Volgens berekeningen van TenneT kan langetermijnopslag voor elektriciteit (LDES) energie mogelijk meerdere uren tot een dag opslaan (‘intraday’, 24 GWh in 2035) of meerdere dagen (‘multiday’, constant op 26,9 GWh).Over de vraag wat de lange termijn in LDES betekent, valt te twisten. Het hangt ervan af met welk doel de opslag wordt geanalyseerd: hoofdzakelijk als een back-up-mechanisme voor niet-regelbare energie of vanuit commercieel oogpunt.
Bij het analyseren van LDES is de samenhang met andere elementen in het energiesysteem essentieel. Zoals batterijen, gascentrales of elektrische boilers die ook gebruikmaken van een gunstige prijs. Zelfs opslag van korte en lange termijn concurreren met elkaar. Want hoewel ze met verschillende snelheid (ont)laden, doen ze dat grotendeels op dezelfde momenten.
Logica van de markt
Het bureau DNV onderzocht al deze verschillende elementen in synergie met elkaar in het rapport The competitive position of long-duration storage solutions in the power system. “Data-analyse van LDES kan niet op zichzelf staan zonder de concurrentie van andere elementen in hetzelfde energiesysteem”, stellen auteurs Theo Bosma en Marcel Eijgelaar. “De logica van de markt met vraag en aanbod moet je in de modellen meenemen.” Een keuze of omslagpunt voor ‘intraday’ versus ‘multiday’ kun je dus ook niet op data alleen baseren, omdat het energiesysteem verandert door grootschalige implementatie van onder meer opslag.
Black box
Daarnaast wordt het toepassen van grote datasets steeds complexer, volgens Dano Hawkins, systeemontwerper bij de TU Delft. Hij onderzoekt hoe fluctuaties in de beschikbaarheid van wind en zon over de jaren heen energiesystemen beïnvloeden. Meer ‘multiyear’ dan ‘multiday’ dus, maar de basis van data-analyse is volgens hem vergelijkbaar. Ook de winstgevendheid van een investering in assets voor opslag moet worden geëvalueerd over vele jaren (de levensduur van de asset), dus meerdere weerjaren.
Hawkins: “Een uitdaging is dat de aspecten die energiesystemen beïnvloeden complexer zijn geworden. Het vangnet waarbij we in geval van energietekorten de knop in een centrale kunnen omzetten, verdwijnt. Dat vraagt om meer vertrouwen in de computer.” Enerzijds geven datasets richting in een alsmaar complexer energielandschap, tegelijkertijd heeft gedetailleerdere data-analyse “als gevaar dat we een black box van algoritmen krijgen”. Hawkins werkt in zijn onderzoek alleen met open datasets, zodat anderen de data kunnen valideren en toepassen.
Onzekerheden verminderen
Welke data zijn in die complexiteit leidend? De kern van bruikbare modellen voor opslag is dat ze omgaan met onzekerheden in de toekomst en steeds betere voorspellingen doen. Veelgebruikte datasets zijn die van het KNMI en vraagprofielen voor energieopwekking via zonnepanelen en wind. “Ook zogenaamde ‘ruis’ is belangrijk bij data-analyse”, vertelt Bosma. “Dat zijn afwijkingen op theoretische modellen en gaat om wat er in werkelijkheid gebeurt, zoals onderhoud aan een centrale of minder zonuren dan voorspeld.” Ook die afwijkingen moeten worden ingebed in de modellen voor opslag. Bij langetermijnbeslissingen, zoals investeringen, nemen de onzekerheden af doordat de hoeveelheid data toeneemt en structurele onzekerheden zijn opgenomen in de modellen.
Hawkins onderzoekt hoe specifieke data over bijvoorbeeld warme of koude perioden - maanden met veel wind, of de beschikbaarheid van zon en wind over de jaren heen - impact hebben op energiesystemen in de toekomst. “Fluctuaties in de beschikbaarheid van hernieuwbare energie op deze tijdschaal heeft naar verwachting weinig impact op ‘intraday’- of ‘multiday’-opslag”, denkt hij. “Aanbieders op deze markt kunnen zich geleidelijk aanpassen aan deze veranderingen.” Sterker, op termijn verbetert hun businesscase waarschijnlijk, omdat energiesystemen in totaliteit afhankelijker worden van duurzame energie en flexibiliteit door de tijd heen.
Kosten belangrijkste aanjager
Meer nog dan inzichten uit data, is de prijsontwikkeling van batterijen bepalend voor de kansen van LDES. Batterijen worden steeds goedkoper en vormen daarmee de basis voor flexibiliteit op de energiemarkt. Deze ontwikkeling kan naar verwachting een deel van de markt van LDES overnemen. Volgens DNV kunnen standaardbatterijen waarschijnlijk een groter deel van de flexibiliteitsbehoefte leveren dan eerder werd gedacht. Op basis van twee voorbeeldlanden (Spanje met veel zon en Duitsland met veel wind) komt het bureau tot een schatting van tot wel 18 uur laden/ontladen voor batterijen die nu nog vooral functioneren voor 2 tot 4 uur opslag.
