Kortsluiting! De Trias Congestica van RYSE

Wie (veel) vraagt, wordt overgeslagen...

Het Paris Proof Commitment en de daarmee verbonden duurzaamheidsambities leggen de basis voor een elektrische revolutie. De verschuiving naar elektrificatie is cruciaal voor het behalen van wereldwijde klimaatdoelen, maar het brengt ook complicaties met zich mee, waaronder netcongestie. Bij de onderwijsprojecten die RYSE begeleidt, staat dit onderwerp inmiddels hoog op de ontwerpagenda.

Netcongestie
Netcongestie betekent letterlijk ‘een ophoping of verstopping in het netwerk’. Er is sprake van netcongestie als de vraag naar transport van elektriciteit groter is dan de transportcapaciteit van het elektranet. De opwekking is het probleem niet, het is dus een distributievraagstuk. Circa 16% van de bestaande energievraag in Nederland is elektrisch. Dat aandeel gaat in de nabije toekomst flink stijgen. Denk hierbij aan een verdubbeling of zelfs verdrievoudiging. Dit komt voornamelijk door het elektrificeren van de warmtevraag (gasloos bouwen), de industrie en de vervoersmiddelen.

‘Kritieke situatie’
De snel toenemende elektrificatie van de samenleving – steeds meer warmtepompen, PV-panelen, elektrische auto’s, batterijen en elektrische processen in de industrie – leidt volgens de netbeheerder tot lange wachttijden voor een aansluiting of verhoging van de capaciteit van een aansluiting. “Dit zal nog enige tijd een kritieke situatie blijven, ondanks dat de netbeheerder zich volledig richt op netuitbreidingen om congestie te verlichten en uiteindelijk te elimineren.”, aldus de netbeheerder TenneT.

Bij het vernieuwen en het verduurzamen van onderwijshuisvesting loop je bij de netbeheerder als snel tegen blokkades aan. Teruglevering van elektriciteit is vaak niet mogelijk en een vergrote aansluiting kan vaak niet door de netbeheerder worden vrijgegeven. Hoe houden we toch de regie en zorgen we ervoor dat het vernieuwen en verduurzamen van onderwijsgebouwen niet vertraagt? Wij sturen op de ‘Trias Congestica’.

1.    Beperk de energievraag door een slim ontwerp

De energievraag van een onderwijsgebouw komt grotendeels voort uit de ventilatie, verwarming en koeling van het gebouw. Wij sturen op een zo laag mogelijke energievraag, o.a. door:

• Parametrisch ontwerpen, waarbij met ontwerpsimulaties de beste oriëntatie van het gebouw, positie van functies en doeltreffende zonwering door gevelvorm wordt bepaald;

• Goede isolatie van de vloeren, gevels en daken van een onderwijsgebouw vormen de belangrijkste energiebesparing. Isolatiewaarden boven bouwbesluit en een kierdichting <0,15;

• Het toepassen van bodemwarmtepompen i.p.v. luchtwarmtepompen i.v.m. het beperken van energiepieken in de winter

• Luchtbehandelingskasten met zeer efficiënte tegenstroomwisselaars;

• Het schakelen van LED-verlichting op aanwezigheid en daglichtregeling, evenals naregeling van ventilatie, verwarming en koeling op aanwezigheid;

• Het gebruik maken van natuurlijke materialen en bouwkundige voorzieningen treffen om ongewenste warmte en kou buiten te houden. 

De uitdaging rondom netcongestie vraagt ook om anders te gaan denken. Zo heeft RYSE het projectmanagement uitgevoerd voor de nieuwbouw van het Langeveldgebouw voor Erasmus Universiteit Rotterdam. In dit gebouw is volledig ingezet op stap 1 van de Trias Congestica door het zogenoemde Earth, Wind & Fire (EWF) concept toe te passen. Dit concept is gebaseerd op een natuurlijk ventilatieconcept dat gebruik maakt van zon, wind en water, waardoor minstens 45% minder energie wordt verbruikt dan traditionele ventilatiesystemen. Lees hier meer over dit bijzondere concept.

2.    Minimaliseer de energiepieken

Bij meerdere onderwijsprojecten waar RYSE aan werkt, wordt slimme regeltechniek toegepast waarbij de gebouwinstallaties continu in de gaten worden gehouden. Wanneer de kWh-meters signaleren dat de maximale belasting van de aansluiting in zicht komt, wordt er een schakelmatrix in werking gesteld. De matrix wordt geprogrammeerd in de regeltechnische software, en bepaald welke apparaten op basis van prioriteit in welke volgorde worden afgeschakeld, totdat er geen sprake meer is van piekbelasting. Als het je lukt om die piek zelf op te vangen, ook wel Peak Shaving genoemd, kun je met een kleinere aansluitcapaciteit voldoen en ben je substantieel minder afhankelijk van netcongestie.

Hoe gaat het opvangen van de piek in zijn werk? Door op een duurzame manier energie op te wekken en daar energieopslag aan te koppelen, heb je voldoende stroom om de piekmomenten op te vangen. Het opwekken van duurzame energie is niet iets nieuws. Echter, het opslaan van die energie is belangrijker geworden door netcongestie en zal dus ook meer aandacht moeten krijgen in de toekomst. Het niet opslaan van duurzame energie is feitelijk ook een negatieve bijdrager aan de netcongestie. Als de energie niet opgeslagen wordt, dan wordt deze energie teruggeleverd aan het elektranet. Het verouderde elektranet is hier niet op ingericht en dit zorgt dus voor een (extra) overbelasting.

Het extra investeren in de opslag van energie heeft dus meerdere voordelen; (i) Het zorgt voor minder overbelasting van het elektranet, waardoor, als iedereen mee doet, de netcongestie afneemt. (ii) De piekbelastingen kunnen worden opgevangen d.m.v. de inzet van de opgeslagen energie op de momenten dat het elektranet hoog belast is. Er zijn verschillende methodes om de energie op te slaan. De meest bekende manier is d.m.v. een batterij. Deze manier van energieopslag zorgt voor weinig verlies van energie, echter is het niet geschikt voor het opslaan van veel energie voor lange tijd. Energie opslaan kan ook in de vorm van warmte. Bijvoorbeeld doormiddel van de combinatie van zonnepanelen en een warmtepomp met een vergrote thermische buffer.

Met een kleinere aansluitcapaciteit is de kans groter dat een overeenkomst kan worden afgesloten. Hierbij kan ook nog worden gedacht aan het inzetten van een flexibele overeenkomst. Dit houdt in dat er een overeenkomst  met de netbeheerder wordt afgesloten waarin flexibel energiegebruik is vastgelegd: op sommige momenten de volledige aansluitcapaciteit kunnen gebruiken, bijvoorbeeld in de nachtsituatie, maar op andere momenten niet.

3.    Deel de energie  

Een onderwijsgebouw dat goed gebruik maakt van energieopslag is een ideale partner voor een woonwijk.

• In een woonwijk zitten de energiepieken in de ochtend en de avond. Op momenten buiten de school- en kantoortijden. Een school heeft geen hoge piek, maar uitsluitend overdag een doorlopende vraag, wanneer de woningen een mindere vraag hebben.

• Een school heeft een groot dakvlak en speelplein waar genoeg ruimte is om duurzame energie op te wekken.

• Er zitten dus kansen in een partnerschap tussen een omliggende woonwijk en een school. Gezamenlijk kunnen ze een energieovereenkomst afsluiten bij de energieleverancier om zo de energievraag slim te bundelen en te verdelen.

• LET OP: dit kan alleen succesvol zijn als dit samengaat met gedragsverandering bij het gebruik van energie. 

De netcongestie is iets wat niet op korte termijn is opgelost. We moeten dit probleem met elkaar aanpakken en dat kan alleen als we met elkaar samenwerken. We zien grote kansen op gebiedsniveau. Het vraagt om omdenken en de Trias Congestica geeft hier een eerste handvat toe.