22 maart 2021
Smart grid 2020
Onderzoek naar barrières en een enkele oplossing
Vier tweedejaars bedrijfskunde studenten van Saxion doen, onder andere aan de hand van 12 proeftuinprojecten uit EZ-programma TKI-urban-energy, onderzoek naar juridische, technische, organisatorische en economische barrières bij smart-grids (september-januari 2020-2021). De studenten voeren onderzoek uit in het kader van het overkoepelende project ‘De investering loont’. Dit onderzoek wordt in opdracht van Nieuwe Energie Overijssel door het Lectoraat (in oprichting) Sustainable Energy Transition (SET) van Saxion waarbinnen de drie lectoraten zijn Duurzame Energie Voorziening (DEV), Innovatieve Business Modellen (IBM) en Duurzame Leefomgeving (DL)) samenwerken.
Proeftuinen
Het hoge aantal van 200 proeftuinprojecten over tien jaar in het programma TKI-Urban-energy zegt wellicht iets over de complexiteit van de invoering van smart grids in Nederland. Een conclusie die nu kan worden getrokken is dat ‘we’ er nog niet uit zijn. Er zijn veel barrières die een snelle introductie van smart grids tegenhouden. In het project ‘De investering loont’ worden vier soorten barrières onderscheiden. De studentengroep heeft deze indeling van barrières als uitgangspunt genomen.
Regelgeving
De studenten nemen als eerste de juridische barrières. Immers, als slimme mogelijkheden vanuit de wet niet zijn toegestaan of er ligt niet direct een wetswijziging in het verschiet, beperkt dat erg de mogelijkheden om wat te kunnen doen met de uitkomsten van een project waarin de ‘slimme’ mogelijkheden worden getoetst. Aangezien, deze beperkingen zo knellend zijn bij projecten waarbij sprake is van decentrale energieopwekking is de elektriciteitswet aangepast met het Besluit experimenten duurzame elektriciteitsopwekking, bedoeld voor coöperaties voor decentrale energieopwekking. Het zal duidelijk zijn dat het nog steeds zo is dat het achterwege blijven van een ‘echte’ aanpassing van de wet een negatieve betekenis heeft voor toepassingen in de praktijk op korte termijn. De studenten komen de volgende juridische barrières meerdere keren tegen:
- Het niet toestaan van lokale bekabeling waarbij ‘WOZ-grenzen’ worden overschreden maakt toepassing lokaal gelijkspanningsnet voor een tuinbouwgebied alleen bij tijdelijke toestemming mogelijk;
- Dynamische beprijzing is alleen mogelijk in het kader van een experimentstatus. De salderingsregeling is een belangrijke oorzaak van deze starheid.
Van de organisatorische barrières gevonden door de studentengroep zou in eerst instantie kunnen worden gezegd dat het om barrières gaat die alleen gelden voor het project, maar dat deze bij werkelijke toepassing in de praktijk zich wel minder zullen voordoen. Om enkele organisatorische barrières te noemen:
- Het niet voldoende kennen van de doelgroep en de onderschatting van het belang om goed te communiceren speelt een project in Lochem parten;
- Hetzelfde geldt voor het onvoldoende onderzoek gedaan hebben naar de uitgangssituatie waarin de gebouwen zich bevinden;
- Ook technische barrières kunnen uiteindelijk te wijten zijn aan een gebrekkige voorbereiding.
- Doordat bij het project Powermatching City wordt gesproken over de noodzaak van de komst van een nieuwe marktpartij, kan worden geconcludeerd dat het hier ontbreekt aan overall coördinatie.
Het lijkt niet onverantwoord om te veronderstellen dat deze aandachtspunten zich ook bij andere projecten kunnen voordoen.
Bij technische barrières noemen de studenten het gebrek aan kennis over gelijkstroom bij één van de projecten en ook wordt er gesproken over een gebrek aan kennis met betrekking tot de software.
Economische barrières zijn te splitsen in barrières die te maken hebben met (te) hoge kosten en barrières die te maken hebben met het niet effectief zijn of niet kunnen benutten van prijsprikkels. Voor hoge kosten zijn veel verschillende oorzaken aan te wijzen. Om een smart grid te verkrijgen moeten er investeringen worden gedaan in apparaten die smart aangestuurd kunnen worden, extra bekabeling, extra elektriciteitsopslag, ontwikkelen van besturingsmodel, eventueel blockchain en extra personele inzet in verband met het door ontwikkelen van het systeem en daarnaast moet er ook geld vrij gemaakt worden voor organisatorische en communicatieve ondersteuning. Het zal duidelijk zijn dat het een kwestie is van zoeken naar een optimum, waarbij opbrengsten moeten opwegen tegen de kosten.
Met prijsprikkels of economische incentives, zoals ze ook wel genoemd worden, kan de vraag worden gestuurd. Veel hangt af van de prijselasticiteit. Veel mensen houden zich niet dagelijks bezig met de stroomkosten. Een aanpassing van de prijs leidt niet direct tot een aanpassing van het gedrag. Een voorwaarde voor gedragsaanpassing is in ieder geval dat men, ieder moment, op de hoogte is van prijzen en prijsaanpassingen. In z’n algemeenheid kan gezegd worden dat de vraag naar stroom door de kleinverbruiker inelastisch, of, anders gezegd, de prijselasticiteit van de vraag is laag. Om dynamische beprijzing succesvol te maken is communicatie op verschillende manieren van belang. Sowieso, moet de informatie over de prijzen voor de gebruiker op een aantrekkelijke manier toegankelijk zijn, maar daarnaast gaat het ook veelal om een sfeer van samen te werken aan benutting van de eigen, in de wijk, opgewekte elektriciteit.
Om goed zicht te krijgen op wat barrières zijn is het goed om de verschillende barrières te onderscheiden. In werkelijkheid is er een sterke samenhang tussen de barrières. Er is reeds gewezen op de economische inspanningen die geleverd moeten worden om bepaalde technische of organisatorische voorzieningen mogelijk te maken. Ook is opgemerkt dat het omzeilen van juridische barrières hoge kosten met zich mee kan brengen. Het gebrek aan kennis op het gebied van gelijkstroom is te verklaren doordat de Nederlandse wisselstroom voorschrijft.
Bij de voorbereiding van de opdrachtbeschrijving voor de studenten is een overzicht gemaakt waarin de samenhang tussen voorwaarden (en dus ook barrières als er niet aan kan worden voldaan) is gegeven.
De samenhang
Toelichting bij het model
Om het bovenstaande overzicht/model te kunnen lezen begin je onderaan in het overzicht. Mensen en bedrijven moeten gemotiveerd zijn om mee te doen. Motivatie kan voortkomen uit korte termijn economische prijsprikkels en er kunnen ideële motieven aan keuzes ten grondslag liggen. De prikkelwerking kan direct en indirect zijn. In bepaalde branches is van maatschappelijk ondernemen een verkoopargument te maken. Het terugdringen van het fossiele brandstoffenverbruik kan bijdragen aan het behalen van een duurzaamheidscertificaat en kan er ook aan bijdragen dat je als bedrijf geen maatregelen opgelegd krijgt van de overheid of dat een bedrijf in aanmerking kan komen voor een bepaalde vergunning.
Consumenten, producenten en prosumenten kunnen nog zulke goede bedoelingen hebben, maar als er geen goede gegevens en/of informatie is, begin je weinig. De informatie kan zich richten op mensen, die gestimuleerd worden te handelen, en er zijn geautomatiseerde systemen (blockchain) die apparaten van zelf uit, af, op of aanschakelen. Voor mensen gaat het ook om de moeite die moet worden gedaan om bij de informatie te komen.
Naast de communicatietechnieken moet het op een efficiënte manier mogelijk zijn om onderdelen uit, af, op of aan te schakelen. Indien het energiesysteem verrijkt is met (extra/incidentele) opwek en/of opslagcapaciteit (accu’s, batterijen, buffervaten) biedt dat mogelijkheden om de flexibiliteit in het systeem te vergroten.
Technisch is veel mogelijk: Demand management via block chain, onderlinge leveringen en opslag en buffering (en opwekkingscapaciteit in te zetten bij piekvraag bij warmte). Echter, wat technisch maximaal resultaat geeft hoeft niet economisch optimaal te zijn. Bedoeld wordt dat het streven naar maximale benutting van het smart grid voor de verschillende eerder genoemde doelen duur zal uitpakken. Met de laatste paar procenten ‘benutting eigen opwekking’ zullen met hoge kosten gepaard gaan. Een vorm van de Pareto-regel (80/20 regel) zou van toepassing kunnen zijn. In theorie zou gekozen kunnen worden voor zowel opslag in (een deel van) de huizen als een opslagvoorziening in de nabijheid van het trafo-station. Het is vervolgens de vraag of het economisch slim is om als het ene wordt gedaan het andere ook nog gedaan moet worden. Dergelijke trade offs bestaan ook tussen drie genoemde technische mogelijkheden: Demand management, onderlinge leveringen en opslag/buffering. 75% van alle TKI-Urban-energy-projecten hebben betrekking op het technisch en/of economisch optimaliseren van een systeem.
Energieverbruik is voor veel bedrijven niet de kernactiviteit. Ondernemers hebben lang niet altijd zin om veel werk te maken van het energievraagstuk, terwijl het toch in relatie tot het bedrijfsresultaat om bedragen gaat die er toe doen. Er zijn slimme organisatorische oplossingen, met of zonder externen mogelijk, om de energieproductiviteit te verhogen. Een Energie Services Compagnie, een ESco, kan er voor zorgen dat een bedrijf gaat betalen voor de dienst elektriciteit in plaats van het doen van extra investeringen en de maandelijkse energierekening rechtstreeks aan het elektriciteitsbedrijf te betalen. Een ESco kent een prikkel om energie te willen besparen. Immers, als de dienst goedkoper kan worden geproduceerd, levert dat in eerste instantie een financieel voordeel voor de ESco op.
En dan heeft een energieleverancier allerlei slimme maatregelen bedacht en dan mag het niet. De elektriciteitswet en de warmtewet stellen grenzen aan de wijze waarop prijzen mogen worden vastgesteld. In z’n algemeenheid wordt de elektriciteitssector gekenmerkt door regels die de bestaande situatie bevestigen (ze paragraaf ‘Barrières Smart Grids’).
Uiteindelijk is het belangrijk te beseffen dat het in de praktijk gaat om de samenhang. In het bovenstaande zijn al enkele verbanden gelegd. Zo kun je alleen reageren op prijsprikkels als je op tijd op een gemakkelijke manier toegang hebt tot de informatie over de prijzen. Technisch moet het ook allemaal maar net kunnen. Ook is aangegeven dat een lokaal toe te passen maatregelen moet passen binnen wettelijke regels. Het totale systeem, zou idealiter, zo georganiseerd moeten zijn dat de prikkels voor een business case van afzonderlijke bedrijven in lijn liggen met de value-case voor het gebied.