Distributienet als enabler voor de energietransitie

In de zomer van 2022 was er opvallend nieuws uit Nederland. In de provincies Noord-Brabant en Limburg besliste de netbeheerder om nieuwe bedrijven voorlopig geen aansluiting meer te geven op het elektriciteitsnet. De reden? Het net zat door de snelle elektrificatie van de industrie, van mobiliteit (laadpalen) en verwarming (warmtepompen) helemaal vol.

Versnelde elektrificatie heeft impact op het laagspanningsnet

Zo’n scenario willen we in ons land zeker vermijden, en daarvoor is eerst en vooral een beter en meer accuraat zicht nodig op het laagspanningsnet, het deel van het elektriciteitsnet dat de stroom tot in huizen en gebouwen brengt. Die zichtbaarheid is historisch gelimiteerd, mede omdat de capaciteit altijd ruim voorzien werd (via overgedimensioneerde kabels). Daardoor hebben pieken in de elektriciteitsvraag nooit echte problemen veroorzaakt. Maar die zogeheten ‘fit & forget’-strategie wordt veel te duur en is dus niet langer houdbaar nu de decentrale productie van hernieuwbare stroom almaar groeit, nu mobiliteit en verwarming steeds meer worden geëlektrificeerd en nu vraagresponstechnologieën de synchroniciteit van het distributienet verder verhogen. Wordt er niet overgeschakeld naar een andere strategie, dan kan het net straks de energietransitie gaan bemoeilijken.

Al sinds 2017 doet Fluvius, dat het Vlaamse laagspanningsnet beheert, een beroep op de kennis en expertise van VITO/EnergyVille om het zicht op het distributienet te verbeteren. Zo kan de bestaande capaciteit beter worden benut en kunnen, waar dat nodig is, gerichte investeringen worden gedaan om knelpunten tijdig op te lossen. ‘Vijf jaar geleden zagen we de huidige trends al aankomen’, zegt Joris Soens, transitiemanager netten & systemen bij Fluvius. ‘De belangrijkste driver is de plotse elektrificatie van toepassingen zoals mobiliteit en verwarming, en dit heeft nu eenmaal vooral een impact op het laagspanningsnet.’ Hoewel de situatie vijf jaar geleden nog niet nijpend was (en dat is ze vandaag ook nog niet) beslisten Eandis en Infrax, de voorgangers van het huidige Fluvius, toen toch al om snel en proactief te handelen en de assistentie in te roepen van externe partners – dat werden VITO/EnergyVille en de KU Leuven, meer bepaald de onderzoeksgroep van professor Dirk Van Hertem. ‘We wilden op de lange termijn opereren, vandaar deze samenwerking.’ De ambitie van het ADriaN-project (Active Distribution Networks) is dan ook groot: het beoogt dat het distributienet in de plaats van een bottleneck een enabler wordt in de energietransitie.

In het project komen een conventionele en een innovatieve aanpak samen. ‘We werken op het snijvlak van de klassieke energiesysteemtechniek met datawetenschap’, zegt Koen Vanthournout van VITO/EnergyVille. Om de zichtbaarheid van het net drastisch te verhogen moet de informatie uit meetgegevens zo efficiënt mogelijk worden gebruikt. ‘De totale lengte van alle kabels in ons distributienet bedraagt ruim 86 000 kilometer, dat is meer dan twee keer de lengte van de evenaar’, zegt Soens. ‘Dan kun je je wel voorstellen dat het een complexe oefening is om de toestand van het hele net zo efficiënt mogelijk in beeld te brengen en met de resultaten aan de slag te gaan.’

Belasting op het net beter inschatten

Wat gebeurt er concreet in het ADriaN-project? Er wordt bijvoorbeeld onderzocht welke data afkomstig van metingen in elektriciteitscabines of -meters bruikbaar is om de belasting op het net correct in te schatten – en dit op een zo groot mogelijke tijdschaal. Daarbij worden ook computersimulaties gebruikt. De experts van VITO/EnergyVille verkennen ook nieuwe methoden om de huidige berekeningen accurater en vollediger te maken. Daarnaast beschikt Fluvius ook over eigen monitoringtools: met behulp daarvan kan bijvoorbeeld worden achterhaald hoe kabels zo efficiënt mogelijk kunnen worden gebruikt, of waar de capaciteit moet worden versterkt.

‘Dit project is een goede leerschool waarbinnen we onderzoeken wat werkt en wat niet werkt’, vervolgt Soens. ‘Zo krijgen we ook een goed zicht op welke innovaties we dienen klaar te maken voor industriële implementatie. Enkele andere vragen die we beantwoord willen zien: Wat kunnen we allemaal simuleren en wat bereiken we daarmee? Welke inzichten kunnen we halen uit de metingen van digitale meters?’ Betreffende de implementatie van de digitale meter leverde de samenwerking overigens al resultaat op, in de vorm van verbeterde technische specificaties.

Eerder dit jaar kondigde Fluvius aan dat er tegen 2032 vier miljard euro moet worden geïnvesteerd in het Vlaamse elektriciteitsdistributienet, waarvan drie miljard in het laagspanningsnet en één miljard in het middenspanningsnet. De grootte van die investeringen is gebaseerd op netsimulaties die op hun beurt steunen op schattingen van bijvoorbeeld de stijging van het aantal elektrische voertuigen of warmtepompen de komende jaren. Hoewel ADriaN losstaat van het investeringsprogramma, helpt het project wel om voortdurend een reality check te maken. ‘We kijken voortdurend naar de toekomst maar ook naar het hier en nu’, aldus Soens. ‘Via ADriaN versterken we de bestaande technische capabiliteit, onderzoeken we wat er extra nodig is en hoe we dit kunnen realiseren zonder dat de kosten te hoog oplopen.’

Binnen de energietransitie moet de betrouwbaarheid van de netten gewaarborgd blijven, en dit aan een zo laag mogelijke (maatschappelijke) kost. Daarom is ADriaN ook een strategisch belangrijk project. En belangrijk is het ook voor VITO/EnergyVille. ‘We maken hier de brug van het onderzoek naar de praktijk’, zegt Vanthournout. ‘We bevinden ons hier niet in de labocontext maar worden geconfronteerd met reële problemen en uitdagingen. Die praktijkfocus sijpelt ook door naar onze eigen onderzoeksagenda. Daarnaast voelen we ons natuurlijk ook maatschappelijk heel betrokken, want de energietransitie mee in goede banen leiden is onze taak.’

Voorlopig heeft het project geen einddatum en blijven de experts van Fluvius en VITO/EnergyVille bijna wekelijks met elkaar overleggen voor een stand van zaken. ‘We spelen heel kort op de bal’, aldus Vanthournout. ‘We werken binnen heel korte onderzoekscycli van hoogstens enkele weken, waarna we evalueren en eventueel bijsturen. Snel kunnen schakelen is in de energietransitie sowieso heel belangrijk.’ Langs de kant van Fluvius wordt de diepgaande expertise bij VITO/EnergyVille en van de KU Leuven gewaardeerd. Soens: ‘Het unieke aan onze partners is dat ze heel bedreven zijn in zowel de technische karakteristieken van elektriciteitssystemen als in de meer ICT-gerelateerde aspecten ervan – zeg maar de hardware en de software van elektriciteitssystemen.’