101 Flexibiliteit Elektriciteit

Deze post is de eerste post uit een serie over de waarde van flexibiliteit in de wereld van elektriciteit. In deze serie zullen we kijken naar indicatoren van deze waarde en hoe deze zich door de tijd ontwikkelen. Vervolgens zullen we kijken wat de flexibiliteitswaarde van een batterij, elektrische boiler of windpark in theorie en in de praktijk is. Maar voordat we hier naar toe kunnen gaan, beginnen we met dit inleidende verhaal: wat is flexibiliteit in de wereld van elektriciteit en waar zit de waarde?

Flexibiliteit is niet nieuw: nachtstroom

Opslaan van elektriciteit op grote schaal is nagenoeg onmogelijk, waardoor vraag en aanbod van elektriciteit voortdurend gelijk (in balans) aan elkaar moet zijn. Dit balanceren van elektriciteit is altijd al een uitdagende bezigheid geweest. We gebruiken nu eenmaal op ieder moment andere apparaten en 's nachts gebruiken we bijna niets, omdat de meesten van ons liggen te slapen.

Het uitzetten van een elektriciteitscentrale voor slechts een paar uren was technisch en/of economisch onmogelijk. Anders verwoord: het ontbrak de energiebedrijven aan flexibiliteit om het lage nachtverbruik op te vangen. Om dit op te lossen introduceerden ze in de jaren zestig het daltarief. De energiebedrijven gaven een “flex” korting om mensen te verleiden hun verbruik naar de goedkope nachturen te laten verschuiven.

Flexibiliteit is niets anders dan de mogelijkheid om energieverbruik of productie naar een ander moment te verschuiven.

De waarde van flexibiliteit

In de jaren 60 waren de energiebedrijven bereid om de elektriciteit ‘s nachts met een korting te verkopen. Als gebruiker kon je waarde genereren door je wasmachine pas in de nacht aan te zetten en als energiebedrijf genereerde je waarde doordat verkopen van elektriciteit tegen een korting goedkoper was dan het uitzetten van een energiecentrale.

De essentie van de waarde van flexibiliteit is in de afgelopen decennia niet veranderd. Het op andere momenten aan- en uitzetten van elektrische apparaten heeft een waarde. Hoeveel dat waard is, is anno 2022 een lastigere vraag om te beantwoorden. Dat hangt ervan af aan welke dienst je deze waarde verkoopt. Het is vaak nog steeds mogelijk om je wasmachine later aan te zetten en zo te “profiteren” van het nachttarief. Het verschil tussen dag- en nachtstroom is vaak zo klein dat het niet meer de moeite waard is. Sommige energiebedrijven verkopen elektriciteit met spotprijzen, waardoor je ieder uur een andere prijs hebt. Hieronder een voorbeeld waar je kunt zien dat het zeker loont wanneer je op de goedkoopste momenten de wasmachine aan had gezet. Zo zie je dat wassen om 12:00 “maar” 125 euro per MWh kostte, terwijl dit om 07:00 meer dan 225 euro had gekost.

Naast optimaliseren van je inkoopkosten op de EPEX spot markt zijn er diverse andere manieren om waarde te generen met flexibiliteit. Dit kan door het inzetten van flexibiliteit om het landelijk stroom netwerk te balanceren, door congestie op te lossen of ter optimalisatie van netwerkkosten. Deze manieren worden hieronder uitgewerkt.

Balanceren landelijk netwerk

Vraag en aanbod moeten voortdurend gelijk zijn. Op landelijk niveau regelt Tennet dit. Tennet koopt diverse soorten flexibiliteit in van de markt om de balans te borgen. Door je flexibiliteit te verkopen aan Tennet creëer je waarde. Tennet creëert hiervoor een aantal mogelijkheden: frequentie controle, regelvermogen, noodvermogen en vrijwillig balanceren.

Primair reserve vermogen

Ook wel bekend onder de naam  “Frequency Containment Reserve” (FCR) is de eerste lijn van verdediging voor de netbeheerder. Om hier aan mee te kunnen doen moet je een speciale (frequentie) meter installeren die het vermogen van je flexibiliteit volledig automatisch aanpast om zo het net te balanceren. Naast het installeren van een speciale meter moet je ook aan Tennet bewijzen dat je flexibileitsvermogen geschikt is om deze dienst te leveren en dien je speciale contracten met Tennet te sluiten. Dit vermogen wordt momenteel vaak door elektriciteitscentrales en (grote) batterijen geleverd en/of gaat via een tussenpartij: de aggregator. Hierover vertel ik later meer.

Regelvermogen

Ook bekend onder de naam Automatic Frequency Restoration Reserve (aFFR) is de tweede lijn van verdediging en dient om grote onbalansen in het net op te lossen. Zodra Tennet je flexibiliteit afroept, moet je binnen 30 seconden reageren en dient het vermogen binnen 15 minuten de instructies van Tennet live te volgen, wat vraagt om een internetverbinding. Hoewel dit vermogen iets langzamer mag reageren dan de FCR, zijn de contractuele eisen van Tennet niet mals. Het aanbieden van flexibiliteit aan Tennet gaat dan ook vaak via een aggregator.

Strikt genomen zijn er twee manieren om dit vermogen aan Tennet te leveren. Namelijk gecontracteerd en vrijwillig. In allebei gevallen dient er een overeenkomst met Tennet te zijn, alleen dien je bij de gecontracteerde vorm je vermogen voor een bepaalde periode aan te bieden, terwijl je bij de vrijwillige vorm het vermogen kunt aanbieden wanneer je dit wilt. Bij contractering krijg je naast de prijs voor afgenomen vermogen een vergoeding voor deze beschikbaarheid.

Noodvermogen

Ook bekend als “Frequency Restoration Reserve with manual activation” mFRR” is het vermogen dat wordt afgeroepen als de FCR en het regelvermogen onvoldoende zijn.

Je heb hier 15 minuten de tijd om te reageren, maar je dient wel urenlang in staat te zijn dit vermogen te leveren. Hier zien je vooral veel warmte-krachtkoppelinginstallaties van tuinders en reserve generatoren van datacenters en ziekenhuizen, die hiervoor geschikt zijn.

Vrijwillig balanceren

De laatste mogelijkheid om geld te verdienen aan je flexibiliteit, is door zonder contractuele afspraken Tennet te helpen met het balanceren van het net. Dit kun je doen wanneer je een contract met je leverancier hebt, waarbij je op onbalans wordt afgerekend. Je volgt dan de balans in het land en als de onbalansprijs je aanstaat zet je je flexibiliteit in om te balanceren. De waarde komt dan terug op je energierekening.

Congestie oplossen

Naast de uitdagingen van het balanceren van het elektriciteitsnetwerk zijn er ook uitdagingen om elektriciteit op de juiste plek en op het juiste moment te krijgen. Dit kun je vergelijken met het fileprobleem waarbij de elektriciteitskabels onvoldoende capaciteit hebben om de elektriciteit van a naar b te krijgen. Net als bij het fileprobleem is congestie vaak een tijdelijk probleem. Het elektriciteitsnetwerk is gebouwd om de maximale piek te kunnen opvangen, waardoor grote delen van de tijd er geen congestie is. Het zijn de duurzame productiemiddelen zoals zon en wind die congestie veroorzaken. Het oplossen van deze congestie is vaak een enorm duur probleem. Om de pieken in het net op te vangen moet je de hele kabel verzwaren. Als alternatief hiervoor zou in theorie flexibiliteit ingezet kunnen worden, in de praktijk zien we vaak dat dit uitdagend is. Er zijn dan ook nog niet heel veel flexibiliteitbronnen die hun waarde verzilveren door het oplossen van congestie.

Optimaliseren netwerkkosten

Nauw verbonden met het vorige onderwerp congestie, is de inzet van flexibiliteit om je eigen elektriciteitstransportkosten te verlagen. De kosten die de netbeheerder aan je doorlegt bevatten een component (het capaciteitstarief) die het piekvermogen vertegenwoordigt en deze component kun je verlagen wanneer je je flexibiliteit inzet om de pieken te verlagen. Dit doe je door het verbruik van je eigen stroom te monitoren en wanneer het even te hoog wordt bijvoorbeeld even te stoppen met het opladen van je auto's. In sommige gevallen is dit de beste business case voor je flexibiliteit.

De aggregator

Zoals je ziet zijn er vele manieren om waarde te creëren met flexibiliteit waarbij afstemming met netbeheerders een must is. Het is voor de meeste eigenaren van flexibiliteit moeilijk of onmogelijk om te voldoen aan alle verplichtingen van deze partijen. Daarom maken de meeste eigenaren van flexibiliteit gebruik van een aggregator. Dit is een partij die diverse flexibiliteitsbronnen combineert tot een virtuele power plant (vpp) en deze in zijn geheel aanbiedt aan een netbeheerder of aan een energiebedrijf.

Nabeschouwing

Hoewel het onderwerp in de basis heel simpel is: het net moet in balans zijn, we willen zo min mogelijk files, en met flexibiliteit kun je helpen met balanceren en stabiliseren, zien we dat we de uitvoering uitermate complex hebben weten te maken en blijft uitleggen hiervan wellicht de grootste uitdaging van deze energietransitie.