TenneT en VEMW hebben een gezamenlijk plan gepubliceerd over het grootschalig ontsluiten van flexibel elektriciteitsverbruik door de industrie. Het plan laat naast de noodzaak tegelijk zien welke kansen flexibiliteit voor de industrie biedt en wat er gedaan moet worden om die kansen te kunnen benutten.

Veel potentieel, maar actie gewenst voor ontsluiting

Het verzilveren van het flexibiliteitspotentieel van grootverbruikers zal een serieuze inspanning van bedrijven vergen, in nauwe samenwerking met netbeheerders en de overheid. Er is inzicht nodig in potentiëlen en verdienmodellen. Een aantal barrières moet bovendien nog uit de weg geruimd worden. Het aanbieden van industriële flexibiliteit is relatief nieuw, vergt investeringen en kan voor sommige bedrijven ingewikkeld zijn. De huidige prijsspreads op de spotmarkten zijn soms nog onvoldoende om investeringen in flexibiliteit te rechtvaardigen en meer zekerheid is dan ook gewenst. Ook is niet altijd duidelijk of voldoende netcapaciteit beschikbaar zal zijn om verder te elektrificeren. Ook omvat de huidige nettariefstructuur barrières voor verdienmodellen van industriële flexibiliteit.

Lees hieronder meer over de mogelijkheden voor industriële flexibiliteit, de knelpunten en mogelijkheden voor directe en indirecte elektrificatie van industriële processen tot 2050 met nieuwe duurzame energieproducten zoals waterstof.

Industriële flexibiliteit is een belangrijke bouwsteen voor een betrouwbaar en betaalbaar netwerk

Een recent onderzoek van DNV (2020) geeft inzicht in de mogelijkheden om de industriële elektriciteitsvraag in Nederland tijdelijk te verminderen, op basis van een onderzoek naar flexibel vermogen potentieel bij individuele bedrijven. Processen en kosten om deze tijdelijk uit te schakelen zijn geanalyseerd om nauwkeurigere inschattingen te kunnen maken van de (potentiële) beschikbaarheid voor verschillende tijdsperioden. De studie identificeerde een potentieel van 3,4 GW, dat naar verwachting zal groeien tot 4,0 GW in 2030. Door dit potentieel in een elektriciteitsmarktmodel op te nemen, bleek dat in ‘extreme’ weerscenario’s de vraag naar industriële vraagrespons maximaal 1,9 GW is voor de meest extreme uur. Om dit in perspectief te plaatsen, wordt de totale flexibel vermogen in Nederland geschat op 0,7-2,0 GW volgens de TenneT Flexibiliteitsmonitor (2020).

Een reeks opties kan de vraag van bestaande industriële processen verminderen om langdurige tekorten (uren tot weken) op te vangen. Een belangrijk element in de prijs van industriële flexibel vermogen is de impact op de inkomsten. Vraag respons zal extra inkomsten moeten genereren om gederfde inkomsten of kosten te compenseren voor eventuele hardware (meetapparatuur) geïnstalleerd. Er zijn verschillende voorbeelden gevonden van industriële processen die voor flexibele capaciteit kunnen zorgen:

  • Verpakkingsprocessen in de voedingsindustrie hoeven niet continu te draaien en kunnen zorgen voor flexibele vraag
  • De productie van bepaalde chemicaliën is continu, bijvoorbeeld de productie en zuivering van metalen op basis van elektrolyse. Als gederfde inkomsten kunnen worden gedekt door voldoende hoge elektriciteitsprijzen, kunnen deze processen tijdelijk worden onderbroken.
  • In de metaalindustrie kunnen diverse processen met een hoge elektriciteitsvraag eenvoudig één of meerdere uren worden uitgeschakeld.

De meeste industriële verbruikers kunnen via DSR flexibele capaciteit aanbieden tegen een hogere prijs dan conventionele gasgestookte centrales. Stijgende CO2-prijzen en steeds volatielere elektriciteitsprijzen kunnen deze situatie verschuiven en de industriële vraagrespons opties concurrerender maken.

De studie bracht enkele knelpunten aan het licht voor de verdere ontwikkeling van het potentieel voor vraagrespons, waaronder:

  • Beperkte kennis van mogelijkheden voor bijverdienste door flexibele vraag te bieden op de elektriciteitsmarkt
  • Beperkt inzicht in de investeringen die nodig zijn om het beschikbare potentieel te ontsluiten
  • Beperkt ‘sense of urgency’ om het potentieel op korte termijn te ontwikkelen met beleidsmakers en industrieën. Energiebeheer is voor veel bedrijven geen core business en energie vormt een klein deel van de operationele kosten. Voor sterk geëlektrificeerde bedrijven vormt energie een aanzienlijk deel van de operationele kosten en kunnen ze quick wins betekenen.
  • Gebrek aan consensus over hoe het potentieel te benutten – via de markt of meer centraal gereguleerd.

Belangrijk is dat het aanbieden van flexibiliteitsdiensten geïntegreerd moet worden met andere bedrijfsprocessen, bijvoorbeeld in sales en marketing. Bij B2B-verkoop is een normale manier van werken voor industrieën om ervoor te zorgen dat ze afspraken met klanten kunnen nakomen, rekening houdend met een redelijke mate van mogelijke verrassingen. Hierbij valt te denken aan het aanbieden van flexibiliteitsdiensten. Bovendien zullen slimme marketeers de levering van flexibiliteitsdiensten in hun voordeel willen gebruiken om hun bedrijven te profileren als actieve bijdragers aan de energietransitie.

Belangrijk is dat het aanbieden van flexibiliteitsdiensten geïntegreerd moet worden met andere bedrijfsprocessen, bijvoorbeeld in sales en marketing. Bij B2B-verkoop is een normale manier van werken voor industrieën om ervoor te zorgen dat ze afspraken met klanten kunnen nakomen, rekening houdend met een redelijke mate van mogelijke verrassingen. Hierbij valt te denken aan het aanbieden van flexibiliteitsdiensten. Bovendien zullen slimme marketeers de levering van flexibiliteitsdiensten in hun voordeel willen gebruiken om hun bedrijven te profileren als actieve bijdragers aan de energietransitie.

Elektrificatie tot 2030, 4,2 Mton CO2-reductie

Elektrificatie van de industrie in Nederland moet in 2030 leiden tot 4,2 Mton CO2-reductie. Op basis van het huidige tempo van efficiëntieverbetering, de potentie voor groen gas en aardwarmte en het in het Klimaatakkoord vastgelegde subsidieplafond voor CCS minimaal 40% van de reductie in de industrie in 2050 moet worden gerealiseerd via directe of indirecte elektrificatie. Het potentieel is echter veel hoger.

Momenteel heeft de industrie jaarlijks zo’n 560 PJ warmte nodig en 140 PJ elektriciteit (20% van de totale uiteindelijke industriële energiebehoefte). Ongeveer 40% van de benodigde warmte wordt gebruikt voor lage temperaturen (LT, <200 °C) en 60% voor hoge temperaturen (HT >200 °C). Het technische potentieel voor industriële elektrificatie is circa 130 TWh/j (of 470 PJ/j) in 2050, wat ruim boven het huidige landelijke elektriciteitsverbruik van circa 110 TWh/j ligt. Deze berekening gaat uit van een jaarlijkse efficiëntieverbetering van 1% en een daling van de vraag naar raffinageproducten met tweederde. Hierbij wordt geen rekening gehouden met nieuwe productie van synthetische brandstoffen die nog energie-intensiever zijn dan de fossiele routes. Het ontsluiten van dit potentieel kan in verschillende stappen plaatsvinden.

Voor 2030 is het technisch mogelijk om grote stappen te zetten met elektrische compressoren, elektrische boilers en lage temperatuur warmtepompen. Deze hebben een gecombineerd technisch potentieel van circa 70 TWh (of 250 PJ) aan finale vraag naar elektriciteit of groene waterstof, exclusief productieverlies van bestaande industriële WKK. Bij flexibel gebruik van elektrische boilers in een hybride opstelling met gasgestookte boilers of WKK kan de vraag zo’n 40TWh (of 150 PJ) lager uitvallen. Wanneer groene waterstof wordt gebruikt in boilers in continubedrijf, is de vraag naar elektriciteit ongeveer 30 TWh (of 100 PJ) hoger door conversieverliezen. De eerste jaren zal echter de groene (of blauwe) waterstof die in de industrie wordt gebruikt waarschijnlijk vooral het huidige gebruik van grijze waterstof vervangen.

Elektrificatie voor hogere temperaturen met opschaling waterstof tussen 2030 en 2040

Tussen 2030 en 2040 kan het technisch mogelijk worden om directe industriële elektrificatie voor hogere temperaturen op grote schaal toe te passen met behulp van hoge temperatuur warmtepompen, maar ook ovens en fornuizen. Deze opties zorgen voor een potentieel van 40 tot 50 TWh (ongeveer 140 tot 180 PJ) in finaal verbruik. De productie van groene waterstof via elektrolysers kan in deze fase sterk worden opgeschaald, zeker wanneer het potentieel voor meer kosteneffectieve alternatieven zoals elektrische boilers verzadigd is. Dit levert een extra technisch potentieel op van 70 TWh (of 250 PJ) aan vraag naar duurzame elektriciteit voor de productie van groene waterstof. Daarnaast wordt een start verwacht met directe of indirecte elektrificatie van zeer energie-intensieve processen zoals kraken en staalproductie.

Elektrificatie staalproductie vanaf 2040

Vanaf 2040 zal naar verwachting volledige directe en indirecte elektrificatie van energie-intensieve processen haalbaar zijn, zodat de industrie haar processen volledig CO2-neutraal kan laten verlopen. Dit leidt tot grootschalige toepassing van elektriciteit als energiebron voor de industrie met een extra vraagpotentieel van 50 TWh (of 180 PJ) voor directe of indirecte elektrificatie in de staalproductie.

Hulp nodig?

Vanuit onze specialisatie, kennis en ervaring kunnen wij u hierbij helpen. Wilt u meer weten, neem vrijblijvend contact met ons op.

 

Bronnen: Position paper TenneT- VEMW, routekaart elektrificatie TKI E&I