Smart Living (#13) – Smart Grid
In deze blog kijk ik eens een keer iets verder dan de slimme technologie binnen ons eigen huishouden. Deze week heb ik een webinar gevolgd over Smart Grids en dat heeft me geïnspireerd om het onderwerp van deze blog daar aan te wijden. Ik zal eerst even kort uitleggen wat een Smart Grid is en maak uiteraard ook de link naar ons eigen huishouden. Binnen ons eigen huishouden zijn we namelijk al best een aardig eindje op weg om, weliswaar op microniveau, ons eigen Smart Grid te realiseren.
Maar wat is nou een Smart Grid? Een Smart Grid is een slim energiesysteem waarbij zonnepanelen, elektrische auto’s, warmtepompen, huishoudelijke apparaten, opslagsystemen en onderstations, dat zijn elektrische installaties in het hoogspanningsnet, op intelligente wijze met elkaar zijn verbonden. Het hele idee hierachter is dat een Smart Grid het mogelijk maakt om vraag naar en aanbod van (duurzame) energie op elkaar af te stemmen.
Een van de grootste uitdagingen waar we ons in de energietransitie voor gesteld zien is het afbouwen van het gebruik van fossiele brandstoffen door deze meer en meer te vervangen door hernieuwbare energiebronnen. Toen men in de jaren tachtig van de negentiende eeuw elektriciteit eerst industrieel en later ook huishoudelijk ging gebruiken stelde het electriciteitsverbruik aanvankelijk niet zo veel voor. De ontwikkelingen stonden echter niet stil. Inmiddels is het electriciteitsverbruik een veelvoud van het verbruik destijds, kort na de lancering en massaproductie van de gloeilamp. Sterker nog, we zijn zodanig afhankelijk geworden van deze energiebron dat een leven zonder helemaal niet voor te stellen is. En door de energietransitie gaan we nog vijf tot zeven keer meer elektriciteit gebruiken dan dat we nu al doen. En daar ligt een groot pijnpunt, want ons huidige elektriciteitsnet is daar helemaal niet op berekend. Heel kort door de bocht, veel van de huidige kabels die onze elektriciteit transporteren zijn te dun om straks te voorzien in de enorme toename van de vraag. Bijkomend probleem is dat hernieuwbare energiebronnen zoals zon en wind bepaald niet een constante productie opleveren. Immers, soms waait het en soms niet en de zon schijnt per definitie alleen overdag en niet ’s nachts. Hierdoor is het met hernieuwbare energiebronnen een veel grotere uitdaging om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen. Op dit moment gebeurt het balanceren van vraag en aanbod door gascentrales. Dat balanceren is nodig omdat het aanbod van stroom altijd precies gelijk moet zijn aan de vraag. Gascentrales kunnen gemakkelijk aan en uit gezet worden om bij een piek in de vraag snel de benodigde elektriciteit op te wekken. Maar met de afbouw van het gebruik van fossiele brandstoffen zullen gascentrales op den duur moeten worden gesloten en wat dan? En daar komt het Smart Grid om de hoek kijken. Hoe dat werkt ga ik proberen uit te leggen aan de hand van de situatie bij ons thuis.
In februari 2018 kregen we zonnepanelen op het dak van de garage. Datzelfde jaar, in oktober ruilden we onze benzineauto in voor een volledig elektrisch model. De hoeveelheid zonnepanelen bleek na een jaar echter niet voldoende om zowel het huishoudelijk elektriciteitsverbruik als het opladen van de auto te dekken, dus wat volgde was een uitbreiding van het aantal zonnepanelen in oktober 2019. Een gedachte die daarbij ook nog speelde was dat als we in de toekomst onze vertrouwde cv-ketel zouden inruilen voor een warmtepomp, dat onze vraag naar elektriciteit nog verder toe zou nemen. Bij de combinatie zonnepanelen, elektrische auto, huishoudelijk verbruik en een toekomstige warmtepomp zou mijn standaard elektriciteitsaansluiting (3-fase: 3x25A) het wel eens heel moeilijk kunnen krijgen. Verzwaring van de aansluiting, dan wordt er letterlijk een dikkere kabel gelegd, zou resulteren in een toename van de jaarlijkse netbeheerkosten van ongeveer 250 euro naar een kleine 1000 euro. Dat vond ik wel heel erg gortig. Maar ja, er moest wel wat gebeuren, want je wilt het ook niet hebben dat als je je auto aan het opladen bent en tegelijkertijd verschillende huishoudelijke apparaten in gebruik hebt, dat dan de spreekwoordelijke stoppen doorslaan. Na enig speurwerk op internet vond ik de oplossing bij Maxem. Hoe de Maxem werkt heb ik in een eerdere blog beschreven, dus dat zal ik hier niet herhalen. Maar goed beschouwd heb ik met de Maxem eigenlijk mijn eigen Smart Grid op microniveau gecreëerd. Immers, door middel van de toepassing van een stukje software worden de vraag en het aanbod van elektriciteit binnen ons huishouden op elkaar afgestemd. Om mijn eigen Smart Grid compleet te maken wil ik in de toekomst naast een warmtepomp ook nog een vorm van elektriciteitsopslag in de vorm van een thuisaccu. Door het toevoegen van een thuisaccu kan ik straks de aanbod en vraag van mijn eigen opgewekte elektriciteit nog beter op elkaar afstemmen. Want over het algemeen schijnt de zon meestal niet ’s ochtends vroeg en in de avonduren, de momenten waarop je over het algemeen de meeste stroom verbruikt. Echter, zolang de salderingsregeling voor zonnestroom nog bestaat loont de investering in een thuisaccu nog niet. Bovendien zijn thuisaccu’s op dit moment nog altijd vrij prijzig. Ik verwacht echter wel dat de prijzen van thuisaccu’s, geheel in lijn met de prijsontwikkeling van accu’s voor elektrische auto’s, de komende jaren flink zullen dalen. Overigens zijn er ook al elektrische auto’s die over de zogenaamde ‘Vehicle-to-grid’ (V2G) – technologie beschikken. Deze technologie maakt het mogelijk dat elektrische auto’s niet alleen in staat zijn om energie van het elektriciteitsnet af te nemen, maar ook om energie aan het elektriciteitsnet terug te leveren. Bovendien is het met deze technologie mogelijk om het tijdstip van opladen te sturen.
V2G-technologie maakt het mogelijk dat de accu van een elektrische auto (tijdelijk) als buffercapaciteit in het netwerk kan functioneren en zo (lokale) piekbelastingen in het netwerk kan opvangen. Deze buffercapaciteit kan enerzijds aangewend worden om stroom naar andere voertuigen te sturen (bijvoorbeeld in een lokaal netwerk) die eerder opgeladen moeten zijn; anderzijds kan deze buffercapaciteit benut worden om een overschot aan energie op te slaan als er meer energie wordt opgewekt dan wordt gevraagd en deze op een later moment wordt terug geleverd. De V2G-technologie functioneert zowel op zichzelf maar kan ook geïntegreerd worden in een Smart Grid.
De netbeheerders spelen in de energietransitie een cruciale rol, want met de toename van enerzijds het aanbod van duurzame energie (wind-en zonneparken) en anderzijds de vraag naar duurzame energie (elektrische auto’s, warmtepompen, etc) komt één van hun belangrijkste taken, de balanshandhaving tussen vraag en aanbod van elektriciteit, onder grote druk te staan. Als we de doelstellingen uit het klimaatakkoord willen halen, dan gaan we dat natuurlijk nooit redden als we gaan zitten wachten tot de netbeheerders het totale netwerk hebben geüpgrade. Daarom zie je in den lande dat er steeds meer Smart Grids worden opgezet. Een mooi voorbeeld daarvan is het Schoonschip-project in Amsterdam Noord. Een volledig zelfvoorzienende woonwijk van 47 drijvende woningen. Deze woonwijk is niet aangesloten op het landelijke elektriciteitsnet maar op een eigen lokaal net. Elke woning heeft z’n eigen zonnepanelen, een thuisaccu, zonnecollectoren met een buffervat, een slimme warmtepomp en andere huishoudelijke apparaten die uitgerust zijn met smart-grid technologie. Denk bij dit laatste bijvoorbeeld aan een wasmachine waarbij de start van het wasprogramma wordt bepaald door de beschikbaarheid van groene stroom. De 47 woningen in Schoonschip vormen samen een Smart Grid en via slimme software worden vraag en aanbod van elektriciteit tussen de 47 huishoudens gebalanceerd. Daar merken de bewoners van Schoonschip helemaal niets van, maar het is wel inzichtelijk op hun maandelijkse energienota. Immers, via het Smart Grid kopen en verkopen de aangesloten huishoudens (ongemerkt) hun groene stroom onderling.
Als je het mij vraagt hebben Smart Grids de toekomst. Ik ben in ieder geval erg enthousiast over deze mooie technologische ontwikkeling en bouw lekker verder aan mijn eigen Smart Grid op microniveau.
