Schone elektrische mobiliteit
Innovaties in de energievoorziening
Het aandeel elektrische auto’s (en fietsen) op de weg groeit steeds sneller, met positieve effecten op het terugbrengen van de uitstoot van CO2 en schadelijke stoffen. Maar hoe faciliteren we de snelgroeiende vraag naar elektriciteit en wat betekent Clean Mobility eigenlijk voor de infrastructuur en de elektriciteitsnetwerken? Een gesprek tussen twee bevlogen vakmensen.
Verkeersnetwerken en elektriciteitsnetwerken
Door de elektrificatie van mobiliteit ontstaat een sterke afhankelijkheid tussen verkeersnetwerken en elektriciteitsnetwerken. De meeste mensen weten wel dat het verkeersnetwerk onder druk staat door de voortdurende groei van het verkeer. Maar ook de elektriciteitsnetwerken worden zwaar belast door de groei van duurzame energiebronnen en het toenemende verbruik, onder andere door de reductie in gasgebruik.
Jop
Jop Spoelstra is innovatiemanager bij Technolution. Hij is altijd op zoek naar nieuwe manieren om technologie in te zetten bij de aanpak van maatschappelijke vraagstukken. Een van zijn favoriete thema’s is Clean Mobility. Tegenover hem zit Colin Willemsen, business developer bij Phase to Phase. Phase to Phase ondersteunt netbeheerders met innovatieve software voor het doorrekenen en visualiseren van elektriciteitsnetten. De energietransitie – de overgang naar duurzame energie – is een constant thema in Colins dagelijkse werk
Jop: “Er zijn heel veel uitdagingen met Clean Mobility en elektrificatie. Steden willen bijvoorbeeld alleen nog elektrische auto’s toelaten tot de binnenstad – ‘zero-emission zones’. Maar dan moet je wel een laadinfrastructuur hebben in en rond de stad. De capaciteiten en laadsnelheden van batterijen worden steeds groter, en daardoor ook de druk op de elektriciteitsnetten. En de meeste elektrische auto’s worden op hetzelfde moment, aan het eind van de dag aan de laadpaal gehangen – precies op het moment dat iedereen elektrisch gaat koken en de lampen aandoet.”
Colin: “De nieuwste elektrische auto’s kunnen laden met 270 kilowatt, terwijl de gemiddelde transformator die een woonwijk van elektriciteit voorziet een vermogen heeft van 400 kilowatt. Laden met 270 kilowatt is nu alleen mogelijk aan speciale snelladers, maar het plaatst een en ander wel in perspectief. Op dit moment gaat het nog goed, maar hoe ziet het er over tien jaar uit? De energiesector verwacht dat we in 2030 bijna twee miljoen laadpalen hebben staan. Dat is bijna dertig keer zoveel als nu.”
Jop: “De logistieke sector gaat ook langzaam over op elektrische vrachtauto’s. Dat is een grote investering die je
moet terugverdienen in het gebruik, dus die vrachtauto’s moeten zo kort mogelijk stilstaan en dus zo snel mogelijk opladen. Ook dat gebeurt meestal weer aan het eind van de dag.
Colin: “In de ideale situatie wil je dit opvangen met zonne- en windenergie, maar met name zonne-energie wordt overdag opgewekt. Je ziet nu al dat zonnepanelen ’s middags worden afgeschakeld, omdat de netspanning te hoog wordt. Deze congestie ontstaat juist op mooie dagen in wijken waar veel panelen zijn geïnstalleerd. Daar heb je niet direct nut van bij het laden van elektrische voertuigen, want die staan daar vooral ’s avonds en ’s nachts.”
Congestie ontstaat niet alleen op de weg
Congestie op de weg – files – kan worden verminderd door weggebruikers met slimme maatregelen en systemen te stimuleren om de spits te mijden of de trein of de fiets te nemen. Zelfs een beperkte vermindering van drie of vijf procent van de weggebruikers heeft een groot effect op het aantal files. Congestie in energienetwerken – overbelasting – kon vroeger goed worden voorkomen doordat de stroomopwekking volledig was gereguleerd. Tegenwoordig is dit een stuk ingewikkelder door de opkomst van ongereguleerde duurzame energiebronnen. Bovendien is er juist een trend richting zwaardere belasting: meer duurzame energiebronnen, maar ook elektriciteit in plaats van gas, elektrische auto’s in plaats van benzine en diesel.
Colin: “Congestie wordt nog niet echt ervaren, want het aandeel elektrische auto’s is nog vrij klein. In het worstcasescenario worden netwerken overbelast en valt de stroom uit. En dan moet er altijd een monteur naartoe. De eerste impuls van netbeheerders is altijd om de netten te verzwaren. Dat doen ze het liefst voor de komende twintig, dertig jaar. Maar het probleem is dat de groei van het elektriciteitsgebruik is veranderd. Vroeger was de groei een paar procenten per jaar, nu lijkt het explosief. Het is moeilijk om met deze snel veranderende technologieën te voorspellen hoe het net over twintig jaar wordt belast.”
Jop: “Netbeheerders kijken ook naar mogelijkheden om energiegebruik en -productie te beïnvloeden. Hoe kunnen ze individuele gebruikers hierbij betrekken en hoe kunnen ze flexibiliteit in gebruik en productie introduceren? Voor zulke flexibele energiediensten moet je weten welke apparaten en
energiebronnen zich waar in het net bevinden, bepalen wat een schaalbare architectuur is om die informatie bij elkaar te brengen en deze diensten via stuursignalen kunnen aanroepen. Maar dan moeten apparaten daar wel geschikt voor zijn en uiteraard moet de consument de eindcontrole houden.”
Inzicht en voorspelbaarheid creëren
Elektrische auto’s zouden een rol kunnen krijgen in flexoplossingen voor energie. Door oplaadsnelheden van auto’s te beïnvloeden kunnen netbeheerders de druk op de netwerken verlichten. Het is zelfs denkbaar dat elektrische auto’s lokaal energie terug gaan leveren op momenten met een hoge energievraag. Maar deze technologie moet nog verder worden ontwikkeld.
Colin: “De netbeheerders willen eerst meer inzicht en meer voorspelbaarheid. Dat is wat we met de software van Phase to Phase bieden. We verwerken informatie van elektrische apparaten, energiebronnen en andere assets in realistische modellen waar netbeheerders mee kunnen rekenen. Met deze digital twins kun je congestie en spanningsproblematiek voorspellen en zien of flexibele energiediensten uitkomst kunnen bieden.”
Jop: “Daar ligt een analogie met mobiliteit. Als je verkeersstromen wilt optimaliseren, heb je ook eerst inzicht nodig om voorspellingen te kunnen doen. Voor autoverkeer is dat al goed mogelijk, maar je hebt ook technologie nodig die andere modaliteiten kan monitoren, zoals fietsers en voetgangers. Daarvoor hebben we de FlowCube ontwikkeld.”
Colin: “Nieuwe inzichten creëren doen we ook op het gebied van elektriciteit. Samen met Technolution werken we bijvoorbeeld aan de FlexCore, een edge computing platform dat in middenspanningsruimtes wordt geïnstalleerd. Het is in feite een open platform waarop we allerlei sensoren kunnen aansluiten om metingen te verrichten, data te analyseren en deze inzichten te versturen naar de netbeheerder.
Daarnaast werken we aan manieren om de data van slimme meters privacyveilig om te kunnen zetten naar informatie om congestie vroegtijdig in kaart te brengen.”
Jop: “De ontwikkeling richting Clean Mobility zorgt dat er hard wordt nagedacht over al deze vraagstukken. Als ik een beetje mag dromen over de samenwerking tussen Technolution en Phase to Phase, dan zie ik mooie oplossingen waarbij energiegebruikers individueel betrokken worden bij de stabiliteit van de netten. In mobiliteit zie je al veel samenwerking tussen verkeerscentrales en particuliere dienstverleners om de weggebruiker op maat te bedienen, terwijl ook de collectieve belangen worden bewaakt. Er zijn heel veel verschillende toekomstscenario’s. Op dit moment gaat het vooral om zien en begrijpen wat er gebeurt, en om tools te creëren om die scenario’s inzichtelijk te maken. Precies wat Phase to Phase doet, eigenlijk. Het blijft een interessant spanningsveld.”
Colin: “Inderdaad, een interessant en dynamisch spanningsveld.”
