Maximaliseren waarde windenergie in toekomstige energiemix

Solide businesscase in windparken vanuit technologisch perspectief

Om de waarde van grote volumes windenergie in het toekomstige energiesysteem te maximaliseren, is het noodzakelijk te zorgen voor duurzame businesscases voor ontwikkelaars tot 2030 en 2050. Bij het investeren in windparken spelen veel variabelen een rol als gevolg van niet alleen de toename van energie uit wind maar ook nieuwe combinaties van windparken met zonneparken, conversie en opslag.

Het is hoogst onzeker hoeveel wind in de toekomst in het energiesysteem moet worden opgenomen, hoeveel geconverteerd naar waterstof, hoeveel als elektriciteit naar de industrie, hoeveel opgeslagen. Deze integratie heeft gevolgen voor de prijzen in de energiemix en dat raakt de businesscase van de ontwikkelaar. TNO onderzoekt wat in welke mate op korte en langere termijn een rol gaat spelen. Daarvoor hebben we tools en modellen ontwikkeld die toekomstige ontwikkelingen kunnen voorspellen, waarmee ontwikkelaars een solide businesscase kunnen opbouwen.

Ander gedrag energiemarkt

Door variabele hernieuwbare energiebronnen zoals windenergie zal de energiemarkt zich heel anders gaan gedragen. Prijsvolatiliteit zal door schommelingen in aanbod en vraag vaker voorkomen dan nu. Het produceren van waterstof zal onvermijdelijk gevolgen hebben voor de prijzen op de elektriciteitsmarkt. Er zullen onzekerheden zijn door afwisselende perioden met overschotten dan wel tekorten aan groene energie en de volgorde van verdiensten zullen veranderen. Aan de andere kant maken dalende technologiekosten en toegenomen marktintegratie investeringen in hernieuwbare energiebronnen steeds interessanter.

Er ontstaat ook een potentiële businesscase voor windparken die zijn verbonden met middelen die voor flexibiliteit zorgen, zoals batterijopslag en waterstofconversie. Dat kan de prijsvolatiliteit in de markt verminderen door pieken en dalen af te vlakken. Er gaat dan ook minder hernieuwbare energie verloren. TNO onderzoekt hoe wind rendabel kan zijn op verschillende elektriciteitsmarkten zoals ‘ day-ahead’, ‘ intraday’ en onbalans, met behulp van inkomstenstapelingsmodellen en instrumenten en analyses voor de elektriciteitsmarkt.

Modellen en analyses

Om de interactie tussen de toekomstige markten inzichtelijk te maken, modelleert TNO toekomstscenario's die laten zien hoe deze kunnen reageren. Met ons kostenmodel kunnen we bestaande en toekomstige ontwikkelingen inschatten en zo voorspellen hoe ze investeringen voor ontwikkelaars en exploitanten van windparken beïnvloeden.

Behalve voor de ontwikkeling van markten gebruiken we dit kostenmodel om de effecten te bestuderen van technologische veranderingen rond windparken, zoals direct aangedreven turbines, of een drijvende constructies. We berekenen de optimale combinatie van verschillende activa, gebruik en dimensionering. Het gaat dan om opwekking van wind- en zonne-energie, conversie naar waterstof, opslag in batterijen en warmteproductie. Door onze modellen en analyses van toekomstige markten, zowel elektriciteit als waterstof, en gecombineerde activa, kan de verdere uitrol van hernieuwbare energie worden gestimuleerd.

Holistisch ontwerp energiesysteem

In het Joint Industry Project FLEXH2 werken we samen met industriële- en kennispartners aan de integratie van offshore windenergie en waterstofproductie. Integratie van grote hoeveelheden variabele, hernieuwbare energie vereist een holistisch ontwerp van het energiesysteem en technologische innovaties om overbelasting van het elektriciteitsnet te voorkomen. TNO richt zich hier met name op het geïntegreerde ontwerp, de werking en de optimalisatie van het systeem.