprijzen. Maar zeker mensen met zonnepanelen, warmtepompen en elektrische auto’s moeten worden aangemoedigd om bewuster met stroom om te gaan.

Wet- en regelgeving

Op dit moment is wet- en regelgeving onvoldoende ingericht op de transitie die nodig is, qua kosten is er geen gelijk speelveld tussen burgers en bedrijven, de netbeheerders is het niet toegestaan om hun rol te spelen en middels hoge energiebelasting wordt het zelf opwekken of het onderling uitwisselen van stroom ontmoedigd. Het Nationaal Klimaat Platform, benoemt in zijn eerste advies aan de minister de mogelijke voordelen van lokale energiegemeenschappen, maar ook dat dit omdenken vereist. We moeten dus de regels aanpassen aan de nieuwe realiteit van het afscheid van fossiele brandstoffen, de grillige natuur van hernieuwbare energie en sterk fluctuerende energieprijzen.

Als er niet snel genoeg stappen worden gezet, kan de betrouwbaarheid van de elektriciteitsvoorziening de komende jaren ernstig in het geding komen. We hebben niet de luxe van tijd om alles rustig te onderzoeken, te becijferen en om kleine pilotprojecten op te zetten. Het is vijf voor twaalf voor ons elektriciteitsnet en voor het klimaat dringt de tijd nog meer. Grootschalige energieopslag zal een fundamentele pijler vormen van het toekomstige energiesysteem, wellicht moeten we individuele stroomopslag middels collectieve opslagsystemen zoals een buurtbatterij zelfs gaan zien als een nutsvoorziening. Buurtbatterijen die gelijktijdig verschillende partijen dienen bieden een interessante optie om het elektriciteitssysteem efficiënter, groener én socialer te maken.