Gedecentraliseerde energiesystemen, een noodzaak in Europa

Het overheersende systeem van energietransmissie in Europa en, ruimer gezien, in de rest van de wereld is momenteel het gecentraliseerde energiebeheersysteem. Dit is een systeem waarbij de stroom eerst wordt opgewekt in grote elektriciteitscentrales die ver van de verbruikers zijn gelegen - via hoogspanningstransmissielijnen wordt getransporteerd en naar de eindgebruikers wordt gedistribueerd met behulp van elektriciteitsnetten als tussenpersoon.Hoe ideaal het gecentraliseerde systeem ook moge lijken, het bestaat niet zonder tekortkomingen, die kunnen worden ondergebracht bij de ecologische, economische, technische en sociale gevolgen die het heeft voor de netbeheerders en de leveranciers en verbruikers van stroom. Bovendien heeft het toenemende gebruik wereldwijd van verschillende neo-infrastructurele systemen die zijn ontworpen ter vervanging van bestaande energieopwekkingsfaciliteiten, bewezen dat, willen slimme netten - dievan essentieel belang zijn om ononderbroken aan de stijgende vraag naar energie te voldoen - standhouden, het absoluut noodzakelijk is dat een doeltreffender, duurzamer systeem, dat reeds tot stand is gebracht, wordt verbreid - decentralisatie van het systeem voor de transmissie en het beheer van elektriciteit.

Wat is een gedecentraliseerd energiebeheersysteem en waarom is het belangrijk?

Een gedecentraliseerd energiebeheersysteem is de situatie van relatief kleinere stroomopwekkingsinstallaties dichter bij de consumenten. Decentralisatie is er in wezen op gericht de fysieke kloof tussen de producenten van elektriciteit en de consumenten ervan te overbruggen door middel van micronetten om een optimaler gebruik van hernieuwbare energie mogelijk te maken.[caption id="attachment_8741" align="aligncenter" width="940"]

Beeld: Sandro Bösch/ETH Zürich[/caption]Hieronder bespreken we waarom we denken dat het decentrale energiebeheersysteem noodzakelijk is voor het bereiken van onze klimaatdoelstellingen en duurzame elektriciteitsnetwerken.

1. Vermindering van technische verliezen in distributielijnen.

Een van de belangrijkste oorzaken van transmissieverliezen is de lengte van de distributielijnen. Wanneer elektriciteit wordt opgewekt, ontstaan er botsingen tussen elektronen die van het ene uiteinde naar het andere gaan. Deze botsingen resulteren in elektrische weerstand en, in feite, warmte. Zonder een goede opvang en opslag gaat de warmte die door deze elektrische weerstand wordt opgewekt, verloren. De omvang van de elektrische verliezen in de vorm van warmte is evenredig met de transmissieafstand. In principe dragen gecentraliseerde systemen per definitie bij tot dit falen, omdat de elektriciteitsproductie op afstand plaatsvindt. Gedecentraliseerde energiebeheersystemen lossen dit op door de nabijheid tussen vraag en aanbod. Netbeheerders en energieleveranciers hebben hier enorm veel baat bij, aangezien zij de kosten die voortvloeien uit deze verliezen, die anders onnodige kosten in verband met het gecentraliseerde systeem met zich mee zouden hebben gebracht, op adequate wijze kunnen omzeilen.

2. Flexibele planning

Met gedecentraliseerde energiebeheersystemen kunnen netbeheerders en energieleveranciers doeltreffend beslissingen nemen zonder gehinderd te worden door de ingewikkeldheid van het gecentraliseerde systeem.Het gecentraliseerde systeem is zo ontworpen dat de wijze van transmissie en het ontbreken daarvan rigide is. Wanneer we het over het gecentraliseerde systeem hebben, bedoelen we een systeem waarin de energiebehoeften wederzijds afhankelijk zijn van één enkele bevoorradingsbron voor een storing. Stel bijvoorbeeld dat een hele staat van elektriciteit wordt voorzien door een centrale elektriciteitscentrale. In dat geval worden alle consumenten die in die staat wonen blootgesteld aan dezelfde en even grote gevolgen, zoals stroomuitval of het uitvallen van een transformator.Dit is een andere fout die gedecentraliseerde energiebeheersystemen hopen op te lossen. Met deze systemen hoeven gemeenschappen van consumenten voor hun energievoorziening niet afhankelijk te zijn van één specifiek net, aangezien er verschillende mogelijkheden zijn om stroom af te nemen als één net uitvalt. Dit voordeel is tweeledig, aangezien het bovendien een gemeenschapsgevoel bevordert onder energiespelers waar betrouwbaarheid wordt opgebouwd, en een bepaalde elektriciteitscentrale minder schade oploopt als haar bevoorradingssysteem storingen vertoont in vergelijking met een onafhankelijk systeem zonder onderling verbonden netwerken met soortgelijke of andere elektriciteitscentrales.

3. Elektrificatie op het platteland en in afgelegen gebieden

Met grotere centrales die centraal gelegen zijn, ver van de eindgebruikers, wordt de transmissie naar afgelegen plattelandsgebieden een uitdaging die te maken heeft met afstand, voorkeursschalen, plaatselijke aanvaarding en deelname, en financiering.Plattelandsgemeenschappen zijn, per algemene definitie, geen partij voor hun stedelijke tegenhangers op gebieden als technologische vooruitgang, economische bijdragen, en bevolking. Deze, in combinatie met de uitdagingen die we in de vorige paragraaf hebben belicht, brengen hun toegang tot energievoorziening in gevaar en laten hun energiebehoeften als vanzelfsprekend beschouwen.[caption id="attachment_8270" align="aligncenter" width="940"]

Door Reinhold Möller, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=68790004[/caption]Door het energiebeheer te decentraliseren, wordt het voor onafhankelijke, slimme netbeheerders en energieleveranciers gemakkelijker om lokale elektriciteitscentrales te situeren in de buurt van deze plattelandsgemeenschappen die weinig of geen toegang hebben tot elektriciteit. De aanwezigheid van deze slimme netwerksystemen in kleinere gemeenschappen helpt bij een efficiënte en kosteneffectieve stroomdistributie vanwege hun nabijheid.

4. Nauwere technische betrekkingen tussen energieleveranciers en consumenten

Gedecentraliseerde energiebeheersystemen bevorderen de invoering van slimme netwerken en de integratie van het internet der dingen in elektrische systemen. Door het gebruik van geavanceerde meetsystemen wordt de communicatie tussen netbeheerders en prosumenten vergemakkelijkt. Door de integratie van slimme meters en het internet der dingen kunnen prosumenten nu overtollige stroom die aan het net is geleverd, terugverkopen als zij on-grid zijn of overtollige stroom opslaan voor later gebruik als zij off-grid zijn. Bovendien kunnen energieleveranciers zo de elektrische situatie bij prosumenten op de voet volgen, gemakkelijk gegevens verkrijgen en met de ontvangen gegevens werken. Deze relatie tussen energieleveranciers en prosumenten binnen een kortere straal helpt netbeheerders en energieleveranciers kosten te besparen die anders zouden zijn ontstaan door overmatige energieverliezen, energiediefstal en transmissiestoringen.

5. Lagere kapitaalkosten per project

Gecentraliseerde, meer prominente krachtcentrales vergen omvangrijke financiële budgetten om op te zetten. Dit omvat de hoge kosten van de uitbreiding van het net en de onevenredige verhouding tussen prijs en verbruiker. Bij gecentraliseerde energiebeheersystemen ondervinden energieleveranciers vaak moeilijkheden om het stroomverbruik in afgelegen gebieden doeltreffend te controleren, wat de facturering bemoeilijkt.

Als gevolg daarvan krijgen plattelandsgemeenschappen met een lage bevolkingsdichtheid en, gemiddeld, armere economieën gewoonlijk meer stroom geleverd dan nodig is en kunnen zij de elektriciteitskosten niet bijbenen die hun stedelijke buren zich wel kunnen veroorloven. Deze tekortkomingen leiden tot een geleidelijke afwijzing van de stroomlevering of een regelrechte weigering om meer te betalen dan nodig is, waardoor de leveranciers meer kosten moeten maken. Wanneer het energiebeheer gedecentraliseerd wordt, wordt de bijbehorende stroomvoorziening beter afgestemd op de precieze behoeften van de verbruikers. Netbeheerders en energieleveranciers hoeven zich dus geen zorgen te maken over financiële verliezen als gevolg van extravagante elektriciteitslevering aan eindgebruikers met een minimale vraag. Ten slotte kosten kleinere, gedecentraliseerde elektriciteitscentrales minder om op te zetten, te controleren en te beheren dan grotere, gecentraliseerde elektriciteitscentrales.

6. Kwaliteitsdiensten die voortvloeien uit een gezond energie-ecosysteem

Gecentraliseerd energiebeheer leidt tot een monopolie van energieleveringsdiensten. Consumenten zitten opgescheept met slechts één voorzieningsbron en moeten zich neerleggen bij de kwaliteit van de dienstverlening die zij ontvangen. Om dit soort mogelijkheden tot een minimum te beperken of helemaal uit te sluiten, moeten energiebeheersystemen gedecentraliseerd worden. Op die manier kunnen meerdere energieleveranciers en exploitanten van slimme netwerken hun infrastructuur dicht bij de eindgebruikers plaatsen, zodat deze consumenten uit een hele reeks opties kunnen kiezen. Bovendien maakt een toename van het aanbod het voor energieleveranciers noodzakelijk om de kwaliteit van hun diensten te verbeteren. Dit concurrerende ecosysteem is een drijvende kracht die de duurzaamheid van slimme netwerken helpt bevorderen, aangezien elke energieleverancier nu meer dan ooit gemotiveerd zal zijn om de beste maatregelen te zoeken en toe te passen die nodig zijn voor verbetering.

7. Efficiënter gebruik van systemen voor warmtekrachtkoppeling

Systemenvoor warm tekrachtkoppeling (WKK) wekken elektriciteit op en slaan tegelijkertijd het bijproduct van deze elektriciteitsopwekking, namelijk bruikbare warmte, op voor gebruik in één enkel proces.In gecentraliseerde energiebeheersystemen veroorzaakt de warmte die als bijproduct van de elektriciteitsopwekking wordt geproduceerd, ofwel schade ofwel wordt deze warmte in onbruik geraakt. Met gedecentraliseerde energiebeheersystemen daarentegen kan deze warmte worden opgevangen, opgeslagen en nuttig worden gemaakt voor verwarmings- en zelfs koelfuncties in huishoudens en industrieën.Met een adequaat gebruik van deze afvalwarmte kunnen WKK-centrales 80% efficiënter worden dan gascentrales in het VK, die milieuonvriendelijk zijn en een rendement hebben tussen 49% en 52%.Gedecentraliseerde energiebeheersystemen zijn lokaal. Lokaal betekent hier niet noodzakelijk landelijk, maar eerder niet grootschalig. Elk slim netwerk kan dit voordeel benutten door afvalwarmte op te vangen voor de productie van lokale warmte in combinatie met elektrische stroom, terwijl energieverliezen worden voorkomen die zouden zijn opgetreden tijdens de transmissie tussen gecentraliseerde energieopwekkingsbronnen en hun gebruikers.

Conclusie

Gecentraliseerde energiebeheersystemen zijn in Europa de gebruikelijke en gangbare wijze van energietransmissie en -beheer. Zij hebben zowel hun verdiensten als hun tekortkomingen. De geleidelijke wereldwijde overschakeling op hernieuwbare energiebronnen maakt ons bewust van de noodzaak om energiebronnen duurzaam te maken als we aan de wereldwijde piekvraag willen voldoen zonder onze klimaatdoelstellingen in gevaar te brengen en tegelijkertijd onze voorzieningssystemen in gevaar te brengen of in diskrediet te brengen.De gedecentraliseerde energiebeheersystemen hebben hun technische en economische voordelen voor lokale energiespelers en consumenten. Aanbod, vraag en transmissie kunnen gemakkelijk worden gecontroleerd en uitgevoerd zonder extra complexiteit. Als gevolg daarvan wordt het transmissiemonopolie uitgewist en wordt een gezondere relatie tussen producent en consument gevoed.