Toekomstbestendige energienetten

Energienetten spelen een cruciale rol in de leveringszekerheid van het energiesysteem. Maar onze netten voor het transport van elektriciteit, gas en warmte zijn nog niet klaar voor een volledig duurzame energievoorziening.

Zo loopt het elektriciteitsnet tegen grenzen aan, het gasnet moet geschikt worden gemaakt voor grote hoeveelheden waterstof en groen gas en de toekomstige warmtenetten moeten geschikt worden gemaakt voor meerdere warmteleveranciers.

Bij energienetten gaat het om een goede balans tussen voldoende capaciteit, flexibiliteit en maatschappelijke kosten. Om die afweging te kunnen maken levert TNO technologieën om netten intelligent te maken en expertise op het gebied van rekenmodellen, toekomstscenario’s en markt- en businesscases.

Die zijn van belang voor netbeheerders, overheden, energieproducenten en -leveranciers en  eindgebruikers. Daardoor kunnen partijen hun energienetten efficiënter opereren en worden ze ondersteund in het maken van optimale investeringsbeslissingen.

Intelligente energienetwerken

Het energiesysteem van de toekomst kent een grote variëteit in het aanbod om elk moment en ondanks fluctuaties bij zon en wind in de energievraag te kunnen voorzien. TNO ontwikkelt intelligente netwerken en Smart Multi Commodity Grids die elektronen, moleculen en warmte verbinden, evenals duurzame bronnen, conversies, opslag en transport naar eindgebruikers. In het ontwerp van die netten spelen ICT en kunstmatige intelligentie (AI) een grote rol.

Ook ontwikkelt TNO technologie om de energieflexibiliteit uit elektrische auto’s, warmtepompen en industriële processen op grote schaal te benutten voor het voorkomen van congestie in het elektriciteitsnet. Hierdoor kunnen investeringen in verzwaring van het elektriciteitsnet worden uitgesteld of zelfs worden voorkomen.

Rekenmodellen

TNO beschikt over een suite van rekenmodellen waarmee multi-commodity energiesystemen kunnen worden doorgerekend. Hierdoor wordt inzicht verkregen in de werking van het toekomstige energiesysteem, zoals bijvoorbeeld het effect van bijmenging van waterstof en biogas in het bestaande gasnet, een techno-economisch optimale wijkaanpak of de haalbaarheid van een waterstofnetwerk in een havengebied.

Een voorbeeld hiervan is Essim (Energiesysteem simulatie model). Gebruikers kunnen zelf op een interactieve manier energiesimulatie scenario's creëren om sneller beslissingen te nemen en betere keuzes te maken ten aanzien van het energiesyteem. Deze simulaties zijn beschikbaar: warmtenet, load flow (van elektrisiche systemen), gas netwerk en energies transities.

Toekomstvisies en scenario’s Energienetten

Partijen staan voor de vraag hoe de energienetten er op de lange termijn uit moeten zien. TNO levert kennis om daarin onderbouwde keuzes te kunnen maken. We helpen toekomstvisies en scenario's te ontwikkelen, maken analyses en geven advies.

Dat doen we voor Regionale Energiestrategieën (RES), gemeenten, de rijksoverheid, de Europese Commissie, netbeheerders, de industrie. Voor verschillende provincies doen we met onze partners systeemstudies om een integraal beeld te schetsen van de gewenste energie-infrastructuur tussen nu en 2050.

GO-e

TNO werkt met regionale netbeheerders, diensten- en technologieleveranciers, adviseurs en kennisinstellingen samen in het GO-e project. Dit consortium ontwikkelt schaalbare flexdiensten die zorgen voor een betere benutting van lokale energiebronnen èn bijdragen aan reductie van de toename in piekbelasting van regionale elektriciteitsnetten. Met de resultaten van GO-e kunnen netbeheerders tevens onderbouwd beslissen of, wanneer, waar en hoe flexibiliteit van energie ingezet kan worden om overbelasting te voorkomen.

ReFLEX

ReFLEX is een software oplossing die de energieleverancier van de toekomst in staat stelt om een krachtige Virtual Power Plant (VPP) te maken. Want naast een paar grote centrales voor opwekking en levering door energiebedrijven komen er nieuwe aanbieders en tussenpartijen.

Bovendien groeit het aantal warmtepompen, elektrische auto’s en thuisbatterijen voor opslag van duurzaam opgewekte elektriciteit. Die zijn ook prima in te zetten om pieken in vraag en aanbod op te vangen. Dat vergt een systeem dat flexibiliteit van vraag en aanbod tot in het uiterste organiseert: ReFLEX.

POCITYF: slimme energietransitie historische steden

Europese steden hebben historische centra met veel cultureel erfgoed die het meer dan waard zijn om te vormen tot duurzame, slimme gebieden. TNO speelt een prominente rol in het Europese project H2020 POCITYF om dit doel te bereiken.