Als één ding duidelijk wordt uit het voorstel voor hoofdlijnen van het klimaatakkoord, dan is het dat de energietransitie nog lang niet is uitgekristalliseerd. In die onzekere toekomst is het lastig te voorspellen hoe de uiteindelijke energiemix er uit ziet, net als de benodigde infrastructuur. Zorgvuldig asset management helpt zowel de transport service operators (TSO’s) als de distribution service operators (DSO’s) bij het maken van hun keuzes.

Directeur asset management Han Slootweg van Enexis, tevens hoogleraar smart grids aan de TU Eindhoven, buigt zich dagelijks over de uitdagingen in zowel het gas- als het elektriciteitsnet. ‘Laten we vooropstellen dat het omgaan met onzekerheid op zich geen nieuw probleem is voor de netbeheerders’, zegt Slootweg. ‘We plannen al langer energienetwerken voor een periode die meerdere decennia overstijgt. Het gasverbruik liep sowieso al terug, dus dat zou ook geen grote verrassing moeten zijn. Het enige wat wel wezenlijk anders is, is dat de onzekerheden over de toekomstige energiemix groter en structureler worden.

Om met onzekerheden om te gaan, zijn de netbeheerders tien tot vijftien jaar geleden al begonnen met het invoeren van asset management. Voorheen keken we met name naar de technische risico’s in het netwerk. Met het invoeren van het asset management concept zijn we technische ontwikkelingen gaan koppelen aan de bedrijfsstrategie. Ook was er voor de invoering van asset management een scheiding tussen de aanleg van nieuwe infrastructuur en het beheer en onderhoud van bestaande assets. Uiteindelijk moeten zowel nieuwe als bestaande netten echter dienstbaar zijn aan de bedrijfsstrategie en gelden de keuzes die daarin zijn vastgelegd voor bestaande en voor nieuwe aanleg. Door integraal naar de netten te kijken, kunnen we dus beter overwogen beslissingen nemen over investeringen en daarbij technische, economische en veiligheidsrisico’s integraal afwegen.

Zwaarder net

Tot welke keuzes die risicobeoordelingen leiden, is volgens Slootweg situatieafhankelijk. ‘We maken in eerste instantie onderscheid tussen nieuwbouw en bestaande situaties. In een greenfield, bijvoorbeeld een nieuwbouwwijk, ben je in principe vrij in je keuzes. Het is dan verstandig om terughoudend te zijn met het aanleggen van een gasinfrastructuur terwijl je wel moet anticiperen op eventueel toenemende elektrificatie. Een van onze promovendi op de TU Eindhoven maakte onlangs nog een model dat aan de hand van een aantal sociaal demografische en geografische gegevens de toekomstige netbelasting probeert te voorspellen. In een nieuwbouwwijk met dure huizen, daken op het zuiden en jonge, kapitaalkrachtige bewoners, is het aannemelijker dat wordt geïnvesteerd in elektrische auto’s, warmtepompen en zonnepanelen dan in een wat minder kapitaalkrachtige, bestaande wijk met gemiddeld genomen oudere bewoners. Een groot deel van de kosten van de aanleg van een nieuw laagspanningsnet is te relateren aan grondverzet. De kabel zelf bepaalt maar een beperkt deel van de kosten. Als je dan rekening houdt met de bedrijfsdoelstellingen en de risico’s en onzekerheden over toekomstige ontwikkelingen, is het vaak verstandig om een wat zwaarder net aan te leggen. De meerkosten van dikkere kabels wegen niet op tegen de kosten die ontstaan als je opnieuw moet gaan graven om een bestaand net te vervangen of uit te breiden.’

tekst gaat verder onder de afbeelding
netbeheerders

Slootweg: ‘Ook in de duurzame toekomst kan gas nog een belangrijke rol spelen.’

Waterstof

In bestaande wijken waarin de infrastructuur aanwezig is, zijn de afwegingen een stuk complexer. Met name wanneer de bestaande infrastructuur nog niet is afgeschreven. Slootweg: ‘In principe is een netbeheerder verplicht de infrastructuur te leveren waar de wijk behoefte aan heeft. Om onnodige kosten te vermijden, proberen we stakeholders er van te overtuigen om verstandige keuzes te maken. Zo is het wat ons betreft logischer om op plekken waar een afgeschreven gasnet ligt te denken aan alternatieve mogelijkheden voor verwarming. Op een locatie waar net enkele jaren geleden het gasnet is vervangen zou het uitfaseren van aardgas kapitaalvernietiging zijn. We moeten daarin slimme keuzes maken, niet alleen omdat de energietransitie anders niet meer betaalbaar wordt, maar ook omdat de netbeheerders gewoonweg tegen hun capaciteitsgrenzen aanlopen. Een belangrijke pijler onder ons asset management is dan ook een goede communicatie en samenwerking met de stakeholders zoals aannemers, woningbouwverenigingen, gemeentes en bedrijven.’

Veiligheid

Slootweg denkt dat het niet per se verstandig is om de bestaande gasnetten versneld af te schrijven. ‘Ook in de duurzame toekomst kan gas nog een belangrijke rol spelen. Sommige oudere gebouwen kunnen op koude dagen nu eenmaal niet volledig elektrisch worden verwarmd. Let wel, ik heb het dan niet over aardgas, dat is immers niet duurzaam. Maar groen gas of waterstofgas kan ook door het huidige gasnetwerk worden getransporteerd.’

Die bewering van Slootweg wordt gestaafd door onderzoek dat Netbeheer Nederland onlangs liet uitvoeren door Kiwa. De ondergrondse infrastructuur is in ieder geval geschikt voor het transport van waterstof. De aanpassingen die nodig zijn voor waterstof zijn beperkt tot aanpassingen aan de vraagzijde, zoals cv-ketels, of hybride warmtepompen die geschikt zijn voor waterstof. Ook de gasmeters zouden moeten worden aangepast omdat waterstof minder energie bevat per kubieke meter. Slootweg: ‘Op zich wijkt waterstof niet heel veel af van aardgas. De moleculen zijn wat kleiner, waardoor ze gemakkelijker kunnen ontsnappen. Aan de andere kant vervliegt het gas ook veel sneller, zodat eventueel ontsnapt gas misschien wel minder veiligheidsrisico’s oplevert dan methaan. De veiligheidsaspecten van waterstof worden door de gezamenlijke netbeheerders op dit moment grondig onderzocht.’

Brosse breuken

De keuzes die rondom de gasinfrastructuur moeten worden gemaakt, zijn dan ook niet zozeer afhankelijk van het medium dat er door stroomt als wel van het soort leiding. ‘De grootste risico’s rondom gasleidingen hebben te maken met brosse breuken’, zegt Slootweg. ‘Delen van het gasnet liggen al zo’n twintig tot dertig jaar in de grond. Destijds waren grijs gietijzer en asbestcement veel toegepaste leidingmaterialen. Het nadeel van die materialen is dat ze bros worden, wat uiteindelijk tot een breuk leidt. Die breuken zijn echter lastig te voorspellen, waardoor de leidingen bijna altijd preventief moeten worden vervangen. Voor andere materialen, zoals staal, geldt dat veiligheidsrisico’s kunnen worden beheerst door vaker te controleren op lekken. We zijn sowieso wettelijk verplicht om het gehele net één keer in de vijf jaar met methaansniffers te controleren. Maar als we niet zeker weten of in een wijk in de toekomst nog behoefte is aan een gasnet, kunnen we er bij bepaalde materiaalsoorten ook voor kiezen om de frequentie van het gaslekzoeken te verhogen zodat we nog steeds de risico’s beheersen. Dankzij ons asset managementsysteem weten we dan dat de operationele kosten weliswaar omhoog gaan, maar het voorkomt wel een desinvestering in een net dat straks misschien overbodig is.’

Opslag

Een andere uitdaging van duurzame energiebronnen zijn de grote verschillen tussen energievraag en aanbod. Fossiele energiecentrales kunnen eenvoudig op- en afregelen, terwijl dit voor wind- en zonne-energie niet gewenst is. Hoe meer duurzame energie zonnepanelen en windturbines produceren, hoe lager de relatieve kosten van de geproduceerde energie worden omdat de volumes toenemen bij gelijkblijvende kosten.

Slootweg testte voor Enexis een aantal jaar geleden nog een zogenaamde buurtbatterij, die grote pieken in de productie van zonne-energie opving in een middenspanningsstation. Er zitten voorlopig echter teveel haken en ogen aan om hier mee door te gaan, zegt Slootweg. ‘Ten eerste is het nog een redelijk dure oplossing omdat je moet investeren in lithium-ion batterijen, bovendien legt de wetgever de netbeheerders restricties op in het opslaan van elektriciteit. Wat dat aangaat past het beter bij ons om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen via zogenaamd demand side management.’

Geheel

Ook de industrie kan een belangrijke rol spelen in demand side management. Zeker als de industrie de processen verder elektrificeert om bij te dragen aan de energietransitie. Nederland kent al een aantal bedrijven dat elektriciteit gebruikt voor zijn processen. De aluminiumindustrie bijvoorbeeld, maar ook de chloorchemie en de productie van silicium carbide maken gebruik van elektriciteit. Inmiddels wordt geëxperimenteerd met de elektrochemische omzetting van kooldioxide en -monoxide naar chemische grondstoffen als etheen. Een tussenvorm hiervan kan zijn om waterstof te produceren via de elektrolyse van water.

netbeheerders

‘In de toekomst zullen de netbeheerders steeds meer het energiesysteem als geheel moeten bekijken.’

Maar waterstof is ook interessant als alternatief voor opslag in batterijen, met name voor de zogenaamde seizoens-opslag. Slootweg: ‘Het aardgas dat we in Nederland gebruiken, is met name bedoeld voor verwarming in de wintermaanden. ‘s Zomers is het aanbod van duurzame energie echter groter dan ’s winters. Voor batterijen is zo’n lange termijn niet te overbruggen, voor waterstof zou dat echter geen probleem zijn. In de toekomst zullen de netbeheerders dan ook steeds meer het energiesysteem als geheel moeten bekijken om beslissingen te kunnen nemen.’

Investeringen

In de visie van zowel Tennet als Gasunie zullen moleculen en elektronen steeds meer moeten samenwerken. Beide partijen zoeken elkaar dan ook steeds meer op. Gasunie investeert in een zogenaamde waterstofbackbone waarbij overtollige stroom via elektrolyse wordt omgezet in waterstofgas en zuurstof, waarna het gas kan worden opgeslagen of ingezet in de industrie, transport en gebouwde omgeving. De beheerder van het hogedruk gasnet liet zijn assets screenen door DNV GL dat tot de conclusie kwam dat het net met redelijk lage investeringen, nog altijd zo’n één miljard euro, kan worden aangepast aan het transport van waterstof. Daar waar nog geen bestaande infrastructuur aanwezig is, maakt het pijpleidingproducent Pipelife het wel heel eenvoudig om waterstof te distribueren. Het bedrijf levert kunststof waterstofleidingen op rol.

Ook aan de productiekant wordt geïnvesteerd. Om ervaring op te doen slaat Gasunie al door zonnepanelen geproduceerd waterstof op in de gasopslag van Zuidwending. Bovendien investeert de TSO samen met AkzoNobel in een twintig megawatt elektrolyser in Chemiepark Delfzijl.

Intussen blijft Tennet investeren in het koppelen van de Europese elektriciteitsnetten. Zo zal volgend jaar de CoBra Cable gereed zijn, die Nederland met Denemarken verbindt. Verdergaand, zijn de plannen voor een energie-eiland in de Noordzee die niet alleen de stroom van windparken clustert en doorstuurt, maar ook landen rondom de Noordzee verbindt. Ook hier is rekening gehouden met eventuele omzetting in waterstof. Daarmee wordt het energiesysteem in ieder geval zo flexibel dat stroom direct bij de gebruiker aanlandt óf wordt opgeslagen als waterstof.

 

Openingsfoto: Enexis Group