Overslaan en naar de inhoud gaan

Flexibiliteit valoriseren

Flexibiliteit heeft voor bedrijven én voor de transportnetwerkbeheerder meer en meer een strategische waarde.

De energietransitie zet de bestaande energiesystemen onder druk. Dat is trouwens niet alleen het geval in België maar ook in andere Europese landen waar men, omwille van de CO2 reductiedoelstellingen, energieopwekking met klassieke elektriciteitscentrales zo veel mogelijk wil vervangen door intermitterende en dus onvoorspelbare energieopwekking uit renewables. In België is de problematiek om de stabiliteit in het bestaande elektriciteitssysteem te bewaren nog prangender dan in onze omringende landen omwille van de mogelijke kernuitstap.

Flexibiliteit heeft dan ook voor bedrijven én voor de transportnetwerkbeheerder meer en meer een strategische waarde om de stabiliteit in het elektriciteitsnetwerk te bewaren.

Maar wat verstaat men nu eigenlijk onder “stabiliteit” in een elektrisch netwerk?

Een stabiel elektrisch netwerk is een netwerk dat ten allen tijde in balans wordt gehouden door de frequentie op een constante waarde af te regelen. In Europa is de referentiefrequentie  50 Hz, in de VS is dit trouwens 60 Hz.

 

Praktisch komt het erop neer dat naarmate de energievraag en dus de belasting van een elektrisch netwerkt toeneemt, men bijkomende productie-eenheden zal moeten bijschakelen om te voorkomen dat de frequentie lager wordt dan 50Hz. Is er op een bepaald moment te weinig elektriciteitsproductie voorhanden om aan alle energievraag te voldoen, dan kan de frequentie zo laag worden dat een deel van of het volledige elektriciteitsnet wordt afgeschakeld.

 

Het omgekeerde kan ook, daalt de belasting van een elektrisch netwerk dan zal men productie-eenheden moeten afschakelen om te voorkomen dat de frequentie van het net hoger wordt dan 50Hz. Grijpt men ook hier niet in, dan kan het volledige elektriciteitsnet afschakelen.

 

In de praktijk is het ten allen tijde balanceren (in evenwicht houden) van een elektrisch netwerk op 50Hz een bijzonder complexe materie. In België ziet de transportnetwerkbeheerder ELIA er op toe dat productie en afname van elektriciteit constant in evenwicht zijn. ELIA doet dit door op elk punt waar elektriciteit in hun hoogspanningsnet wordt geïnjecteerd en afgenomen "evenwichtsverantwoordelijken" aan te duiden. Een evenwichtsverantwoordelijke (BRP - Balance Responsible Party) kan een energieleverancier of trader zijn, een energieproducent of een grootverbruiker die rechtstreeks op het ELIA transmissienet is aangesloten. De taak van een evenwichtsverantwoordelijke is ervoor zorgen dat op elk kwartier van de dag het totaal van de door hem beheerde verbruiken en injecties gealigneerd (in evenwicht) zijn. Als elke evenwichtsverantwoordelijke zijn huiswerk goed doet, dan is het ganse Belgische elektriciteitsnet "in evenwicht". Maar dat is natuurlijk makkelijker gezegd dan gedaan. In de praktijk is het voor de evenwichtsverantwoordelijke niet altijd mogelijk om het perfecte evenwicht te bereiken in de door hen beheerde portfolio. Productie én afname schommelen voortdurend en in de praktijk is er dus altijd wel een vorm van onbalans aanwezig op het Belgische elektriciteitsnet…..

 

Is er plots een onevenwicht op het net van ELIA, dan zal ELIA onmiddellijk ingrijpen om de frequentie op 50Hz te houden. Ze kan dit op verschillende manieren:

 

1. De elektriciteitsproductie verhogen of verlagen.

Het verlagen van de elektriciteitsproductie kan redelijk eenvoudig door grote energiecentrales die dit technisch kunnen (bvb gascentrales) te gaan verminderen in output. Nucleaire centrales kunnen dit ook, zij het beperkt en veel is afhankelijk van de toestand van de nucleaire brandstof. Soms is het verminderen van de productie van een nucleaire centrale uit veiligheidsoverwegingen helemaal niet mogelijk (bvb op het einde van de cyclus van de nucleaire brandstof).

Het verhogen van de elektriciteitsproductie is bij klassieke energiecentrales binnen bepaalde limieten ook mogelijk. Sommige centrales kunnen snel vermogen opvoeren (bvb gascentrales) anderen zijn wat trager in reactie snelheid (nucleair). Is alle beschikbare productie 100% ingeschakeld en blijft de vraag naar energie verder stijgen, dan zal ELIA reservecentrales opstarten (die zeer dure units zijn).

 

2. Het elektriciteitsverbruik verhogen of verlagen.

Sommige grootverbruikers die aangesloten zijn op het ELIA net hebben een overeenkomst met ELIA waarbij ze tegen het betalen van een vergoeding een deel van hun productieproces stilleggen/opstarten wanneer ELIA vaststelt dat er onevenwicht is op het net.

 

3. Elektriciteit importeren uit of exporteren naar een van onze buurlanden.

Aangezien België deel uitmaakt van een groot Europees transmissienet kan ELIA aan een buurland vragen om bij onevenwicht elektriciteit te importeren of te exporteren. Voorwaarde is wel dat het buurland op dat ogenblik voldoende reserves heeft om aan de vraag van ELIA te voldoen. Als de transportcapaciteit, het maximale vermogen dat kan uitgewisseld worden tussen de 2 landen, is verzadigd, dan is stap 4 de enige oplossing.

 

 4. Afschakelen.

Het laatste redmiddel bij een tekort aan elektriciteit en een verzadigde transportcapaciteit tussen onze buurlanden, is verbruikers effectief afschakelen. In België is er een afschakelplan waarbij ELIA stapsgewijs delen van het transmissienet zal afschakelen tot het evenwicht opnieuw werd hersteld. Dit is slechts een ultiem redmiddel. Lukt het niet om de frequentie te stabiliseren op 50Hz, dan is een black-out onvermijdelijk.

 

De hierboven vermelde ingrepen waar ELIA gebruik kan van maken om de frequentie op 50Hz te houden dateren eigenlijk uit de jaren ‘90 toen de energiewereld er nog helemaal anders uitzag. De energietransitie die zich de laatste jaren heeft ingezet heeft als gevolg dat er meer en meer onvoorspelbaarheid in het elektriciteitssysteem komt. Enerzijds als gevolg van de toename van meer variabele productie zoals wind- en zonne-energie die moeilijker te voorspellen zijn dan klassieke energiecentrales en anderzijds door een energievraag die ook minder voorspelbaar is geworden. De taak van ELIA om ten allen tijde het evenwicht te garanderen is dus aanzienlijk uitdagender aan het worden nét door de versnelde energietransitie.

 

ELIA publiceerde in zijn Adequacy Assessment voor de periode 2020-2030 een analyse van het verloop van de Residual Load (RL) voor de komende jaren. De Residual Load is het verbruik van alle bedrijven en huishoudens in België verminderd met de productie van alle decentrale energie-eenheden (wind en zonne-energie).

ELIA

In 2020 is de impact van de decentrale productiebronnen op de RL curve (blauw) nog redelijk beperkt. In 2030 voorspelt ELIA echter dat de impact veel groter zal zijn. Gedurende de middag wanneer de productie uit zonnepanelen maximaal is, daalt de RL curve (oranje) terug naar een gemiddeld vermogen van 2,8 MW terwijl de vraag naar energie tegen de avond, wanneer de zon ondergaat, stijgt met ongeveer 3 GW! De grootste uitdaging is dat tegen de avond op zeer korte tijd (4-5u) door andere productie-eenheden zal moeten bijgeschakeld worden om aan de energievraag te kunnen blijven voldoen. Het is vooral de forse stijging van de vraag naar vermogen naar het einde van de dag toe die volgens ELIA problemen zou kunnen veroorzaken om het elektriciteitsnet in evenwicht te houden. Tegen 2030 zal het dus belangrijker worden om over voldoende flexibiliteit te beschikken om forse schommelingen in het vermogen op te vangen.

 

De bestaande gascentrales lijken in eerste instantie ideaal om te voorzien in deze flexibiliteit. Ze kunnen immers zeer snel in- en afgeschakeld worden. En het capaciteitsmechanisme dat men in België zou willen invoeren voorziet in de bouw van bijkomende gascentrales. Maar eigenlijk zou men kunnen stellen dat de energietransitie geen succes is als men blijft rekenen op grote energiecentrales die fossiele brandstoffen verbruiken en dus CO2 uitstoten om het elektriciteitsnet in evenwicht te houden. Er zijn immers nog andere mogelijkheden om flexibiliteit die verspreid zit in het elektriciteitsnet te valoriseren. Er zijn mogelijkheden rond kleinere WKK's die bij industriële bedrijven staan, energieopslag en vraagsturen (Demand-Response) die eerst aan bod zouden moeten komen nog voor men beslist een gascentrale op te starten om aan de toenemende vraag te voldoen.

De Virtual Power Plant

In tegenstelling tot pakweg 10 jaar geleden heeft er ondertussen een echte revolutie plaatsgevonden op het vlak van digitale communicatie. Vandaag is het mogelijk om gigantische hoeveelheden productie- en verbruiksdata binnen en buiten onze landsgrenzen te verzamelen en deze op een beveiligde en goedkope manier uit te wisselen, te interpreteren en op basis van deze informatie te gaan inspelen. Deze mogelijkheden laten ons toe om al de kleine decentrale productie-installaties van verschillende types technologie (bvb PV, WKK en wind) “virtueel” met elkaar te connecteren zodat ze kunnen uitgebaat worden als 1 grote klassieke elektriciteitscentrale die men in real-time centraal kan gaan monitoren en aansturen. Men spreekt vaak van een Virtual Power Plant (VPP). Deze VPP kan men dan aansturen ofwel in functie van bepaalde marktsignalen (bvb gunstige spotprijzen) maar ook op vraag van de netbeheerder om te helpen het net in evenwicht te houden.

 

Vooraleer we de soorten technologie (bronnen van flexibiliteit) bespreken die in aanmerking komen om op te nemen in een Virtuele Power Plant is het belangrijk om te begrijpen hoe flexibiliteit kan gevaloriseerd worden.

 

Flexibiliteit in de elektriciteitssector kan men valoriseren door enerzijds in te spelen op prijs signalen uit de markt (bvb dure spot of onbalansprijzen) of anderzijds door in te spelen op de vraag van de netbeheerder om hem, tegen een bepaalde vergoeding, te ondersteunen bij het bewaren van het evenwicht op zijn elektriciteitsnet.

 

De belangrijkste stap voor een bedrijf om te bepalen of ze in hun productieproces beschikken over flexibiliteit die ze kunnen valoriseren, is bepalen "hoe snel", "in welke richting" (meer of minder afname uit elektriciteitsnet) en "hoe lang" ze kunnen ingrijpen in hun productieproces.

Afhankelijk van proces tot proces zijn er dus randvoorwaarden die u moet bepalen om het flexibiliteitspotentieel in uw bedrijfsproces te kwantificeren.

 

De meest courante zijn:

1. Sturing van de belasting (vraag - demand side management).

Bvb compressoren van koelhuizen, verlichting, boilers en drogers

2. Sturing van de productie

Bvb WKK installaties, noodgroepen enz

3. Energieopslag

Bvb batterijen

Hoe VPP valoriseren?

Beschikt u als bedrijf over één of meerdere processen/installaties die u flexibel kan gaan aansturen, dan komt het er op neer om de beschikbare flexibiliteit te gaan valoriseren.

Zoals daarnet ook al aangegeven, kan de beschikbare flexibiliteit in uw bedrijf op verschillende plaatsen in de elektriciteitsmarkten ingezet worden

1. U kan uw beschikbare flexibiliteit aanbieden (valoriseren) aan marktpartijen die deze flexibiliteit  aan- en verkopen 1 dag voordat ze deze effectief nodig hebben (day-ahead markt).

2. U kan uw beschikbare flexibiliteit aanbieden (valoriseren) aan marktpartijen die deze flexibiliteit  aan- en verkopen op de dag dat ze deze effectief nodig hebben (intra-day markt).

3. Een andere manier om de flexibiliteit in uw productieproces te valoriseren, is om deze aan te bieden op de onbalans markt. De onbalans markt is een systeem van de transportnetwerkbeheerder ELIA dat BRP’s penaliseert die binnen een bepaald kwartier het evenwicht op het transportnetwerk negatief beïnvloeden, en BRP's die net het evenwicht op het transportnetwerk positief beïnvloeden zal vergoeden.  

U kan er ook voor kiezen om uw beschikbare flexibiliteit tegen een bepaalde vergoeding beschikbaar te stellen aan de transportnetwerkbeheerder om hem zo toe te laten het elektriciteitsnet te ondersteunen wanneer productie en belasting niet in evenwicht zijn. In dat geval valoriseert u uw flexibiliteit als "reserve vermogen" voor de transportnetwerkbeheerder. Ook hier zijn er verschillende mogelijkheden, elk met specifieke vergoedingen die afhankelijk zal zijn van de snelheid waarmee u in staat bent uw flexibiliteit te laten activeren.

 

In België voorziet ELIA voor marktpartijen 3 producten om het net te helpen balanceren.

1. Primaire Reserve (FCR)

Marktpartijen die aan ELIA flexibiliteit in Primaire Reserve kunnen aanbieden zijn in staat om binnen de 30 seconden in te spelen op variaties van de 50 Hz frequentie in het elektriciteitsnet. Dit gebeurt technisch volledig automatisch door middel van een frequentiemeting die vervolgens de productie of afname zal verhogen of verminderen. Bij de activatie van de primaire reserve is het vooral de reactiesnelheid (binnen de 30 seconden) die belangrijk is. De activatie is meestal ook van korte duur.

De aanbieder ontvangt van ELIA een vergoeding per jaar in functie van de capaciteit die hij beschikbaar stelt aan ELIA.

2. Secundaire Reserve (aFRR)

Marktpartijen die aan ELIA flexibiliteit in Secundaire Reserve aanbieden kunnen automatisch en binnen een tijdsinterval van 5 minuten worden aangestuurd door ELIA op basis van hun SCADA systeem dat in staat is om real-time de onbalans in België te monitoren. Bij activatie van de secundaire reserve door ELIA heeft de aanbieder 5 minuten om aan de vraag van ELIA te voldoen maar de activatie duurt meestal wel langer (van enkele tientallen minuten tot enkele uren) dan bij activatie in Primaire Reserve.

De aanbieder ontvangt van ELIA een vergoeding per jaar in functie van de capaciteit (MW) die hij beschikbaar stelt aan ELIA evenals een vergoeding per activatie.

De aanbieder bepaalt trouwens zelf met ELIA welke vergoeding hij wenst te ontvangen per activatie. U kan dus zelf bepalen of in uw bedrijfsproces veel of weinig zal ingegrepen worden omdat ELIA uiteraard de goedkoopste aanbieders van Secundaire Reserve eerst zal aansturen en pas later de duurdere aanbieders.

3. Tertiaire Reserve (mFRR)

Dit is een soort van last-resort product wanneer zou blijken dat de secundaire Reserve onvoldoende zou zijn om het evenwicht van het elektriciteitsnet te garanderen. De activatie van de tertiaire reserve is eerder uitzonderlijk en doet zich enkel voor bij noodgevallen in het elektriciteitsnet (plotse onvoorziene grote tekorten of overschotten van stroom). Bij activatie van tertiaire reserve door ELIA heeft de aanbieder nog meer tijd om aan de vraag van ELIA te voldoen (15 min) maar de activatie kan wel enkele uren duren.

De aanbieder ontvangt van ELIA een vergoeding per jaar in functie van de capaciteit die hij beschikbaar stelt aan ELIA evenals een vergoeding per activatie. Aangezien de aanbieder meer tijd krijgt om te reageren na een activatie van ELIA liggen de vergoedingen hier wel lager als bij de secundaire reserve.

 

Wenst u te weten of er in uw bedrijfsprocessen flexibiliteit aanwezig is en hoe u deze het best kan valoriseren? Dan gaat u beter niet over één nacht ijs. De eerste stap die u best neemt is samen met uw Account Manager op zoek te gaan naar een kwalitatieve Balancing Service Provider die alle energiestromen kwantificeert en het potentieel op uw bedrijfsterreinen in kaart brengt: is er plaats voor zonnepanelen of andere lokale productie? En kan een batterij eventuele overschotten tijdelijk opslaan om nadien vrij te geven wanneer er marktopportuniteiten zijn of wanneer er nood is  aan reserve in het net?

 

Elexys werkt nauw samen met Virtual-Power om het energielandschap van de toekomst mee te helpen uitbouwen. Hiervoor beschikken we over een groep stuurbare klanten, zoals koel- en vrieshuizen, maar ook klanten met zonneparken en hieraan gekoppeld een batterij. Daarnaast beschikt Virtual-Power over Noorse wind-en hydro-energie die ze vrij kunnen inzetten op momenten dat de belasting van het net hoog is.

De klanten die over flexibiliteit beschikken worden hiervoor vergoed en zorgen dat we competitieve prijzen voor meerdere jaren kunnen blijven garanderen voor andere klanten met minder flexibiliteit in hun productieproces.

Meer weten? Neem contact op met uw Account Manager of mail ons op info@elexys.be.

Lees ook deze blogberichten

Condensatorbatterijen en PV panelen

Overweegt u om in de nabije toekomst zonnepanelen te plaatsen, wees dan extra aandachtig op de goede werking van uw condensatorbatterij.

New Product Launch: Safe-x Gas

Uw aankooprisico beperken, inspelen op marktopportuniteiten en toch budgetzekerheid behouden? Dat kan voortaan ook voor aardgas.

We helpen u graag!

Is Elexys de energieleverancier voor uw bedrijf? Dat onderzoeken we graag boven een warme kop koffie. Geef ons een seintje om een afspraak vast te leggen. 

THINK

Door middel van een grondige analyse en evaluatie van uw energievraagstuk stippelt Elexys de meest efficiënte en voordelige oplossing voor uw bedrijf uit.

SMART

Elexys moedigt haar klanten aan om slim om te gaan met energie. Daarom bieden we via My Elexys een transparant overzicht van uw energieplan en de huidige marktprijzen.

ENERGY

Elexys ontfermt zich over energie in al haar facetten. Naast het leveren en aankopen van energie, leggen we ons toe op het delen van onze jarenlange expertise binnen de markt.