Energieopslag: omgaan met uitdagingen en kansen

Hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zon spelen een steeds grotere rol in onze energievoorziening. Maar hun productie is onvoorspelbaar, de zon schijnt niet altijd en de wind waait niet continu. Hoe zorgen we ervoor dat duurzame energie beschikbaar is op het moment dat we die nodig hebben?

Dit vraagstuk levert verschillende uitdagingen op. Omdat hernieuwbare energie afhangt van het weer, sluit het aanbod niet altijd aan op de vraag. Daarnaast kan het stroomnet niet altijd grote hoeveelheden duurzame energie verwerken en verdelen. Vooral wanneer de productie ver verwijderd is van de plekken waar de energie wordt verbruikt.

Energieopslag biedt een oplossing. Door energie op te slaan op momenten van overschot en vrij te geven wanneer de vraag hoog is, helpt opslag om het elektriciteitsnet in balans te houden. Dit creëert nieuwe kansen voor investeerders, ontwikkelaars en bedrijven die opslagoplossingen willen integreren in hun strategie.

Kansen en complexiteit in de energiemarkt

In deze vierdelige reeks ontdek je alles over energieopslag. Met onze ervaring en onderzoek laten we zien hoe de markt, investeringen en uitdagingen eruitzien.

In de volgende artikelen gaan we in op:

• De ontwikkeling van de markt en trends in energieopslag
• Het beleids- en regelgevingslandschap
• Economische modellen en verdienmodellen voor opslag
• Uitdagingen in de supply chain van opslagtechnologieën
  

De energietransitie: van centraal naar decentraal

We verschuiven van een energiesysteem met fossiele brandstoffen naar een gedecentraliseerd model met hernieuwbare energie. Dit is niet alleen een stap richting een duurzamere economie, maar speelt ook in op vraagstukken als energiezekerheid, die extra aandacht kregen door de oorlog in Oekraïne.

De overstap naar hernieuwbare energie is complex en gaat overal in een ander tempo. Dit komt door verschillende factoren, zoals:

• De economische of marktdynamiek van elk segment .
• Hoeveel de nationale en regionale beleidsmaatregelen de energietransitie sturen.
• De technische en logistieke uitdagingen van de omschakeling.

In Nederland zien we deze dynamiek terug in de energieopslagsector. Om de rol van opslag beter te begrijpen, is het belangrijk eerst te kijken naar de technologische noodzaak, beschikbare opslagmiddelen en de kansen die dit biedt voor ondernemers en investeerders.

Rol van energieopslag in het elektriciteitsnet

Met energieopslag slaan we duurzame energie tijdelijk op en gebruiken we die wanneer de vraag stijgt of de productie daalt. Dit helpt om het elektriciteitsnet in balans te houden en biedt zowel economische als technische voordelen. Er zijn verschillende functies van energieopslag:

• Congestiebeheer: Als er te veel stroom door een bepaald deel van het net gaat, raakt het overbelast. Dat noemen we congestie. Bij overbelasting is er geen ruimte voor extra elektriciteit in dit gebied. Met opslag verlagen we de netbelasting door overtollige stroom tijdelijk op te slaan en later te gebruiken. Dit is vooral nuttig bij lokale netcongestie.
• Frequentie- en balanceringsdiensten: het net moet een stabiele frequentie van 50 Hz hebben om efficiënt te kunnen werken. Opslagsystemen kunnen snel stroom leveren of opnemen om schommelingen op te vangen.
• Back-upstroom: bij een storing of uitval kan energieopslag tijdelijk als noodstroomvoorziening fungeren.
• Load shifting: we slaan energie op als er weinig vraag is, bijvoorbeeld ‘s nachts bij veel wind, en gebruiken dit overdag wanneer er meer stroom nodig is.
• Langdurige opslag (seizoensgebonden): met langdurige opslag kunnen we zonne-energie uit de zomer bewaren voor gebruik in de winter. Deze aanpak kan langdurig basislastvermogen leveren aan het elektriciteitsnet.

Uit onze enquête onder marktdeelnemers in Q1 2023 blijkt dat congestiebeheer (93%) en frequentie- en balanceringsdiensten (93%) als de meest noodzakelijke toepassingen van energieopslag worden gezien. Dit onderstreept de rol van opslagsystemen bij het stabiliseren van het elektriciteitsnet en het ondersteunen van de groei van hernieuwbare energiebronnen. 

Alternatieve toepassingen van energieopslag

De meeste investeringen in energieopslag richten zich op het elektriciteitsnet, maar de interesse in kleinschalige opslag groeit. Deze kunnen worden ingezet voor lokale energievoorziening of flexibele off-grid toepassingen.

Bedrijven en huishoudens zonder betrouwbare netaansluiting kunnen energieopslag gebruiken als oplossing. ‘Achter de meter’-oplossingen zorgen ervoor dat opgewekte energie efficiënter wordt benut. Hierbij wordt een opslagsysteem direct bij de gebruiker geïnstalleerd, vaak in combinatie met zonnepanelen of andere hernieuwbare bronnen. Dit kan groei op een bepaalde locatie mogelijk maken zonder te hoeven wachten op netverzwaring.

Ook op tijdelijke of afgelegen locaties biedt energieopslag een oplossing. Denk aan bouwplaatsen of festivals, waar verplaatsbare batterijen een duurzamer alternatief bieden voor dieselgeneratoren. Dit bespaart niet alleen op vergunningen, maar draagt ook bij aan een lagere CO₂-uitstoot. 

Verschillende soorten energieopslag

Er zijn verschillende technologieën om elektriciteit op te slaan. Deze kunnen worden onderverdeeld in vier hoofdgroepen:

• Elektrochemisch: bijvoorbeeld  lithium-ionbatterijen, flowbatterijen en solid-state batterijen.
• Elektrisch: zoals supercondensatoren en supergeleidend magnetische opslag.
• Mechanisch: denk aan waterkracht met pompaccumulatie en persluchtopslag.
• Chemisch: onder andere ‘power-to-gas’-oplossingen zoals waterstofproductie.

Elke technologie verschilt in volwassenheid en toepasbaarheid voor het elektriciteitsnet.

Lithium-ion (Li-ion)-batterijen zijn momenteel de meest gebruikte technologie, vooral geschikt voor kortetermijntoepassingen zoals balanceringsdiensten en piekbelasting. In Nederland en wereldwijd worden grootschalige batterij-energieopslagsystemen (BESS) die gebruikmaken van li-ion-technologie steeds vaker ingezet op netwerkniveau.

Voor langdurige opslag, zoals back-upstroom en load shifting, kunnen andere technologieën geschikter zijn. Denk aan flowbatterijen, vloeibare luchtopslag en persluchtopslag. Ook waterstof biedt een veelbelovende oplossing: opgewekte stroom kan via elektrolyse worden omgezet in waterstof, opgeslagen en later weer worden omgezet in elektriciteit. Deze technieken zijn nog niet commercieel beschikbaar, maar kunnen in de toekomst een grote rol spelen.

Hoewel Li-ion momenteel de standaard is, verwachten we dat een mix van opslagtechnologieën nodig zal zijn om hernieuwbare energie volledig te integreren in het elektriciteitsnet. 

De volgende stap

In ons volgende artikel duiken we dieper in de huidige stand van zaken rondom energieopslag in Nederland. Wil je nu al weten hoe energieopslag jouw organisatie kan beïnvloeden? Neem contact op met Keiran Everden om te bespreken hoe wij je kunnen helpen met duurzame strategieën.