Hoe de energietransitie uitdagingen meebrengt voor het Europese net (en hoe we dat kunnen verhelpen)

De energietransitie in Duitsland heeft geleid tot een snelle opmars van windenergie in het noorden van het land. Omdat de grote consumptiecentra zich in het zuiden bevinden (met name in de industrieregio’s in Baden-Württemberg, Rijnland-Palts en Hessen), moet het merendeel van die stroom een hele weg afleggen. Doordat de ontwikkeling van hernieuwbare energie typisch sneller verloopt dan de uitbouw van het hoogspanningsnet, is het Duitse net er niet altijd op voorzien om die extra stroom van noord naar zuid te transporteren. Gevolg: de noord-zuidtransportlijnen raken overbelast.

Chris Peeters, CEO van Elia: “We stellen vast dat er een discrepantie bestaat tussen de ontwikkelings- en bouwtermijnen voor hernieuwbare energieproductie en de langere doorlooptijden voor het realiseren van netinfrastructuur. Dat is de reden voor de overbelaste noord-zuidverbindingen in het Duitse systeem. Om dat probleem op te lossen, worden regelmatig windturbines in het noorden uitgeschakeld en gascentrales in het zuiden opgestart. Die zogenaamde redispatch-maatregelen kosten geld en worden uiteindelijk betaald door de consument.”

De weg van de minste weerstand

Er is nog een bijkomend probleem: hoe geavanceerd we stroom ook mogen opwekken, het transport ervan blijft gebonden aan de wetten van de fysica: stroom volgt de weg van de minste weerstand. Als het Duitse elektriciteitsnet op winderige dagen overbelast raakt, zal die windstroom een andere weg zoeken. Loopflows zijn het gevolg: Duitse stroom baant zich via hoogspanningslijnen in de buurlanden ongecontroleerd een weg naar het zuiden van Duitsland.

Peeters: “Die loopflows zien we in België al geregeld opduiken. Met waardes van 1500 tot zelfs 2000 megawatt hebben ze een niet te verwaarlozen impact op het Belgische net en onze markt. Zeker in de wintermaanden, wanneer het energieverbruik het hoogst ligt en we in België sterk afhankelijk zijn van import van buitenlandse stroom, kunnen loopflows een negatief effect hebben op onze bevoorradingszekerheid. Ze kunnen dan netcapaciteit innemen die niet meer gebruikt kan worden voor import of export van elektriciteit.”

Om bewustzijn te creëren rond de alsmaar grotere uitdagingen voor het Europese geïnterconnecteerde elektriciteitssysteem, voerde Elia samen met zijn Duitse dochter 50Hertz een studie uit. Eind 2019 publiceerden ze de resultaten. “Ons rapport illustreert de uitdagingen van de energietransitie en reikt mogelijke oplossingen aan om de energietransitie tegen 2030 op een efficiënte manier te implementeren, op een zo voordelig mogelijke manier voor de maatschappij. We zien twee oplossingen: het versneld realiseren van de voorziene netinfrastructuur (de ‘hardware’) en een verbeterd marktmechanisme (de ‘software’).”

"Loopflows zien we in België al geregeld opduiken. Met waardes van 1500 tot zelfs 2000 megawatt hebben ze een niet te verwaarlozen impact op het Belgische net en onze markt."

Nood aan bijkomende netinfrastructuur

Duitsland heeft zich de voorbije jaren opgeworpen als een van de voortrekkers van de Europese energietransitie. Met name aan de noordkust, in de Baltische Zee, bouwt het een stilaan indrukwekkend areaal van windturbines. Peeters: "Tegen 2030, wanneer Duitsland voor 65 procent op hernieuwbare energie wil draaien, gaat het in de Baltische Zee alleen al om een gezamenlijke capaciteit van 10 gigawatt aan windenergie. Dat zijn gigantische hoeveelheden stroom, die van noord naar zuid vervoerd moeten worden."

Aangezien de Duitse transmissienetbeheerder 50Hertz sinds vorig jaar volledig onder controle staat van Elia Group, heeft Elia er een dubbel belang bij om zowel de overbelaste lijnen in Duitsland als de loopflows door België onder controle te krijgen. Uit een simulatie van Elia en 50Hertz blijkt immers het belang van het tijdig realiseren van de extra geplande noord-zuidverbindingen in Duitsland tegen 2030. Dat laat toe om de hernieuwbare energie in het noorden op een efficiënte manier naar het zuiden te vervoeren, en zo verminderen ook de loopflows door naburige netten. Het niet tijdig realiseren van de geplande verbindingen tegen 2030 brengt op Europees niveau een welvaartsverlies met zich mee van één tot anderhalf miljard euro per jaar. De maatschappelijke kost zal verder oplopen naarmate er na 2030 nog meer hernieuwbare energie wordt opgenomen in het net.

In de eerste plaats dringen Elia en 50Hertz bij de Duitse overheden aan op een tijdige realisatie van nieuwe Duitse hoogspanningslijnen tussen noord en zuid, waarvan één lijn, de SuedOstLink, in het controlegebied van 50Hertz ligt. Die lijnen staan sinds 2013 op de regeringsagenda, maar zitten nog altijd in de planningsfase. Met een vermogen van twee gigawatt per lijn moeten de nieuwe elektriciteitssnelwegen over het hele land een vlotte circulatie van hernieuwbare stroom op het Duitse net garanderen. Exit congestie, loopflows en het opstarten van gascentrales. In de praktijk verloopt de bouw van de SuedOstLink en van de andere lijnen helaas niet zo vlot, doordat omwonenden van het tracé protest aantekenen.

Zo wordt het uitkijken dat het verschil in bouwtijd tussen windturbines op zee – razendsnel – en de veel tragere uitbreiding van het net de energietransitie niet vertraagt. "Als we de samenleving op termijn koolstofneutraal willen maken, hebben we volwaardige netten nodig die hernieuwbare energie vlot kunnen vervoeren. Hinkt het net achterop, dan doen we de voordelen van hernieuwbare energie deels teniet. Dat bewijst het Duitse voorbeeld. Als maatschappij zijn we er bij gebaat om het Europese net snel te versterken. Zowel voor de reductie van CO₂ als om onze energie betaalbaar te houden", aldus Peeters.

“Als we de samenleving op termijn koolstofneutraal willen maken, hebben we volwaardige netten nodig die hernieuwbare energie vlot kunnen vervoeren."

Participatief proces

Er moeten inspanningen gebeuren om duidelijk te maken dat de netuitbreiding noodzakelijk is voor de realisatie van de klimaatambities, klinkt het bij Elia. "Door stakeholders al vroeg te betrekken, burgers helder te informeren en al in de planningsfase over hun bezorgdheden in dialoog te gaan, nemen wij onze verantwoordelijkheid op", stelt Ilse Tant, chief officer Community Relations bij Elia.

Volgens Tant is het logisch dat procedures voor de bouw van nieuwe hoogspanningslijnen tijd vragen, gelet op de nodige inspraakprocedures en omgevingsstudies. Het is echter essentieel dat ook de verantwoordelijke overheden op verschillende niveaus mee aan de kar trekken. In West-Vlaanderen bijvoorbeeld wil Elia de Ventilus-lijn bouwen, een hoogspanningslijn die onder meer de stroom van windparken op zee naar het binnenland moet helpen vervoeren. Op die lijn zal ook het Boucle du Hainaut-project aansluiten, een nieuwe Waalse hoogspanningslijn. Zonder nieuwe verbindingen zoals Ventilus en Boucle du Hainaut dreigt niet alleen de integratie van hernieuwbare energie offshore en onshore vertraging op te lopen. Er dreigen ook bottlenecks te ontstaan op het Belgische netwerk, met het risico op redispatchingkosten. "Om de slaagkansen van het proces te verhogen, zullen we dan ook extra aandacht besteden aan de bezorgdheden van omwonenden en lokale besturen door, op vraag van de administratie, een participatief proces met de verschillende betrokkenen op te starten", aldus Tant.

Realtime marktprijzen

Voor een toekomstbestendig elektriciteitsnet moet niet enkel het bestaande net (de hardware) versterkt worden, ook de software is aan een update toe. Een tweede voorstel uit het rapport van Elia en 50Hertz is de introductie van een verbeterd marktsysteem, ‘flex-in-market’. Dat systeem geeft Europese netbeheerders toegang tot een ‘toolbox’ waarmee de elektriciteitsstromen beter beheerd kunnen worden. Zo willen Elia en 50Hertz er voor zorgen dat congesties en loop flows beter gedetecteerd en opgevangen kunnen worden, zeker nu het aandeel van hernieuwbare energie op de Europese markt alleen nog maar zal groeien. Op dit moment hebben Europese netbeheerders een beperkt zicht op mogelijke congesties en loopflows, wat het moeilijk maakt om de elektriciteitsstromen op een optimale manier door het net te sturen.

"Het beheer van het Europese transmissienetwerk wordt steeds complexer", bevestigt Chris Peeters van Elia. "Het elektriciteitsnet wordt geconfronteerd met steeds grotere en meer volatiele stromen. Dat is een rechtstreeks gevolg van de energietransitie. De turbines van offshore windmolenparken bevinden zich op grote afstand van de afnamecentra – wat betekent dat grote volumes elektriciteit over lange afstanden vervoerd moeten worden. Bovendien wisselt hun output van dag tot dag, waardoor het voor netbeheerders moeilijk is om op voorhand in te schatten hoeveel stroom er precies in het elektriciteitsnet aanwezig zal zijn."

"Het beheer van het Europese transmissienetwerk wordt steeds complexer"

De juiste energieprijs

In het ‘flex-in-market’-systeem van Elia en 50 Hertz worden overbelastingen in het elektriciteitsnet op een efficiëntere manier opgelost. Dat laat bovendien toe om de elektriciteitsprijzen accurater te bepalen, op basis van de werkelijk aangeboden en afgenomen energie op de markt. “Dat in tegenstelling tot het huidige systeem, waarbij de inzet van die maatregelen bepaald wordt ofwel op basis van ex-ante-inschattingen (bijvoorbeeld op basis van voorspelde offshore windenergie), ofwel na de marktwerking”, aldus Peeters. “Het flex-in-market-mechanisme zorgt voor een beter gebruik van het elektriciteitsnet. Doet zich een congestie voor, dan wordt die direct opgelost in de marktkoppeling en kunnen we sneller gepaste maatregelen nemen.”

De transmissienetbeheerders streven op die manier naar een accuratere energieprijs, die een beter signaal geeft naar consumenten om energie te verbruiken op momenten dat die het meest voorradig is, met name bij lage prijzen. "De vraag zal dan het aanbod volgen, niet langer omgekeerd."

Het flex-in-market-voorstel van Elia en 50Hertz zou volgens de simulatie die de netbeheerders uitvoerden tegen 2030 een bijkomend financieel voordeel van 300 tot 400 miljoen euro per jaar opleveren. Elia en 50Hertz willen de komende maanden een dialoog opstarten met alle partijen en organisaties die de Europese energiemarkt mee vorm geven: de Europese Unie, nationale en regionale regeringen, netbeheerders, regulatoren en energiebedrijven.