Het is Earth Hour vandaag en dus schakelen deelnemende huishoudens en bedrijven over de hele wereld hun elektriciteit een uur lang uit. Mooi moment om de aandacht te vestigen op Saxion-onderzoeken op het gebied van piekbelasting, een probleem dat zich door decentrale energieopwekking steeds meer voordoet. In gesprek met docent-onderzoeker Edmund Schaefer van het lectoraat Duurzame Energievoorziening.
Even voorstellen: waar doe jij onderzoek naar?
"Ik hou me bezig met onderzoeken naar piekbelasting en slimme sturing daarop, zoals de onlangs afgeronde onderzoeksprojecten Clean Tech House en Clean Tech Energy Crossing. De vraag die ons daarbij drijft is hoe we voor meer balans kunnen zorgen tussen lokale energie-opwekking aan de ene kant en energieverbruik aan de andere kant, zodat er minder pieken en dalen zijn op het energienet. We onderzoeken bijvoorbeeld hoe de toepassing van innovatieve batterijtechnologieën daaraan kan bijdragen."
Waarom boeit dit onderwerp jou zo?
"Los van de echte directe resultaten die we straks bespreken, vind ik het erg belangrijk dat ik met zoveel enthousiaste studenten van over de hele wereld aan dit soort projecten werk. Zij zijn net als ik doordrongen van de urgentie. Dat is hoopgevend voor de toekomst, want ik ben ervan overtuigd dat techneuten onmisbaar zijn in de energietransitie die Nederland moet doormaken. Overigens is dit een reden waarom ik zelf recent aan een doctoraalprogramma van de Universiteit Twente ben begonnen, waarin ik combinaties van energieopslag voor microgrids (lokale en autonome stroomnetten, red.) bekijk. Ik verdiep mijn eigen kennis om die terug te koppelen aan het onderwijs."
Laten we het hebben over piekbelasting. Wat is de huidige situatie in Nederland?
"We zijn aan de energietransitie begonnen. Wat we merken is dat er disbalansen ontstaan tussen energie-opwekking en -verbruik. En die worden steeds groter. Dat heeft te maken met de introductie van duurzame energiebronnen, zoals windmolens en zonnepanelen. Dat zijn variabele en steeds meer decentraal gebruikte energiebronnen, waar niet op elk willekeurig moment evenveel energie uitkomt. Dit is de grootste aanleiding voor de aanpassingen die wij bedenken en onderzoeken. Daarnaast is er de ontwikkeling van elektrificatie van belangrijke toepassingen. Omdat we van het gas af moeten en willen, het liefst voor 2030 gaan we bijvoorbeeld steeds meer elektrisch koken en zullen er steeds meer elektrische auto’s zijn. Je kunt je voorstellen dat als iedereen rond half zes thuiskomt, tegelijk de auto aan de lader koppelt en de elektrische kookplaat aanzet, dat je in één keer in heel Nederland naar giga energieverbruik gaat."
Waarom is die piekbelasting een probleem?
"Ons huidige energiegrid is bedoeld om binnen bepaalde grenzen te functioneren. Als bijvoorbeeld spanning te veel afwijkt kunnen er fouten optreden: er is niet voldoende stroom om een apparaat te bekrachtigen of er ontstaat schade. In het ergste geval kunnen black-outs ontstaan. Dan valt alles uit. Het is een kwestie van hoe groter de pieken, hoe steviger het grid moet worden. Dan zouden we dus extra geld moeten investeren om hetzelfde te kunnen doen, omdat we er niet op een elegantere manier mee zijn omgegaan. Maar dat is natuurlijk niet waar we naar streven."
Waar wel naar? Wat zijn de grootste uitdagingen?
"We streven ernaar om te bedenken hoe we zo efficiënt mogelijk met duurzame energiebronnen kunnen omgaan, om de energietransitie betaalbaar te maken maar zeker ook om slim te sturen op piekbelasting. Hoeveel wekken we waar en wanneer op, hoe moeten die systemen geïntegreerd worden en wat voor infrastructuur hebben we daarvoor nodig? En waar gaat het dan vervolgens heen? Hoe kunnen we ervoor zorgen dat het netwerk zo flexibel mogelijk is, zodat het met grote variaties aan zowel de opwek- als verbruikkant kan dealen? Dat zijn onze onderzoeksgebieden."
Welke resultaten van de Saxion-onderzoeken zijn hoopgevend?
"Onderdeel van piekbelasting en slimme sturing is: weten wat je verbruikt. Zonder een idee daarvan zou het stomme slimme sturing zijn, haha. Je kunt een huis hebben met energielabel A, maar als je het niet op die manier gebruikt, dan is je energieverbruik niet optimaal. Dus hebben we gekeken welke stappen we kunnen nemen om tools aan te reiken zodat het bewoners hun energiegedrag kunnen optimaliseren. Daar ging Clean Tech House over. Het vervolg was Clean Tech Energy Crossing, ons grootste project. Voor dat onderzoek volgden we de 23 huishoudens in de duurzame aardehuizen in Olst, waar een gemeenschap zo energiezuinig en zelfvoorzienend mogelijk leeft. Wij hebben met studenten gekeken: hoe groot zou een opslagsysteem moeten zijn om daar energieverbruik te balanceren zodat er minder pieken zijn? Begin maart hebben we daartoe een aansturingssysteem voor een elektrische boiler geïnstalleerd."
Een elektrische boiler?
"Iedereen denkt bij opslag aan batterijen, accu's en misschien waterstof als we het gek maken. Maar met een elektrische boiler hoef je het energie-overschot niet te exporteren naar het main grid, wat nu nog handig kan zijn in verband met de in 2023 eindigende solderingsregeling, maar kun je het bufferen en later die dag gebruiken omdat je weet dat er mensen thuiskomen om te koken en te douchen. Dankzij de koppeling van ons systeem aan een algoritmisch besturingssysteem van de Universiteit Twente (DEMKit), kunnen we voorspellingen maken over het verbruik in de komende 24 uur. We zijn benieuwd wat de concrete invloed hiervan is op piekbelasting. Daarnaast heeft het bedrijf Dr Ten een prototype van een zeezoutbatterij als opslag geïnstalleerd en aangesloten aan het smart grid in dezelfde wijk. We onderzoeken hoe het gaat met energie opnemen en weer afstaan. De lering die we daaruit trekken heeft veel te maken met systeemintegratie, met softwarematige aansturing. De volgende stap is om van al deze oplossingen een geheel te maken."
Hoe belangrijk is een evenement als Earth Hour?
"Ik heb weleens discussies met mijn vrouw en directe collega's: hoe belangrijk vinden we de energietransitie nou in Nederland? Laat ik het zo zeggen: het is belangrijk, maar als je het belang echt wil benadrukken is stemmen op de juiste vertegenwoordigers bij de politieke verkiezingen noodzakelijk."
