Mart van Bracht, Managing Director Energie bij TNO: “Op de langere termijn kunnen we de wereld niet van fossiele brandstoffen blijven voorzien. De komende decennia zullen we daarom werken met een hybride systeem, waarin de rol van fossiele brandstoffen steeds kleiner en die van duurzame brandstoffen steeds groter wordt. Voor die transitie leveren wij kennis en technologie die met onze partners wordt ingezet in smart innovaties als de SolaRoad en de PowerMatcher.”
Hoewel veel bedrijven en overheden zich nationaal en internationaal richten op energie-efficiëntie, kan TNO met vernieuwde technologie het verschil maken in de maatschappelijke en mogelijk economische impact. De kracht van TNO is hierin tweeledig: enerzijds betreft dit de kennis van ICT gecombineerd met onder andere kennis van warmtenetten, zonnecellen, gasnetwerken en natuurlijke grondstoffen. Anderzijds heeft dit betrekking op de ervaring met sociale innovaties, zoals beleid, regulering en gebruik van modellen.

Praktijkexperimenten essentieel

Grootschalige praktijkexperimenten in de elektriciteitsvoorziening zijn hard nodig om op betrouwbare wijze, en tegen aanvaardbare kosten de overgang te maken naar een duurzaam systeem. Netbeheerders, stroomproducenten, zakelijke energiegebruikers en consumenten kunnen hierin oplossingen ontwikkelen voor het verwerken van de plotselinge schommelingen in vraag en aanbod, welke het gevolg zijn van de verduurzaming.
Het aandeel duurzame elektriciteit bedraagt in 2030 volgens een aantal scenario’s negenenveertig tot drieënvijftig procent. Dat is meer dan vier keer het huidige percentage. Sommige scenario’s gaan zelfs van een hoger percentage uit. Een groot deel hiervan betreft productie uit zon en wind. Daarnaast neemt de vraag toe. Bijvoorbeeld vanwege elektrische auto’s en warmtepompen. Door deze ontwikkelingen ontstaan er steeds meer plotselinge tekorten en overschotten. Ons huidige systeem is er nog niet op ingericht om deze te verwerken. In extreme gevallen kunnen hierdoor black-outs ontstaan, waarbij de stroomvoorziening uitvalt.
Op welk moment deze knelpunten in ons land voor verstoringen gaan zorgen is onduidelijk. Dit hangt af van allerlei factoren, bijvoorbeeld van de ontwikkeling van opslag en van vraagsturing, en de vraag of flexibele gascentrales worden gesloten. Voorspellingen gaan er veelal van uit dat het huidige systeem tot 2025 of tot 2030 probleemloos blijft functioneren, ook al wordt er steeds meer zon en wind ingevoegd. Tegen die tijd moet het wel aangepast zijn. De veranderingen zijn complex. Ze betreffen alle elementen van de voorziening. Deze betreffen de manier waarop afnemers reageren op het aanbod, de flexibiliteit van productie, lokale voorzieningen, businessmodellen, technologieën en ICT. Daarnaast spelen ook de rollen van partijen, de wijze van transport, de contracten en de inrichting van de markten hierin een belangrijke rol. Deze elementen hebben bovendien weer invloed op elkaar. Hoe de elektriciteitsvoorziening er na 2025 of in 2030 uit ziet is nog onbekend, maar dat het anders is dan nu staat vast.

Flexibiliteit met waarde

Flexibiliteit wordt een hoofdelement en betreft de mogelijkheden om te reageren op een sterk wisselend aanbod en vraag van elektriciteit uit wind en zon. Er zijn vele opties om flexibiliteit te leveren. In grote lijnen zijn dat vraagsturing, waarbij stroomgebruikers inspelen op de vraag, of een verdere flexibilisering van de stroomproductie en opslag. Ieder van deze oplossingen bestaat weer uit een spectrum aan mogelijkheden met eigen karakteristieken. Alleen door van alles goed uit te proberen wordt duidelijk welke oplossingen werken en welke niet.
Daarom zijn experimenten zo belangrijk. Zo zijn er burgercoöperaties die experimenteren met lokale voorzieningen, energiebedrijven die nieuwe businessmodellen uitproberen en netbeheerders die met living labs nieuwe ICT-toepassingen voor vraagsturing uittesten in energieneutrale wijken en bedrijventerreinen. Zo kunnen alle partijen in de praktijk ervaring opdoen en door nu te experimenteren kan de overgang geleidelijk plaatsvinden. Veranderingen vinden dan plaats onder druk van de omstandigheden. Dat kan ons land al snel miljarden euro’s extra kosten.  TNO heeft het rapport ‘Flexibiliteit met waarde’ uitgebracht, waarin geconstateerd werd dat er in Nederland nog te weinig geëxperimenteerd wordt. Allerlei factoren belemmeren vernieuwingen.

Smart Energy is een internationale uitdaging

Verduurzaming is niet alleen een nationaal vraagstuk. Wereldwijd wordt er hard gewerkt om de innovaties op dit gebied aan elkaar te knopen. Een voorbeeld is Aruba. Daar wordt in samenwerking met nationale en internationale partijen geëxperimenteerd met innovatieve oplossingen waar de hele wereld haar voordeel mee kan doen. Aruba wil in 2020 een honderd procent duurzaam eiland zijn. TNO ondersteunt Aruba hierbij door middel van toegepast onderzoek, in samenwerking met (lokale) bedrijven, overheid en universiteiten.
Benutting van zon- en windenergie, en diepzeekoeling zijn belangrijke onderwerpen. Op Aruba wordt de ambitieuze smart sustainability Roadmap ontwikkeld en geïmplementeerd. Dit omvat een integrale aanpak naar verduurzaming via slimme combinaties van energie met water, wind, afval en grondstoffen.
Er wordt tevens geïnnoveerd in de Smart Community Aruba; een unieke innovatieve wijk waar onderzoeksorganisaties en bedrijven van over de hele wereld nieuwe technologieën kunnen uitproberen en demonstreren aan potentiële afnemers, met name gericht op de Noord- en Zuid-Amerikaanse markten.