Systeemintegratie Bij energietransitie kun je gas-, warmte- en elektriciteitsnetwerken niet los van elkaar zien

Windmolens, zonnepanelen, laadpalen, batterijen, warmtepompen, waterstoftankstations. Duurzame energietechnologie is niet meer weg te denken uit ons leven. Het fossiele energiesysteem maakt langzaam plaats voor hernieuwbare alternatieven. Maar hoe meer van die alternatieven verschijnen, hoe belangrijker de vraag: hoe zorgen we dat nieuwe energietechnologie goed geïntegreerd wordt in het energiesysteem?

Er is steeds meer aandacht voor systeemintegratie in de energietransitie. Ballard Asare-Bediako, senior onderzoeker bij Lectoraat Balanced Energy Systems, vertelt in dit interview waarom dit belangrijk is voor een betaalbare en betrouwbare energievoorziening. En wat doet SEECE eigenlijk rondom systeemintegratie? “Het belangrijkste is: we moeten zorgen dat verschillende energiedragers met elkaar samenwerken.”

“Kijk naar zonnepanelen en windmolens. Het meest natuurlijke is om elektriciteit te produceren en distribueren. Maar we zien in toenemende mate dat het elektriciteitsnetwerk vol zit. Dan is het misschien slim om een andere energievorm te gebruiken, zoals warmte of waterstof.” Het combineren van verschillende systemen draagt hiermee bij aan een betrouwbare energievoorziening.

Dat zien we bijvoorbeeld terug op het Industriepark Kleefse Waard (IPKW) in Arnhem, waar partijen in het SEECE-netwerk onderzoek doen naar de lokale energievoorziening. Er wordt gekeken of elektriciteit op piekmomenten omgezet kan worden in waterstof, die vervolgens gebruikt kan worden door het lokale waterstof-tankstation. Of wellicht voor het verwarmen van gebouwen. “Als je niet in een systeem denkt, dan eindig je met een energiedrager die overbelast wordt.”

Het ontlasten van energie-infrastructuur – door bijvoorbeeld waterstof te maken in plaats van elektriciteit het net op te sturen - kan ook op de lange termijn voordelig zijn. “De levensduur van infrastructuur gaat achteruit als je die onder druk zet”, zegt Asare-Bediako. Dus in eerste instantie kan het een dure optie lijken om elektriciteit om te zetten in gas of warmte. Maar misschien gaan elektriciteitsnetten daardoor langer mee en worden juist kosten bespaard.

Daarnaast kan het slim zijn om duurzame opwekking te temperen. Wanneer zonneparken op – laten we zeggen - 85 procent van hun maximale capaciteit draaien, dan kan het netwerk als geheel daar profijt van hebben. “Als iedereen die een zonnepark heeft elektriciteit blijft pushen bij overproductie, dan heeft iedereen een probleem. Maar als iedereen iets minder terug levert, dan red je het netwerk én de klant. Dynamische controle helpt enorm.”

In het SEECE-netwerk lopen tal van onderzoeken rondom systeemintegratie. Een recent voorbeeld is SLIM Multi User Energy, een project in samenwerking met projectontwikkelaar Schipper Bosch. In het Gelderse Wolfheze worden acht woningen gekoppeld aan verschillende opslagsystemen. “Huishoudens met zonnepanelen gebruiken niet alle energie die ze opwekken. We onderzoeken wanneer we energie het beste kunnen opslaan als elektriciteit, warmte of waterstof.”

De waarde van energiedragers verandert met de tijd. De periode waarin energie wordt opgewekt en opgeslagen speelt bijvoorbeeld een belangrijke rol. Zo is in de zomer weinig behoefte aan warmte. Dus energie opslaan in warmte heeft dan weinig zin. En is er een autoaccu beschikbaar voor de opslag van energie? Dan is het zonde om die energie op te slaan in waterstof, met alle energieverliezen van dien.

Er zijn nog veel meer SEECE-projecten waarin systeemintegratie en systeemdenken een belangrijke rol speelt. HAN W@TTS op de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) heeft trainingssystemen waarmee studenten en professionals leren hoe het energienetwerk functioneert. Deze worden bijvoorbeeld gebruikt door medewerkers van Enexis, in een aangepaste versie van de cursus WATTS. En er is een laadsysteem voor voertuigen beschikbaar op de HAN, wat gebruikt wordt voor onderzoek naar slim laden.

Kennis uit projecten en onderzoeken wordt niet alleen gedeeld via onderwijs, maar ook via Learning Communities Systeemintegratie. Onder meer tijdens bijeenkomsten. “In die gemeenschappen bespreken we onze projecten en die van onze partners. Er zijn veel smart energy hubs in de regio. En elke hub is op een andere manier vormgegeven. Wat kunnen we leren van die verschillende hubs? Wat zijn de best practices?”

Één les is dat de energietransitie veel meer is dan een technisch vraagstuk. En dat het niet alleen technische systemen zijn die met elkaar verbonden moeten worden. Disciplines combineren en zorgen dat iedereen meedoet aan dit maatschappelijke vraagstuk is ontzettend belangrijk, zo vertelde voormalig lector Aart-Jan de Graaf tijdens het symposium "Het energiesysteem 2050 – Zijn we d’r klaar voor?" "Het hoger onderwijs speelt daar een belangrijke rol bij door onderwijs, onderzoek en bedrijven in het werkveld bij elkaar te brengen."