Energietransitie en digitalisering gaan hand in hand

De opkomst van renewables in de energievoorziening is namelijk een feit en gebeurt ook op schaal. Daarbij komen nieuwe integratie-uitdagingen om de hoek kijken, weet Godart van Gendt, energie-expert bij McKinsey. De partner bij de bekende consultancyfirma sprak voor de zomer op een Amsterdamse bijeenkomst van IT-aanbieder Snowflake voor energie, nutsmiddelen en nutsbedrijven. De door hem genoemde uitdagingen op het gebied van integratie vereisen flexibiliteit, verschillende soorten flexibiliteit.

De groeiende flexibiliteitsbehoeften komen namelijk voort uit enerzijds oversupply en anderzijds undersupply. Op zonnige dagen kan er immers sprake zijn van overcapaciteit aan opgevangen zonne-energie, terwijl er op regenachtige dagen – maar hoe dan ook ‘s nachts – sprake kan zijn van te weinig opgewekte energie. Hetzelfde geldt voor stormachtige versus windstille dagen wat betreft energie vanuit windmolenparken. Het verschil tussen vraag en aanbod moet dan weer worden ingevuld met energie uit bronnen die fossiele brandstoffen verstoken.

Zowel oversupply als undersupply bieden volgens Van Gendt unieke kansen. Het benutten daarvan vereist dus een flinke mate van flexibiliteit. Daarbij is ook enige snelheid vereist, wat op zichzelf ook als een aparte soort flexibiliteit valt te beschouwen. De door Van Gendt geschetste situatie voor de energietransitie is namelijk nabij: hij spreekt van 2025, 2030 en 2040 als jaren voor mijlpalen en omslagpunten. “En dat is in termen van de energie-industrie al ‘morgen’!”, relativeert hij dat schijnbaar ruime tijdsbestek.

Vergeet niet dat in de energiesector zaken ruim de tijd nodig kunnen hebben. Zie maar de alarmerende boodschappen die energiebedrijven als Alliander en TenneT begin dit jaar hebben geuit. Dat het Nederlandse stroomnet overvol is, dat het geteisterd wordt door overlast, en dat het oplossen daarvan nog zeker tien jaar gaat duren. Vlak voor de zomer is daar nog het zorgwekkende nieuws achteraan gekomen dat het stroomnet van Nederland dermate vol is dat het zelfs de oplossing voor dat probleem niet meer aankan. Dat meldde landelijk netwerkbeheerder TenneT toen.

Er blijkt sprake van een gordiaanse knoop, waardoor niet alleen de energietransitie in de knel komt, maar ook weer de doorgaande digitalisering. En zelfs huidig IT-gebruik loopt gevaar, want continue, betrouwbare stroomvoorziening daarvoor lijkt geen gegeven meer te zijn. Zelfs aanvragen voor de aansluiting van megabatterijen, die eigenlijk gelden als de oplossing voor het overbelaste netwerk, belanden bij bosjes in de wachtrij.

Zeker 60% van de in totaal 888 projecten op de TenneT-wachtlijst bestaat uit geplande mega-accu's. Die batterijen voor opslag van opgewekte elektriciteit kunnen vooralsnog niet aangesloten worden op het net. De oorzaak daarvoor is dat de elektriciteits­kabels de afname en levering van die mega-accu's niet aankunnen. TenneT zoekt naar oplossingen, om grote accu's alsnog voor energieopslag te kunnen benutten.

Daarbij gaat het ook om timing van de opslag en afgifte van opgeslagen stroom. Als mega-accu’s dat niet op de juiste momenten doen, kunnen ze de capaciteitsproblemen juist verergeren, waarschuwt TenneT. Het beeld doemt op van olietankers die hun koers moeten veranderen. Dat gaat langzaam, dat kán nu eenmaal niet snel. Een klassieke metafoor over schepen vol fossiele brandstof die in dit geval van de transitie naar duurzame energiebronnen opvallend raak is.

Zowel de oplostijd als ook de aanlooptijd voor de nu prangende problemen is lang. Zo is er begin 2021 al sprake geweest van lokale 'stroomstoppen' in bepaalde regio's in Nederland. Eind 2021 heeft AG Connect de grenzen aan groei voor ICT en energie in beeld gebracht. Vervolgens is begin 2022 gesignaleerd dat bedrijven meer last gaan krijgen van knelpunten op het stroomnet. De oplossing van mega-accu's is in de zomer van 2022 al eens in beeld gekomen.

Nu in 2024 is echt het tijdperk van duurzame energie aangebroken. Of: doorgebroken. Van Gendt merkt op dat zonne- en windenergie de prijzen voor elektriciteit omlaag drijven en dat er daarbij sprake is van enkele onderbelichte kansen. Bijvoorbeeld de gunstige toepassing van elektriciteit voor verwarming; van huishoudens, kantoren, fabrieken en andere panden plus faciliteiten. De volatiliteit van duurzame energiebronnen als wind en zon plus de mogelijke discrepantie tussen energievraag en -aanbod zorgen voor grotere behoefte aan opties als mega-accu’s.

Van Gendt weet nog een andere oplossing aan te dragen: waterstof. Overcapaciteit aan elektriciteit valt slim te benutten door die energie in waterstof te steken. Dat chemisch element is van zichzelf geen energiebron, maar kan een energiedrager zijn. Dus een stof waar energie in wordt opgeslagen, om dan bij verbranding weer vrij te komen. Over het opslaan van elektriciteitssurplus in waterstof wordt veel gesproken, vertelt Van Gendt, maar het is volgens hem een relatief kleine opportunity. Elektriciteit steken in heating heeft in zijn oordeel een veel grotere opbrengst.

Ondertussen speelt er nog de congestie op het energienet. Om dat echt goed aan te pakken is een ‘Uber-manier’ van denken nodig, pleit de energie-expert van McKinsey. Zeer flexibel zijn, door vanuit data te denken en te handelen. Daarvoor moet dan wel de hele industrie elektrificeren, dus van fossiele brandstoffen afstappen. Dat geeft dan de benodigde flexibiliteit.

Het gaat dan niet alleen ‘simpelweg’ om decarbonisering maar ook om data. Het is dan een partnership-game, legt Van Gendt uit, waarbij diverse partijen hun data moeten delen. Wie heeft wat wanneer nodig, tegen welke prijs? Of: welke prijs kan er wanneer betaald worden voor wat? De mogelijke antwoorden op die vragen zijn legio. Mede doordat er de afgelopen jaren al flinke veranderingen zijn geweest. Voormalig infrastructuurminister Cora van Nieuwenhuizen, sinds 2021 voorzitter van de vereniging Energie-Nederland, sprak op de energiebijeenkomst van Snowflake van drie game changers.

Ten eerste de oorlog in Oekraïne, waardoor de gasprijzen enorm zijn gestegen. De focus is toen eerst gelegd op het veiligstellen van voorraden, maar daarna is er aandacht gekomen voor de betaalbaarheid van energie. De energiemarkt is echter nog altijd volatiel, aldus de voorzitter van de vereniging die 90% van de Nederlandse energiebedrijven vertegenwoordigt. Dit heeft weer de aandacht voor renewables versterkt, omdat die duurzaam zijn én veilig qua ‘bevoorrading’.

De tweede game changer die Van Nieuwenhuizen noemde, vloeit voort uit die toegenomen aandacht voor renewables. Daardoor is er sprake van een grotere afhankelijkheid van het weer; veel zon, veel wind, of niet. De klimaatcrisis en het daaruit voortkomende extreme weer, dat plots kan omslaan en flink pieken, vereist weer extra flexibiliteit. Niet alleen voor de input, de opwekking van energie, die immers flink kan fluctueren. Wisselvalligheid en flexibiliteit gelden ook voor de output, de afname van energie, die dan ook flink kan pieken.

De derde game changer waar de energietopvrouw op wijst, is de opkomst van AI-toepassingen. Zij noemt de komst eind 2022 van ChatGPT als kantelpunt voor energieverbruik. De mate waarin datacenters vol krachtige AI-chips tegenwoordig energie verstoken voor het trainen van AI-modellen en het draaien van daarop gebaseerde toepassingen valt zonder overdrijving enorm te noemen. Mensen als miljardair Bill Gates kijken naar mini nucleaire reactors om klimaatdoelen te halen en toch aan de enorme energiebehoeften van AI te kunnen voldoen. De Microsoft-grondlegger steekt daar veel geld in.

Van Nieuwenhuizen kijkt hier echter optimistisch naar. De gevreesde hockeystickcurve voor de grafiek van energieverbruik in de toekomst was volgens haar ook ooit de voorspelling voor cloud computing. Die doemsvoorspelling is toen niet uitgekomen, want er is veel meer efficiëntie gerealiseerd. Daarbij hebben data een bepalende rol gespeeld: alleen al voor het analyseren en kunnen voorspellen van gebruik.

De energietransitie heeft soortgelijke databehoeften en -beloftes. Bijvoorbeeld voor het via machine learning inschatten van welke soorten apparaten op welke momenten stroom verbruiken. Een AI-toepassing die de Britse energieleverancier EDF in de praktijk al inzet, waardoor er niet op apparaatniveau allemaal slimme meters (of slimme stekkers) nodig zijn. De inschatting van welk soort apparaat wordt gedaan met data zoals de piekbelasting op het moment van inschakeling. Verschillende apparaten hebben in wezen verschillende ‘vingerafdrukken’.

Met zulke data valt energieverbruik beter in te schatten en eventueel te sturen. Voor consumenten via gamification; door ze in een app hun energieverbruik te tonen in vergelijking met de buren. Zulke ‘competitieve’ informatie kan sterk sturend werken. Voor bedrijven valt energieverbruik waarschijnlijk beter te sturen door de kosten – en mogelijke besparingen – keihard inzichtelijk te maken.

Hierbij is er nog een neveneffect, wat een positieve uitstraling heeft. Namelijk dat meer data-inzicht ook een beschermende werking kan hebben, voor consumenten én bedrijven. Een energieleverancier kan klanten waarschuwen als hun kosten te veel uit het lood gaan. Deze en andere innovatieve middelen zijn alleen maar mogelijk dankzij data. Data waarmee de energietransitie vlotter ingezet kan worden, en waarmee dan weer meer digitale transformaties zijn door te voeren.