Lokale energieopwekking
Lees hier het pdf van dit artikel.
De huidige energievoorziening staat aan de vooravond van revolutionaire veranderingen. De fossiele brandstoffen raken op, en de wereld moet op zoek naar een duurzame vorm van energieopwekking en gebruik. Lokale energienetten, beheert door mensen in een buurt of wijk zelf, zijn cruciaal om deze revolutie te bewerkstellingen. Het is technisch al mogelijk om woonwijken volledig energieneutraal te maken. Echter, wel moet met spoed het verouderde elektriciteitsnet en de infrastructuur worden aangepast. Gefaseerd overgaan op gelijkspanning dé oplossing.
Door Harry Stokman
We denken er nauwelijks over na als we koffie maken of de tv aanzetten. Het is voor ons vanzelfsprekend dat de levering van elektriciteit normaal en vlekkeloos verloopt. Het is echter de vraag of dit in de nabije toekomst zo vanzelfsprekend zal blijven. Schaarste van fossiele brandstoffen en toenemende milieuproblemen zijn bekende redenen hiervoor. Minder bekend, maar essentieel, is dat ons huidige elektriciteitsnet totaal verouderd is en niet voldoet aan het huidige hightech tijdperk. Dit net dateert nog uit de tijd dat er slechts gloeilampen, straalkacheltjes en stofzuigers van elektriciteit voorzien moesten worden. Hoewel de oplossingen voor de hand liggen, is er veel weerstand vanuit de conservatieve energiemarkt en remt verouderde regelgeving innovatieve initiatieven.
‘Verelektronisering’ van de maatschappij
Ieder huishouding heeft steeds meer elektronica in gebruik. De overgang van de gloeilamp naar de led lamp, en van de beeldbuis naar het LCD scherm, brengt een stijgende ‘verelektronisering’ van de maatschappij met zich mee. Ook is het toenemend energieverbruik vanuit de IT-sector van belang. Door onze geografische positie, de hoogwaardige internetinfrastructuur en het stabiele politieke klimaat is Nederland bij uitstek een interessante locatie voor data centers. De verwachting is dan ook dat het aantal data centers de komende jaren explosief zal toenemen.
Het elektriciteitsverbruik zal de komende jaren dus explosief stijgen, ook omdat elektriciteit opgewekt uit duurzame energiebronnen als dé oplossing wordt gezien voor het toenemende tekort aan fossiele brandstoffen. Met deze verschuiving van energiebronnen is geen rekening gehouden. Als we massaal overstappen op elektrisch rijden en duurzame energieopwekking, dan moet onmiddellijk onze elektriciteitsinfrastructuur worden aanpast aan de maatstaven van het huidige hightech tijdperk. We zullen ‘slimmere’ netten moeten maken.
Duurzame wijken
In de overgang naar een duurzame energiehuishouding spelen lokale, kleinschalige initiatieven een cruciale rol. Met name de bouw van zogeheten ‘energieneutrale’ wijken. Dit zijn vaak nieuwbouwwijken waarin bewoners zelf energie opwekken en zo min of meer zelf aan de energiebehoefte voor verwarming en koeling voldoen. Door middel van zonne- en windenergie is het mogelijk om een kleinschalig energiebedrijf op wijkniveau op te starten. Deze lokale initiatieven zijn succesvol, kostenefficiënt en milieutechnisch verantwoord. Deze lokale initiatieven maken de huidige mega-investeringen in netkwaliteit – die ongemerkt doorberekend worden aan de consument – overbodig en heffen de huidige energieverliezen op.
In duurzame ‘energieneutrale’ wijken verbinden mensen – als energiegebruikers - zich op een nieuwe manier. Energieopwekkers en energieverbruikers vormen samen een lokaal energienet en een Gemeenschappelijk Energie Bedrijf (GEB). Een GEB is collectief en is in handen van de energieopwekkers (o.a. bewoners van een wijk). Het GEB verzamelt de opgewekte energie, en verdeelt en verhandelt overbodige energie waar nodig. Dit gebeurt op het meest gunstige tijdstip en voor de beste prijs.
Alhoewel lokale energieopwekking uiteindelijk een initiatief is van ‘mensen onderling’, heeft ook de overheid een belangrijke rol bij de totstandkoming ervan. Het is van belang dat de overheid en netbeheerders investeren in testlocatie’s op lokaal niveau, om zo een betrouwbare nieuwe structuur op te bouwen. Omdat lokale energieopwekking grote mogelijkheden biedt, moet de overheid woonwijken, die collectief investeren in duurzame energie, toestemming geven om een eigen energienet te maken en te beheren door middel van een lokaal Gemeenschappelijk Energie Bedrijf.
In en eigen (lokaal) energienet is energiegebruik gebaseerd op gelijkwaardigheid. Het maakt niet uit of de auto op een parkeerterrein wordt opgeladen of aan de voordeur. Ook bewoners van flatgebouwen kunnen hun auto opladen met collectief opgewekte energie. Op het dak van elk flatgebouw worden zonnepanelen geplaatst die collectief energie opwekken. Deze energie zal dan per bewoner opgesplitst worden met een verdeelsleutel, waarbij elke bewoonde vierkante meter staat voor een bepaalde hoeveelheid energie. Op de parkeerplaats van het gebouw kunnen de bewoners hun auto’s opladen aan oplaadpunten d.m.v. een eigen oplaadprofiel. Hierdoor wordt het verbruik van elke bewoner eerlijk geregistreerd en verdeeld. Men zal in de toekomst niet langer betalen voor het energieverbruik, maar voor de infrastructuur. Dit fenomeen is vergelijkbaar met wat er gebeurde met het internet: aanvankelijk betaalden we per belminuut. Tegenwoordig betalen we alleen nog de internetinfrastructuur.
De transitie van centrale naar meer lokale en ook lange afstandsopwekking van elektriciteit, heeft grote gevolgen voor de optimale inrichting van het elektriciteitsnet. Netwerkbedrijven zullen de netwerken moeten aanpassen. Een geleidelijke transitie naar ‘slimme’ netten zal nodig zijn waarbij niet langer de netwerkbeheerder, maar eerder de opwekker zijn energiehuishouding zelf in handen heeft. Ook zal het nodig zijn om onze elektriciteitsinfrastructuur te herzien, en moeten we nadenken over een gefaseerde overgang naar gelijkspanning. Door de wisselspanninginfrastructuur van het huidige elektriciteitsnet ontstaan er te veel energieverliezen tijdens de energieomzetting en het energietransport. Ook door het feit dat duurzame energiebronnen hoofdzakelijk gelijkspanning produceren, is deze overgang gewenst. Gelijkspanning maakt het mogelijk dat energie, en vooral duurzame energie, maximaal benut wordt, omdat de meest efficiënte energieoverdracht plaatsvindt zonder overbodige handelingen en onnodige verliezen.
Gelijkspanning is de toekomst
Thomas Edison was een voorstander van gelijkspanning en zag eind 1800 al de voordelen van efficiënt energietransport. Om technische redenen, werd er gekozen voor wisselspanning. Wat toen de juiste keuze was. Echter, door de intrede van de huidige elektronica (elektronica functioneert hoofdzakelijk op gelijkspanning) is deze situatie volledig veranderd. Ook voor elektriciteitstransport via hoogspanning- en laagspanningnetten biedt gelijkstroom een beter alternatief ten opzichte van wisselstroom. Juist voor energie uit duurzame bronnen, zoals bij windparken op zee en grootschalige zonne-energie uit Zuid-Europa of Noord-Afrika) zijn HVDC-verbindingen (high voltage direct current) uitstekende oplossingen. Door gelijkspanning ontstaan er minder verliezen: duurzame energiebronnen wekken gelijkspanning op. Aangezien deze energie voor een gelijkspanningsnet niet meer hoeft te worden getransformeerd naar wisselspanning, gebruiken we zo de opgewekte energie (door opslag) het efficiëntst.
Naast efficiëntie zijn er meerdere redenen om over te stappen op duurzame energieopwekking en gelijkspanning. Het is een democratisch systeem: de monopoliepositie van de energiemaatschappijen wordt kleiner en directe samenwerking tussen opwekkers en verbruikers wordt mogelijk via de hierboven beschreven GEB’s. Niet alleen de opwekker, maar ook de verbruiker krijgt meer inspraak en inzicht in de eigen energiehuishouding. Het is een gelijkwaardiger systeem waarbij zowel mensen met als mensen zonder eigen oplaadpunt aan de voordeur, dezelfde mogelijkheden en energiekosten krijgen. Ook worden verbruikers energiebewuster, omdat ze door het opwekken en verhandelen van eigen energie meer inzage krijgen in eigen verbruik. De financiële voordelen die het terugleveren van opgewekte energie geven, zullen een extra stimulans zijn voor de opwekker/verbruiker om bewuster om te gaan met energie. Dit alles zal een verlagend effect hebben op de CO2-uitstoot.
Conclusie en aanbevelingen
Een duurzame energietransitie vraagt om een nieuw energiesysteem. Lokale overheden en bewoners van duurzame nieuwbouwwijken zullen nieuwe verbindingen moeten aangaan. Deze wijken zijn een voorbeeld van efficiënt energieverbruik en zo zullen lokale initiatieven grote invloed hebben op de energiehuishouding van ons land. Het is van groot belang dat deze initiatieven gesteund en bevorderd worden.
Harry Stokman is eigenaar van het bedrijf Direct Current/Gelijkspanning. Hij ontwikkelt en produceert al meer dan 20 jaar grote gelijkrichterschakelingen en bijhorende, soms complexe, besturingen voor industriële processen. Zie: www.gelijkspanning.nl, www.dcbv.eu en www.hellas.nl.
Heeft dit artikel uw interesse gewekt? Klik hier voor meer info en abonnementen.
Dit artikel verscheen in idee nr. 2 2010: Nieuwe verbindingen, en is te vinden bij de onderwerpen energie en duurzaamheid.