Elektriciteitsnet in onbalans: nood aan (meer) flexibiliteit

Energievoorziening is al jarenlang de hoeksteen van onze samenleving. Tot op heden wist de energiesector zich aan te passen aan de stijgende dorst naar energie. Hierbij steunt de sector op een opslag van primaire grondstoffen zoals olie en gas. “Die grondstoffen kunnen op het juiste moment flexibel omgezet worden naar energie in diverse vormen: warmte, stoom of elektriciteit”, weet Frederik Loeckx, General Director bij Flux50.

De verbranding van deze primaire stoffen gaat echter gepaard met een grote CO2-uitstoot. Daarom steunt de industrie steeds meer op elektrificatie voor een groenere en duurzame samenleving. “Alleen zijn deze hernieuwbare bronnen, zoals zonne- en windenergie, minder of beperkt stuurbaar”, stelt Patrick Devos, Business Development Manager bij Flux50. De capaciteit van deze hernieuwbare energiebronnen leidt bijgevolg tot piek-productiecijfers en een onbalans in het elektriciteitsnet.

Er is meer flexibiliteit nodig om de balans te behouden en negatieve prijzen te vermijden. Hoe ziet het elektriciteitsnet in balans eruit?

Evenwicht kwijt

Hernieuwbare bronnen zijn niet of slechts beperkt stuurbaar. De evenwichten in het elektriciteitsnet, waarbij vraag en productie in balans moeten zijn, worden dus steeds moeilijker te realiseren. Dit heeft de afgelopen jaren geleid tot een gestage toename van het aantal uren met negatieve elektriciteitsprijzen. De capaciteit van hernieuwbare energiebronnen, zoals de massale productie door zonne- en windenergie, leidt vandaag tot piekproductiecijfers. Hierdoor staan de opbrengsten, gegenereerd uit deze installaties en verkocht op de day-aheadmarkt, onder druk. Sommige installaties zijn moeilijk afschakelbaar (zonnepanelen), bij andere is dat een traag en duur proces (kernenergie). “Dit zorgt voor een structurele overproductie, wat leidt tot negatieve prijzen”, aldus Loeckx. Het overaanbod toont de toenemende noodzaak aan voor flexibiliteit op het elektriciteitsnet, zowel langs de vraag- en aanbodzijde.

Elektriciteit verhandeld

Elektriciteit wordt één dag voorafgaand aan het verbruik ervan verhandeld op de zogenaamde day-aheadmarkten. Deze markten werken op basis van productie- en vraagprognoses voor de komende dag. Omdat deze zelden volledig correct zijn, is bijsturing gedurende de dag (intraday-markt) noodzakelijk. Die verdere bijsturing gebeurt op de balanceringsmarkten. “De balanceringsmarkten zijn noodzakelijk om de frequentie van het elektriciteitsnet rond 50 Hertz te houden. Een frequentie-afwijking van meer dan 0,05 Hertz wordt in Europa als een gevaar voor de operationele veiligheid van het Europese elektriciteitssysteem aanzien”, licht Devos toe.

Er is nood aan meer flexibiliteit om het elektriciteitsnet in balans te houden.
Patrick Devos, Business Development Manager bij Flux50

Loeckx duidt deze uitdaging met een voorbeeld. “De algemene verwachting op 9 juni 2024 was dat het een bewolkte dag zou zijn, maar in realiteit scheen de zon heel de dag. Het resultaat was een overproductie van 7 GW. Elia, transmissienetbeheerder van het Belgische hoogspanningsnet, bleek niet in staat om voldoende flexibiliteit in te kopen om deze onbalans te vermijden. Op het piekmoment was er een resterende overproductie van 750MW wat resulteerde in een stijging van de frequentie voor enkele seconden tot buiten de band van 50,05 Hz”. De day-ahead en intraday-markten, alsook de balanceringsmarkten, spelen dus een belangrijke rol bij hoge hernieuwbare productie om voorspellingsfouten op te vangen.

Impliciet en expliciet

Door elektrificatie van de energievraag en toename van het aanbod van niet-stuurbare energiebronnen (zonne- en windenergie), neemt de behoefte aan flexibiliteit in ons elektriciteitssysteem toe. We onderscheiden drie marken waar flexibiliteit een expliciete waarde heeft:

• Groothandelsmarkten (day-ahead en intraday): Deze markten zijn waardevol voor flexibiliteit door verbruik te verplaatsen naar momenten met lage prijzen en maximaal te produceren bij hoge prijzen. 
• Balanceringsmarkten: Diensten aangekocht door netbeheerder Elia om de netfrequentie op 50 Hz te houden. 
• Congestiemarkten: De stijgende vraag naar elektriciteit kan ervoor zorgen dat lokaal de netcapaciteit onvoldoende wordt. Deze zogenoemde netcongestie kan opgelost worden door het aanbieden van flexibele contracten met lokale netgebruikers en lokale flexibiliteit op vraag van de distributienetbeheerder Fluvius. Denk hierbij aan zonne-omvormers die automatisch worden afgeschakeld als de spanning te hoog wordt.

Verder heeft flexibiliteit ook een impliciete waarde. “De impliciete waarde van flexibiliteit hangt af van regelgeving, tariefstelsels en energiecontractvormen”, aldus Loeckx. Er zijn drie mogelijkheden voor het realiseren van de impliciete waarde van flexibiliteit:

1. Verhogen van zelfconsumptie: een prosument heeft gemiddeld een zelfconsumptie van 30 procent. Met elektrische opslag (bijvoorbeeld een thuisbatterij) kan dat 70 procent worden.
2. Aansluitcapaciteit beperken voor een lager capaciteitstarief van het netwerk door een slim piekbeheer.
3. Dynamische tarieven: een leveringstarief variabel op uurbasis zodat de gebruiker zijn elektriciteitsvraag kan sturen op het marktaanbod dat de marktprijs bepaalt.

“Men noemt die impliciet omdat er niet rechtstreeks wordt deelgenomen aan de eigenlijke balanceringsmarkt. Flexibiliteit die daar wordt geleverd noemt de expliciete flex”, licht loeckx toe.

De overproductie van hernieuwbare energiebronnen leidt tot negatieve prijzen.
Frederik Loeckx, General Director bij Flux50

Passende producten

Een elektriciteitsnet in balans is een cruciale stap binnen de energietransitie, en daar is flexibiliteit voor nodig. “Flux50 faciliteert verschillende projecten die ondersteund en gesubsidieerd worden door VLAIO”, vertelt Devos. “Een van de belangrijkste doelstellingen voor het welslagen van de energietransitie is de juiste producten en installatie ervan op de markt brengen, voor een perfect werkend energiebeheersysteem.” 

Om deze doelstellingen te behalen, is opleiding van alle stakeholders uit de elektro-sector van groot belang. “Het gaat over Vlaamse fabrikanten, studiebureaus en architecten, elektro- en verwarmingsinstallateurs, energieadviseurs en allerhande dienstverleners”, aldus Devos. In een eerst project werden de elektro-installateurs opgeleid in het kennen en correct installeren van het slimme woning concept: een werkend geheel van PV installatie, warmtepomp, laadpaal, thuisbatterij met een toekomstgericht energiebeheerssysteem (EMS)

In een tweede project zullen dezelfde doelgroepen opgeleid worden in het produceren en monteren van geïntegreerde systemen die de energiegebruiker ontzorgen in het optimaliseren van het energiegebruik en de energiekost.

In een derde opleidingsproject worden aan de doelgroepen voor het laden van elektrische voertuigen (EV) kennis bijgebracht  over het ‘slim’ laden of laden bij lage prijzen, bij veel hernieuwbare productie en/of door het aanbieden van flexibiliteit. 

"We zetten hiervoor diverse opleidingsmethoden in, zoals e-learning, podcasts, maar ook via de website "maakjemeterslim.be". Hier worden bezoekers naar de juiste keuze van producten geleid", legt Loeckx uit.

Negatieve elektriciteitsprijzen ontstaan door een onevenwicht in het elektriciteitsnet. Dit zijn periodes waar je vergoed wordt voor het afnemen van elektriciteit of voor het afschakelen van je productie ervan. Deze trend kan enkel gestopt worden door meer flexibiliteit in het systeem te brengen en de markten hiervan gebruik te laten maken.