De impact van de elektrische auto op het elektricteitsnet

Op het elektriciteitsnet moet er momentaan balans zijn tussen vraag en aanbod. Het netwerk moet lokaal dusdanig capaciteit hebben dat vragers en aanbieders op het gewenste moment elektriciteit kunnen krijgen of leveren. Op elke plek tussen opwek en vraag kan een kink in de kabel komen. Dit kan heel lokaal zijn bij de aansluiting van een gebruiker op het net of juist op plekken waar het net van de ene spanning naar de ander gaat: bij de overgang van laag naar midden spanning (de middenspanningsruimte) of van midden naar hoogspanning (het zogenaamde onderstation) deze laatste twee heeft Amsterdam hier onderzocht.

Interessant resultaat is dat niet het toekomstige aanbod, maar de vraag naar elektriciteit de bottleneck in de stad gaat worden. Dit is bijzonder omdat het nieuws vooral bol staat van de impact van zon en windenergie op het netwerk[2]. In volgorde van omvang is de verwachte benodigde capaciteit in Amsterdam op onderstations het grootste bij datacenters, nieuwbouw, mobiliteit en dan pas de warmtetransitie.

Zoals te zien is in de figuur hierboven, is het dus meer de groei van ICT en de stad (donker en licht blauw) dan de energietransitie (groen en oranje) die voor de netwerkissues [op onderstations; op MSR is het mobiliteit] in de stad zorgt. Of anders gezegd: de schop moet toch al in de grond of er nou een energietransitie is of niet.

Op nivo van de middenspanningruimte is het overigens wel mobiliteit die de grootste impact heeft en dan nieuwbouw en de warmtetransitie.

Van alle scenario’s is natuurlijk wel wat te vinden, meest impactvolle kan m.i. zijn de grote rol van hoog temperatuur warmtenetten in de gebouwen. Als hier toch warmtepompen een rol gaan spelen kan dit nog meer impact op het elektriciteitsnet hebben dan nu is ingeschat Anders gezegd kan de inzet op hoge temperatuur warmtenetten mede ingegeven zijn door het beperkt willen houden van de impact op het net.

Belangrijk is wel te zeggen dat deze conclusie geldt voor Amsterdam. Het kan niet zomaar vertaald worden naar andere steden omdat daar lokaal heel andere scenario’s kunnen gelden voor de vraag, maar ook voor het aanbod. Kans is groot dat niet overal zoveel datacenters komen. Landelijk zijn er nu al grote verschillen waar het net uitbreiding nodig heeft om zonne- en windparken in te passen. Bekend is dat nu al grote problemen met inpassing zijn in Noord-Nederland en delen van Brabant. Op deze plekken is het net uitgelegd op geringe vraag en aanbod passend bij het platteland van een paar jaar geleden[3].

Mobiliteit is wel overal in de gebouwde omgeving impactvol. Een infrastruktuur van laad hubs en snelladers naast thuisladen lijkt voor de elektrische autorijder beste laadcomfort te leveren[4]. Daarnaast kan dit er ook voor zorgen dat de impact op het net meer geconcentreerd kan zijn en het net niet tot in de diepste haarvaten versterkt hoeft te worden. Wel is hier heel lokaal waar dit wel en niet de meest logische oplossing blijkt te zijn.

Complexiteit van netaanpassing is dat op laag- en middenspanningsniveau de netbeheerders vraag volgend waren en er geen langjarige planning was, zoals bij hoogpanningsnet wel al gebruikelijk was. De laatste paar jaar is hier veel ontwikkeling in geweest, maar doordat soms aanbod sneller neer te zetten is dan een netverzwaringen te realiseren is zijn er al veel (tijdelijke) problemen nu. Vandaar dat scenario studies als die van Amsterdam van belang zijn.

Vervolgstudies moeten uitwijzen op welke manier er nog verder gestuurd kan worden op minder grote pieken op het net. Het kunnen sturen van vraag en/of aanbod wordt flexibiliteit genoemd, dit kan vele vormen aannemen op verschillende schaalniveaus. Zo kan een fabriek of koelhuis minder hard draaien om de vraag te sturen of kan een elektriciteitscentrale minder draaien om minder te leveren. Ook kan er tijdelijk elektriciteit opgeslagen worden, bijvoorbeeld in batterijen, of stuwmeren. In de eerste verkenningen voor Amsterdam kan flexibiliteit overall tot zo’n 20% capaciteitsverlaging leiden. Voor mobiliteit waarbij alleen het goed timen van de laadvraag (flexibel laden) is onderzocht was dit zelfs al 48% op onderstationniveau, terwijl op termijn ook veel verwacht wordt van de autobatterij als opslag. Ook hier geldt dat goede lokale analyse en meer sturing op de vraag van belang is omdat we anders meer koper in de grond leggen dan nodig is.

[1] Zie: https://openresearch.amsterdam/image/2021/4/16/themastudie_elektriciteit_2_0.pdf

[2] Zie: o.a. NOS: 16-4-2018, 18-8-2019, 29-4-2021; NRC 26-11-2020

[3] Netbeheerders hebben recent een kaart van heel Nederland gepubliceerd waar nu capaciteitsproblemen zijn; zie Capaciteitskaart invoeding elektriciteitsnet (netbeheernederland.nl)

[4] Rick Wolbertus, Robert van den Hoed, Maarten Kroesen, Caspar Chorus, Charging infrastructure roll-out strategies for large scale introduction of electric vehicles in urban areas: An agent-based simulation study, Transportation Research Part A: Policy and Practice, Volume 148, 2021, Pages 262-285.