7.1 Ambitiedocument Energietransitie.pdf

BIJLAGE B: RUIMTELIJK-ENERGETISCHE VERKENNING De ambities keuzes in de omgevingsvisie zijn input voor het opstellen van een aantal ruimtelijke en technische scenario’s. De focus ligt hierbij op de elektriciteit, omdat dit de ruggengraat is van het toekomstige energiesysteem. In deze bijlage staat de technische analyse beschreven over de elektriciteitsstromen in Noordoostpolder. Dit is een eerste uitwerking die later in de uitvoering van het Omgevingsprogramma energie verder geconcretiseerd kan worden. Het doel is om inzicht te geven in de inhoudelijke basis die nodig is voor de uitvoering. Deze inhoudelijke basis bestaat uit de volgende stappen:

Gebiedsindeling

Optimaal scenario

Nettopologie

Maatregelen meer balans

Scenario’s verkennen

Profiel dag en jaar

Bij de gebiedsindeling is de Noordoostpolder ingedeeld op basis van postcode-4-gebieden (zie figuur 5). Daar is de nettopologie aan toegevoegd om te checken hoe deze gebiedsindeling samenvalt met hoe het elektriciteitsnetwerk is opgebouwd. Met een viertal scenario’s zijn de uitersten verkend. Er is met behulp van energieprofielen gekeken naar de opwek en vraag van elektriciteit gedurende een dag en een jaar in een gebied. Er komen ook een aantal nuttige maatregelen per gebied in beeld waarmee er meer vraag en aanbod in balans wordt gebracht. Hieruit is een optimaal scenario ontwikkeld. Deze stappen worden in deze bijlage beschreven.

Figuur 5: Noordoostpolder in postcode-4-gebieden

Nettopologie Een andere logische indeling van de Noordoostpolder is op basis van huidige en geplande elektriciteitsinfrastructuur. Er wordt komende jaren hard gewerkt aan de verzwaring van deze infrastructuur. Figuur 6 toont de geplande ringen van middenspanning die een specifiek gebied bedienen. Dit wijkt iets af van de eerdere (postcode-4-)indeling, maar beiden zijn wel aan elkaar te linken. Er zijn helaas nog geen details bekend over deze ringen in de zin van huidige en toekomstige capaciteit. Deze ringen verbinden een aantal gebieden met elkaar en zijn onafhankelijk verbonden aan het onderstation: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Rutten + Creil + Bant Espel Tollebeek Nagele Ens en Schokland en Kraggenburg Marknesse en Luttelgeest Emmeloord

Figuur 6: Toekomstige middenspanningsringen in Noordoostpolder

Scenario’s verkennen In deze analyse zijn de volgende energiestromen verwerkt op basis van de kwantitatieve analyse (zie bijlage A): • • • •

Elektriciteitsverbruik en gasverbruik woningen; Verwachte groei van inwoners en woningen; Woningen; Bedrijven;

• • • • •

Aardgasvrij oplossing; Laadpalen inclusief uitgesteld laden; Windturbines; Zonneparken; Zon op daken;

• • • •

Akkerbouw; Glastuinbouw; Gemalen; Opslag.

Scenario 1: Centraal energiesysteem In dit scenario blijft Noordoostpolder net zoals in de huidige situatie een belangrijke energieleverancier voor de rest van Nederland. Er is een grote hoeveelheid duurzame elektriciteit beschikbaar die rechtstreeks op het TenneT-netwerk wordt ingevoed. Hiermee wordt niet voldaan aan de keuzes van de omgevingsvisie. Provincie Flevoland heeft in haar Energieperspectief Flevoland 2050 drie ontwikkelpaden benoemd: 1. Noordelijk Flevoland; 2. Almere, en 3. Lelystad, Dronten en Zeewolde. Het ontwikkelpad ‘Noordelijk Flevoland’ benadrukt dat de Noordoostpolder een belangrijke rol speelt in het nationale hoogspanningsnet. “Als de energie lokaal gebruikt kan worden, gebeurt dit via het middenspanningsnet, gesloten systemen of groepscontracten.”

Scenario 2: Hybride energiesysteem In dit scenario is er een combinatie tussen centrale productielocaties en opwek verspreid door de gemeente. De lokale opwek wordt ook lokaal gebruikt door logische combinaties te maken met de aardgasvrij oplossingen en industrie of glastuinbouw. De centraal opgewekte elektriciteit zal met name buiten de gemeente gebruikt worden. De elektriciteitsinfrastructuur blijft een belangrijke schakel in dit energiesysteem om te voorzien in de energievraag. Een deel van de keuzes van de omgevingsvisie worden hiermee ingevuld. Scenario 3: Decentraal energiesysteem Dit scenario zet in op een vergaande decentralisatie van het energiesysteem. Per kern wordt een grotendeels zelfvoorzienend energiesysteem ontwikkeld waarbij de verschillende onderdelen van vraag en aanbod met elkaar in balans zijn door inzet van opslag en conversie. In dit scenario is het ook denkbaar dat het windpark Noordoostpolder en de aansluiting Westermeerdijk wordt gebruikt om van de hele gemeente een gesloten distributiesysteem (GDS) te maken waarbij import en export buiten de gemeente mogelijk is via deze aansluiting. Verder wordt de vraag en het aanbod binnen het decentrale systeem geregeld. Hiermee worden alle keuzes in de omgevingsvisie mogelijk gemaakt.

Scenario 4: Kleinschalig decentraal energiesysteem Dit scenario zet in op een zeer kleinschalige inrichting van het energiesysteem. Er ontstaan logische combinaties op het gebied van boerderijen en wijken of straten. Dit is te beschouwen als een groot aantal micro-grids die voor een belangrijk deel voorzien in hun eigen energiebehoefte en aanvullend energie uitwisselen met andere micro-grids. Het verschil met scenario 3 is de grootte van een zelfstandige eenheid binnen het energiesysteem. Dit scenario sluit ook aan bij alle keuzes in de omgevingsvisie, maar de vraag is of dit wel de benodigde efficiëntie oplevert.

Profiel dag en jaar Hieronder staan de elektriciteitsprofielen van een dag en een jaar uitgelegd en een voorbeeld van uitgesteld laden voor elektrische auto’s. In figuur 7 staat een voorbeeld van een elektriciteitsprofiel in 2050 van een dag in de kern Rutten zonder maatregelen te nemen. Hieruit blijkt dat er in de ochtend rond 6:00 uur en in de avond rond 18:00 uur een piek is in elektriciteitsvraag. Rond 12:00 uur is er veel opwek vanuit de zonnepanelen wat te zien is als een negatieve lijn, de teruglevering. Willen we vraag en aanbod combineren en zorgen voor voldoende balans in het systeem dan is het van belang om de piek te reduceren en de teruglevering slim in te zetten. Dit sluit aan bij de ambities uit de omgevingsvisie.

Figuur 7: Voorbeeld elektriciteitsprofiel van kern Rutten (23 maart)

In figuur 8 staat een voorbeeld van een elektriciteitsprofiel in 2050 van een jaar in de kern Rutten zonder maatregelen te nemen. Hieruit blijkt dat er in de zomer een gigantisch overschot is aan elektriciteit vanwege de aanwezigheid van vele zonnepanelen waarvan de opgewekte elektriciteit niet op hetzelfde moment in het gebied wordt verbruikt. Dit leidt tot een energiesysteem dat flink uit balans is en tot onnodige verzwaring en onbetaalbaarheid leidt.

Figuur 8: Voorbeeld elektriciteitsprofiel van kern Rutten gedurende het jaar

Maatregelen meer balans Om de opgewekte elektriciteit beter lokaal te benutten kunnen diverse maatregelen worden getroffen zoals uitgesteld laden, toevoegen van een dorpsmolen en een seizoensopslag, maar het kan ook zijn dat de overmaat van duurzame opwek te groot is. Het is per gebied verschillend welke combinatie van maatregelen nuttig is en of de pieken te reduceren zijn. In onderstaande grafiek (figuur 9) zie je een voorbeeld uitsnede van een volledige dag op 9 januari in 2050 in de kern Rutten. De gele lijn is de totale belasting en de groene lijn het standaard laadprofiel van elektrisch personenvervoer. Er is duidelijk te zien dat de pieken van het laadprofiel op dezelfde momenten zijn als de pieken van het totaalverbruik. Een piek in de ochtend en een tweede piek aan het begin van de avond. Dat zijn de momenten dat elektrische auto’s verbonden worden aan een laadpaal op werklocaties of na het thuiskomen. Met de paarse lijn is het profiel van uitgesteld laden van elektrische auto’s weergegeven. Hier is duidelijk te zien dat het laadgedrag meer uitgesmeerd is over de dag. Om 18:00 is de paarse lijn duidelijk lager dan de groene, er wordt bij uitgesteld laden op dat moment minder energie verbruikt. Om 00:00 wordt er juist meer energie gebruikt bij uitgesteld laden, bij gewoon laden zijn de meeste auto’s dan vol en is het verbruik laag.

Figuur 9: Elektriciteitsverbruik in gebied Rutten op 9 januari (met uitgesteld laden)

In onderstaande grafiek (figuur 10) is te zien wat het effect van uitgesteld laden is op het totale elektriciteitsprofiel. De gele lijn is het oorspronkelijke profiel, de oranje lijn ligt in de pieken een stuk lager omdat er dan minder auto’s geladen worden. In de nacht is de oranje lijn weer wat hoger dan de gele lijn, dan worden de auto’s opgeladen. Op deze momenten is er genoeg capaciteit beschikbaar en het net wordt in de drukke momenten ontlast. Uitgesteld laden is een voorbeeld een maatregel waarmee de vraagpiek kan worden gereduceerd.

Figuur 10: Totale elektriciteitsprofiel op 9 januari in Rutten (met inzet van uitgesteld laden) Op basis van de verkenning met uiteenlopende scenario’s is inzichtelijk geworden wat een logische samenhang is qua gebied, wat de kenmerken van elk gebied zijn qua elektriciteitsprofiel en welke maatregelen bijdragen aan meer balans in het energiesysteem. Dit was het voorwerk om toe te werken naar een optimaal scenario.

Optimaal scenario Het optimale scenario bestaat uit het nemen van samenhangende maatregelen per gebied die samen een positief effect hebben op de elektriciteitsbalans. Dat wil zeggen dat vraag en aanbod meer in balans zijn en dat door bijvoorbeeld opslag of vraagsturing de pieken worden gereduceerd. Het resultaat is dat er minder elektriciteit over langere afstanden getransporteerd wordt. De analyse richt zich met name op: • De hoogste piek, oftewel het moment met de meeste vraag. Hoe is die piekvraag te reduceren? • De laagste piek, oftewel het moment met de meeste duurzame opwek. Hoe is die opwek direct te gebruiken of op te slaan? • Het percentage van de lokale opwek dat direct binnen het gebied wordt gebruikt. • De lokale opwek die niet gebruikt of getransporteerd kan worden. Deze energie gaat verloren. • De elektriciteitsvraag die niet geleverd kan worden vanwege overschrijden netcapaciteit. In deze analyse hebben we een netcapaciteit geschat omdat deze data van de netbeheerder (nog) niet beschikbaar is. • Indicatie benodigde ruimte voor opslag. Uit de analyse van optimalisatie volgen drie soorten gebieden: • A. Kern met veel opwek en weinig verbruik (Rutten, Tollebeek, Nagele, Bant) • B. Kern met veel opwek en veel verbruik (Luttelgeest, Ens, Emmeloord, Marknesse) • C. Kern met opwek en verbruik meer in balans (Creil, Espel, Kraggenburg)

A: Kern met veel opwek en weinig verbruik Het relatief lage energieverbruik komt door de afwezigheid van grote bedrijventerreinen of glastuinbouw. Er zijn alleen verspreide akkerbouw en woningen. De uitdaging van deze gebieden is dat er overdag veel elektriciteit wordt opgewekt terwijl er op dat moment weinig vraag is en dat er in de zomer veel meer elektriciteit wordt opgewekt terwijl het juist in de winter hard nodig is. Er is dus veel duurzame opwek, maar op de verkeerde momenten. Er wordt in de startsituatie slechts 45% van de lokale opwek gebruikt. Door de hoeveelheid zon met 50% en 9,8 MW te verlagen en een dorpsmolen van 2x 0,6 MW toe te voegen stijgt het lokale verbruik naar 71%. Dit komt doordat een dorpsmolen meer verspreid duurzame elektriciteit levert. In deze kernen is dus veel te winnen door kritisch te kijken naar de duurzame opwek. In het voorbeeld hieronder (figuur 11) is blauw het basis scenario en rood met minder zon en meer wind.

Figuur 11: Voorbeeld elektriciteitsvraag en -aanbod gedurende het jaar in Rutten (met inzet van dorpsmolen en minder zonne-energie)

Daarnaast is de piekbelasting van vraag en aanbod geanalyseerd, zie figuur 12. De piek van de energievraag aan de bovenzijde pakt niet veel lager uit. Het profiel van een dorpsmolen is duidelijk anders dan die van zonnepanelen, maar er zijn nog steeds veel momenten dat er minder of geen wind is waarop de vraag volledig door het elektriciteitsnetwerk geleverd wordt. Maar het is onzeker of het elektriciteitsnetwerk de komende jaren op dit soort momenten voldoende capaciteit heeft. De netcapaciteit wordt in dit voorbeeld nog steeds overschreden. Er is maatwerk flexibiliteit nodig bij de woningen en elektrisch personenvervoer om deze vraag naar een ander moment te verplaatsen. De piek van het energieaanbod aan de onderzijde wordt wel kleiner. Dat komt vooral door 50% minder zonnepanelen.

Figuur 12: Voorbeeld elektriciteitsvraag en -aanbod gedurende periode in januari in Rutten (met inzet van extra windenergie (dorpsmolen) en minder zonne-energie).

Opslag helpt hier om de piekbelasting te verlagen. Dit gaat vooral om pieken van een paar uur op winterdagen aan het einde van de dag. Dit is op te lossen met een batterij. De batterij helpt niet veel om zelf meer duurzame energie te gebruiken, daarvoor heb je seizoensopslag nodig die in de zomer de zonneenergie op slaat en in de winter gebruikt. De verwachting is dat seizoensopslag voor deze schaal moeilijk haalbaar is. B: Kern met veel opwek en veel verbruik Het hoge energieverbruik in deze kernen komt door de concentratie van woningen in Emmeloord of de aanwezigheid van bedrijventerreinen en/of glastuinbouw in Luttelgeest, Ens en Marknesse. Doordat er in verhouding veel te weinig lokale opwek is ten opzichte van het energieverbruik is er ruimte voor verbetering. Door toevoeging van 10 dorpsmolens van 0,6 MW wordt er meer opwek toegevoegd die direct in het gebied wordt verbruikt. De hoeveelheid zelf gebruikte energie blijft gelijk rond de 90%, maar de totale hoeveelheid stijgt flink. Dat betekent ook dat er minder elektriciteit van elders nodig is. In het voorbeeld van Ens is er door de extra dorpsmolens wel 75% meer teruglevering op momenten dat er minder vraag is, maar die past binnen de netcapaciteit (zie figuur 13). Er is ongeveer 20 MW zon en 6 MW wind opgenomen in het scenario wat leidt tot ongeveer 15% meer productie uit de windturbines dan de zonnepanelen.

Figuur 13: Voorbeeld elektriciteitsvraag en -aanbod gedurende het jaar in Ens (met inzet van extra windenergie)

Daarnaast is de piekbelasting geanalyseerd. Door het toevoegen van de dorpsmolens wordt de piekbelasting op de meeste momenten verlaagd waardoor er minder overbelasting in totaal is (zie figuur 14). Er blijft nog steeds vaak een overschrijding. Er is op veel momenten geen sprake van teruglevering naar een hoger netvlak want het wordt binnen het gebied gebruikt.

Figuur 14: Voorbeeld elektriciteitsvraag en -aanbod gedurende periode in februari in Ens (met inzet van extra windenergie). Opslag kan de piekbelasting verlagen. Voor Ens kan met een batterij van 5 MWh de piek verlaagd worden van ruim 22 MW naar ruim 18 MW. Maar de vraag is of dit wenselijk is aangezien de batterij moeilijk opgeladen kan worden door de aanwezige opwek. Deze wordt namelijk voor het grootste deel lokaal direct verbruikt. Dit kan erin resulteren dat de batterij door het elektriciteitsnet geladen moet worden. Dat is niet per se duurzamer. Waarschijnlijk is het goedkoper om op lange termijn het elektriciteitsnetwerk uit te breiden. Bij seizoensopslag werkt dit anders. Dan kan er een groter deel van de lokale opwek benut worden om de opslag op te laden. In onderstaande grafiek geeft de oranje lijn weer dat de opslag in de winter gebruikt wordt en daarna weer wordt opgeladen.

Figuur 15: Voorbeeld seizoensopslag in Luttelgeest

In figuur 15 is duidelijk te zien dat de seizoensopslag in Luttelgeest in de winter leeg raakt en vanaf april weer wordt gevuld vanuit lokale opwek.

C: Kern met opwek en verbruik meer in balans Er zijn ook drie kernen waar opwek en verbruik relatief goed in balans zijn als die binnen het gebied met elkaar gecombineerd worden. Dit zijn kernen waar akkerbouw en woningen aanwezig zijn en dus redelijk overzichtelijk qua energiestromen. De energieprofielen en scenario’s van deze kernen vertonen minder uitschieters. Daardoor is de situatie minder complex om te voldoen aan de ambities uit de omgevingsvisie. Nog steeds is er in de praktijk iets nodig om de vraag daadwerkelijk aan het aanbod te koppelen, hoewel dit in de praktijk waarschijnlijk al grotendeels gebeurt door hoe het netwerk georganiseerd is.

Gemeente Noordoostpolder Harmen Visserplein 1 8302 BW Emmeloord T: 0527 - 63 39 11 E: info@noordoostpolder.nl I: www.noordoostpolder.nl 2025