De energietransitie versnellen vanuit je eigen straat

Prijswinnend onderzoek naar cVVPs

Lees meer

De energietransitie versnellen vanuit je eigen straat

Hoe maak je van individuele prosumenten, dat zijn gebruikers die zelf ook energie produceren, collectieve slimme prosumenten? Anna Wieczorek, universitair hoofddocent bij de faculteit Industrial Engineering & Innovation Sciences, en haar team ontwikkelden een succesvol en prijswinnend model voor community-based Virtual Power Plants (cVPPs), waarmee die actieve energieproducenten en -managers worden verenigd in gemeenschappen.

door
illustratie Melitas / Shutterstock

"Ons onderzoek gaat over energie, elektriciteit om precies te zijn, en over mensen die daarbij een actieve rol spelen", legt Anna Wieczorek uit. “De meesten van ons zijn passieve energieverbruikers: we steken de stekker in het stopcontact en betalen aan het eind van de maand de rekening. Maar dat moet veranderen voor een duurzamere toekomst.”

“Momenteel komt de meeste energie uit fossiele bronnen en gecentraliseerde energiecentrales en netwerken: een aantal bedrijven beslist voor jou en mij hoe energie wordt geproduceerd en gedistribueerd. Steeds meer mensen worden echter prosumenten. Ze plaatsen zonnepanelen op hun daken of, als ze meer ruimte hebben, een windmolen op hun terrein. Individueel hebben ze echter geen kritische massa en kunnen ze niet meedoen op de energiemarkt. Wanneer deze prosumenten samenkomen in een straat of dorp, kunnen ze samenwerken, energie delen en een energiegemeenschap creëren. Als ze bovendien een slim energiebeheersysteem inzetten, kunnen ze echte spelers worden op de markt en een meer gedecentraliseerd en dus democratischer energiesysteem creëren.”

cVPP animation | The virtual power plant, by and for the community.

Ouderwetse energie

Het was en is vaak nog steeds een grote energiecentrale van een van de bekende energiebedrijven die levert aan een transmissiewerk. Netbeheerders verlagen de spanning van de energie en sturen die naar een lokaal distributienetwerk en vervolgens wordt energie naar individuele huizen getransporteerd.

Op dit moment zijn er veranderingen gaande: consumenten worden prosumenten en de energiecentrales beginnen steeds meer hernieuwbare energiebronnen als zon en wind te gebruiken. “Maar die hernieuwbare energiebronnen brengen ook uitdagingen met zich mee", weet Wieczorek. "We hebben geen controle over wanneer de zon schijnt of wanneer het waait. Toevoeging van hernieuwbare energie aan het net veroorzaakt ook stromen in twee richtingen, terwijl energie een concept is waar vraag en aanbod in realtime in evenwicht moeten zijn, anders krijgen netbeheerders grote problemen om het systeem verstoppingsvrij te houden.”

Energie is een complex product. “Wat je produceert, moet je ook gebruiken. Er is maar een zeer beperkte capaciteit beschikbaar om energie op te slaan en het is erg duur om er opslag voor te creëren, hoewel er veel onderzoek wordt gedaan om de opslagcapaciteit te verbeteren. Maar je kunt er wel slim mee omgaan. Als je een elektrische auto, een warmtepomp of een elektrische boiler hebt, heb je ook een soort batterij, en dat kan echt interessant zijn. Met een accu kies je zelf wanneer je hem laadt en bespaar je geld want er gelden dag- en nachttarieven in Nederland. De prosumenten die beginnen te spelen met vraag en aanbod en weten wanneer ze hun energie moeten verkopen of hun batterijen op een slimme manier moeten laden, noemen we slimme prosumenten. Om hen te helpen slim met energie om te gaan, hebben we een ICT-platform gecreëerd.”

Virtueel platform met AI

Community-based Virtual Power Plants (cVVP's) worden nu ingezet op drie locaties: België, Ierland en Nederland. Het experiment in Nederland vindt plaats in Loenen (regio De Veluwe, red.). Wieczorek: “Voordat we de technologie in zijn gaan zetten, hebben we een proces over het sociale aspect doorlopen met alle mensen en organisaties die bij de experimenten betrokken waren. We hebben ze vooral geholpen om duidelijk te maken wat ze met hun energie willen doen, en hoe ze zich als gemeenschap willen organiseren. Het organiseren van de communities kost veel tijd en wordt vaak gedaan door vrijwilligers. Maar hoogstwaarschijnlijk hebben gemeenschappen vanaf volgend jaar een wettelijke status nodig. Dan komt er dus papierwerk bij kijken en zijn er vaardigheden nodig om de administratie te organiseren: wie gaat dat doen? Zal dat nog steeds vrijwilligerswerk zijn? Zo niet: waar halen we geld vandaan om mensen te betalen? Je moet duidelijke afspraken hebben gemaakt voordat je met het platform begint."

Het wordt tijd dat we iets doen aan de niet-duurzame manier waarop we energie produceren en verbruiken, en ik laat het niet graag bij woorden, maar doe dit soort praktische projecten.

Anna Wieczorek
Universitair hoofddocent bij de faculteit Industrial Engineering & Innovation Sciences

Om de gemeenschappen te ondersteunen bij dat voorbereidingsproces hebben Wieczorek en haar team startersrichtlijnen opgesteld. "Het is een stapsgewijs model dat online beschikbaar is voor alle geïnteresseerden. Het digitale platform dat door de gemeenschap wordt gebruikt, kan alleen worden geconfigureerd als mensen in de gemeenschap het eens zijn over wat ze willen en hoe ze dat willen. Het algoritme voor het digitale platform kan dan worden gevoed met bijvoorbeeld: ‘elektrische voertuigen laden die zijn aangesloten op cVPP wanneer de prijs‘ x ’per kilowattuur (kWh)’ is. Of ‘als er ‘z’ overproductie is, verkoop de overtollige energie dan aan markt ‘y’ als de prijs zo en zo is’. Het platform is intelligent en reageert op het weer, de marktomstandigheden, prijsprikkels en individuele voorkeuren, en het organiseert de vervolgacties afhankelijk daarvan."

Volledig flexibiliteit

De volgende uitdaging is om totale flexibiliteit in energieprijzen te krijgen, niet alleen dag- en nachttarieven, vertelt Wieczorek. “En we hebben flexibiliteit nodig in de tarieven voor netwerkkosten, die nog steeds statisch zijn. Als we dat niet veranderen, zijn er geen prikkels voor consumenten om slimme prosumenten te worden. Als ik nu energie opwek op mijn dak, kan ik die niet rechtstreeks aan mijn buurman verkopen. Ik moet het eerst verkopen aan een energiebedrijf, bijvoorbeeld Nuon, en dan verkopen zij het weer aan mijn buurman. In dat proces heb ik niets in te brengen over prijzen, hoeveelheden en timing. We moeten daar verandering in brengen als we de energietransitie serieus nemen en naar een meer gedecentraliseerd, democratisch en hernieuwbaar energiesysteem toe willen."

Duurzamere toekomst

Wieczorek is al meer dan twintig jaar actief binnen dit onderzoeksgebied. "Samen met collega's heb ik het vak van duurzaamheidstransities ontwikkeld”, zegt ze. “Ik voel me sterk gedreven door maatschappelijke problemen en de dringende noodzaak ze op te lossen, dus niet alleen om er onderzoek naar te doen en erover te schrijven. Het wordt tijd dat we iets doen aan de niet-duurzame manier waarop we energie produceren en verbruiken, en ik laat het niet graag bij woorden, maar doe dit soort praktische projecten. We doen het op een slimme manier en doen nog steeds onderzoek, maar wel maatschappelijk zeer relevant onderzoek. We zijn ons er ook van bewust dat cVPP slechts één manier is om het energiesysteem te reorganiseren, maar wel een die werkt, zowel technologisch als sociaal. Een ingrijpende transitie van het gehele energiesysteem is echter een langdurig en complex proces. Ik verwacht dat over ongeveer vijf jaar de discussie over de reorganisatie van het energiesysteem geavanceerder is en dat meer experimentele pilots, zoals cVPP of andere vormen van aggregatie, op veel grotere schaal worden opgezet. De wet verandert momenteel in het voordeel van kleine energiegemeenschappen, dus ik hoop op serieuze onderhandelingen met andere spelers en de eerste tekenen van getransformeerde markten."

Prijswinnend onderzoek

Wieczorek is trots op de prijzen die zij en haar team in 2020 hebben gewonnen. Aan de valorisatieprijs die door de eigen faculteit werd uitgereikt, was een subsidie ​​verbonden die weer in het onderzoek en de uitvoering ervan kon worden gestoken. En de prijs van de Europese Unie die in juni werd toegekend, was een enorm compliment, want het betrof een publieksprijs: de EU koos drie projecten en de burgers stemden. "Dat betekent dat het idee wordt gedragen door de gemeenschap, iets wat we nodig hebben om de energietransitie te versnellen voor een duurzamere toekomst."

Het onderzoeksteam van Anna Wieczorek bestaat uit Luc van Summeren en Laura van den Berghe (promovendi), Geert Verbong (emertitus hoogleraar), George Papachristos (universitair docent), Aleid Groenewoudt (projectmanager), Josja Veul en Sjoerd Pernot (masterstudenten en onderzoeksassistenten)

Deel dit artikel