Stroomvoorziening digitaliseert: Wasmachine en windmolen gaan met elkaar praten

Iedere seconde verspringen de digitale rode cijfers van de frequentiemeter op het bureau van Maarten Abbenhuis, senior manager system operations van TenneT: 50,017, 50,003 50,014. Hoe dichter bij de 50 hoe beter. De frequentie op het stroomnet stabiel houden, wordt een steeds uitdagendere klus.

Op ieder moment van de dag moet er precies evenveel energie worden geproduceerd als er wordt geconsumeerd door fabrieken en huishoudens. Als er te veel energie wordt geproduceerd, stijgt de frequentie boven de 50Hz. En als energiecentrales juist te weinig stroom opwekken, daalt de frequentie onder de 50Hz. Dat blijft niet zonder gevolgen. Eerder dit jaar was de frequentie een aantal weken gemiddeld 49,996, omdat Kosovo en Servië minder stroom leverden aan het net dan internationaal was afgesproken. Als gevolg daarvan liepen klokken in heel Europa 6 minuten achter.

Eén wolkje

De juiste frequentie creëren betekent vraag en aanbod met elkaar in balans houden. En dat wordt steeds ingewikkelder omdat energiebronnen verduurzamen. In de tijd van kolen-, gas- en aardoliecentrales konden de paar energieleveranciers die Nederland telde duidelijke afspraken maken met TenneT over hoeveel energie ze de volgende dag zouden leveren. Als de spanningsbeheerder toch iets meer elektriciteit nodig had, schakelde een gascentrale een tandje bij. Of af, als er minder elektriciteit nodig was.

Maar hoeveel energie zon en wind op een dag opleveren, is een stuk minder zeker. „Als er op een zonnige dag één wolkje over het zonnepark schuift, heeft dat direct grote gevolgen voor de aangeboden hoeveelheid elektriciteit”, vertelt Rene Kerkmeester. Hij is bij TenneT verantwoordelijk voor de digitalisering. „We moeten die daling dan direct opvangen door ergens anders meer energie vandaan te halen.”

Nu kan dat nog door de gascentrale bij te laten schakelen, maar in de toekomst zonder fossiele brandstoffen vraagt dat om een heel nieuwe manier van energiebeheersing. De rijksoverheid wil in 2050 volledig van duurzame energiebronnen leven. En dat kan niet zonder de systemen die verantwoordelijk zijn voor de energievoorziening te digitaliseren.

De afhankelijkheid van het weer maakt het stroomaanbod grilliger. Want op een zonnige dag produceert een zonnepaneel meer energie dan op een bewolkte. Om stroomvraag en -aanbod in balans te houden, moeten apparaten die produceren en apparaten die consumeren met elkaar gaan ‘praten’. ’s Avonds kun je de slimme wasmachine vertellen dat je wilt dat de was morgenochtend om 7 uur klaar is, met gebruikmaking van de goedkoopst mogelijke groene stroom.

Het windmolenpark verderop weet op basis van weerdata die ze die dag ervoor kreeg dat de wind deze nacht tussen 2.00 en 5.00 uur de meeste energie produceert. En dat het park de stroomprijs zal moeten verlagen om alle energie kwijt te raken. Om 2 uur vertelt de windmolen aan de wasmachine dat het het voordeligst is om nú te gaan draaien. De wasmachine slaat aan, en heeft een piekmoment opgevangen. Om 7.00 uur is de was schoon, zoals gewenst.

Steentje bijdragen

In de toekomst communiceren niet alleen de wasmachine met zonnepanelen en windmolens, maar ook de boiler, en de accu van de elektrische auto. Kerkmeester: „Samen met Vandebron en IBM hebben we een systeem ontwikkeld waarbij eigenaren van elektrische auto’s kunnen profiteren van overtollig elektriciteit uit hun autobatterij. Daardoor kunnen particulieren bijdragen aan het evenwicht van vraag en aanbod op het hoogspanningsnet. En met de auto-industrie werken we samen aan het verzamelen van weerdata uit sensoren van voertuigen. Zo kunnen we de opbrengst van elektriciteit uit zon nauwkeuriger voorspellen.”

Om vraag en aanbod optimaal op elkaar af te stemmen, zijn er schakelpunten nodig die alle beschikbare data bij elkaar brengen. Daarin worden tal van gegevens geanalyseerd en aan elkaar gekoppeld. Zoals informatie over hoeveelheden opgewekte en gebruikte stroom, gebruikspatronen en de actuele prijs.

Softwarefout

De digitalisering van de energievoorziening brengt nieuwe risico’s met zich mee. De Raad van de leefomgeving en infrastructuur (Rli) bracht in maart het rapport ”Stroomvoorziening onder digitale spanning” uit. Daarin signaleert hij „nieuwe kwetsbaarheden” in de Nederlandse energievoorziening.

Annemieke Nijhof, voorzitter van de raadscommissie, zegt door haar onderzoek „best bezorgd” te zijn geraakt over de vraag of de overheid in de toekomst een stabiele energievoorziening kan garanderen. Vooral „het beperkte zicht op de gevolgen van digitalisering” baart haar zorgen. Digitale technieken zijn belangrijk bij de toekomstige prijsschommelingen door het fluctuerende energieaanbod. Ze vreest dat veel apparaten, zonder dat van elkaar te weten, op hetzelfde moment inschakelen als de stroomprijs daalt door een overaanbod van energie.

„Als alle elektrische auto’s op basis van voorgeprogrammeerde software op hetzelfde moment besluiten op te laden, heb je mogelijk een systeemeffect waardoor er een black-out ontstaat”, legt Nijhuis uit. „Ik vraag me, samen met andere spelers in de energiemarkt, af of we de onderlinge samenhang van de verschillende software kennen.” Ze wijst erop dat er ook fouten kunnen zitten in de software zelf. „In 2003 kwamen in Canada en Amerika 55 miljoen mensen zonder stroom te zitten toen door een softwarefout de overbelasting van het netwerk niet werd ontdekt.”

Ten slotte wijst Nijhuis op het gevaar van cybercriminaliteit. „Doordat apparaten via internet met elkaar communiceren over het stroomaanbod, creëren we ook talloze potentiële ingangen voor cybercriminelen of vijandelijke mogendheden. De koelkast, de auto, de zonnepanelen en de windmolen kunnen via internet worden gehackt.”

Minder zelfredzaam

Wat de grootste bedreiging is voor de continuïteit van het stroomvoorziening durft Nijhof niet te zeggen. „Cybercriminaliteit is de meest besproken dreiging, maar mogelijk is verkeerd geprogrammeerde software een grotere dreiging. Ik kan niet uitsluiten dat we in de toekomst vaker stroomstoringen krijgen. Juist omdat de Rli niet volledig inzichtelijk heeft gekregen hoe groot de risico’s precies zijn.”

De commissievoorzitter vindt dat iedereen zich moet realiseren dat door de toenemende digitalisering van de samenleving onze afhankelijkheid van energie en internet enorm is toegenomen. „Zonder stroom werken pompen ook niet, dus komt er geen water uit de kraan.”

Daarom adviseert Nijhuis burgers zich af te vragen of ze het een dagje zouden kunnen redden zonder energie. „Heb je nog ergens een zaklamp liggen en een fles water staan? Dat vind ik een hele normale vraag. We zijn het in ons land zo gewend dat er altijd stroom uit het stopcontact komt, dat we het een beetje zijn verleerd zelfredzaam te zijn. We moeten er misschien wel een beetje op voorbereid zijn dat er in de samenleving ook iets mis kan gaan wat de overheid niet binnen een uur heeft gefikst.”

Stroomvoorziening digitaliseert: Wasmachine en windmolen gaan met elkaar praten

Wetenschap & techniek

RD.nl in uw mailbox?