Energiehubs: wat zijn het en hoe werken ze?
Het Nederlandse energienet loopt tegen haar grenzen aan. Steeds vaker doet zich netcongestie voor, wat inhoudt dat er geen ruimte meer op het elektriciteitsnet beschikbaar is. Energiehubs bieden gelukkig uitkomst. In een energiehub sturen meerdere bedrijven hun energiestromen slim en stemmen zij deze op elkaar af. Het stelt bedrijven zelfs in staat om verder te groeien én te verduurzamen. Maar hoe werkt zo’n smart energy hub? En wat is er voor nodig?
a. In een energiehub werken meerdere partijen samen voor hun energievoorziening. Aan de ene kant kunnen zij onderling energie met elkaar uitwisselen. Aan de andere kant kunnen zij afname, opwek en opslag van energie lokaal zoveel mogelijk gelijktijdig op elkaar afstemmen. Ook is optimalisatie van de lokale infrastructuur een onderdeel. Bijvoorbeeld door de plaatsing van zonnepanelen en een batterij. Bij dit alles wordt het hoofdnet niet extra belast en kan het zelfs minder belast worden.
b. Optimalisatie van energiestromen binnen een energiehub gebeurt door het gelijktijdig afstemmen van vraag en aanbod. Een goede locatie voor een hub is daarom een plek waar veel energie verbruikt wordt én waar energie opgewekt en op elkaar afgestemd kan worden, zoals een bedrijventerrein.
c. Elke energiehub heeft een paar belangrijke ingrediënten: de productie en het verbruik van (duurzame) energie en de optie om flexibele middelen zoals laadpalen of koelvrieshuizen in te zetten. En ook niet te vergeten: een opslagmogelijkheid zoals een batterij.
- 1. Wat is een energiehub?
- 2. Waarom zijn er energiehubs?
- 3. Wat is er nodig voor een succesvolle energiehub?
- 4. Wat zijn voorbeelden van energiehubs?
- 5. Welke partijen zijn betrokken bij een energiehub?
- 6. Hoe worden de energiestromen binnen een energiehub geoptimaliseerd?
- 7. Welke stappen zijn nodig om een energiehub op te richten?
- 8. Aan welke wet- en regelgeving moet een energiehub voldoen?
- 9. Welke uitdagingen liggen er nog voor energiehubs?
- 10. Welke rol spelen energiehubs in de energietransitie?
- 11. Wat zijn alternatieven voor een energiehub als een groeps-TO geen optie is?
Binnen een Smart Energy Hub (SEH) werken verschillende partijen samen voor hun energiebehoeften. Ze zorgen ervoor dat het verbruik, de opwek en de opslag van energie lokaal en zoveel mogelijk gelijktijdig op elkaar zijn afgestemd.
Neem een bedrijventerrein. Een of meerdere bedrijven benutten hun aansluitcapaciteit een groot gedeelte van de tijd niet, terwijl andere bedrijven om extra capaciteit staan te springen. Daarnaast hebben verschillende bedrijven zonnepanelen op het dak, maar de eigenaren moeten deze soms afschakelen (curtailment) om het energienet minder te belasten. Voor het oplossen van deze knelpunten besluiten de bedrijven samen te werken in een energiehub. Ze stemmen voortaan hun verbruik en opwek op elkaar af en slaan overtollige stroom tijdelijk op in een batterij voor later gebruik.
In korte tijd groeide de behoefte aan meer ruimte op het elektriciteitsnet. De energietransitie en de klimaatdoelen vragen namelijk van bedrijven om te verduurzamen en te elektrificeren. Zo zijn vanaf 2025 in diverse steden alleen nog maar elektrische bestelbussen welkom. Ook zijn zonne-installaties en windmolenparken in trek bij bedrijven. Kortom, de vraag en het aanbod van elektriciteit is exponentieel toegenomen. Maar de transportcapaciteit op het energienet blijft achter.
Deze beperkte ruimte op het energienet noemen we netcongestie. Op het laagspanningsnet doet zich dit vooral voor tussen 16:00 en 20:00 uur. Dit is het piekmoment waarop bedrijven en huishoudens samen veel stroom verbruiken. Het hoogspanningsnet kent andere tijden voor piekmomenten. Bijvoorbeeld als er veel duurzame opwek is en grote volumes wind- of zonne-energie getransporteerd moeten worden.
Netbeheerders geven bedrijven door netcongestie regelmatig geen nieuwe aansluitingen op het energienet of ze verzwaren de aansluitcapaciteit niet. Soms gaan er zelfs jaren overheen voordat er weer beschikbaarheid is. Bedrijven lopen daardoor aan tegen beperkingen: een rem op de bedrijfsgroei en verduurzaming. Een energiehub biedt gelukkig uitkomst. Zo’n hub geeft bedrijven via een lokaal energienet weer transportcapaciteit en het gaat overbelasting van het hoofdnet tegen.
- Een grote vraag naar energie
In combinatie met de beperkingen aan de kant van de netbeheerder is dit regelmatig de aanleiding voor een energiehub. - Lokaal opgewekte energie
Een duurzame energiebron, vaak windmolens of zonnepanelen, voorziet de bedrijven binnen de hub deels in hun energiebehoefte. - Een centraal aanspreekpunt of organisatievorm
Een energiehub start vaak informeel met een gebiedsregisseur of een parkmanager die geïnteresseerde bedrijven samenbrengt. Krijgt de energiehub een serieuzere vorm, dan komt er een juridische entiteit of persoon. Vaak een coöperatie of BV die de samenwerkende partijen vertegenwoordigt en er namens handelt. - Meetdata van deelnemende bedrijven
De bedrijven geven een machtiging zodat alle meetapparatuur met data over hun energieconsumptie en -productie uitgelezen kan worden door externe, betrokken partijen (meer uitleg verderop in dit artikel). - Een energiemanagementsysteem
Voor slimme sturing van de energiestromen (meer uitleg verderop in dit artikel). - Flexibele assets zoals een batterij en laadpalen
Aan flexibele assets de belangrijke taak om tijdens piekmomenten de benodigde capaciteit op het energienet af te vlakken. - En niet te vergeten: een constructieve samenwerking tussen alle betrokkenen
Er zijn diverse partijen betrokken bij een energiehub: de gemeente, de buren, de parkbeheerder, de netbeheerder, de marktpartijen. Daarom is een gezamenlijke aanpak nodig met de focus op een win-win situatie voor alle partijen.
----------------------------------------
Tip: houd rekening met lopende energiecontracten
Wanneer bedrijven onderling energie uitwisselen, ga dan na of het zakelijke energiecontract van de deelnemers flexibel is of binnenkort eindigt. Is dit het geval? Dan staat een bedrijf vrij om deel te nemen aan een energiehub. Maar wanneer het contract nog lang na de start van de energiehub loopt, vormt dit mogelijk een risico voor de afspraken met de energieleverancier.
----------------------------------------
Energiehubs zijn er in verschillende vormen. Afhankelijk van de situatie op het net en de specifieke behoeften van bedrijven. Pakweg zijn er drie redenen om een energiehub te starten: om onderling energie uit te wisselen, om netcongestie tegen te gaan of om gezamenlijk de energie-infrastuctuur te optimaliseren. Enkele voorbeelden van energy-hubs:
1. Op een bedrijventerrein spelen er problemen rondom de afnamecapaciteit en de teruglevercapaciteit. Door netcongestie krijgen recent gevestigde bedrijven geen nieuwe aansluitingen op het elektriciteitsnet. Tegelijkertijd kan een deel de eigen opgewekte duurzame energie niet terugleveren, wat leidt tot overschotten en dus inkomstenverlies. De bedrijven besluiten dit probleem aan te pakken en een energiehub op te richten. Ze leggen extra zonnepanelen op beschikbare dakruimtes en plaatsen een batterij voor energieopslag. Dit leidt tot voldoende energie voor de gehele elektriciteitsvraag van het bedrijventerrein en draagt bij aan de verduurzaming. Bovendien is het probleem van de beperkte teruglevercapaciteit zo ook vrijwel opgelost. Tot slot onderzoeken ze of overtollige energie aangeboden kan worden op een energiemarktplaats, omdat dit inkomsten oplevert voor een sluitende businesscase.
2. Meerdere bedrijven op een bedrijventerrein staan op het punt om over te gaan op elektrische bedrijfswagens, maar stuiten op de beperkte afnamecapaciteit van het elektriciteitsnet. Uit een analyse van de meetdata blijkt dat de gezamenlijke gecontracteerde capaciteit van tien gevestigde bedrijven nog ruimte biedt tijdens de daluren van de bedrijven die willen verduurzamen. Via een energiehub besluiten de bedrijven hun transportcapaciteit met elkaar te delen. Buiten de piekuren stellen de bedrijven met voldoende capaciteit hun elektriciteit (tegen een vergoeding) beschikbaar voor het opladen van de voertuigen bij de buren. Later kijken ze naar aanvullende opties voor energieopslag met een batterij, het flexibel inzetten van meer middelen en het opwekken van extra groene energie.
*Bovenstaande voorbeelden zijn kort en bondig beschreven, bedoeld om een indruk te geven van energiehubs.
----------------------------------------
Voor meer praktische voorbeelden van energiehubs en energiesturing is dit interview met Louis Custers, directeur Integrated Solutions bij Groendus, interessant!
----------------------------------------
Een goed ingerichte energiehub vraagt om teamwork. Maar wie zitten er allemaal in dat team? Hieronder een overzicht van de verschillende betrokken partijen
De deelnemende bedrijven
Bedrijven of overheden zijn meestal de initiatiefnemers van een energiehub. Als de bedrijven eenmaal georganiseerd zijn, richten zij vaak een juridische entiteit op met een wettelijke status die handelt namens de deelnemende bedrijven.
Een gebiedsregisseur
Als in een gebied plannen zijn voor een energiehub dan brengt de gebiedsregisseur de geïnteresseerde bedrijven samen. Vaak stelt de overheid deze aan. Ook betrekt de regisseur de gemeente, bedrijven, lokale energiecoöperaties en de netbeheerder erbij om samen de startfase van de energiehub vorm te geven.
Eigenaar van de grond en/of parkmanager van het bedrijventerrein
Deze partij kan veel interesse hebben in een energiehub. Bijvoorbeeld als vrije kavels niet verkocht raken, omdat de netbeheerder geen nieuwe aansluitingen aanlegt. Of als bedrijven verhuizen en nieuwkomers niet die benodigde verzwaring van hun elektriciteitsaansluiting kunnen krijgen.
De netbeheerder
De bedrijven gaan een contract aan met de netbeheerder. De netbeheerder onderhoudt het lokale energienet en geeft de mogelijkheden aan binnen de bestaande en nieuwe contractvormen.
Marktpartijen
Marktpartijen nemen het technische gedeelte van de energiehub op zich. Denk aan de installatie van hardware en software, zoals een energiemanagementsysteem, voor de energiesturing.
De energieleveranciers
Energieleveranciers voorzien de bedrijven van elektriciteit wanneer de energie binnen de hub niet voldoende is om aan alle vraag te voldoen. Maar bedrijven kunnen ook zelf leverancier worden door eigen opgewekte energie aan te bieden via een handelsplatform zoals de Groendus Energiemarktplaats.
De overheid
De lokale overheid kan een rol spelen omdat zij de leefruimte inricht en strategieën uitwerkt voor de energievoorziening. Ook is wetgeving rondom energiehubs van invloed.
Bij de optimalisatie van energiestromen komt een belangrijk onderdeel kijken: het energiemanagementsysteem. Software die met algoritmes de opwek, afname en opslag op elkaar afstemt. Voordat echter deze slimme sturing van start kan gaan, is er meetdata en inzicht nodig en moeten assets stuurbaar zijn. De drie elementen die dit mogelijk maken;
1. Inzicht
Voordat de energiesturing van start kan gaan, is gedetailleerd inzicht nodig in het energieverbruik, de eventuele productie en de piekmomenten van de bedrijven. Maar ook informatie over de aansluitcapaciteit. Wordt die capaciteit weleens overschreden? Verder is het relevant om te weten of er flexibele assets zijn om bij te sturen en of bedrijven van plan zijn om te groeien. Handige details die helpen de energiehub vorm te geven.
2. Betrouwbare meetapparatuur
Voor het hierboven genoemde inzicht zijn betrouwbare meetapparatuur en een juiste meetinrichting nodig om gegevens over het energieverbruik en de -productie nauwkeurig te registreren. Meetdiensten spelen hierin een sleutelrol. Alle apparatuur zenden ook razendsnel meetgegevens naar het Energiemanagementsysteem waardoor energiestromen realtime slim gestuurd kunnen worden. Kortom, betrouwbare meetapparatuur is belangrijk en daarom kan vervanging van bestaande meters of de plaatsing van een extra meter nodig zijn.
3. Besturing
Alle assets, zoals omvormers, laadpalen, warmtepompen en gebouwbeheersystemen, moeten aangestuurd kunnen worden. Groendus werkt hiervoor samen met meerdere partijen. Waaronder Withthegrid, het bedrijf achter de Teleport. Door een stuurkastje aan het energiemanagementsysteem te koppelen, is het mogelijk om de energiestromen te regelen.
Is bovenstaande eenmaal gereed? Dan verzamelt en analyseert het energiemanagementsysteem alle data. Vervolgens bepaalt het systeem de slimste manier om de beschikbare energie te verdelen en wanneer het handig is om flexibele middelen in te zetten. Neem bijvoorbeeld een koelhuis dat 's nachts extra wordt gekoeld zodat er 's ochtends tijdens piekmomenten minder koeling nodig is. Of een elektrisch wagenpark dat 's nachts wordt opgeladen, zodat de energie overdag voor andere werkzaamheden gebruikt kan worden.
----------------------------------------
Wie is verantwoordelijk voor de energiesturing?
De verantwoordelijkheid voor de energiesturing verschilt. De uitvoerende partij moet deskundig zijn en de beslisregels helder. Stel, vijf bedrijven in de hub beschikken over een zonne-installatie; welke installatie wordt uitgeschakeld bij dreigende overbelasting van het energienet? Groendus kan deze belangrijke taak op zich nemen en biedt energiesturing aan voor iedere energiehub.
----------------------------------------
Energiehubs zijn nog relatief nieuw. Om een start te maken bij interesse staat hieronder een handig stappenplan.
1. Analyseren en organiseren
Verken de situatie
In deze beginfase verkent een gebiedsregisseur of een energiehub interessant is voor het bedrijventerrein. Er wordt in kaart gebracht welke type bedrijven er zijn en hoe ze ten opzichte van elkaar liggen en of er überhaupt een wil is tot samenwerking. Bedrijven moeten ook bereid zijn informatie over hun energieverbruik en -opwek te delen.
Start met organiseren
Als de verkenning positief uitvalt, begint de organisatie van de energiehub. Het initiatief ligt vaak bij een groep koplopers. Het is aan te raden om deze groep klein te houden. Toets bijvoorbeeld met vijf tot zeven bedrijven of het van waarde is om samen te werken op het gebied van opwek, afname en opslag van elektriciteit en het afstemmen van vraag en aanbod.
Beoordeel de businesscase
Ga na of de businesscase aantrekkelijk is voor de deelnemende bedrijven. Een energiehub vraagt vooraf namelijk om investeringen die bij voorkeur op termijn lonend zijn.
2. Over tot realisatie
Als blijkt dat een energiehub de moeite waard is voor een bedrijventerrein, dient de realisatiefase zich aan. Het bedrijventerrein gaat samenwerken als collectief en vormt een juridische entiteit. Niet alleen de bedrijven spelen hier een rol in, maar ook de netbeheerder.
Meetapparatuur en Monitoring
Bij ieder deelnemend bedrijf worden geschikte meetapparatuur geïnstalleerd die gegevens over onder andere het energieverbruik en de -productie (near) realtime registeren. De apparatuur monitoren de data waarmee ze onder andere verbruikspatronen en -pieken herkennen en kansen voor flexibele sturing inzichtelijk maken
Sturing
Voor de slimme sturing worden alle meetgegevens gekoppeld aan het energiemanagementsysteem. Ook wordt dit systeem ingericht op basis van specifieke afspraken over de energiesturing.
3. Optimaliseren en onderhouden
De energiehub draait nu. Het energiemanagementsysteem is opgezet en er zijn diverse overeenkomsten getekend. Onder andere tussen de bedrijven onderling over het beperken van de energievraag, de inzet van opgeslagen energie en de manier waarop flexibele assets worden gestuurd. Ook heeft het collectief de afspraken contractueel vastgelegd met de netbeheerder en met marktpartijen die de sturing uitvoeren.
Dit is het moment om te kijken naar groeimogelijkheden. Is er plek voor meer bedrijven om aan te sluiten? Is er capaciteit om nieuwe flexibele assets zoals batterijen te plaatsen?
Een betrouwbaar energienet is cruciaal voor onze samenleving. Vandaar dat er duidelijke wetgeving voor onze energievoorziening bestaat. De wettelijke eisen voor energiehubs en de daarbij gebruikte systemen zijn:
a) Voldoen aan de ISO 27001
de ISO 27001 is dé norm voor het veilig omgaan met informatie. In een energiehub moeten het energiemanagementsysteem, de meetdiensten en alle andere onderdelen die data verwerken aan deze norm voldoen. Dit garandeert dat informatie goed beveiligd is en beschermd is tegen risico's. Het energiemanagementsysteem van Groendus is gecertificeerd met ISO 27001.
b)Een realtime interface
Sinds 2024 moet elke nieuwe zonne- of windenergie-installatie met een capaciteit van meer dan 1 MW verplicht een realtime interface hebben. Dit stelt netbeheerders in staat om actie te ondernemen bij een overschot aan elektriciteit. Het leidt tot ten minste twee belangrijke voordelen: voorkomen van netcongestie en de mogelijkheid om meer duurzame energiebronnen op het net aan te sluiten.
c) Een groepstransportovereenkomst (groeps-TO)
Een groeps-TO tekenen bedrijven als groep met de netbeheerder en bevat afspraken over het delen van de transportcapaciteit. Een belangrijk afspraak in de overeenkomst is de hoogte van de totale transportcapaciteit voor de groep. Deze grens ligt voor de groep als geheel lager dan de optelsom van de capaciteit die iedere deelnemer afzonderlijk heeft en is gebaseerd op het daadwerkelijke gebruik. De bedrijven behouden altijd de controle over de verdeling van de capaciteit binnen de hub en maken daar afspraken over.
d) Een groeps-CapaciteitsBeperkingsContract (groeps-CBC)
Een groeps-CBC bevat afspraken over de totale transportcapaciteit die bedrijven binnen de energiehub krijgen en collectief teruggeven aan de netbeheerder op afgesproken momenten, in ruil voor een vergoeding.
Een groeps-CBC wordt afgesloten tussen de netbeheerder en de Congestie Service Provider (CSP) die de deelnemers aan de energiehub vertegenwoordigt. De rol van een CSP is om lokale overschotten en tekorten in stroom op te vangen op momenten dat een netbeheerder netcongestie verwacht. Groendus is door landelijk netbeheerder TenneT erkend als CSP.
Status van groeps-CBC’s: de netbeheerders stellen deze op en zijn voorlopig alleen beschikbaar voor pilots.
Hoewel energiehubs zeker ‘smart’ zijn, liggen er nog steeds uitdagingen. Vooral in de totstandkoming ervan. Zo is er de zoektocht naar hoe de bedrijven samen tot een collectief contract komen. En hoe gaat het collectief om met bedrijven die op een later moment besluiten uit te treden? Krijgen zij hun oorspronkelijk gecontracteerde transportcapaciteit van de netbeheerder terug?
Het financiële aspect verdient ook aandacht: er zijn voorinvesteringen nodig, maar het is niet gegarandeerd dat iedereen ze op de lange termijn terugverdient. Daarnaast is regelmatig goodwill van bedrijven nodig die in eerste instantie geen direct voordeel hebben bij de energiehub, maar er wel tijd en uren in moeten steken. Zijn zij daartoe bereid?
Een andere uitdaging is het voorzien in de belangen van zowel de netbeheerder als de deelnemende bedrijven. Bedrijven willen groeien en verder elektrificeren en hebben daar extra capaciteit voor nodig. De netbeheerder wil zo optimaal mogelijk het energienet gebruiken om te kunnen voldoen aan de groeiende energievraag. Desondanks blijft vooruit kijken belangrijk. Want met de toenemende netcongestie is het duidelijk: door nu actie ondernemen, vermijden we complexere situaties in de toekomst.
----------------------------------------
Met het Stimuleringsprogramma Energiehubs stelt het Kabinet 166 miljoen euro beschikbaar tussen 2024–2030. Dit geld is voor de aanstelling van gebiedsregisseurs en de ontwikkeling van een toolkit met standaard documenten zoals groepscontracten.
----------------------------------------
Met de introductie van energiehubs krijgen bedrijventerreinen de kans om te elektrificeren terwijl voorheen netcongestie dit tegenhield. Ook maken smart energy hubs de bouw van meer wind- en zonneprojecten mogelijk en bieden ze ruimte voor de aanleg van elektrische wagenparken. Uit onderzoek blijkt zelfs dat energiehubs de CO2-uitstoot met vier tot zes Megaton kunnen verminderen*.
Energiehubs verminderen de CO2-uitstoot door:
- De inzet van meer duurzame energiebronnen
- Het efficiënter gebruik van duurzame bronnen
- Het reduceren van energieverlies
- Het gezamenlijk inspannen voor energiebesparing en zelfvoorzienend zijn
Voor sommige bedrijventerreinen is een groepstransportovereenkomst (groeps-TO) niet haalbaar. In zulke situaties zijn er meerdere alternatieven: het opzetten van een directe lijn tussen verschillende bedrijven, het toepassen van slimme energiesturing voor bedrijven afzonderlijk in combinatie met bijvoorbeeld een batterij, het plaatsen van meer opwek, of in sommige gevallen het ontwikkelen van een gesloten distributiesysteem
Directe lijn
Soms is er de mogelijkheid om een directe lijn te leggen tussen een (duurzame) opweklocatie en een afnemer. Op deze manier kan een bedrijf alsnog de stroom van zijn buurman inzetten voor de eigen bedrijfsprocessen.
Slimme energiesturing achter de meter
Naast gezamenlijke initiatieven kan elk bedrijf ook individueel slimme energiesturing toepassen, direct achter de meter. Hierbij stuurt een Energiemanagementsysteem de energie van apparatuur die energie verbruiken (zoals elektrische auto's) en van apparatuur die energie opwekken en opslaan (zoals batterijen, laadpalen en zonnepanelen). Voor veel bedrijven is dit interessant door hun kans op verduurzaming en omdat het ze (weer) meer controle geeft over hun energievoorziening. Kom meer te weten over Groendus energiesturing.
Een gesloten distributiesysteem
Bij een gesloten distributiesysteem (GDS) mag je als bedrijf je eigen energienet beheren, zonder tussenkomst van een netbeheerder. Van tien aansluitingen wordt bijvoorbeeld één aansluiting gemaakt. Achter die ene aansluiting is het net eigendom van jouw bedrijf en mag je inrichten zoals jij wilt. Een voorbeeld is een ziekenhuis dat zijn gebouwen met eigen kabels verbindt voor stroomvoorziening tijdens noodgevallen.