De rol van vraagsturing in het Nederlandse elektriciteitssysteem 2030-2050
Potentieel en de effecten van demand response (DR)
In deze geïntegreerde studie naar de rol van vraagsturing in het elektriciteitssysteem van Nederland voor de jaren 2030 en 2050, is gekeken naar de mogelijke omvang van DR in deze jaren en naar de effecten hiervan op het elektriciteitssysteem in Nederland.
Downloads
The role of demand response (PDF) Samenvatting voor beleidsmedewerkers (PDF) Morales-Espana et al. (2022) Classifying and modelling demand response in power systems (PDF)
Wat is demand response (DR)?
Vraagsturing, of demand response (DR) is een vorm van flexibiliteit om de elektriciteitsvraag en het aanbod beter op elkaar af te stemmen. Dit kan door (via software) productieprocessen te activeren als er meer aanbod van elektriciteit is. Ook in huizen kan met slimme apparatuur het gebruik van elektriciteit worden afgestemd op de beschikbaarheid van elektriciteit. Denk aan een vaatwasser die wordt klaargezet en vanzelf aan gaat op het moment dat er meer elektriciteit beschikbaar is.
Een andere manier om vraag en aanbod van elektriciteit op elkaar af te stemmen, is door elektriciteit op te slaan, bijvoorbeeld in batterijen
Lees hier meer over flexibiliteit in het energiesysteem
Flexibiliteit van het energiesysteem
Vraagsturing
Er is een groot potentieel aan vraagsturing in het toekomstige, klimaatneutrale elektriciteitssysteem van Nederland. Dit komt al tot uiting in 2030, maar neemt een nog grotere rol in 2050. Dit gebeurt met name door de sturing (en dus flexibilisering) van de elektriciteitsvraag door elektrisch vervoer en elektrolyse van waterstof. Zie ook figuur 1.
De analyse naar de rol van vraagsturing in Nederland is uitgevoerd met behulp van het COMPETES-model in de context van het Europese elektriciteitsmarktsysteem. Daarbij is ook gekeken naar concurrerende, flexibele opties zoals grensoverschrijdende elektriciteitshandel, opslag, afschakelen van elektriciteitsopwekking uit zon en wind (‘VRE curtailment’) en flexibele elektriciteitsproductie uit andere (niet-VRE) bronnen zoals (groen) gas of biomassa. Deze opties zijn uitgebreid en verbeterd in het model en de scenario’s en databases voor 2030 en 2050 zijn geactualiseerd. Hoewel de studie zich primair richt op de rol van vraagsturing, is het tot op zekere hoogte ook een update en herziening van het FLEXNET-onderzoek (2015-2017) naar de rol van flexibiliteit in het Nederlandse elektriciteitssysteem in de periode 2015-2050.
Aanbodopties
Mix van aanbodopties om te voldoen aan de gemiddelde vraag per uur naar flexibiliteit in 2015, 2030 en 2050 met en zonder vraagrespons (DR versus geen NoDR)
Figuur 1 verschaft een samenvattend overzicht van de mix van aanbodopties om te voldoen aan de gemiddelde vraag naar flexibiliteit per uur in 2015, 2030 en 2050 met en zonder vraagsturing (‘DR’ versus ‘NoDR’). In het referentiejaar 2015 bedraagt de gemiddelde vraag naar flexibiliteit 503 MW (per uur), waarvan 46 MW wordt geleverd door buitenlandse elektriciteitshandel en 457 door flexibele opwekking, met name door flexibele (fossiele) gas- en kolencentrales. In 2030 is de behoefte aan flexibiliteit gestegen tot 1132 MW (meer dan 2x zoveel als in 2015). Zónder vraagsturing wordt in deze behoefte vooral voorzien door buitenlandse handel (827 MW), flexibele opwekking (299 MW) en – in mindere mate – VRE curtailment
In 2050 neemt de behoefte aan flexibiliteit nog veel meer toe tot gemiddeld 5910 MW per uur (meer dan 5x zoveel als in 2030 en zelfs bijna 12x zoveel als in 2015). Zónder vraagsturing wordt in deze behoefte vooral voorzien door buitenlandse handel (2446 MW), VRE curtailment (2425 MW) en opslag (975 MW), met name door middel van Vanadium Redox (VR) batterijen voor balanshandhaving. Mét vraagsturing voorziet deze optie in meer dan een-derde (2002 MW) van de totale flexbehoefte in 2050 (5910 MW), terwijl het flexaanbod van buitenlandse handel afneemt tot 2131 MW, van VRE curtailment tot 1663 MW en van opslag zelfs tot 105 MW.
| MW/#h | NoDr 2015 | NoDR 2030 | DR 2030 | NoDR 2050 | DR 2050 |
| Vraagsturing | 0 | 0 | 186 | 0 | 2002 |
| Opslag | 0 | 0 | 12 | 975 | 105 |
| Handel | 46 | 827 | 712 | 2446 | 2131 |
| VRE curtailment | 0 | 6 | 4 | 2425 | 1663 |
| Niet-VRE opwekking | 457 | 299 | 220 | 64 | 7 |
Gunstige effecten
Vraagsturing heeft diverse gunstige effecten op het elektriciteitssysteem en de samenleving als geheel:
- Minder afhankelijk van buitenlandse elektriciteitshandel voor leveringszekerheid en flexibiliteit van het elektriciteitssysteem
- Minder behoefte aan (dure) investeringen in het netwerk, met name in verbindingen met het buitenland
- Minder behoefte aan (dure) opslag van elektriciteit
- Minder behoefte aan het afschakelen/beperken (curtailment) van elektriciteitsopwekking uit zon en wind
- Minder behoefte aan elektriciteitsopwekking uit andere bronnen zoals gas of biomassa, die vaak duurder en meer vervuilend zijn
- Lagere, gemiddelde elektriciteitsprijzen, met name voor flexibele eindgebruikers
- Lagere totale systeemkosten
Negatief effect verdienmodel zon- en windenergie
Een opvallend punt is dat vraagsturing een negatief effect lijkt te hebben op het verdienmodel van investeringen in zon en wind. Dit geldt in het bijzonder voor de gemiddelde opbrengstprijzen die producenten van elektriciteit uit zon en wind ontvangen. Dit is met name het geval in situaties waarin sprake is van een groot (over)aanbod aan elektriciteit uit zon en wind ten opzichte van de totale elektriciteitsvraag (80-100%). In een vervolgstudie zal verder onderzoek worden gedaan naar de bepalende factoren – waaronder vraagsturing – voor het verdienmodel van investeringen in zon en wind, inclusief mogelijke beleidsimplicaties voor het verbeteren van dit verdienmodel.
Beleidsmaatregelen voor vraagsturing
Om het potentieel van vraagsturing te kunnen realiseren, is een pakket aan beleidsmaatregelen nodig die de barrières voor vraagsturing verminderen, zoals:
- verschaffen van de juiste prijsprikkels
- verlenen van toegang tot diverse elektriciteitsmarkten aan de leveranciers van vraagsturing
- voorzien in een voldoende netwerk- en oplaadinfrastructuur (met name voor elektrische voertuigen)
- verminderen van financiële (investerings)beperkingen
- adresseren van informatie, data, privacy en andere gedragsvraagstukken die het realiseren van vraagsturing beperken
Zie ook de publicatie ‘Belemmeringen voor demand response’
Belemmeringen voor demand response
Gerelateerde onderwerpen
Definities
Gerelateerde publicaties
De mogelijke rol van SMR’s in het Nederlandse energiesysteem
Small modular reactors in the Dutch energy system
Archetypische buurten voor elektriciteitsverbruik
Definition of archetypical neighborhoods for residential flexibility analyses
Routekaart Samenwerken in energiehubs
De nulmeting