Data benutten voor een flexibeler elektriciteitssysteem
De vraag naar elektriciteit in de maatschappij neemt toe, bijvoorbeeld door elektrisch rijden of koken, economische groei en digitalisering in allerlei domeinen van de samenleving. (Foto: Shutterstock)
De zon laat zich niet altijd zien. En soms waait het hard, soms is het windstil. Met energie uit zon en wind groeit de behoefte aan flexibiliteit om vraag en aanbod van elektriciteit op het net in balans te brengen, en zo de leveringszekerheid te waarborgen. In de tweede aflevering van de webserie ‘Geen stroom zonder data’ onderzoeken we hoe een aggregator uitkomst kan bieden en kan bijdragen aan een maatschappelijk verantwoorde energietransitie.
Een hernieuwbaar energiesysteem is complexer te beheren dan een fossiel systeem. Met zonne- en windenergie wordt het energieaanbod afhankelijker van het weer. En steeds meer partijen, zoals bedrijven en burgers, gaan elektriciteit opwekken en verhandelen. Tegelijkertijd neemt de vraag naar elektriciteit in de maatschappij toe, bijvoorbeeld door elektrisch rijden of koken, economische groei en digitalisering in allerlei domeinen van de samenleving.
Als gevolg hiervan raakt het elektriciteitsnet steeds meer overbelast, wat de aansluiting van nieuwe zonneparken en de verduurzaming van de industrie bemoeilijkt én het risico op stroomuitval vergroot. Om vraag en aanbod op het stroomnet in balans te houden binnen de beperkte netcapaciteit, zijn digitale innovaties nodig.
In de webserie ‘Geen stroom zonder data’ laat het Rathenau Instituut zien hoe burgers, marktpartijen en netbeheerders zich met behulp van energiedata voorbereiden op een duurzamer, meer decentraal en flexibel elektriciteitssysteem. Deze webserie is gebaseerd op het rapport Stroom van data (2022).
De belofte van aggregatie
Door de energietransitie is er behoefte aan een flexibeler energiesysteem dat kan inspelen op de veranderde energievraag en het energieaanbod. Bedrijven, huishoudens en energiegemeenschappen kunnen hieraan bijdragen, bijvoorbeeld door het moment dat ze hun elektrische auto opladen te verplaatsen in de tijd, of door thuis- en buurtbatterijen te gebruiken om energie op te slaan en die terug te voeden op een voor het systeem gunstig moment.
Een aggregator is een marktpartij die namens huishoudens, energiegemeenschappen of bedrijven handelt op de energiemarkten, door via een digitaal platform slimme apparaten van klanten aan te sturen. Het kan een bestaande marktpartij zijn, zoals een energieleverancier die (ook) de rol van aggregator op zich neemt, of een nieuwe partij die voorheen geen rol had in het energiesysteem.
De aggregator ontzorgt consumenten die actief willen zijn op de energiemarkt. Consumenten treden namelijk niet zo snel zelfstandig toe tot de energiemarkt. Ze tonen in de regel weinig interesse voor het zelf beheren van hun energie-apparaten. Bovendien zijn de transactiekosten voor het handelen op de energiemarkt hoog en kent aggregatie lage winstmarges. Dit maakt het handelen op de markt financieel gezien niet aantrekkelijk voor individuele consumenten.
Tesla’s virtuele elektriciteitscentrale
Tesla’s Virtual PowerPlant (VPP) is een bedrijf dat aggregatordiensten levert. Het bedrijf is een nieuwe partij in het energiesysteem. Tesla’s VPP stuurt Tesla-apparaten van klanten aan om te handelen op de energiemarkten, zoals (thuis)batterijen en elektrische auto’s. Bedrijven en huishoudens die in het bezit zijn van dergelijke apparaten kunnen zich hierbij aansluiten. Door al die apparaten te koppelen en aan te sturen creëert Tesla een (virtuele) elektriciteitscentrale.
Data voor een aggregatordienst
Voor het bundelen en aansturen van de apparaten ontwikkelde Tesla diverse softwareplatformen die gebruik maken van diverse soorten energiedata. Klanten van een Tesla-VPP geven Tesla toestemming om hun thuisbatterij te besturen. Iedere Tesla-thuisbatterij heeft een edge-computing-platform (ECP). Dat platform wisselt data uit met andere apparaten, zoals sensoren en omvormers van zonnepanelen, of met andere softwaresystemen zoals Autobidder. Autobidder maakt prijsvoorspellingen, die nodig zijn om de apparaten in te zetten om te handelen op de energiemarkt.
Middels application programming interfaces (API’s) op de thuisbatterij worden ook gegevens opgevraagd door andere apparaten of systemen. Hierbij gaat het bijvoorbeeld om telemetriedata (op afstand uit te lezen gegevens over de prestatie van een apparaat) of informatie over het type apparaat, informatie over de onderlinge relaties tussen apparaten, of data die nodig zijn voor het controleren en aansturen van apparaten.
Obstakels en uitdagingen voor aggregators
Welke obstakels en uitdagingen zien we voor de rol van een aggregator in een maatschappelijk verantwoorde energietransitie?
De dienst die aggregators bieden wordt beter, naarmate ze beschikking hebben over meer data over het reilen en zeilen binnen een huishouden.
Interoperabiliteit en beschikbaarheid van data
Tesla-VPP heeft een unieke uitgangspositie, omdat het bedrijf zelf de software, de hardware en de firmware ontwikkelt. Daarom kan Tesla-VPP data efficiënt uitwisselen en zo grote hoeveelheden IoT-apparaten bundelen en inzetten op de energiemarkt. De meeste aggregators worden echter geconfronteerd met allerlei technologische barrières op het gebied van interoperabiliteit of de beschikbaarheid van data. Zo zijn nog niet alle apparaten die gebruikt kunnen worden voor het leveren van flexibiliteitsdiensten (bijvoorbeeld een warmtepomp), op het internet aangesloten of uitgerust met een interface die nodig is om apparaten op afstand aan te sturen.
Open standaarden en protocollen voor de communicatie tussen en aansturing van apparaten, kunnen deze technische barrières verhelpen. Het is de vraag wie die standaarden en protocollen moet ontwikkelen: fabrikanten van apparaten, dienstenaanbieders of de nationale of Europese wetgever? Het duiden van de technische aspecten van een standaard of protocol vergt kennis en expertise, waarover niet iedereen beschikt. Daarnaast kunnen tegenstrijdige bedrijfsbelangen een mogelijke barrière vormen bij het opstellen van standaarden en protocollen, omdat partijen bijvoorbeeld bang zijn dat het hun bedrijfsvoering en innovatie zal belemmeren.
Juridische inbedding
De marktrol van aggregator wordt belemmerd door diverse juridische barrières. Op dit moment is het bijvoorbeeld niet mogelijk voor een kleinverbruiker om zonder toestemming van zijn energieleverancier afspraken te maken met een onafhankelijke aggregator, wat betekent dat energieleveranciers vaak ook als aggregator optreden voor hun klanten. Dit heeft nadelige gevolgen voor nieuwe partijen, die als onafhankelijke aggregator willen opereren.
Regie over data
Klanten van een aggregator delen persoonlijke gegevens met het bedrijf en besteden de controle over hun apparaten uit. Zij hebben echter lang niet altijd voldoende IT-expertise om te beoordelen of het bedrijf goed omgaat met hun data. Het is dus belangrijk dat klanten genoeg redenen zien om erop te vertrouwen dat hun privacy en veiligheid beschermd worden, of dat een bedrijf transparantie en zeggenschap biedt over de omgang met data van de klant. Wordt dit niet goed geborgd, dan kan dit de keuze beïnvloeden om de aggregatiedienst af te nemen.
‘Flexibiliteitsonrechtvaardigheid’ ligt op de loer: kansenverschillen tussen mensen die wel en niet kunnen investeren, meedoen en profiteren van een flexibeler elektriciteitssysteem.
Eerlijke markt
Aggregators kunnen consumenten die actief willen worden op de elektriciteitsmarkt helpen, door apparaten op afstand aan te sturen. De dienst die zij bieden wordt beter, naarmate ze beschikking hebben over meer data over het reilen en zeilen binnen een huishouden. Deze ontwikkeling, in combinatie met de lage marges op flexibiliteitsdiensten, en daarmee met het belang van schaalgrootte, brengt een belangrijk dilemma aan het licht. Enerzijds is het wenselijk dat bedrijven gestimuleerd worden om te investeren in diensten die gebruikers ontzorgen, zodat zij mee kunnen helpen het energiesysteem te flexibiliseren. Anderzijds is het niet wenselijk dat er dataconcentraties – en dus machtsconcentraties – ontstaan bij die bedrijven. Dit kan er toe leiden dat er een winner-takes-all-situatie ontstaat, zoals ook bij digitale platformen in andere sectoren al gebeurd is.
Duurzame digitale infrastructuur
Om thuisbatterijen voor energieopslag te produceren, zijn grondstoffen zoals lithium nodig. Het delven van die grondstoffen kan schadelijke gevolgen hebben voor het milieu en voor de mensen die wonen op plekken wonen waar die grondstoffen gedolven worden, zoals in Oost-Europa. Bovendien vergt de verzameling en verwerking van data energie. Dat draagt weer bij aan een toenemende elektriciteitsvraag. Een duurzaam energiesysteem betekent niet alleen een duurzaam energieaanbod, maar ook een duurzaam onderliggende (digitale) infrastructuur.
Flexibiliteits(on)rechtvaardigheid
Burgers die gebruik willen maken van de diensten van een aggregator, moeten voldoende ‘flexibiliteitskapitaal’ hebben: apparaten die flexibiliteit kunnen leveren en geïntegreerd kunnen worden in systemen van aggregators, zoals thuisbatterijen, zonnepanelen, warmtepompen of elektrische auto’s. ‘Flexibiliteitsonrechtvaardigheid’ ligt op de loer: kansenverschillen tussen mensen die wel en niet kunnen investeren, meedoen en profiteren van een flexibeler elektriciteitssysteem.
Betrouwbaarheid van de dienst
Naarmate aggregatie een belangrijkere rol gaat spelen in het elektriciteitsnet, wordt het crucialer dat de activiteiten die deze marktpartijen uitvoeren, betrouwbaar en digitaal veilig zijn. Een technische storing, hack of onvoorzien gedrag van een autonoom systeem dat gebruikt maakt van kunstmatige intelligentie, kan ervoor zorgen dat apparaten van huishoudens niet het afgesproken vermogen leveren. Voor de aggregator heeft dat financiële gevolgen en de stroomvoorziening kan erdoor in het gedrang komen. De cyberveiligheid van elk apparaat en van de systemen om die aan te sturen, is dus van groot maatschappelijk belang.
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.
Gerelateerde publicaties:
