Piekvermogen: de korte, dure momenten die het stroomnet op de proef stellen
Stel je een snelweg voor die het grootste deel van de dag rustig aandoet, maar waar tussen half vijf en zes uur 's middags iedereen tegelijk de weg op gaat. Om die spits zonder file te verwerken, moet de weg breed genoeg zijn voor het drukste moment, ook al staat diezelfde breedte de rest van de dag grotendeels leeg. Zo werkt het elektriciteitsnet ook: het moet berekend zijn op het moment waarop de vraag naar stroom, of juist het aanbod ervan, het hoogst is. Dat maximale niveau heet piekvermogen.
In Nederland is piekvermogen de laatste jaren een veelbesproken onderwerp geworden, omdat het net op steeds meer plekken vol raakt. Bedrijven die willen uitbreiden of een nieuwe aansluiting willen, krijgen soms te horen dat er 'geen ruimte' is, ook al wordt het net gemiddeld genomen maar voor een klein deel van de tijd echt zwaar belast. Het probleem zit hem dus niet in het gemiddelde, maar in die paar drukke uren waarop alles tegelijk gebeurt: veel zonnepanelen die tegelijk stroom leveren, of juist veel warmtepompen en elektrische auto's die tegelijk stroom vragen.
Wat is het precies?
Piekvermogen is het hoogste vermogen, uitgedrukt in kilowatt (kW) of megawatt (MW), dat op een bepaald moment wordt gevraagd of geleverd. Vermogen is niet hetzelfde als energie: energie (in kilowattuur, kWh) is de hoeveelheid stroom die je over een periode verbruikt, terwijl vermogen aangeeft hoe snel dat gebeurt op een gegeven ogenblik. Een huishouden dat de hele dag gelijkmatig 1 kW verbruikt, gebruikt evenveel energie als een huishouden dat negenentwintig uur niets doet en dan één keer heel kort 24 kW trekt om de wasmachine, waterkoker en oven tegelijk te laten draaien. Voor de energierekening maakt dat weinig uit, maar voor het net maakt het net het verschil tussen wel of niet aankunnen.
Het elektriciteitsnet, van hoogspanningsleiding tot het kabeltje naar je huis, wordt namelijk niet gedimensioneerd op het gemiddelde verbruik, maar op het maximale vermogen dat er ooit doorheen moet. Netbeheerders zoals TenneT (het landelijke hoogspanningsnet) en regionale netbeheerders als Liander, Enexis en Stedin moeten daarom rekening houden met het slechtste geval: het moment waarop iedereen in een wijk tegelijk zijn auto oplaadt, of het moment waarop op een zonnige lentedag alle zonnepanelen in een straat tegelijk hun maximale vermogen leveren.
Bij zonnepanelen wordt piekvermogen ook gebruikt in een iets andere, technische betekenis: het vermogen dat een paneel levert onder gestandaardiseerde testomstandigheden (volle instraling, 25 graden Celsius). Dat heet Wattpiek (Wp) en staat op elk zonnepaneel vermeld. Een paneel van 400 Wp haalt dat vermogen in de praktijk zelden precies, maar het is een vaste maat om panelen onderling te vergelijken.
Wat wil men ermee bereiken?
Het uiteindelijke doel is een net dat betrouwbaar blijft functioneren zonder dat het onbetaalbaar duur wordt om aan te leggen. Elke kabel, transformator en onderstation die wordt bijgebouwd om een piekmoment op te vangen, kost geld, grond en tijd, terwijl die extra capaciteit het grootste deel van het jaar ongebruikt blijft liggen. Netbeheerders en beleidsmakers zoeken daarom naar manieren om pieken af te vlakken in plaats van simpelweg overal dikkere kabels te leggen.
Dat afvlakken kan op verschillende manieren: door vraag en aanbod slimmer te spreiden over de dag (bijvoorbeeld auto's 's nachts laten laden), door energie tijdelijk op te slaan in batterijen op het moment van overschot en die weer te gebruiken op het moment van tekort, of door grootverbruikers te belonen als ze hun verbruik verschuiven naar rustige momenten. Dit alles valt onder de noemer 'flexibiliteit': het vermogen van het energiesysteem om zich aan te passen aan wisselende omstandigheden, zonder dat de netcapaciteit zelf enorm hoeft te groeien.
Achter dit alles zit een bredere ambitie: de energietransitie laten slagen zonder dat het net de bottleneck wordt. Met de groei van zonne- en windenergie, warmtepompen en elektrisch vervoer verschuift Nederland van een systeem met een paar grote, voorspelbare centrales naar een systeem met miljoenen kleine, wisselende bronnen en verbruikers. Piekvermogen beheersen is daarmee geen technisch detail, maar een voorwaarde voor de hele omschakeling naar duurzame energie.
Voorbeelden uit de praktijk
Een bekend Nederlands voorbeeld is de batterij bij de Amsterdam ArenA, die in 2018 in gebruik werd genomen. Deze batterij, opgebouwd uit een mix van nieuwe en gebruikte accu's uit elektrische Nissan-auto's, vangt pieken op tijdens evenementen en helpt tegelijk het lokale stroomnet te ontlasten op drukke momenten.
Het Nederlandse bedrijf GIGA Storage bouwde in 2020 in Vlissingen een van de eerste grootschalige batterijparken van het land, met een vermogen van destijds 12 megawatt, specifiek bedoeld om pieken in aanbod en vraag op het net op te vangen en te verhandelen op de energiemarkt. Sindsdien zijn er in Nederland tientallen vergelijkbare batterijparken bijgekomen of in aanbouw, onder meer in Delfzijl en Zeewolde.
Netbeheerder TenneT werkt sinds 2022 met vormen van congestiemanagement, waarbij grootverbruikers en producenten tegen betaling worden gevraagd om op piekmomenten hun stroomvraag of -levering tijdelijk aan te passen, in plaats van dat er meteen nieuwe kabels worden aangelegd. Ook regionale netbeheerder Liander experimenteert met dit soort flexibiliteitsmarkten in gebieden rond bijvoorbeeld Utrecht en de Achterhoek, waar de netcapaciteit krap is geworden.
Op kleinere schaal zijn er de duizenden thuisbatterijen die Nederlandse huishoudens sinds ongeveer 2022 aanschaffen, vaak in combinatie met zonnepanelen, om zelf geproduceerde zonnestroom op te slaan voor de avondpiek in plaats van die direct (en tegen een steeds lagere vergoeding) terug te leveren aan het net.
Hoe ver is de techniek?
De basistechniek om pieken op te vangen, met name batterijopslag, is technisch volwassen en wordt al op grote schaal toegepast. Het knelpunt zit minder in de techniek zelf en meer in de snelheid waarmee het net kan worden uitgebreid en in de manier waarop flexibiliteit wordt beloond en georganiseerd.
Netbeheer Nederland, de koepelorganisatie van de Nederlandse netbeheerders, meldt dat het aantal gebieden met netcongestie sinds 2021 sterk is gegroeid: eind 2023 stond op de meeste plekken in Nederland de teller voor grootverbruikers op 'beperkte ruimte' of 'geen ruimte' voor nieuwe aansluitingen, zowel voor het terugleveren van stroom (bijvoorbeeld door zonneparken) als voor het afnemen ervan (bijvoorbeeld door bedrijven of laadpleinen). Deze situatie verbetert lokaal wanneer nieuwe kabels of onderstations in gebruik worden genomen, maar door de bouwtijd van dit soort infrastructuur, vaak vijf tot tien jaar, blijft de spanning tussen vraag en beschikbare capaciteit voorlopig een terugkerend thema.
Onzeker is vooral hoe snel flexibiliteitsoplossingen, zoals slim laden, dynamische energiecontracten en batterijopslag, kunnen opschalen om de druk op het net merkbaar te verlichten. Prijsprikkels werken doorgaans, maar niet iedereen reageert daar even sterk op, en niet elk bedrijfsproces laat zich zomaar verplaatsen naar een ander tijdstip.
Wie werken eraan?
In Nederland spelen de netbeheerders een centrale rol: landelijk netbeheerder TenneT voor het hoogspanningsnet, en regionale netbeheerders Liander, Enexis Netbeheer en Stedin voor de regionale en lokale netten. Zij investeren gezamenlijk tientallen miljarden euro's in nieuwe infrastructuur en in congestiemanagement.
Op het gebied van opslag en flexibiliteit zijn Nederlandse bedrijven als GIGA Storage, Groendus en diverse energiebedrijven (waaronder Eneco en Vattenfall) actief met batterijparken en flexibiliteitsdiensten voor grootverbruikers. Kennisinstellingen als TU Delft en TU Eindhoven doen onderzoek naar netplanning, opslag en slimme sturing van vraag en aanbod.
Op beleidsniveau coördineert het ministerie van Economische Zaken en Klimaat, samen met toezichthouder ACM en uitvoeringsorganisatie RVO, de regelgeving rond netcapaciteit en congestiemanagement. Ook op Europees niveau werken netbeheerders samen, onder meer via ENTSO-E, om piekbelasting over landsgrenzen heen beter te kunnen opvangen.