Programma zon op dak en netinpassingen 2022-2026

Ook bestaan er gridbatterijen (ca 50 MW) die volledig beschikbaar worden gesteld voor handel op elektriciteitsmarkten en dus niet wordt ingezet bij wind- en/of zonneparken17. Een batterij die bij een zonne-installatie gerealiseerd wordt kan elektriciteit opslaan die op de piek rond de middag opgewekt wordt. De elektriciteit wordt op een later moment (’s avonds) aan het net geleverd. Hier is sprake van uitgestelde levering aan het net.

•

•

Toepasbaarheid De toepasbaarheid van deze oplossing en het effect op de business case van deze oplossingsrichting is sterk afhankelijk van de schaalgrootte van de batterij en gekoppelde wind- en of zonne-installatie. Kleinschalige elektriciteitsopslag in een batterij brengt andere uitdagingen en kansen met zich mee dan grootschalige elektriciteitsopslag in een batterij. Elke situatie is daarom maatwerk. Een groot voordeel van het realiseren van batterijopslag is dat het net efficiënter gebruikt wordt. Achter een kleinere aansluiting op het net kan meer zonne-energie worden opgewekt. Een batterij die de pieken in opwek opslaat en op een later moment weer op het net in kan voeden zorgt ervoor dat er minder gecontracteerd vermogen aangesloten hoeft te worden op het net. Daardoor ontstaat er meer ruimte voor het realiseren van andere duurzame energieprojecten.

Opslaan van opgewekte zonne-energie in een batterij kan ook toegepast worden wanneer er sprake is van een transportbeperking voor het terugleveren van elektriciteit. In dat geval moet de batterij voldoende capaciteit hebben om het overschot tussen opwek en direct gebruik overdag

16

CE Delft, 2021: Omslagpunt grootschalige batterijopslag

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

Randvoorwaarden voor succesvol implementeren Het opslaan van zonne-energie in een batterij is in principe geen losstaande oplossing. Als een batterij alleen wordtgebruikt voor uitgesteld levering, dan doet een batterij een groot gedeelte van de dag niks. Het is dan moeilijk om een batterij terug te verdienen. Een batterij als onderdeel van een pakket met meerdere oplossingen (zoals bijvoorbeeld de integratie in een GDS), waarbij deze gebruikt wordt voor meerdere toepassingen, kan een economisch voordelige oplossing zijn. In dat geval moet het wel mogelijk zijn om een aansluiting op het net te krijgen, om bijvoorbeeld te kunnen handelen op energiemarkt.

•

17

Mogelijk effect op de business case van het project Op dit moment is een batterij die alleen ingezet wordt voor uitgestelde levering bij een zonne-installatie nog niet rendabel.

CE Delft, 2021: Omslagpunt grootschalige batterijopslag

18

•

•

•

•

•

•

18

De batterij dient ook te worden gebruikt voor het leveren van andere diensten, zoals netbalancering18. De prijzen voor batterijen voor kleinschalige opslag variëren op dit moment tussen de €500,- tot €1300,- per kWh. Voor grootschalige opslag liggen de investeringskosten op ongeveer €328 tot €170,- per kWh19. Met het toepassen van een batterij kan in sommige gevallen worden volstaan met een kleinere aansluiting op het net. Dat geldt voor zowel afname als teruglevering voor elektriciteit. Dat is voordeliger voor de eenmalige en maandelijkse aansluitkosten. Naast dat een batterij een effect heeft op de business case van een opwekinstallatie zijn er ook verschillende verdienmoddelen voor de batterij zelf. Zeker voor grootschalige opslag in een batterij kan dit een interessante toevoeging zijn aan de business case het project als geheel. Zo kan een batterij handelen in elektriciteit door op momenten van een hogere elektriciteitsprijs de elektriciteit naar het netwerk te transporteren en ten tijde van lage elektriciteitsprijzen de elektriciteit op te slaan. Met een batterij kan worden gehandeld op de primaire, secundaire en tertiaire reserveregelmarkten (FCR, aFRR, mFRR). TenneT koopt hier flexibele capaciteit voor in om het net stabiel te houden. Een batterij kan deze flexibele capaciteit leveren om het net in balans te brengen.

Met de Nieuwe Netcode wordt het ook mogelijk om te verdienen aan congestiemanagement doormiddel van een batterij. Door deze flexibiliteit aan te bieden kan een batterij inkomsten ontvangen van de netbeheerder (zie paragraaf 3.6).

•

Batterijen kunnen niet alle pieken voorkomen, vanwege de fysiek beperkte capaciteit van batterijen die geïnstalleerd worden bij zonneinstallaties. Wanneer er meer elektriciteit opgewekt wordt dan er teruggeleverd én opgeslagen kan worden, moet zonne-energie ‘weggegooid’ worden (niet geleverd).

Belangrijkste risico’s De grote investeringssom van de batterij zorgt in veel gevallen voor een krappe business case, waardoor de terugverdientijd van de zonnestroominstallatie niet meer rendabel is. Handel op de verschillende energiemarkten met een grootschalige batterij zorgt voor een ‘merchant risk’ voor de financier. Dit vraagt een andere type financiering dan financiering van een opwekinstallatie met relatief weinig risico.

CE Delft, 2022: Het net slimmer benut!

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

19

CE Delft, 2021: Omslagpunt grootschalige batterijopslag

19

4.4.

Directe lijn met een grootverbruiker

Wat is een directe lijn? Zonne-energie kan opgewekt worden op plekken waar geen sprake is van een koppeling met een afnemer van elektriciteit op hetzelfde perceel. Onder normale omstandigheden wordt in dit geval een nieuwe aansluiting op het net aangevraagd om elektriciteit te leveren aan het net. Met een transportbeperking kan er echter geen elektriciteit geleverd worden aan het net. In dat geval kan worden verkend of er een grootverbruiker van elektriciteit in de nabijheid van de zonne-installatie aanwezig is. Met een directe lijn tussen een productie-installatie en een grootverbruiker kan opwek en gebruik aan elkaar gekoppeld worden. Er is sprake van een directe lijn wanneer een productie-installatie rechtstreeks is verbonden met een grootverbruiker en niet of hoogstens via één aangeslotene op het net is verbonden (artikel 1, lid 1, onder ar. E-wet). Indien sprake is van een directe lijn wordt de gehele productie van de zonnestroominstallatie geregistreerd als ‘niet-netlevering’. De zonnestroominstallatie levert immers niet direct aan het elektriciteitsnet, maar aan een verbruiker van elektriciteit. Bij een directe lijn tussen een opwekinstallatie en een gebruiker kan gebruik worden gemaakt van een MLOEA-constructie. MLOEA staat voor Meerdere Leveranciers Op Een Aansluiting. Dit is een regeling die is opgenomen in de wetswijziging van de elektriciteitswet in juli 2020.

Hiermee is het juridisch mogelijk om op één aansluiting meerdere energiecontracten af te sluiten met verschillende energieleveranciers. Daarmee kan worden voorkomen dat er een nieuwe fysieke aansluiting gerealiseerd moet worden. Dit kan door achter de hoofdaansluiting (primair allocatiepunt) een of meerdere meetpunten (secundaire allocatiepunten) te installeren. MLOEA is bedoeld om meer marktwerking in de energiesector te creëren en de productie van duurzame elektriciteit te faciliteren. In bepaalde situaties kan het handig zijn om meerdere energieleveranciers op één aansluiting te contracteren, bijvoorbeeld wanneer verbruik en teruglevering apart geregeld moet worden.

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

Als de producent van duurzame elektriciteit en een afnemer van elektriciteit gekoppeld worden, kan er gebruik worden gemaakt van een gecombineerde netaansluiting. Op deze aansluiting kunnen meerdere partijen gebruik maken van één aansluiting. Als gevolg van de directe elektriciteit afname is er sprake van minder teruglevering op het bestaande net. Hiermee wordt het net ontlast.

• •

•

Randvoorwaarden voor succesvol implementeren Voor het realiseren van een directe lijn moet melding gemaakt worden bij de ACM (artikel 9 E-wet) Nabije aanwezigheid grootverbruiker: directe lijn is bij voorkeur tussen twee direct aan elkaar grenzende kadastrale percelen. Wanneer dat niet het geval is, is het juridisch en organisatorisch complexer om een directe lijn te realiseren omdat dan een elektriciteitskabel onder andere kadastrale percelen aangelegd moet worden. Om teruglevering aan het net te voorkomen moet er sprake zijn van een balans tussen elektriciteitsgebruik en opwek. In dat geval kan alle opwekte elektriciteit direct worden gebruikt. Wanneer dat niet het geval is, kan een directe lijn in combinatie met opslag in een batterij technisch een mogelijkheid zijn.

Toepasbaarheid Een directe lijn tussen een opwekinstallatie en een gebruiker is interessant wanneer er op het perceel waar de zonne-energie opgewekt wordt geen sprake is van direct gebruik van elektriciteit. Dit is vaak het geval bij solar carports op parkeerterreinen of grotere zonneparken. De afstand tussen de opwekinstallatie en afnemer van elektriciteit is daarmee de belangrijkste factor voor het succesvol kunnen toepassen van een directe lijn. Als er een grote afstand overbrugd moet worden over meerdere kadastrale percelen, dan weegt de organisatorische complexiteit over het algemeen niet meer op tegen de voordelen.

•

Mogelijk effect op de business case Er hoeft geen aparte netaansluiting gerealiseerd te worden wanneer een opwekinstallatie via een directe lijn gekoppeld wordt aan een

20

•

verbruiker. Daarmee worden eenmalige en maandelijkse netbeheerkosten bespaard. Een gecombineerde aansluiting kan een risico vormen voor de zekerheid van levering. Als de grootverbruiker onverwacht niet de elektriciteit van de opwekinstallatie kan afnemen en het niet mogelijk is om deze elektriciteit terug te leveren (door netcongestie) zal deze elektriciteit verloren gaan. Als dit risico onvoldoende wordt afgedekt kan dit tot hogere financieringskosten leiden.

Belangrijkste risico’s Het grootste risico bij een directe lijn is de zekerheid van levering én van gebruik van opgewekte zonne-energie. Door storing of slecht weer kan de productie van zonne-energie minder zijn dan verwacht, waardoor de gebruiker hier niet afhankelijk van kan zijn. Anderzijds kan door het wegvallen van de elektriciteitsvraag niet gegarandeerd worden dat de elektriciteit aan het net geleverd kan worden. In dat geval wordt er elektriciteit ‘weggegooid’.

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

21

4.5.

Cable pooling

Wat is cable pooling? De capaciteit van een aansluiting wordt bij zonneparken en windmolens slechts beperkt benut. Een zonne-installatie gebruikt gemiddeld maar 10% van zijn maximale aansluitvermogen. Een windpark gebruikt gemiddeld 30% van zijn aansluiting. Dit komt doordat de opwek afhankelijk is van de weersomstandigheden. Toch wordt over het algemeen een aansluiting en gecontracteerd transportvermogen aangevraagd voor het piekvermogen, of tot maximaal 70% van het piekvermogen van een installatie. Het elektriciteitsnet wordt hierdoor inefficiënt gebruikt. Bij cable pooling worden meerdere installaties via één gemeenschappelijke aansluiting op het net aangesloten. In de praktijk betekent dit dat wind- en zonne-energie met elkaar gecombineerd worden, omdat die een opwekprofiel hebben dat elkaar goed aanvult. Als de zon schijnt waait het over het algemeen minder, als het hard waait schijnt de zon vaak minder. De opwekprofielen zijn dus complementair aan elkaar, waardoor de capaciteit van één aansluiting efficiënter benut kan worden.

•

•

•

20

Randvoorwaarden succesvol implementeren De installaties die op één aansluiting aangesloten worden dienen een complementair opwekprofiel te hebben. Door een zonne-installatie te combineren met een windturbine wordt de aansluiting en het elektriciteitsnet efficiënter gebruikt. MLOEA (Meerdere Leveranciers op Eén Aansluiting) maakt het juridisch mogelijk om op één aansluiting meerdere energiecontracten af te sluiten met verschillende energieleveranciers. Door MLOEA kunnen verschillende juridische eigenaren van wind- en zonneparken aansluiten achter één allocatiepunt. De eigenaren hebben in dat geval ieder een eigen energiecontract en eigen leveringsvoorwaarden. Er dienen tussen de verschillende projecten die op één aansluiting zitten duidelijke juridische afspraken te worden gemaakt. Omdat deze afspraken complex zijn, is er een Modelovereenkomst Cable Pooling opgesteld. Deze overeenkomst is exclusief beschikbaar voor

Holland Solar, 2021: Modelovereenkomst Cable Pooling

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

leden van de brancheverenigingen NEWA (wind), Holland Solar (Zon) en EnergieSamen (energiecooperaties)20. Recent is er ook een modelovereenkomst Cable Pooling mét energieopslag afgerond door Energy Storage NL, Ventolines en InvestNL. Op deze manier kunnen meerdere oplossingsrichtingen worden gecombineerd21. Toepasbaarheid Cable pooling kan worden toegepast wanneer meerdere opwekinstallaties in hetzelfde gebied worden gerealiseerd of al zijn gerealiseerd. Door efficiëntere benutting van de infrastructuur ontstaat er meer ruimte voor initiatiefnemers om zonneparken aan te sluiten op bestaande infrastructuur. De potentie om cable pooling toe te passen is het grootst bij projecten waarbij het gecontracteerde vermogen voor teruglevering niet volledig benut wordt. Daarnaast draagt cable pooling bij aan het toekomstbestendiger maken van het elektriciteitsnet. Bestaande infrastructuur wordt beter en gelijkmatiger benut, waardoor onnodige netverzwaring wordt voorkomen. Met dezelfde infrastructuur kunnen meer duurzame energieprojecten aangesloten worden. Mogelijk effect op de business case Cable Pooling zorgt voor efficiënt gebruik van de infrastructuur. Hiermee kan in sommige gevallen een dure netverzwaring of het realiseren van een nieuwe aansluiting worden voorkomen.

Daarmee bespaart de opwekinstallatie op de investeringskosten voor een aansluiting, voor aanpassingen aan het elektriciteitsnet en voor extra periodieke beheerderskosten.

•

•

21

Belangrijkste risico’s Als de piekproductie van zon en wind samenvalt, zijn afspraken over tijdelijke productiebeperking nodig tussen de verschillende project eigenaren. Deze afspraken dienen in een overeenkomst te worden vastgelegd. Door meerdere juridische eigenaren achter één aansluiting te combineren zijn de projecten afhankelijk van elkaar. Dit brengt een risico met zich mee. Faillissement van één van de partijen heeft invloed op de andere partij(en). Dit kan de financierbaarheid van de

InvestNL, 2022: Cable Pooling Overeenkomst met opslag

22

•

22

afzonderlijke projecten beïnvloeden. Dit is met een juridisch bindende overeenkomst op te lossen, maar hoe de onderlinge afspraken geformuleerd worden blijft maatwerk. Voor relatief kleine zonne-energie projecten kan de realisatie van cable pooling een aanzienlijke administratieve en organisatorische last met zich meebrengen. Raadpleeg daarom eerst de Checklist Cable Pooling, waarin stapsgewijs is uitgelegd wat nodig is om cable pooling mogelijk te maken22. Voor het maken en vastleggen van onderlinge afspraken tussen meerdere partijen kan gebruik worden gemaakt van de Modelovereenkomst Cable Pooling.

Firan, Checklist Cable Pooling

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

23

4.6.

Energiehub

Wat is een Energiehub? In beleidstermen komt steeds vaker de term ‘energiehub’ voor. Onder andere in de provincie Noord-Brabant is in de RE(K)S 1.0 opgenomen dat er acht energiehubs ingericht worden. Een energiehub is een gebied waar op een zo efficiënt mogelijke manier met het opwekken en gebruik van energie wordt omgegaan. Centraal staat hierin dat het opwekken, opslaan en gebruik van energie zo veel mogelijk samen komen in één gebied. Er zijn twee soorten energiehubs te onderscheiden: 1. Fysieke energiehub: Dit is een gesloten distributiesysteem (GDS). Een GDS is een elektriciteitsnet dat in privaat eigendom en beheer is. Op een GDS zijn verschillende afnemers en producenten aangesloten. Het systeemheeft één aansluitpunt op het openbare elektriciteitsnet. Een GDS wordt op grond van de wet aangemerkt als een elektriciteitsnet. Daarbij geldt dat er maar één aansluiting op het elektriciteitsnet is, waar windenergie, zonne-energie en opslag achter gekoppeld zijn. 2. Virtuele energiehub: Dit is een systeem dat lokaal vraag en aanbod van elektriciteit bij elkaar brengt. Door middel van een softwareplatform waar bedrijven en de netbeheerder gebruik van maken delen de aangesloten bedrijven de beschikbare stroomcapaciteit met elkaar. Dit maakt het mogelijk dat bedrijven zónder transportcapaciteit de ongebruikte capaciteit van bedrijven mét transportcapaciteit kunnen gebruiken.

Een energiehub is in de basis een containerbegrip voor de combinatie van verschillende oplossingen op één specifieke locatie, bijvoorbeeld op een bedrijventerrein. Een voorbeeld hiervan is Schiphol Trade Park (STP)23, waar de netbeheerder Liander en bedrijven op STP de beperkt beschikbare capaciteit op het net onderling slim verdelen.

23

Randvoorwaarden voor succesvol implementeren Fysieke energiehub Voor de realisatie van een fysieke energiehub (GDS) is een ontheffing op grond van artikel 15 van de elektriciteitswet nodig. Een GDS wordt gezien als een elektriciteitsnet, waarvoor dezelfde rechten en plichten gelden als voor een openbaar elektriciteitsnet. De eigenaar hiervan moet daarom een netbeheerder aanwijzen. De ACM kan hiervoor een ontheffing verlenen op grond van artikel 15 (E-wet). Daarbij moet voldaan worden aan de volgende voorwaarden: • Het net ligt binnen een geografisch afgebakende industriële locatie, commerciële locatie of locatie met gedeelde diensten; • Er zijn maximaal vijfhonderd afnemers op het net aangesloten; • Er zijn geen huishoudens op het net aangesloten; • De veiligheid en betrouwbaarheid voldoende is gewaarborgd. Virtuele energiehub Voor de realisatie van een virtuele energiehub is een service provider de belangrijkste schakel. Deze levert een software platform waarop bedrijven aangesloten worden en waarmee realtime inzicht is in gebruik en aanbod van elektriciteit. Voorwaarde voor succesvolle realisatie van een virtuele energiehub is dat de aangesloten bedrijven op het platform een overschot of tekort hebben aan elektriciteit dat onderling uit te wisselen is.

Hierbij gaat het erom dat gecontracteerd transportvermogen onderling gedeeld kan worden, waardoor het elektriciteitsnet fysiek niet overbelast raakt. Ook voor het onderling uitwisselen van energie is toestemming van de netbeheerder en van de ACM nodig. Daarbij moet aangetoond worden dat de leveringszekerheid en beheer van het elektriciteitsnet voldoende geborgd zijn. Er zijn op dit moment diverse aanbieders van software platformen die virtuele energiehubs (of virtual energy grids) kunnen realiseren. Toepasbaarheid Fysieke energiehub Een fysieke energiehub kan bijdragen aan het bij elkaar brengen van vraag en aanbod van elektriciteit op lokaal niveau. Als op het GDS een totaal opwekvermogen van >100 MW is aangesloten, kunnen problemen op het

Solar Magazine, 2022: Eerste bedrijven Schiphol Trade Park aangesloten op virtueel stroomnet

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

24

regionale elektriciteitsnet vermeden worden door direct op het hoogspanningsnet van TenneT aan te sluiten. Wanneer er op het hoogspanningsnet van TenneT congestie is, biedt dit echter geen oplossing. Een fysieke energiehub kan ook op kleinere schaal gerealiseerd worden (<100 MW), waarbij een aansluiting op het regionale elektriciteitsnet nodig is. Een fysieke energiehub is het meest geschikt voor gebieden waar zonne- en windenergieprojecten dicht bij elkaar ontwikkeld worden én gecombineerd kunnen worden met energieopslag én directe afname. Virtuele energiehub Een virtuele energiehub kan gerealiseerd worden op bestaande bedrijventerreinen waar (beperkte) transportcapaciteit voor de levering en afname van elektriciteit beschikbaar is. Voorwaarde is wel dat bedrijven op basis van vrijwilligheid meewerken: ze kunnen niet gedwongen worden om aangesloten te worden op een platform en elektriciteit te delen met andere bedrijven. Mogelijk effect op de business case Fysieke energiehub Voor de realisatie van een fysieke energiehub geldt dat er investeringen in de infrastructuur benodigd zijn. Deze investeringen dienen door de initiatiefnemers en beheerders van het GDS gedaan te worden. Zij nemen uiteindelijk ook het beheer van het net op zich. Aansluit- en transporttarieven die de ontheffingshouder van het GDS mag rekenen voor aansluiting op het GDS staan onder toezicht van de ACM.

De ACM toetst niet de hoogte van de individuele tarieven maar toetst de rekenmethode die het GDS gebruikt om te komen tot de tarieven. Centraal hierbij staat dat de methode objectief en transparant moet zijn en dat de kostentoerekening op basis van werkelijke kosten en opbrengsten wordt berekend. De tarieven die door het GDS worden gerekend voor aansluiting zijn dus afhankelijk van de kosten voor realisatie en in stand houding van het GDS. Deze kosten hebben dus direct effect op de business case van een opwekinstallatie.

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

Virtuele energiehub Voor de realisatie van een virtuele energiehub zijn de investeringskosten lager dan voor een fysieke energiehub. In de basis is een virtuele energiehub immers een softwareplatform waarop aangesloten partijen realtime elektriciteit kunnen delen en slim gebruiken. Om een virtuele energiehub rendabel te maken moeten er wel voldoende partijen zijn die er op aangesloten zijn, om zo kosten te kunnen delen. Daarnaast bepalen de aangesloten partijen onderling het energietarief voor de afname of verkoop van elektriciteit. Als dat tarief hoger ligt dat de actuele marktprijzen voor elektriciteit is energie delen minder aantrekkelijk. Belangrijkste risico’s De realisatietermijn van een fysieke energiehub is lang. Het realiseren van een GDS gaat gepaard met een lange voorbereidingstijd en bijbehorende (juridische) procedures. Er wordt immers een privaat elektriciteitsnet aangelegd wat moet voldoen aan dezelfde normen en standaarden als een openbaar elektriciteitsnet, waarvoor een ontheffing bij de ACM aangevraagd moet worden. Dat betekent dat het niet eenvoudig is en de juiste partijen met voldoende kennis, financiële middelen en ervaring nodig zijn om dit te realiseren. Daarnaast vergt het een grote mate van samenwerking tussen verschillende eigenaren van productie-installaties die aangesloten moeten worden op het GDS.

Hier dienen onderling afspraken gemaakt te worden over de investerings- en onderhoudskosten die bij een GDS horen. Dat impliceert dat de voorbereidingstijd voor een GDS substantieel is. De realisatietermijn van een digitale energiehub is korter dan een fysieke energiehub. Het opzetten van een platform met meerdere aangesloten partijen is organisatorisch complex, omdat er verschillende belangen zijn elke organisatie zijn eigen beweegredenen voor vrijwillige deelname heeft.

25

4.7.

Omzetten naar warmte

Wat is omzetten naar warmte? De elektriciteit die opgewekt wordt in een zonne-installatie kan omgezet worden naar warmte. Dit wordt zonnewarmte genoemd: de benutting van de energie van de zon in de vorm van warmte. Zonnewarmte kan gebruikt worden in verschillende toepassingen. Het kan in combinatie met een zonneboiler gebruikt worden om warm tapwater te maken, de elektriciteit kan dienen als bron voor een warmtepomp en het kan op groter schaalniveau dienen als bron om een (lokaal) warmtenet te voeden. Er zijn op hoofdlijnen drie manieren te onderscheiden om zonne-energie om te zetten in warmte. 1. De eerste manier is ‘power to heat’. Elektriciteit wordt met een eboiler op momenten dat er een overschot aan elektriciteit is omgezet in warmte24. 2. De tweede manier is via een zonnecollector. Deze zet zonlicht om in warmte, in plaats van elektriciteit. In dat geval hoeft er geen conversie van elektriciteit naar warmte plaats te vinden. Het nadeel ten opzichte van een power to heat oplossingen is dat er geen elektriciteit opgewekt wordt. 3. Er zijn ook panelen die warmte én elektriciteit leveren, dit zijn PVTpanelen (Photo Voltaic Thermisch). Dit is een combinatie van een traditioneel zonnepanelen en een zonnecollector in één. De temperatuur die opgewekt kan worden is bij zonnecollectoren hoger dan bij PVT-panelen.

De drie manieren om zowel zonne-energie of elektriciteit om te zetten in warmte kunnen er aan bijdragen dat piekmomenten in opwek verminderd worden en teruglevering op het elektriciteitsnet niet nodig is. Randvoorwaarden voor succesvol implementeren De geschiktheid om elektriciteit om te zetten in warmte is per situatie verschillend. Enkele randvoorwaarden en aandachtspunten zijn: • De nabijheid: Bij de productie van elektriciteit dient de elektriciteit te worden afgenomen door het elektriciteitsnet of een grootverbruiker. 24

• •

•

•

Wanneer de elektriciteit wordt omgezet in warmte dient er een warmteafnemer te worden gevonden. Om deze reden is een randvoorwaarde voor deze oplossingsrichting de afname van warmte. Dit kan door huishoudens of bedrijven in de nabije omgeving met een warmtevraag of door inkoppeling op een nabijgelegen warmtenet. De productie van warmte: de hoeveelheid warmte die opgewekt kan worden hangt af van de toepassing en de grootte van de installaties. De temperatuur: Of de warmte geschikt is om te gebruiken én waarvoor het geschikt is om te gebruiken hangt af van de temperatuur die opgewekt wordt. De afname van warmte: de gebruiker van de warmte moet (gebouw)installaties hebben die geschikt zijn voor de afname van de warmte en het efficiënt gebruiken van de warmte. Opslag van warmte: warmte wordt vaak geproduceerd op momenten dat er geen directe vraag is naar warmte. Daarom moet warmte vaak worden opgeslagen voordat het toegepast kan worden.

Toepasbaarheid Op woningniveau kunnen PVT-panelen in combinatie met een warmtepomp geschikt zijn om de woning te voorzien in warmte. Dit lijkt een geschikte optie zijn voor nieuwbouwprojecten, waar zowel een elektriciteits- als warmtevraag is. Dit draagt echter niet bij aan het verminderen van de impact op het elektriciteitsnet bij het terugleveren van elektriciteit bij een grootverbruiksaansluiting (in het geval van een collectieve aansluiting van een appartementencomplex) en biedt daarom geen oplossing bij netcongestie Bij grootschalige zonne-energie projecten met een veldopstelling kan overwogen worden om als alternatief gebruik te maken van zonnecollectoren. In dat geval wordt er geen elektriciteit geleverd aan het elektriciteitsnet, maar kan er warmte worden geleverd aan een (lokaal) warmtenet om een nabijgelegen wijk te voorzien van warmte. Bij grootschalige zonne-energie projecten of bij zonne-energie op bedrijfsdaken kan het omzetten van elektriciteit in warmte een uitkomst

CE Delft, 2015: Potential for Power-to-Heat in the Netherlands

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

26

bieden. Dat geldt alleen als er vraag naar warmte is waarin voorzien kan worden. Mogelijk effect op de business case van het project Het effect op de business case van een project is maatwerk. De drie beschreven toepassingen verschillen wel in de hoogte van de investeringskosten: • Voor power to heat geldt dat de investeringskosten variëren van €50.000 – €70.000 per MW25. • De prijs voor een zonnecollector is ongeveer 25% à 50% hoger ten opzichte van reguliere zonnepanelen. • De investeringskosten van PVT-panelen zijn ongeveer twee keer zo hoog in vergelijking met reguliere zonnepanelen.

•

•

25

Belangrijkste risico’s Grootschalige projecten zijn op dit moment in Nederland nog maar nauwelijks gerealiseerd. Dat heeft te maken met de hoge kosten en de noodzaak voor de combinatie met seizoensopslag. Het is financieel nog niet rendabel om als concurrerende warmtebron te dienen ten opzichte van andere alternatieven. Wanneer een (grootschalig) zonne-energie project gerealiseerd wordt om alleen warmte te leveren en geen elektriciteit, dan is de consequentie dat er niet wordt bijgedragen aan de RES-ambitie om voldoende duurzame elektriciteit op te wekken.

CE Delft, 2015: Potential for Power-to-Heat in the Netherlands

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

27

4.8.

Omzetten naar waterstof

Wat is combineren met eigen gebruik? Met behulp van een energieconversiesysteem wordt lokaal opgewekte elektriciteit omgezet in een andere energievorm. Met een (kleine) electrolyzer kan elektriciteit omgezet worden in waterstof. Waterstof kan worden opgeslagen, waardoor de energie op een later moment kan worden gebruikt. Omdat waterstof op deze manier met behulp van hernieuwbare energie wordt opgewekt, spreken we van ‘groene waterstof’. Elektrolyse houdt in dat duurzaam opgewekte elektriciteit met water in contact gebracht wordt. Daarbij splitsen de watermoleculen zich in waterstof en zuurstof. Dat proces kan ook weer worden omgekeerd, waarna er water, warmte en stroom overblijven. Op dit moment is er in Nederland één grootschalig zonne-energieproject waarbij opgewekte elektriciteit omgezet gaat worden in waterstof: het project SinneWetterstof Oosterwolde. Deze waterstofinstallatie is in maart 2022 in gebruik genomen26. Er is een onderscheid te maken tussen elektrolyzers die hun elektriciteit van het net halen en elektrolyzers die hun elektriciteit via een directe lijn van een zonnepark halen. In het laatste geval wordt gebruik gemaakt van PEMelektrolyzers. Deze elektrolyzers kunnen zonder probleem worden uit- en aangezet. Bij een zonnepark van 5 MWp en een elektrolyzer van 1 MW kan deze jaarlijks 3000 vollasturen produceren.

•

26

Randvoorwaarden voor succesvol implementeren Om een haalbaar waterstofproject neer te zetten is afname van waterstof essentieel. Op dit moment wordt waterstof vrijwel uitsluitend gebruikt voor toepassingen waarvoor geen alternatief is, namelijk als grondstof voor verschillende industriële processen (chemische industrie en in raffinaderijen)27. Dergelijke afnemers zullen moeten worden geïdentificeerd en gecontracteerd om een succesvol waterstof project te kunnen realiseren.

Solar Magazine, 2022: Alliander en GroenLeven nemen waterstoffabriek bij zonnepark Oosterwolde in gebruik

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

•

Daarnaast dient er voldoende ruimte te zijn om een electrolyzer te realiseren. Hier dient bij vergunningverlening en inpassing van de opwekinstallatie rekening mee te worden gehouden.

Toepasbaarheid Het omzetten van zonne-energie in waterstof via elektrolyse kan voorkomen dat een grote, nieuwe netaansluiting nodig is. Vanwege de hoge investeringsen exploitatiekosten van een elektrolyzer is deze toepassing vanuit financieel oogpunt op dit moment alleen kansrijk bij (zeer) grote zonneparken. Voor kleinschalige toepassingen, zoals zonne-energie op (bedrijfs)daken is het voorlopig geen optie. De toepassing van waterstof is met name belangrijk voor de procesindustrie. Dit komt omdat er voor hoge temperatuur processen nog geen goede alternatieve oplossingen zijn voor het vervangen van aardgas als energiebron. In deze sector blijft er behoefte aan duurzaam gas. Daarin kan waterstof mogelijk voorzien. Daarnaast kan waterstof een belangrijke rol spelen in grootschalige opslag bij offshore windparken. Wanneer er een overschot is aan windenergie kan het omgezet worden in waterstof en opgeslagen worden. Op een later moment kan de waterstof weer om worden gezet naar elektriciteit. Het grootste nadeel hiervan is dat er sprake is van veel verlies van energie door de opeenvolgende conversiestappen. Ter vergelijking: voor de productie van 1 kg waterstof is 53 kWh nodig. Een andere mogelijkheid kan zijn dat waterstof ingezet wordt voor mobiliteit, variëren van vrachtvervoer tot personenvervoer. Het aandeel van waterstof in de mobiliteitssector is nog gering.

•

27

Mogelijk effect op de business case Uit onderzoek blijkt dat wanneer de prijs van aardgas langdurig hoog is, bedrijven over gebruik van aardgas een hogere heffing gaan betalen. Het wordt dan rendabel om met hernieuwbare elektriciteit groene waterstof te produceren. Toch brengt de installatie van een electrolyzer bij een zonneveld extra uitdagingen met zich mee. De

CE Delft, 2020: Waterstof voor de gebouwde omgeving

28

•

• • •

28

door de elektrolyzer benodigde elektriciteit is afhankelijk van het weer en de opbrengst van het zonneveld. Dit verkleint de efficiëntie en het aantal operationele uren van de elektrolyzer. Dit werkt negatief op de business case28. Elektrolyzers zijn dure installaties. De investeringskosten van een 2,2 MW PEM-elektrolyzer bedragen ongeveer € 2,5 miljoen. De serviceen onderhoudskosten bedragen ongeveer € 1.100 / kW29. Belangrijkste risico’s Hoge investeringskosten die bij de meeste zonne-installaties niet in verhouding staan tot elkaar. Lange procedures en doorlooptijd. Met alleen zonne-energie zijn er te weinig vollast uren om de installatie rendabel te maken. In zo’n geval is het nodig om aanvullende elektriciteit uit het net te halen of een combinatie te maken met windenergie om voldoende waterstofproductie te kunnen garanderen.

CEER, 2019: Outlook for a Dutch hydrogen market

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

29

PBL, 2021: Conceptadvies SDE++ 2022 waterstofproductie via elektrolyse

29

5.

Casussen in gemeente Utrecht

De beperking voor het terugleveren van elektriciteit geldt voor verschillende ontwikkelingen. Elke initiatiefnemer met een grootverbruiksaansluiting die transportcapaciteit voor het terugleveren van elektriciteit aanvraagt krijgen een transportbeperking opgelegd. Dat betekent dat het aan verschillende ontwikkelingen en beleidsdomeinen raakt. In dit hoofdstuk worden vier verschillende ontwikkelingen nader toegelicht waar transportschaarste een belangrijk knelpunt kan vormen voor de realisatie. Dit betreft: 1. Zonne-energie bij nieuwbouwprojecten 2. Zonne-energie op bedrijfsdaken 3. Zonne-energie boven parkeerterreinen (solar carports) 4. Grootschalige zonne- en/of windenergieprojecten. Per ontwikkeling wordt beschreven: • Wat het probleem is; • Welke mogelijke oplossingen toegepast kunnen worden en wat het effect daarvan kan zijn; • Welke conclusies en aanbevelingen er zijn. De casussen zijn op een abstract en geanonimiseerd niveau beschreven. In de verschillende werksessies die zijn georganiseerd zijn vertrouwelijke gegevens over energiegebruik en mogelijke ontwikkelingen gedeeld die niet bestemd zijn voor publicatie in rapporten. Daarom is ervoor gekozen alleen de belangrijkste bevindingen in het rapport op te nemen.

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

30

5.1.

Nieuwbouw

Casusbedrijving De gemeente heeft een grote woningbouwopgave. Een groot deel van deze opgave moet worden gerealiseerd in de stad zelf. Veel nieuwbouwprojecten bestaan uit appartementencomplexen, die passen bij een hoog stedelijk karakter. Ook deze complexen moeten voldoen aan de wet- en regelgeving voor nieuwe gebouwen. Op het gebied van energie moeten ze voldoen aan de BENG-regelgeving: Bijna Energie Neutrale Gebouwen. Dit betreft de energieprestatie voor gebouwen aan de hand van 3 eisen: 1. De maximale energiebehoefte in kWh per m2 gebruiksoppervlak per jaar; 2. Het maximale primair fossiel energiegebruik in kWh per m2 gebruiksoppervlak per jaar; 3. Het minimale aandeel hernieuwbare energie in procenten. Om het aandeel hernieuwbare energie in te vullen wordt vaak gekozen voor zonnepanelen. Bij grote wooncomplexen die een grootverbruiks-aansluiting hebben voor de gemeenschappelijke voorzieningen dient gecontracteerd vermogen aangevraagd te worden om zonne-energie terug te kunnen leveren. In geval van transportschaarste is dat niet mogelijk. Andere mogelijkheden moeten daarom worden verkend.

•

•

Mogelijke oplossingen Optimaliseren van vraag en aanbod van elektriciteit: bij grote wooncomplexen is het dakoppervlakte in verhouding tot het gebruiksoppervlakte vaak relatief gering. Ook is er op de daken vaak beperkte ruimte beschikbaar voor zonnepanelen. Dat komt doordat er rekening gehouden moet worden met andere technische installaties, objecten, valbeveiliging en afstand tot de dakrand. Bij nieuwbouw projecten moet eerst onderzocht worden of er sprake is van teruglevering, omdat de hoeveelheid zonne-energie die opgewekt kan worden niet per definitie groter is dan het eigen gebruik. Aftoppen van productiepieken: Als er meer zonne-energie opgewekt wordt dan gebruikt, kan ervoor worden gekozen om de pieken af te toppen. Dit kan op twee manieren: door het toepassen van een oost-

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

•

west oriëntatie en door statische curtailment. In het eerste geval worden de panelen op het oosten en westen georiënteerd, waardoor de productiepiek op het midden van de dag later is. In het tweede geval worden de omvormers op circa 70% van het maximale vermogen van de zonnepanelen gedimensioneerd. Opslag in een batterij: Wanneer er meer elektriciteit wordt opgewekt dan gebruikt kan dit opgeslagen worden in een batterij. De opgeslagen elektriciteit kan gedurende de avond gebruikt worden om te voorzien in de elektriciteitsvraag. Om de business case voor batterijen voordeliger te maken is het aan te raden om dit te combineren met andere functies en voordelen.

Conclusies en aanbevelingen Bij de realisatie van nieuwbouwprojecten is het van belang om tijdig inzicht te krijgen in de verwachte energie- en elektriciteitsvraag. Daarbij is het van belang om inzichtelijk te maken wat het verwachte elektriciteitsgebruik per uur is. Daarnaast moet inzichtelijk gemaakt worden hoeveel ruimte er op de daken is om zonne-energie op te wekken en kan een opwekprofiel berekend worden. Door inzichtelijk te maken wat de elektriciteitsvraag is én hoeveel zonne-energie er opgewekt wordt, kan een uitspraak gedaan worden of er sprake is van teruglevering van elektriciteit. Als er sprake is van een overschot van duurzaam opgewekte elektriciteit is het aan te raden te verkennen of de vraag naar elektriciteit verschoven kan worden, of productie pieken afgetopt kunnen worden of de overtollige elektriciteit opgeslagen kan worden in een batterij. Elke situatie is maatwerk en vereist de juiste inzichten in verwacht gebruik en opwek om te bepalen welke oplossingen haalbaar en kansrijk zijn.

31

5.2.

Bedrijfsdaken

Casusbedrijving Bedrijventerreinen kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan de doelstellingen om hernieuwbare energie op te wekken. In de RES-doelstelling is binnen de categorie ‘zon op dak’ de subcategorie ‘zon op bedrijfsdak’ de belangrijkste. In de gemeente Utrecht is de logistieke sector één van de grootste en meest voorkomende sectoren op bedrijventerreinen. Op veel daken van bedrijven liggen echter nog geen zonnepanelen. Bij grote bedrijfsdaken gaat het ook om grote hoeveelheden zonnepanelen en duurzaam opgewekte elektriciteit. Wanneer er meer opgewekt wordt dan er wordt gebruikt, moet er gecontracteerd vermogen aangevraagd worden voor teruglevering. In geval van transportschaarste is dat niet mogelijk, dus moeten andere oplossingen verkend worden.

•

•

•

•

Mogelijke oplossingen Optimaliseren van vraag en aanbod van elektriciteit: Als het vanuit bedrijfstechnisch perspectief mogelijk is, kan verkend worden in hoeverre de vraag naar elektriciteit verhoogd of verschoven kan worden. Door bijvoorbeeld de elektrificatie van voertuigen ontstaat een extra vraag naar elektriciteit. Die vraag kan slim ingezet worden om productiepieken op te vangen. In sommige gevallen kan het ook mogelijk zijn om de vraag naar elektriciteit te verschuiven. Dat kan door regelbare installaties extra te laten verbruiken op moment dat er een productiepiek is. Dit is wel een maatwerkopgave dat per bedrijf nader onderzocht moet worden. Aftoppen van productiepieken: Wanneer het verschil tussen de productiepieken en het gebruik van elektriciteit zeer groot is, heeft het aftoppen van productiepieken geen direct effect. Door het toepassen van een oost-west opstelling in combinatie met statische curtailment kan de piek wel verlaagd worden. Opslag in een batterij: Productiepieken opslaan in een batterij kan een uitkomst bieden om teruglevering van elektriciteit te voorkomen. De investeringskosten voor batterijen zijn echter nog relatief hoog en de terugverdientijd is mede afhankelijk van de manier waarop de batterij ingezet kan worden. Directe lijn met een grootverbruiker: Wanneer er in de directe omgeving van een groot bedrijfsdak een grootverbruiker van

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

•

elektriciteit aanwezig is, kan een directe lijn tussen de opwekinstallatie en de gebruiker van elektriciteit een oplossing bieden om niet terug te leveren op het net. Of dit financieel ook mogelijk is hangt af van de afstand tussen de productie-installatie en gebruiker en de onderlinge prijsafspraken. Energiehub: Wanneer op bedrijfsniveau geen oplossingen mogelijk zijn, of onvoldoende bijdragen aan het voorkomen van teruglevering, kan op het niveau van een bedrijventerrein gekeken worden naar het realiseren van een energiehub. Dit kan een fysieke E-hub zijn in de vorm van een GDS of virtuele energiehub in de vorm van een softwareplatform waarop vraag en aanbod van elektriciteit met elkaar gedeeld worden. Voorwaarde voor het realiseren van een energiehub is dat er voldoende bedrijven zijn die zich op vrijwillige basis aansluiten op het platform en de mogelijkheid hebben om elektriciteit te kunnen delen.

Conclusies en aanbevelingen Op papier kan zonne-energie op bedrijfsdaken een groot aandeel leveren aan de doelstellingen voor het opwekken van duurzame energie van de gemeente Utrecht. Wanneer er sprake is van een transportbeperking voor het terugleveren van elektriciteit zijn er verschillende mogelijkheden op bedrijfsniveau om hier mee om te gaan. Er zijn echter geen uniforme uitspraken te doen over welke oplossingen in welke situatie het meest geschikt zijn, omdat dit afhangt van het type bedrijvigheid, de specifieke situatie, de onbalans tussen gebruik en opwek en manier waarop de business case opgesteld wordt. Op het niveau van bedrijventerreinen kan het vraagstuk rondom transportschaarste op een grotere schaal aangepakt worden door collectieve oplossingen te verkennen. Door op bedrijventerreinen energiehubs te realiseren kan de beschikbare infrastructuur en capaciteit op het net slimmer en efficiënter gebruikt worden. Dat kandoor energie lokaal uit te wisselen. Daarmee kunnen nieuwe mogelijkheden ontstaan binnen de beperkt beschikbare capaciteit op het net.

32

5.3.

Solar Carports

•

Casusbeschrijving De gemeente Utrecht ontwikkelt een programma voor de uitrol van solar carports in de gemeente. Hiermee worden parkeerterreinen voor personenvervoer en vrachtvervoer voorzien van een dubbele functie: parkeren en het opwekken van zonne-energie. Aanvullende voordelen zijn dat de voertuigen droog of in de schaduw staan en combinatie met het realiseren van laadinfrastructuur mogelijk is. Parkeerterreinen hebben, afgezien van de laadinfrastructuur, geen (grote) eigen elektriciteitsvraag. Wanneer een solar carport gerealiseerd wordt op een losstaand parkeerterrein moet een nieuwe aansluiting gerealiseerd worden voor het terugleveren van elektriciteit. In geval van transportschaarste is dat niet mogelijk, dus moeten andere oplossingen verkend worden. In de casus is de mogelijkheid verkend om een solar carport te realiseren op het parkeerterrein van een zwembad.

•

•

30

Mogelijke oplossingen Optimaliseren vraag en aanbod van elektriciteit: bij de locatiekeuze van solar carports dient rekening te worden gehouden met locaties met een (grote) voorspelbare en/of regelbare elektriciteitsvraag. Bij een zwembad is er sprake van een voorspelbare vraag naar elektriciteit. Door een solar carport op het parkeerterrein van een zwembad te realiseren, wordt opwek direct gekoppeld met verbruik. In dit geval is er alleen sprake van een overschot van elektriciteit in de zomermaanden. Aanvullend kan gekozen worden voor het realiseren van laadinfrastructuur, waarmee de elektriciteitsvraag toeneemt. Deze elektriciteitsvraag is echter onvoorspelbaar, dit kan daarom niet meegenomen worden als constante elektriciteitsvraag. Aftoppen van productiepieken: wanneer er meer elektriciteit wordt opgewekt dan gebruikt, kan worden gekozen om productiepieken af te toppen. Door het vermogen van de omvormers ten opzichte van het totaal vermogen van de zonnepanelen kleiner te dimensioneren, worden hoge productiepieken afgevlakt. Daarmee wordenvraag en aanbod beter met elkaar in balans gebracht.

•

Directe lijn tussen opwek en gebruik: in het geval dat de parkeerplaats op een ander kadastraal perceel gevestigd is dan het perceel van het zwembad, kan ervoor worden gekozen een directe lijn aan te leggen tussen de productie-installatie en de grootverbruiker (het zwembad). De voorwaarde hiervoor is dat de solar carport in dat geval geen eigen aansluiting op het elektriciteitsnet krijgt, maar direct gekoppeld wordt aan de aansluiting van het zwembad. Door dit ‘achter de meter’ met elkaar te koppelen, kan opwek en gebruik met elkaar in balans worden gebracht (als de elektriciteitsvraag voldoende is om alle opgewekte elektriciteit direct zelf te gebruiken). Er is dangeen nieuwe aansluiting voor het terugleveren van elektriciteit nodig. Opslag in een batterij: wanneer er substantieel meer elektriciteit wordt opgewekt dan gebruikt, kan worden overwogen een batterij te realiseren bij de solar carport. Met een batterij kan een overschot aan opgewekte zonne-energie opgeslagen worden. Dit overschot kan ’s nachts of bij het laden van elektrische voertuigen gebruikt worden. Het voordeel van opslag in een batterij is dat het aantal pieken in en dalen in opwek en verbruik op het net verminderd wordt, waardoor kan worden volstaan met een kleinere aansluiting op het net. Het nadeel van een batterij zijnde, tot op heden, hoge investeringskosten en de beperkte levensduur (aantal laadcycli)30.

Conclusies en aanbevelingen Bij de realisatie van solar carports is de locatiekeuze van groot belang. Solar carports worden bij voorkeur gerealiseerd op parkeerterreinen waar een grootverbruiker in de directe nabijheid aanwezig is. Dit kan op het eigen perceel zijn of een aangrenzend perceel. Daarmee worden opwek en gebruik van elektriciteit met elkaar in balans gebracht en kan teruglevering aan het elektriciteitsnet voorkomen worden. Wanneer er meer productie dan gebruik is kan overwogen worden om de pieken af te vlakken of de elektriciteit op te slaan in een batterij.

RVO, 2021: De zonnige kant van parkeren

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

33

5.4.

Grootschalige opwek met zonnepanelen

Casusbedrijving In de gemeente Utrecht is beperkte ruimte beschikbaar voor de realisatie van grote zonneparken of windmolens. Niet alleen is de fysieke ruimte hiervoor beperkt, ook is de ruimte op het elektriciteitsnet beperkt. In principe dienen voor alle nieuwe zonneparken en windmolens nieuwe aansluitpunten op het elektriciteitsnet gerealiseerd te worden. Dit kan op het middenspanningsnet of via een directe lijn naar een onderstation. De doorlooptijd voor de realisatie van zonneparken en windmolens beslaat vaak meerdere jaren, onder andere vanwege bestemmingsplanprocedures. Om de doelstellingen uit de RES 1.0 te realiseren voor 2030 dienen voor de grootschalige projecten uiterlijk in 2025 vergunningen te zijn verleend. Omdat er sprake is van netcongestie en terugleveren van elektriciteit niet mogelijk is, komt de realisatie van grote projecten onder druk te staan.

•

•

•

Mogelijke oplossingen Koppelen met een grootverbruiker: Het realiseren van een directe lijn tussen een opwekinstallatie en een grootverbruiker van elektriciteit kan een uitkomst bieden. Voorwaarde voor succesvolle toepassing is de geografische nabijheid tussen de opwekinstallatie en de verbruiker. Des te langer de afstand, des te minder realistisch en rendabel deze oplossing is. Daarnaast moet het de grootverbruiker voldoende elektriciteit gebruiken om teruglevering te voorkomen. Opslag in een batterij: Opgewekte elektriciteit opslaan in een batterij kan de omvang van de aansluiting beperken en ervoor zorgen dat de installatie op een kleinere aansluiting aangesloten kan worden. Met alleen het toepassen van opslag in een batterij kan teruglevering echter niet worden voorkomen. Daarom werkt opslag in een batterij voor grootschalige projecten alleen in combinatie met andere oplossingen. Cable pooling: Bij wind- en zonne-energie projecten die in elkaars nabijheid gerealiseerd worden kan één aansluiting op het elektriciteitsnet gedeeld worden. Op deze gedeelde aansluiting kan efficiënt gebruik gemaakt worden van de beschikbare capaciteit voor het terugleveren van elektriciteit, als de aansluiting er al is. Voor projecten waar een nieuwe aansluiting gerealiseerd moet worden

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

•

•

•

biedt dit niet een oplossing. Overigens draagt cable pooling wel bij aan het toekomstbestendig inrichten van het elektriciteitsnet. Energiehub: Wanneer er naast wind- en zonne-energie ook een grote vraag naar elektriciteit in de nabijheid is, is er een mogelijkheid om een eenergiehub te realiseren in de vorm van een GDS of via een softwareplatform. Bij een GDS is er sprake van één aansluiting op het elektriciteitsnet. Vraag en aanbod van elektriciteit worden zo veel als mogelijk met elkaar in balans gebracht, in combinatie met batterij-opslag. Omzetten in warmte: Indien er een warmtenet in de nabijheid van een groot zonnepark is gelegen, kan de opgewekte elektriciteit via verschillende manieren omgezet worden in warmte en mogelijk dienen als bron voor een warmtenet. De warmtenetten zijn er echter vaak niet op gedimensioneerd om invoeding van een nieuwe warmtebron te faciliteren. Omzetten in waterstof: Het omzetten van duurzaam opgewekte elektriciteit in waterstof is technisch mogelijk, maar wordt nog niet veel toegepast. Dit heeft onder andere te maken met de hoge investeringskosten van een elektrolyzer. Daarnaast moeten er voldoende vollasturen zijn om voldoende waterstof te produceren om de business case rendabel te maken.

Dit is het geval wanneer er zowel gebruik gemaakt kan worden van zonne-energie en windenergie, die een complementair opwekprofiel hebben en daarmee voor een hoger aantal vollasturen zorgen.

Conclusies en aanbevelingen Bij grootschalige duurzame energieprojecten, waar er sprake is van een transportbeperking voor teruglevering, hangt de oplossing vooral af van de locatie van het project. Dat bepaalt mede of er in de nabijheid bijvoorbeeld een mogelijkheid is om aan te sluiten achter een grootverbruiker middels een directe lijn of om een aansluiting te delen met een wind- en/of zonnepark. Per project is maatwerk nodig om te bepalen welke oplossingen haalbaar, kansrijk en financierbaar zijn.

34

6.

Mogelijke rollen gemeente

6.1. Rollen en instrumenten De gemeente kan verschillende rollen aannemen om de energietransitie binnen de gemeente te versnellen. Deze rollen verschillen in mate van initiatief dat de gemeente toont (zie tabel 1 en figuur 2). Naarmate de gemeente meer initiatief toont neemt de mate van zeggenschap en het risico dat de gemeente neemt toe. Hoe donkerder de kleur in onderstaand schema des te meer initiatief en zeggenschap de gemeente kan nemen en des te meer risico de gemeente loopt (zie tabel 1). Een grotere mate van initiatief vraagt meer middelen en capaciteit vanuit de gemeente. Dat wil niet zeggen dat een grotere mate van initiatief ook daadwerkelijk effectiever is voor het bereiken van de gemeentelijke doelstellingen. Afhankelijk van de rol die de gemeente wenst aan te nemen kan zij verschillende instrumenten inzetten om het beoogde resultaat te bewerkstelligen.

Figuur 2. Verschillende rollen en invloed van de gemeente

5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

35

Tabel 1. Mogelijke rollen, instrumenten en acties voor de gemeente Utrecht

Rol

Beschrijving

Informerend

Belanghebbenden worden op door de gemeente gekozen manieren op de hoogte gehouden over de ontwikkelingen in de gemeente en in de energietransitie. Bijvoorbeeld over nieuw beleid of initiatieven.

Reactief

Uitgaan van eigen initiatief ontwikkelaars; gemeente reageert op vergunningaanvragen. Weinig beschikbaar budget en weinig/geen risico.

Mogelijke instrumenten

Informatie ophalen en verspreiden

Vergunningen

Tender

Stimuleren van samenwerkingsverbanden Stimulerend

Voeren van campagnes om eigen initiatief van ontwikkelaars te stimuleren. Beperkt budget t.b.v. onderzoek en geringe inzet personele capaciteit en middelen.

Stimulerende subsidie: gemeente loopt geen risico en verwerft geen eigendom Lobby Faciliterende subsidie: ruimere middelen ter beschikking stellen Pilotproject opzetten

Faciliterend

Programmatische aanpak, significante bijdrage qua personele capaciteit en middelen in initiatieven vanuit de samenleving, actief faciliteren van initiatieven.

Specifieke projecten voorrang geven Samenwerken met Stedin/Tennet Opzetten integraal programma

(Co-)creatie

5 mei 2022

In de lead zijn bij de ontwikkeling, inzet personele capaciteit en middelen om actief het initiatief op te starten of aan te jagen.

(Co-)creatie subsidie: startsubsidie verstrekken Ontwikkelen van (pilot)project

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

Mogelijke acties Visie op netinpassing en visie op gemeentelijk rol opstellen en publiceren in samenwerking met RES regio Grote elektriciteit opwekprojecten en grote elektriciteitsvragers in kaart brengen in samenwerking met RES regio en hen informeren over mogelijkheden van netinpassing bij nieuwe projecten Informatiepakket opzetten en verspreiden Vergunning vergeven voor realisatie van (vergunningsplichtige onderdelen van) oplossingsrichtingen Gunningscriterium in tender opnemen waarbij project wordt beoordeeld op mate van impact op het elektriciteitsnet Sturen op elektrificatie van de energievraag bij overschot van elektriciteitsopwekking Koppeling van grote elektriciteit opwekprojecten en grote elektriciteitsvragers, om energievraag en aanbod te matchen bijvoorbeeld d.m.v. een Energiehub. Onderzoek uitvoeren naar rol van gemeentelijk vastgoed bij de oplossingsrichtingen Haalbaarheidsonderzoek stimuleren voor pilotprojecten om nieuwe oplossingen te toetsen in de praktijk Lobby richting provincie Utrecht, het Rijk en Stedin om mee te werken aanoplossingen, zowel qua financiering, contracten en regelgeving Deel van de investeringskosten van (innovatieve) technieken en oplossingen financieren en daarmee faciliteren in de uitrol van de oplossing.

Via pilotprojecten oplossingsrichtingen in praktijk toepassen bij verschillende doelgroepen, door private en gemeentelijke eigenaren te ondersteunen, via bijv. middelenwerving voor haalbaarheidsstudie. Windprojecten met voorrang ontwikkelen om opwek profiel in de gemeente Utrecht te verspreiden Samenwerking met de netbeheerder, afspraken over inpassen van alternatieve netoplossingen en inzicht in voortgang Ontwikkelen van een programma voor efficiënt gebruik van elektriciteitsnet, binnen een bestaand of nieuw energieprogramma Subsidie voor ontwikkeling van oplossingsrichting, bijv. door eenmalige kosten van ontwikkelaar project af te dekken Project bij gemeentelijk vastgoed realiseren d.m.v. toepassen van een oplossingsrichting

36

7.

Conclusies en aanbevelingen

• • • •

De hoofdvraag van dit onderzoek was:

Welke mogelijkheden zijn kansrijk om op korte termijn duurzame energie opwek op grote bedrijfsdaken, nieuwbouw en grootschalige opwek uit wind en zon te realiseren ondanks de (te verwachten) netcongestie? Om deze hoofdvraag te beantwoorden, zijn de onderzoeksvragen beantwoord in de vorige hoofdstukken: 1.

2. 3. 4.

volgende

vier

Welke oplossingsrichtingen kunnen op de korte termijn helpen om duurzame opwek op grote bedrijfsdaken, nieuwbouw en grootschalige opwek uit zon te realiseren ondanks de (te verwachten) teruglevercongestie? Hoe we komen tot een succesvolle implementatie van deze oplossingsrichtingen? Welke rol kan de gemeente vervullen bij het faciliteren en stimuleren van deze oplossingsrichtingen? Wat deze oplossingsrichtingen kunnen betekenen voor een aantal concrete casussen in Utrecht?

7.1. Oplossingen voor netcongestie Door de huidige afgekondigde transportbeperking op het elektriciteitsnetwerk in de regio Utrecht kunnen nieuwe opwekinstallaties geen elektriciteit terugleveren op het elektriciteitsnet. De verwachting is dat de netbeheerder tussen 2026 en 2029 de verzwaringen van het elektriciteitsnet zal hebben afgerond, waardoor teruglevering van elektriciteit weer mogelijk wordt. Tot die tijd zal door middel van verschillende oplossingsrichtingen gekeken moeten worden welke projecten, ondanks de transportbeperking, kunnen worden gerealiseerd. Dit onderzoek heeft gekeken naar: • Aftoppen van productiepieken; • Optimaliseren van eigen verbruik en opwek; • Opslag in een batterij; • Directe lijn met grootverbruiker; 5 mei 2022

Oplossingen voor netinpassing van zonne- en windenergie bij netcongestie

Cable pooling; Een Energiehub; Omzetten van elektriciteit naar warmte; Omzetten van elektriciteit naar waterstof.

Al deze oplossingen kunnen helpen bij het realiseren van projecten ondanks de geldende transportbeperking. Sommige van de oplossingen lossen niet het volledige terugleverprobleem op, maar kunnen nu en in de toekomst wel de congestieproblematiek verminderen. Denk hierbij aan aftoppen en cable pooling. Bij het optimaliseren van eigen gebruik en opwek, koppeling met grootverbruiker en een energiehub is het van belang dat te allen tijde de opwek van elektriciteit wordt gebalanceerd met de vraag van elektriciteit. Als de vraag onvoldoende is om de opwek af te nemen, zal de duurzaam opgewekte elektriciteit verloren gaan. De oplossingsrichtingen opslag in een batterij en omzetten naar waterstof zijn in de huidige markt nog erg kostbaar. Verder onderzoek naar de business case kan worden uitgevoerd om te onderzoeken of deze toepassingen financieel rendabel en haalbaar zijn voor de behandelde én vergelijkbare casussen in de gemeente Utrecht. De oplossingen zijn in te delen in drie categorieën, afhankelijk van de mate van complexiteit. De eenvoudige oplossingen kunnen in principe in elke situatie toegepast worden. Voor de uitdagende oplossingen geldt dat er een vorm van ondersteuning en faciliteren nodig is om deze te realiseren. De complexe oplossing is technisch haalbaar, maar het toepassingspotentieel is op korte termijn beperkt. Eenvoudig • •

Aftoppen van productiepieken Optimaliseren van eigen gebruik en opwek

Uitdagend • • • • •

Opslag in een batterij Directe lijn met een grootverbruiker Energiehub Cable Pooling Omzetten naar warmte

Complex •

Omzetten naar waterstof

37

7.2. Rol van de gemeente Dat de gemeente Utrecht geconfronteerd wordt met de mogelijke gevolgen van de transportschaarste op het elektriciteitsnet is nieuw. De gemeente heeft het belang dat de energietransitiedoelstellingen behaald worden, maar daarvoor is zij mede afhankelijk van de beschikbare capaciteit op het elektriciteitsnet. De gemeente zoekt daarom naar mogelijke rollen en instrumenten om in te kunnen spelen op dit vraagstuk en bij zowel huidige als toekomstige projecten in te kunnen spelen op de specifieke behoeften van betrokken partijen. De gemeente Utrecht kan verschillende rollen aannemen om de oplossingsrichtingen te faciliteren en te stimuleren, oplopend van een beperkte rol in projecten tot een grote rol en mate van invloed: • Informerend • Reactief • Stimulerend • Faciliterend • (Co-)creatie Per type toepassing en per type oplossing kan een andere rol mogelijk en wenselijk zijn. In dit onderzoek zijn de verschillende rollen en daarbij passende instrumenten verkend en beschreven. Er zijn geen uitspraken gedaan over de wenselijke en beoogde rol, dit dient nader afgestemd en besloten te worden. 7.3. Casussen Voor vier verschillende casussen is verkend welke mogelijke oplossingen toegepast kunnen worden om duurzame energie op te kunnen wekken wanneer er sprake is van een transportbeperking voor teruglevering aan het net.