Nieuwe energietoekomst met smart grid

In de visie van de Amerikaanse econoom Jeremy Rifkin zijn we toe aan een heel nieuw systeem van energie-opwekking en verdeling (zie ook het interview met Jeremy Rifkin op deze site). Weg met de grote elektriciteits-centrales, op naar lokale opwekking bij mensen thuis met zonne-, wind- en waterenergie. Deze omslag vergt een heel nieuw, fijnmazig systeem om energie op te slaan en te verdelen. Het Nederlandse KEMA onderzoekt de mogelijkheden.

Tijdens de KEMA-conferentie Change the world of Energy doet Jeremy Rifkin aan Change Magazine zijn ideale energietoekomst uit de doeken: "Fossiele brandstoffen zijn op een paar plekken ter wereld te vinden, terwijl hernieuwbare energie als wind- en zonne-energie bij de mensen in de achtertuin op te wekken zijn. Elk gebouw kan energie opwekken, produceren en opslaan voor eigen gebruik en een eventueel teveel aan energie kan weer lokaal verspreid worden. Dankzij technische ontwikkelingen kunnen we intelligente energienetwerken opzetten die weten waar een overschot en waar een vraag naar energie is: Een smart intergrid dat gebruik maakt van dezelfde informatietechnologie als het internet."

Rifkin is ondubbelzinnig in zijn overtuiging waarom deze radicale omslag nodig is. "We staan op een hachelijke punt in de geschiedenis, waarbij een krediet-, energie- en klimaatcrisis samenkomen, die in deze combinatie een bedreiging vormen voor onze samenleving. De enige uitweg is als we bereid zijn om de manier waarop we energie gebruiken in onze maatschappij radicaal opnieuw inrichten."

Dit vergt nogal wat van de energiedistributiebedrijven, maar ook van de technologie die nodig is om elektriciteit van en naar gebouwen en mensen te krijgen. Bedrijven gespecialiseerd in opslag- en distributietechnologie  als KEMA, dat het grootste hoogspanningslab ter wereld huisvest, spelen een belangrijke rol in de ontwikkeling van bijvoorbeeld schakelmateriaal. 

KEMA-Directeur Pier Nabuurs: "Met de huidige netwerktechnologieën kunnen we nieuwe energie-efficiënte, energiebesparende en bronnen van hernieuwbare energie niet volledig ondersteunen. We moeten veel meer toe naar een energie-economie waarbij elektriciteit kan worden opgeslagen. KEMA zet fors in op het onderzoeken en begrijpen van de capaciteit van opslagtechnologieën door netwerken te simuleren in onze laboratoria. Zo onderzoeken we bijvoorbeeld wat de invloed is van de integratie van elektrische voertuigen in het netwerk."

De indrukwekkende laboratoria van KEMA in Gelderland draaien dag en nacht om de effecten van distributie en opslag op schakelaars, koppelingen, kabels, verbindingen en nieuwe combinaties daarvan te onderzoeken. Zo moet bekeken worden hoe apparatuur reageert op schommelende netwerkspanning, wat bij lokaal opgewekte energie uit zon en wind, meer voorkomt dan bij centraal opgewekte energie.

Het nieuwe testlab op het terrein van KEMA nabij Arnhem.

Bedrijven als Siemens, ABP, Mitsubishi en Hyundai testen nieuwe producten in Gelderland. De onderzoekskwaliteit van de KEMA-laboratoria staat internationaal in hoog aanzien. Voor de ontwikkeling van het smart grid dat Jeremy Rifkin voor ogen staat, zijn testen nodig van intelligente kilowattuurmeters en van meters die communiceren met de leverancier van de elektriciteit.

Minder stabiliteit

Peter Bus, manager van de testlaboratoria van KEMA: "Vroeger zetten centrales energie in een behoorlijk constante stroom op het netwerk. Als we toe willen naar een netwerk met veel kleinere bronnen, zoals windmolens of zonnepanelen, veroorzaken die telkens kleine verstoringen in die stroom op het netwerk. We moeten testen wat daarvan de impact is in een flexibel powerlab, zoals we dat hier hebben. Het smart grid kan het systeem instabiel maken en we moeten onderzoeken hoe dat, bijvoorbeeld met spoelen, kunnen compenseren." Volgens Bus is de techniek in principe zover om een meer instabiel systeem met veel kleine bronnen op te zetten, zonder dat de kwaliteit van de levering achteruit gaat. 

Essentieel daarbij is de opslag van energie, zodat die ook na de opwekking beschikbaar blijft. Jillis Raadschelders houdt zich voor KEMA specifiek bezig met advies en onderzoek naar opslagmogelijkheden. "In onze laboratoria kunnen we  kleine batterijen testen die gebruikt worden in huis- tuin en keukenapparatuur, maar we kunnen ook megawatt batterijen testen. We moeten onderzoeken welke systemen nodig zijn, welke techniek gebruikt kan worden. Wat is de score als het op veiligheid en prestaties aankomt? Wat voor computermodellen zijn er nodig? De ontwikkelingen gaan nu snel en er komen steeds nieuwe spelers op de markt. Om de veiligheid te garanderen is het testen van en kennis over de nieuwe producten voor bijvoorbeeld netwerkbedrijven van groot belang."