De TU Delft is bezig met het ontwikkelen van een energiesysteem dat 24 uur per dag, zeven dagen in de week kan functioneren. Dit doen zij in het Electrical Sustainable Power Laboratory en The Green Village. Miro Zeman, Professor aan de TU Delft werkt samen met de ''digitale tweeling van het stroomnet', aan simulaties om allerlei scenario's van het stroomnet te bestuderen. Het doel is dat we hierdoor de vraag en aanbod van het energiesysteem in de toekomst beter op elkaar kan worden afgestemd, maar hiervoor moeten wij als mensen ook fundamenteel anders omgaan met energie. In dit artikel gaan wij in gesprek met Professor Zeman.
Om u een beeld te schetsen van hoe wij momenteel omgaan met energie geef ik u een aantal voorbeelden. Wij vinden het (wat op zich een goede gedachte is) heel belangrijk dat er geen energie verloren gaat. Zo gebruiken wij de restwarmte van datacentra voor het verwarmen van andere gebouwen, wordt de lage temperatuur van de diepe zee ingezet voor het verkoelen van hotels en gebruiken wij industriële restwarmte wordt ingezet voor de gebouwen in de omgeving.
Dit klinken natuurlijk als goede initiatieven en dat zijn het ook. Echter zijn er ook voorbeelden waarvan de toegevoegde waarde van de geleverde restwarmte of restenergie discutabel is. Als de piek-opwekmomenten zouden worden opgevangen in batterijen om op een later moment aan het net te leveren, dan moet die nog steeds op de vraag worden afgestemd. Voor het afstemmen van deze vraag is de TU Delft nu het stroomnet aan het bestuderen, zodat we (hopelijk) beter om kunnen gaan met energie en de vraag en aanbod beter op elkaar kunnen laten afstemmen.
In hoeverre wordt er iets gedaan met ''rest-ideeën'' zoals deze?
De Professor: ''Om goed te kunnen begrijpen wat deze (vaak) goede ideeën betekenen is het belangrijk om deze eerst te onderzoeken en te bestuderen in een wetenschappelijk onderzoek. Mijn visie is om dit altijd en goed te doen. Vooral op de universiteit, waar vaak de ideeën van de toekomst ontstaan.
Naast dat het in mijn visie hoort om de ideeën te onderzoeken is het ook mooi en leuk om de jonge enthousiaste studenten te begeleiden tijden hun project. Wat betreft het opslaan van energie in batterijen is er veel onderzoek gedaan om de energiedichtheid van batterijen te verhogen. Ook daarvan zal de toekomst moeten uitwijzen welke van deze technieken toepasbaar en het meest bruikbaar zijn.''
Hoe gaat dit onderzoek bijdragen aan een betere verdeling tussen de vraag en aanbod van energie?
De Professor: ''In de toekomst zien wij onzichtbare zonnepanelen oftewel zonnepanelen die naadloos geïntegreerd zijn in de omgeving. Deze panelen kunnen wij bijvoorbeeld plaatsen in parken, waardoor ze functioneel, maar niet meer herkenbaar zijn als zonnepaneel.
Daarnaast zijn we aan het onderzoeken of we zonnepanelen intelligenter kunnen maken. Denk bijvoorbeeld aan de voorgevels of muren van panden. Deze bieden een enorm potentieel aan oppervlak voor pv-installaties.
Door de draaiende zon zal de schaduw over bijvoorbeeld een voorgevel met zonnepanelen bewegen. Door de schakeling van zonnecellen in serie kan het betekenen dat een enkele cel in de schaduw de prestatie van alle overige cellen in een zonnepaneel beperkt. Met een intelligentere cel kun je binnen het zonnepaneel schakelen per cel, zodat deze op elk moment maximaal vermogen kan leveren.
Als we overal elektriciteit kunnen opwekken, dan hebben we ook minder problemen met netcongestie, omdat die energie niet over het hele land verplaatst hoeft te worden.
Hoe kan een ''supercomputer'' in de kelder van een lab daaraan bijdragen?
De Professor: ''Wij noemen dit de ''digitale tweeling van het stroomnet''. Deze simulatie gebruiken wij om allerlei scenario's van het stroomnet te bestuderen. Bijvoorbeeld de koppeling van een aantal grote zonne- of windparken.
Dan kunnen we onderzoeken wat de impact is van grote verschillen in verwacht output. Wat betekent het voor het systeem als er opeens veel meer of minder wordt aangeleverd?
Deze real time dynamic simulation is erg interessant voor netbeheerders. In de control room of the future kunnen we visueel verschillende scenario's schetsen en testen.
In plaats van dikke kabels hoogspanning door het land te trekken, kunnen er mogelijk lokale, slimme oplossingen bedacht worden voor meer capaciteit binnen het huidige net.''
De urgentie voor meer capaciteit van het stroomnet is duidelijk. In verschillende delen van het land kunnen nieuwe ge- en verbruikers niet worden aangesloten. Heeft Nederland te lang liggen slapen?
De Professor: ''Zeker. Wij hebben jaren geleden projectvoorstellen ingediend, bijvoorbeeld bij de NWO (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek), om deze uitdaging aan te gaan. Tot nu toe is er niets mee gedaan.
Zelf snap ik dat niet. Dagelijks kunnen we op televisie zien welke enorme problemen we hebben. Als dit soort projecten in deze tijd niet gehonoreerd worden, dan snap ik echt niet wat dan wel belangrijk is in dit land.
Twintig jaar geleden spraken we misschien nog van idealisme. Nu is duidelijk dat de transitie essentieel is. We hadden hier al tien jaar geleden aan kunnen beginnen. Dan was het goed mogelijk geweest dat het probleem niet zo groot was geweest, als dat het nu is.''
Gaan de technologische ontwikkelingen dan wel snel genoeg om de klimaatverandering bij te benen?
De Professor: ''ik denk dat we het zeker gaan redden, maar het tempo hangt ook af van politieke overwegingen en keuzes. Als we weer teruggaan naar steenkolen of gas uit Groningen duurt het langer. Wij doen hier in ieder geval ons uiterste best.''
Nederlanders krijgen vaak te horen dat ze minder energie moeten gaan gebruiken. Het klinkt heel makkelijk, maar is dit ook haalbaar en gaat dit ook gebeuren?
De Professor: ''Ik denk dat mensen zich ervan bewust moeten worden hoe je het beste met energie om kunt gaan. Hierdoor kan de verspilling van energie worden beperkt. Er moet meer, duidelijke informatie komen omtrent dit ingewikkelde onderwerp, zodat mensen begrijpen hoe erg het is en hoe er gemakkelijk iets aan gedaan kan worden.
Maar je hebt gelijk. Ik zie hier ook dat mensen als ze weggaan de ganglichten aanlaten op kantoor. Ik heb gemerkt dat mensen die zonnepanelen installeren gevoelsmatig gaan begrijpen hoeveel het kost om een kilowattuur op te wekken. Dan volgt ook vaak een kritischere blik op en groter bewustzijn van het eigen gebruik.
In het verleden gold dit voor mij persoonlijk ook na de installatie van mijn eerste zonnepanelensysteem in 2002. Ik zie het nu ook terug bij collega's, die nu nog makkelijker met behulp van apps, er een sport van maken om minder te verbruiken dan ze opwekken.
Wie zijn eigen eten verbouwt weet hoe hard hij ervoor heeft moeten werken. Dan gooi je ook niet je halve bord weg.''
