Longread: Alles over multi-commodity energiehubs
Dit kennisartikel beschrijft de basiswerking van Multi-Commodity EnergieHubs (MCEH’s). Het is geschreven door de Community of Practise voor energiehubs Drents Net op Groen (initiatief van de Provincie Drenthe) en de landelijke Community of Practise Multi-Commodity Energy Hubs van ROM-Nederland(1).
Beide CoP’s brengen voorlopende bedrijventerreinen samen, die een MCEH hub ontwikkelen. Ze ondersteunen deze voorlopers, pakken vraagstukken met hen op en ontwikkelen kennis die gedeeld wordt om de ontwikkeling van hubs in de toekomst te versnellen.
Dit artikel is hiervoor een start. Het zal in de toekomst worden aangevuld met inhoudelijke verdieping en praktijkervaringen op verschillende thema’s, die belangrijk zijn voor de verdere ontwikkeling van MCEH’s.
(1) CoP Multi-Commodity Energy Hubs is een onderdeel van het landelijke programma Smart Energy Hubs. Een programma van de gezamenlijke regionale ontwikkelingsmaatschappijen via ROM-Nederland: BOM, Horizon Flevoland, Impuls Zeeland, Innovation Quarter, LIOF, NOM, Oost NL, ROM InWest en ROM Utrecht Region.
Wat is een multi-commodity energiehub?
Een reguliere energiehub op een bedrijventerrein houdt zich op dit moment vaak bezig met het optimaliseren van het gebruik van elektriciteit, ingegeven door netcongestie.
In een multi-commodity energiehub (‘MCEH’) worden naast elektriciteit ook moleculen en warmte opgewekt, omgezet, opgeslagen en uitgewisseld. Er is nog geen eenduidige definitie van een MCEH. Voor dit artikel gebruiken wij onderstaande definitie:
“Een ‘slim’ gestuurd, decentraal energiesysteem waarin verduurzaming van het energiesysteem voor een gebied mogelijk wordt gemaakt en tegelijk het bovenliggende energiesysteem wordt ontlast en/of versterkt door lokaal zoveel mogelijk vraag en aanbod tussen partijen te balanceren m.b.v. lokale opwek/productie, opslag, conversie en verbruik met de inzet van meerdere energiedragers (elektronen, moleculen, warmte).”
Hoe werkt een Multi Commodity Energiehub?
MCEH’s richten zich, net als elektrische hubs, in een eerste stap op het verminderen van de piekbelasting van het centrale elektriciteitsnet. Na de eerste stap wordt steeds vaker zoveel mogelijk energie lokaal opgewekt, gebruikt en opgeslagen. Dit heet lokaal balanceren.
Door lokaal te balanceren ontstaat er een verregaande onafhankelijkheid van het centrale net. Vanuit het centrale net bezien wordt er nu niet alleen ruimte vrijgespeeld op piekmomenten, maar op alle momenten. Een win-win dus voor zowel de hub als de rest van ons energiesysteem (dat er immers nog veel meer ruimte bij krijgt).
Voor zowel stap 1 (pieken reduceren) als stap 2 (lokaal balanceren) maakt een MCEH gebruik van vijf ‘stuurknoppen’.
De vijf stuurknoppen van een MCEH
Waarom is een MCEH een goed idee?
De directe aanleiding voor elektrische energiehubs zijn vaak de problemen die bedrijven ervaren door netcongestie. Door samen te werken in een energiehub, vlakken bedrijven de pieken op drukke momenten af en benutten ze de rustiger momenten beter.
Het overschot aan zonne-energie van een bedrijf kan bijvoorbeeld direct worden gebruikt voor het productieproces van de buurman, of tijdelijk worden opgeslagen in een gezamenlijke batterij. Hierdoor kunnen bedrijven, zónder te hoeven wachten op verzwaring van het elektriciteitsnet, toch blijven groeien en verduurzamen.
De waarde van een energiehub gaat verder: een (deels) lokaal energiesysteem kan leiden tot lage, stabiele energiekosten en geeft lokale partijen controle over (de aanpassing van) hun energievoorziening.
Deze voordelen gelden voor zowel elektrische hubs als MCEH’s. De MCEH geeft echter meer regelruimte, doordat de extra commodities extra mogelijkheden bieden voor balancering. Binnen MCEH’s kan een bewuste keuze gemaakt worden welke energiedrager op welk moment wordt ingezet, verhandeld dan wel opgeslagen.
Waarde voor het gebied
MCEH’s bieden ook waarde aan hun directe omgeving. Dit doen elektrische hubs overigens ook, maar door de verschillende commodities kan deze waarde bij MCEH’s groter zijn. Dit zijn voor (lokale) overheden argumenten om de vestiging van MCEH’s te ondersteunen.
Een MCEH kan het vestigingsklimaat voor bedrijven in het algemeen verbeteren door additionele economische ontwikkeling mogelijk te maken. Hiermee wordt ook de regionale concurrentiepositie versterkt. Tot slot is de mogelijkheid van energielevering aan de directe omgeving ook van toegevoegde waarde.
Waarde voor het energiesysteem
Omdat een MCEH energie opwekt, opslaat en omzet, kan deze bij het stabiliseren van het energiesysteem een belangrijke rol vervullen voor netbeheerders. Een MCEH kan extra flex-vermogen leveren zowel aan de kant van afname als van teruglevering.
Als er een mix van lokaal opgewekte energiebronnen is (bijvoorbeeld restwarmte, geothermie en elektrische opwek met zonnepanelen) in combinatie met opslag, dan geeft dit het lokale energiesysteem een vorm van robuustheid. Het wegvallen van één bron kan dan namelijk opgevangen worden door de andere, nog wel beschikbare, bronnen.
Op Europees niveau is de transitie naar lokale MCEH’s geopolitiek van strategisch belang. Het leidt namelijk tot strategische veerkracht en sluit direct aan bij de REPowerEU-doelstellingen van de Europese Unie(3).
Door lokaal verschillende energiedragers te combineren en meer zelfvoorzienend te worden, verminderen we de afhankelijkheid van de import van fossiele brandstoffen uit externe, instabiele regio's.
Tot slot dragen MCEH’s bij aan een versnelling van de energietransitie en een verlaging van de CO₂-uitstoot, door lokale duurzame opwek van energie.
Uitdagingen bij realisatie
Een MCEH starten betekent op dit moment pionieren met juridische, technische aspecten, vergunningen, veiligheid, vermarkting van bijvoorbeeld waterstof tot de organisatie van de partijen binnen een hub en de operationele aansturing van de assets.
Het is daarom een uitdagende opgave, die veel tijd en inzet vraagt vanuit verschillende specialismes. Van de diverse pilots, proefopstellingen en eerste MCEH’s in ontwikkeling kunnen we veel leren. Hieronder schetsen we enkele uitdagingen, die voor elke hub weer anders kunnen zijn:
