Data benutten voor balanshandhaving op het elektriciteitsnet

Zonnepanelen en windturbines maken het energiesysteem gedeeltelijk afhankelijk van weersomstandigheden. Daarom heeft nationale netbeheerder TenneT steeds meer moeite met het in balans houden van vraag en aanbod van elektriciteit. Vooral in het laatste uur voor de levering van vermogen wordt de situatie onzekerder. In dat uur kan het bijvoorbeeld plotseling harder of juist zachter gaan waaien, of kan er lokaal sprake zijn van bewolking, waardoor zonneparken minder elektriciteit produceren dan verwacht. In de toekomst zal TenneT bovendien minder gebruik kunnen maken van gas- en kolencentrales als back-up.

Een mogelijke oplossing voor dit probleem is het integreren van kleinschalige, decentrale flexibiliteitsdiensten, zoals die geleverd kunnen worden door batterijen, warmtepompen of elektrische auto’s waarmee je bidirectioneel – twee kanten op – kunt laden. Deze apparaten kunnen hun energieverbruik verschuiven naar momenten waarop bijvoorbeeld meer duurzame energie beschikbaar is of het elektriciteitsnet minder belast is. Dit staat bekend als crowd balancing. Om dit te realiseren, moet de markt voor het voorkomen van onbalans toegankelijk worden gemaakt voor andere bronnen van flexibiliteit dan de huidige elektriciteitscentrales.

Crowd balancing heeft twee belangrijke voordelen voor het energiesysteem. Allereerst maakt het TenneT minder afhankelijk van een steeds kleiner wordend aantal grote, fossiele partijen. Daarmee wordt het energiesysteem minder kwetsbaar. Ten tweede wordt balanshandhaving door toenemende concurrentie op de onbalansmarkt betaalbaarder.

In de praktijk blijkt het integreren van decentrale, kleinschalige flexibiliteitsdiensten niet zo eenvoudig te zijn, vanwege de grote aantallen apparaten die op verschillende plekken op het distributienet zijn aangesloten. Voor het afrekenen van geleverde diensten moet TenneT kunnen verifiëren of partijen hebben geleverd wat ze zeggen te hebben geleverd. Hiervoor zijn digitale technologie en betrouwbare data nodig.

In april 2020 lanceerden drie Europese netbeheerders samen het publieke crowd balancing-platform Equigy: TenneT (Nederland en een deel van Duitsland), Terna (Italië) en Swissgrid (Zwitserland). Aan het begin van 2021 sloot ook Austrian Power Grid (Oostenrijk) zich aan. Equigy is een digitaal platform dat het voor kleinschalige, decentrale flexibiliteitsdiensten mogelijk maakt mee te doen op de onbalansmarkt.

Het Equigy-platform heeft tot doel de balanshandhavingstaak van landelijke netbeheerders te ondersteunen. Equigy biedt een Europese open standaard voor kleinschalige flexibiliteitsdiensten, zodat elektrische auto’s, warmtepompen, thuisbatterijen en omvormers van zonnepanelen, onafhankelijk van hun locatie, flexibiliteitsdiensten kunnen leveren. Daarnaast beoogt het platform veilige gegevensuitwisseling tussen marktdeelnemers te verzorgen.

Data-uitwisseling binnen Equigy verloopt als volgt. Een netbeheerder zoals TenneT heeft regelvermogen nodig. Dat vereist een partij die op afroep, binnen vijftien minuten, een bepaalde hoeveelheid stroom kan leveren en daarvoor een financiële vergoeding ontvangt. Partijen kunnen reageren op de oproep van TenneT. In reactie daarop geeft TenneT een signaal om te leveren aan de partij die het voordeligste bod heeft ingediend. Netbeheerders hebben namelijk de wettelijke verplichting om tegen de laagst mogelijke kosten hun taken uit te voeren.

Mocht het signaal gericht zijn aan een aggregator, dan gebruikt die zijn eigen Internet-of-Things-platform om een vloot van auto’s of thuisbatterijen aan te sturen, door ze de opdracht te geven om elektriciteit op het net te zetten of juist het verbruik uit te stellen.

Vervolgens moet Equigy de handelingen van de aggregator valideren. Omdat dit op apparaatniveau gebeurt en er heel veel apparaten bij één handeling betrokken kunnen zijn, gaat dit in de praktijk steekproefsgewijs. Als de aggregator foutieve informatie blijkt te hebben gegeven, dan wijst de blockchain dit uit. De netbeheerder gaat in zo’n geval met de betreffende partij in gesprek.

In dit proces worden voortdurend data uitgewisseld tussen apparaten, marktpartijen en netbeheerders. Het Equigy-platform zorgt ervoor dat partijen alleen die data te zien krijgen die nodig zijn voor het vervullen van hun specifieke rol binnen het grotere geheel. Zo geeft het platform bijvoorbeeld niet direct zicht op de beschikbare capaciteit van individuele assets; dat privilege blijft voorbehouden aan de aggregator zelf.

Welke obstakels en uitdagingen zien we voor balanshandhaving in een maatschappelijk verantwoorde energietransitie?

Interoperabiliteit van slimme apparaten
In de toekomst zullen landelijke netbeheerders voor de balanshandhaving op het elektriciteitsnet afhankelijk zijn van grote aantallen huishoudens en bedrijven met apparaten die flexibiliteitsdiensten kunnen leveren. Het is voor die klanten dus belangrijk dat ieder type elektrische auto, warmtepomp of thuisbatterij gebruikt kan worden voor het leveren van dit soort diensten, en dus dat dit soort apparaten interoperabel zijn: met elkaar kunnen communiceren of aanstuurbaar zijn. Dat is nu nog niet altijd het geval.

Juridische toelaatbaarheid
Voor netbeheerders is het juridisch gezien niet toegestaan om activiteiten te ondernemen die voorbehouden zijn aan de markt. TenneT ziet Equigy als onderdeel van zijn taak om het functioneren van de markt te faciliteren. Maar als het platform te weinig gebruikt wordt en de investeringen niet worden terugverdiend, of wanneer het platform ook gebruikt wordt voor andere markten dan die voor regelvermogen, kan de Autoriteit Consument en Markt bezwaar maken tegen de betrokkenheid van de landelijke netbeheerder bij dit initiatief.

Flexibiliteits(on)rechtvaardigheid
Het uitgangspunt van Equigy is dat crowd balancing zorgt voor een eerlijker speelveld op de energiemarkt. Iedereen kan toegang krijgen tot de energiemarkt en daarvan financieel profiteren – niet slechts een selecte club partijen. In de praktijk is die toegang echter beperkt tot partijen die in het bezit zijn van flexibiliteitskapitaal, zoals thuisbatterijen, zonnepanelen, warmtepompen of elektrische auto’s, die flexibiliteit kunnen leveren en geïntegreerd kunnen worden in aggregatorsystemen. Dit creëert ongelijkheid in de kansen tussen mensen die wel of niet kunnen investeren, meedoen en profiteren van een flexibeler elektriciteitssysteem. Daarom dreigt er ook op de onbalansmarkt sprake te zijn van ‘flexibiliteitsonrechtvaardigheid’.

Standaarden en protocollen
(Open) standaarden en protocollen voor interoperabiliteit en veiligheid kunnen een inclusievere flexibiliteitsmarkt bevorderen. Ze kunnen voorkomen dat consumenten apparatuur aanschaffen die niet geschikt of niet veilig genoeg is om flexibiliteitsdiensten te leveren. Ook vanuit ecologisch oogpunt is dit wenselijk, omdat het kan voorkomen dat apparaten op korte termijn vervangen moeten worden. Daarnaast kunnen (open) standaarden voorkomen dat een of twee grote commerciële partij(en) bepalen wat de communicatiestandaard wordt voor slimme energieapparaten en –systemen. Eerder gebeurde dit wel met de besturingssystemen van onze mobiele telefoons – waar Android van Google en IoS van Apple de markt domineren. Open standaarden beschermen op die manier de publieke zeggenschap over de energievoorziening.

Betrouwbaarheid en betaalbaarheid
Het sturen van vraag en aanbod op het (nationale) hoogspanningsnet met behulp van crowd balancing kan op de regionale netten congestie, of filevorming, opleveren. Dit kan een negatieve impact hebben op de betaalbaarheid en betrouwbaarheid van de stroomvoorziening. Accuraat inzicht in de netbelasting en goede afstemming met de regionale netbeheerders zijn dus essentieel.

Meer lezen over wat er nodig is om data en digitale innovaties te benutten voor een maatschappelijk verantwoorde energietransitie? Lees ons rapport Stroom van data: