Energie mismatch is dichterbij dan je denkt (I)

Medio 2040 wekken we in Nederland heel veel meer duurzame elektriciteit op dan we in totaal nodig hebben. Het moment van opwek en afname is dan echter niet meer gelijktijdig, doordat al dat aanbod van met wind, zon et cetera opgewekte elektriciteit enorm fluctueert. Op beperkte schaal zien we dat nu ook al terug in de zomer. De fluctuaties worden echter zo groot dat we deze niet in balans kunnen houden met de mogelijkheden voor energieopslag die nu in het vizier zijn. Deze omwenteling zal rond 2030 versnellen. We bieden in dit stuk een vergezicht van 2040 om je een beeld te geven van waar het heen gaat.

De mismatch tussen opwek en afname bestaat nu ook al en wordt de komende jaren veel groter. Onze analyses laten zien dat er in 2040, over het jaartotaal gebalanceerd, aan de ene kant een overschot van 5500 uur zal zijn. Omgerekend betekent dat er jaarlijks een overschot aan elektriciteit zal optreden gedurende een periode van maar liefst 230 dagen. Aan de andere kant zal het tekort dan zo’n 3250 uur zijn, oftewel 135 dagen per jaar.

Deze ‘E mismatch’ gaat grote impact hebben op de prijzen

Tijdens momenten van overschot zullen de prijzen zeer laag zijn. De variabele kosten voor opwek uit duurzame bronnen zijn immers vrijwel nul. Dit is nu al duidelijk terug te zien in de fluctuatie van de uurprijzen. Zie onderstaand voorbeeld van de residual load in Duitsland in relatie tot de uurlijkse elektriciteitsprijs. (Residual load = vraag -/- duurzame opwek; data januari en februari 2023).

Tijdens momenten van tekort zullen de prijzen bijzonder hoog zijn. De enige optie die we dan waarschijnlijk hebben is het inzetten van gascentrales om het tekort aan te vullen. Dat zal echter de komende 20-30 jaar steeds duurder worden vanwege de bijbehorende CO2 rechten. Ook moet er voor de flexibiliteit geïnvesteerd worden in nieuwe gascentrales als vervanging voor kolencentrales die uit bedrijf worden genomen.

Deze nieuwe gascentrales moeten terugverdiend worden gedurende minder draaiuren per jaar. Dat betekent dat er een hogere investeringsopslag op de kilowattuurprijs zal komen. Elektriciteit uit gascentrales zal dus per saldo veel duurder worden. Interessant wordt wat de rol van groene waterstof hierin zal worden.

Toekomstplaatje 2040 en verder

Hoe zullen we over 18 jaar, na 2040, onze duurzame elektriciteit opwekken en inzetten om onze samenleving te verduurzamen? We hebben een doorrekening gemaakt op basis van toekomstscenario’s zoals geschetst in de Klimaat- en Energieverkenning en door Energiebeheer Nederland in combinatie met de plannen van de Nederlandse overheid voor de productie van windenergie op zee. Zie referentielijst onderaan deze post.

Onze analyses laten het volgende zien:

1. Nederland heeft vanaf 2040 voldoende aanbod aan duurzaam opgewekte elektriciteit om op dit vlak klimaatneutraal te zijn – ook als we een groot deel van ons gas- en olieverbruik elektrificeren. De fluctuaties zullen echter enorm zijn.
2. Aan de ene kant staan er dan zoveel duurzame productiemiddelen dat er een enorm overschot wordt opgewekt, zonder dat we dat op dat moment benutten – tenzij we ons gedrag aanpassen. Van de 323 TWh die jaarlijks wordt opgewekt, zullen we maar liefst 49% (157 TWh) niet gebruiken op het moment dat het wordt opgewekt. Dit enorme overschot aan goedkope en duurzame elektriciteit zorgt voor kansen die we kunnen verzilveren.
3. Aan de andere kant zal er een omvangrijk tekort zijn. Dat wordt gevormd doordat er elektriciteit nodig is die niet direct op datzelfde moment wordt opgewekt. Volgens onze berekeningen zal er een tekort van 38 TWh zijn. Oftewel: voor zo’n 19% van de totale jaarvraag zullen we geen elektriciteit beschikbaar hebben op het moment dat het nodig is.
4. Vaak wordt gedacht dat elektriciteitsopslag (batterijen, EV, etc) het heil gaat brengen om dergelijke fluctuaties in het systeem op te vangen en de balans – en daarmee de kosten – in de hand te houden. Uit onze analyses blijkt dat de omvang en duur van de mismatch zo groot is dat elektrische opslagmethodes niet meer dan 1/3 van het momentane tekort zullen kunnen afdekken.
5. Het zal in onze lifetime niet mogelijk zijn om het grootste deel van het gigantische overschot op te slaan. De technieken en technologieën zijn zeker de komende tientallen jaren te duur. Om opslag economisch rendabel te maken, moet er een groot aantal keren per jaar (grof gemiddelde: 150 keer) geladen en ontladen worden. Er is nog geen oplossing in zicht die voor opslag in technisch en financieel opzicht en qua schaalgrootte het ei van Columbus is.

Realiteit is dat binnen een afzienbaar aantal jaar de energie mismatch zo groot is dat we qua volume niet alleen te maken gaan krijgen met een enorm overschot van bijna 50% aan goedkope duurzame elektriciteit, maar ook met een jaarlijkse tekort van rond de 12% dat niet afgedekt kan worden met opslagmethoden.

Dit biedt voor afnemers kansen voor vraagverschuiving (demand shifting) om op een slimme manier kosten te vermijden. Als accu’s en gascentrales immers moeten bijspringen om volgens jouw afnameprofiel elektriciteit beschikbaar te hebben, dan zullen de kosten onvoorspelbaar en hoog zijn. Energieverbruikers gaan bewuste keuzes maken om elektriciteit op zulke momenten niet te gebruiken, en wel af te nemen op het moment dat er overschot is.

Wie over tien jaar pas gaat nadenken over de impact van deze veranderingen loopt investeringskansen mis en komt voor steeds hogere kosten te staan.

• Waar zitten de mogelijkheden voor jouw organisatie op het gebied van demand shifting?
• Wat is de impact op hoe je investeert, produceert en je bedrijf runt?
• Wat wordt hiervoor belangrijk in het nieuwe energielandschap? En wat wordt eigenlijk de rol van waterstof in dit alles?

Voor de gepresenteerde doorrekeningen van het jaar 2040 is gebruik gemaakt van de volgende toekomstscenario’s en planningen:

• OTB Delft Energielabel en Gasverbruik – TVVL Magazine 01 2023
• Nationaal Warmepomp Trendrapport – DNE Research
• Lazard’s Levelized Cost of Energy Analysis – Version 14.0
• Lazard’s Levelised Cost of Storage Analysis – Version 6.0
• Systeemintegratie Wind op Zee 2030-2040 – RVO
• Kamerbrief over windenergie op zee 2030-2050
• Klimaat- en Energieverkenning 2021
• Het Energiesysteem van de Toekomst 2030-2050 – Netbeheer Nederland
• Energy-Charts.info – Fraunhofer ISE
• Germany to use tenders to build 25 gigawatts of new gas power plants by 2030 – econ min | Clean Energy Wire

We zijn benieuwd naar de eerste reacties

Dus laat van je horen, met je gedachten, vragen en inzichten. En let op onze volgende post over dit onderwerp.