New technology

MILIEU & ENERGIE

Energyville mijnterril
4 Leestijd

3 foto's

‘De oplossing moet van onderuit komen'

EnergyVille voorspelt toekomst van energiesystemen

Meer in NEW TECHNOLOGY

Elektrische voertuigen, thuisbatterijen, slimme meters en netwerken. Alles bestaat al, alleen is het nog niet duidelijk wat welke rol precies gaat spelen in ons toekomstig energiehuishouden. In EnergyVille proberen onderzoekers en ingenieurs van VITO en KU Leuven die nieuwe realiteit te voorspellen aan de hand van onderzoek naar duurzame energiesystemen.

Advertentie

Advertentie

Advertentie

EnergyVille klinkt als een futuristische plek en misschien is het dat ook. In Vlaanderen bestaat er geen ambitieuzer project rond energietransitie dan dit samenwerkingsverband. In EnergyVille koppelen KU Leuven, imec en UHasselt hun meer fundamentele onderzoek aan de toegepaste expertise van het VITO (Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek). ‘Die samenwerking maakt ons sterk’, zegt COO Bert Gysen, ook unitmanager Energietechnologie bij VITO.

‘In het toegepast onderzoek botsen we soms op diepgaande problemen. Dankzij een pool van 60 tot 80 doctoraatstudenten kunnen we tijd uittrekken om die te onderzoeken. Omgekeerd brengen we het fundamentele onderzoek naar een hoger technologieniveau.’ Als er vandaag een overgang mogelijk is naar een volledig duurzaam energiesysteem, dan is dat te danken aan de enorme technologische sprong in zowel productie, distributie als opslag en gebruik van energie.

‘De lage operationele kosten van een elektrische auto volstaan niet om het prijsverschil te compenseren.’
Bert Gysen COO EnergyVille
Bert Gysen, COO van EnergyVille Bert Gysen, COO van EnergyVille

De bouwstenen van dat nieuwe energiesysteem – elektrische voertuigen, energieopslag, decentrale productie, smartgrids - zijn nog volop in beweging. Energy - Ville streeft zowel naar een verbetering van elk van die bouwstenen als naar scenario’s hoe ze het best in elkaar kunnen passen.

Laadpalen

Een van de diepgravende projecten is het onder - zoek naar levensduur van batterijen. Bij elektrische voertuigen kan dat ingezet worden om het rijbereik te vergroten. ‘We werken aan algo - ritmen die de “gezondheidstoestand” van een batterij nauwkeurig opvolgen en sturen. Op die manier kunnen we tot 20 procent meer energie uit een batterij halen’, zegt Bert Gysen. Precies rijbereik is vandaag nog een van de obstakels die de grote doorbraak van elektrisch rijden in de weg staat.

Al kan dat probleem met een kleine mentaliteitswijziging worden opgelost. ‘Een auto staat 90 procent van de tijd stil. Als die tijd wordt gebruikt om de batterij op te laden is er geen probleem. Ook op langere afstanden stoppen we nu al elke twee uur voor een koffie, waarom dan niet tegelijk opladen?’ Laadpalen hebben we daarom nodig, veel laadpalen; op parkeerplaatsen, bij uw werkgever en thuis. Maar ook snellaadstations onderweg.

Thermisch labo van Energyville Thermisch labo van Energyville

‘We bestuderen hoe die er moeten uitzien. Kan de plaatselijk geproduceerde elektriciteit van PV-panelen komen? Hoe koppelen we dit snellaadstation aan het net, zodat het niet overbelast geraakt? Kunnen we via de zelfrijdende auto’s naar een efficiënter servicemodel? En hoe kunnen we e-bussen snel en contactloos laden? Die vragen zijn niet onoverkomelijk. We kunnen ze eigenlijk nu al via ons onderzoek oplossen.’ Het laatste obstakel voor de doorbraak van de elektrische auto is de prijs.

‘Onderhoud mag dan bijna niets kosten vergeleken met dat van een verbrandingsmotor, die lage operationele kosten volstaan niet om het huidige prijsverschil tot 20.000 euro te compenseren’, aldus Gysen. 

Energieleverancier

Een elektrisch voertuig zou ook de rol van “energieleverancier” kunnen opnemen. De batterij van een Tesla is goed voor een 85kWh, tien keer meer dan het dagelijkse elektriciteitsverbruik van een gemiddeld gezin. ‘Het is mogelijk om je batterij ter beschikking te stellen van het net. Alleen ontbreekt het daar aan regelgeving. Wat bijvoorbeeld met eventuele schade aan de oplaadcapaciteit van een batterij?’ Thuisbatterijen kennen een gelijkaardig probleem.

'Een auto staat 90% van de tijd stil. Als die tijd wordt gebruikt om de batterij te laden, is er geen probleem.'

Sinds hun lancering (bijvoorbeeld de Power Wall van Tesla) is opslag van thuis geproduceerde energie perfect mogelijk. In theorie zou het de ontbrekende schakel moeten zijn tussen uw PV-paneel dat overdag piekt en uw verbruik na zonsondergang. ‘Alleen zien we dat het marktmodel niet snel genoeg mee evolueert’, zegt Gysen. ‘Zolang we de terugdraaiende teller hebben, zal het net als opslagruimte werken. Een thuisbatterij van 7.000 euro is dan een investering die je slechts moeizaam terugverdient.’

Pas wanneer de prijzen gaan dalen en de regelgeving resoluut kiest voor een markt die vertrekt van wat de vraagzijde wil – het zogenoemde ‘demand side management’ – kunnen de batterijen ook hun rol vervullen als ruggengraat van het energiehuishouden. ‘Duitsland doet dit nu al. Het ontraadt injectie op het net en bevordert de consumptie van eigen energie. In die context werken batterijen wel.’

Geen onoverkomelijk probleem

Ook de distributie van energie ondergaat een volledige gedaanteverandering. EnergyVille doet onderzoek naar DC-grids, gelijkstroomnetten die de huidige wisselstroomnetten moeten vervangen. ‘Meer en meer van onze huistechnologie werkt op gelijkstroom: telefoons, pc, tablet en ledverlichting. Vandaag moet die worden omgezet. Een DC-grid biedt heel wat mogelijkheden als je ze op lokaal niveau invoert en er een marktmodel rond bouwt.’ De balancering van het net in de nieuwe energie - wereld wordt cruciaal.

Nu consumenten – groot en klein - ook producenten worden die over opslagcapaciteit beschikken, krijg je al snel een probleem dat te complex wordt om topdown op te lossen. ‘De oplossing moet van onderuit komen’, zegt Gysen. ‘De balancering van de netten moet op wijkniveau gebeuren. Decentrale bronnen en decentrale opslag moeten in balans worden gebracht in een model dat uitbreidbaar is. Als dat lukt, heb je ook op het niveau van een stad of een groter gebied geen onoverkomelijke problemen meer.’  

De technologie is er, nu nog het marktmodel

Kan een stad zomaar overschakelen op volledig hernieuwbaar? Afgaand op de huidige stand van het onderzoek is het antwoord op die vraag: ‘ja’. Zij het onder een belangrijke voorwaarde. Er moet regelgeving komen die durft te kiezen voor integratie van de decentrale bronnen waarover we vandaag beschikken. De technologie bestaat of wordt getest, alleen over de marktmodellen waarin ze het best tot hun recht komen, bestaat nog geen duidelijkheid.

EnergyVille bouwt daarom in het Thor-park in Genk een zogenoemde ‘regelluwe zone’, een experiment waar technologie in levensechte omstandigheden kan worden getest aan een marktconcept. ‘In deze living labs kijken we samen met consumenten, distributienetbeheerders en technologieleveranciers wie welke rol speelt. Wie aan wie factureert.

Zonder marktmodel kan technologie haar rol niet vervullen’, zegt Bert Gysen van EnergyVille. Centrale rol in het experiment is weggelegd voor het ICT-platform dat een volledig geïntegreerd multi-energiesysteem kan aansturen. Een van de grote projecten die door VITO, KU Leuven, imec en UHasselt worden uitgevoerd, heet ‘Naar een duurzame energievoorziening in steden.’ Behalve naar opslag en smartgrids, wordt hier ook onderzoek gedaan naar ‘building integrated PV’.

Dat zijn zonnepanelen die op gevels kunnen worden gemonteerd en zo het schaarsere zonlicht in steden kunnen benutten. Maar het onderzoek richt zich ook op de, zeker in Vlaanderen tot nu toe, stiefmoederlijk behandelde warmtenetten. ‘Er is meer vraag naar energie in de vorm van warmte dan in de vorm van elektriciteit. Een zo efficiënt mogelijk warmtenet en dito warmteopslag horen daarom tot onze onderzoeksprioriteiten. Het komt er ook op aan het warmte- en elektriciteitsnet flexibel te maken zodat er interactie mogelijk is. En ook voor die ‘power-to-heat’-technologie is het nog zoeken naar een ideaal marktmodel.’ 

Advertentie

Advertentie