Virtuele energiecentrale: hoe duizenden zonnepanelen en batterijen samen één centrale vormen
Stel je een dirigent voor die geen orkest van muzikanten aanstuurt, maar duizenden zonnepanelen, thuisbatterijen en elektrische auto's die verspreid over het land in huizen, bedrijven en garages staan. Elk apparaat is te klein om zelf invloed te hebben op het elektriciteitsnet, maar samen, precies op elkaar afgestemd door software, kunnen ze net zo veel doen als een grote energiecentrale. Dat is in de kern wat een virtuele energiecentrale is: geen gebouw met schoorstenen of turbines, maar een netwerk van kleine, verspreide apparaten dat via internet wordt gekoppeld en aangestuurd alsof het één stuurbare centrale is.
Het woord 'virtueel' slaat dus niet op iets denkbeeldigs, maar op het feit dat de centrale niet op één plek staat. Waar een gascentrale of kerncentrale fysiek stroom opwekt op één locatie, bestaat een virtuele energiecentrale uit software die duizenden losse bronnen bij elkaar optelt. Denk aan een app die je slimme thuisbatterij aanstuurt: op zichzelf levert die batterij een paar kilowatt, maar gekoppeld aan tienduizend andere batterijen ontstaat een vermogen dat vergelijkbaar is met een middelgrote elektriciteitscentrale, met als voordeel dat dit vermogen razendsnel aan- en uitgezet kan worden.
Wat is het precies?
Een virtuele energiecentrale, vaak afgekort als VPP (Virtual Power Plant), bestaat uit twee lagen. De eerste laag zijn de fysieke bouwstenen: zonnepanelen op daken, thuisbatterijen, warmtepompen, elektrische auto's die aan een laadpaal hangen, warmtekrachtkoppeling (WKK, installaties die tegelijk stroom en warmte opwekken) bij bedrijven, en soms ook grote industriële installaties die hun stroomverbruik tijdelijk kunnen aanpassen. Elk van die apparaten kan op verzoek een beetje stroom leveren, opslaan of juist minder verbruiken.
De tweede laag is de software die dit allemaal bij elkaar brengt: het aggregatieplatform. Een bedrijf, de zogeheten aggregator, sluit contracten met eigenaren van batterijen, zonnepanelen of laadpalen. Via een internetverbinding (vaak met kleine chips of 'slimme' apparaten die tot het Internet of Things behoren, oftewel gewone huishoudapparaten die via internet communiceren) verzamelt de software continu data: hoeveel stroom wordt er opgewekt, hoeveel is er in de batterij, hoe vol staat de accu van de auto. Op basis daarvan berekent het platform in real time wat het totale, gezamenlijke vermogen is dat beschikbaar is.
Vervolgens biedt de aggregator dat gezamenlijke vermogen aan op de elektriciteitsmarkt of aan de netbeheerder, alsof het één grote centrale betreft. Als er bijvoorbeeld tijdelijk te weinig stroom op het net is, stuurt het platform automatisch duizenden batterijen aan om gelijktijdig een beetje stroom te leveren. De individuele huishoudens merken daar weinig van, maar het effect op het net is hetzelfde als het bijschakelen van een fysieke centrale. Het cruciale verschil met een traditionele centrale is dus dat er niets nieuws wordt gebouwd: bestaande, kleinschalige apparatuur die toch al in huizen en bedrijven staat, wordt slimmer benut.
Wat wil men ermee bereiken?
De belangrijkste reden om virtuele energiecentrales op te zetten, is het in balans houden van het elektriciteitsnet. Vraag en aanbod van stroom moeten op elk moment vrijwel exact gelijk zijn, anders ontstaan er storingen. Met steeds meer zonne- en windenergie, die afhankelijk zijn van weer en daglicht, wordt die balans lastiger te bewaren dan in het tijdperk van gascentrales die je simpelweg aan- en uitzet. Virtuele energiecentrales bieden een manier om die schommelingen op te vangen zonder dat daarvoor extra fossiele piekcentrales nodig zijn, die normaal gesproken worden bijgezet als back-up.
Een tweede doel is het ontlasten van het elektriciteitsnet zelf. In delen van Nederland is er sprake van netcongestie: de kabels en transformatoren zitten vol, waardoor nieuwe bedrijven of zonneparken soms niet kunnen worden aangesloten. Door lokaal vraag en aanbod slimmer op elkaar af te stemmen — bijvoorbeeld auto's juist 's nachts laten laden in plaats van tijdens de piek — kan een virtuele energiecentrale de druk op het net verlichten zonder dat er meteen nieuwe kabels hoeven te worden gegraven.
Daarnaast is er een economisch motief. Deelnemers die hun batterij of auto beschikbaar stellen, krijgen daarvoor een vergoeding, omdat ze de netbeheerder of energiehandelaar helpen. Zo kunnen huishoudens meeverdienen aan hun eigen zonnepanelen en batterij, en wordt de businesscase voor het aanschaffen van zo'n systeem aantrekkelijker. Voor energiebedrijven en netbeheerders is het uiteindelijke doel steeds hetzelfde: de overstap naar een elektriciteitssysteem dat vooral op zon en wind draait, betaalbaar en betrouwbaar houden.
Voorbeelden uit de praktijk
Het bekendste internationale voorbeeld is het Tesla Virtual Power Plant in Zuid-Australië, dat vanaf 2018 werd opgezet in samenwerking met de Zuid-Australische overheid. Duizenden huishoudens, aanvankelijk vooral in sociale huurwoningen, kregen gratis of goedkoop een Tesla Powerwall-thuisbatterij en zonnepanelen geïnstalleerd, in ruil waarvoor Tesla de batterijen mag aansturen om het regionale net te ondersteunen. Het project is in de jaren daarna uitgebreid en geldt als een van de langst lopende praktijkvoorbeelden van een VPP op huishoudelijke schaal.
In Duitsland is Next Kraftwerke een van de grootste aggregators. Het bedrijf, opgericht in 2009, koppelt duizenden decentrale installaties — van biogasinstallaties tot windturbines, zonneparken en industriële batterijen — aan elkaar en verhandelt het gezamenlijke vermogen op de Europese elektriciteitsmarkten. Sinds 2021 maakt Next Kraftwerke deel uit van energieconcern Shell, wat laat zien dat grote, traditionele energiebedrijven dit als een serieuze markt beschouwen.
Ook sonnen, eveneens een Duits bedrijf en sinds 2019 onderdeel van Shell, bouwde met de zogeheten sonnenCommunity een netwerk van thuisbatterijen die onderling en met het net kunnen worden gekoppeld, zodat deelnemers overtollige zonnestroom met elkaar kunnen delen en het geheel als flexibiliteitsbron voor het net kan dienen.
In Nederland is Sympower, een in Amsterdam gevestigd bedrijf, een voorbeeld van een aggregator die vooral bedrijven en industriële afnemers helpt om hun flexibiliteit — bijvoorbeeld het tijdelijk aanpassen van koelinstallaties of productieprocessen — beschikbaar te stellen aan netbeheerders in meerdere Europese landen. Ook energieleverancier Vandebron experimenteerde al vroeg met het inzetten van elektrische auto's en batterijen van klanten als gezamenlijke, stuurbare bron, een vroeg Nederlands voorbeeld van hoe een virtuele energiecentrale er in de praktijk uit kan zien.
Hoe ver is de techniek?
De onderliggende techniek — slimme meters, internetverbindingen, software om apparaten op afstand aan te sturen — is grotendeels volwassen en wordt al operationeel ingezet. Het aantal actieve virtuele energiecentrales groeit gestaag, vooral doordat er steeds meer thuisbatterijen, zonnepanelen en elektrische auto's bijkomen die als bouwsteen kunnen dienen. Toch bevindt de sector zich nog vooral in de fase van opschaling: van losse pilotprojecten naar een structureel onderdeel van het elektriciteitssysteem.
Een belangrijk obstakel is regelgeving. In veel landen, waaronder Nederland, is de energiemarkt van oorsprong ingericht op grote, centrale producenten, en moeten aggregators nog vaak wegen vinden om volwaardig mee te doen aan markten voor bijvoorbeeld noodvermogen of congestiemanagement. Een tweede knelpunt is interoperabiliteit: apparaten van verschillende fabrikanten spreken niet altijd dezelfde digitale taal, waardoor het lastiger is om ze allemaal in één platform samen te brengen.
Cybersecurity is een reëel aandachtspunt: hoe meer apparaten met internet verbonden zijn en op afstand aangestuurd kunnen worden, hoe groter het belang van goede beveiliging om misbruik te voorkomen. Ook is er niet altijd vanzelfsprekend vertrouwen bij consumenten om een derde partij controle te geven over hun batterij of auto, ook al gaat het om kleine, tijdelijke aanpassingen. Tot slot is netcongestie in Nederland tegelijk een obstakel én een aanjager: het probleem maakt flexibiliteit urgenter, maar een overvol net kan er ook voor zorgen dat zelfs slim aangestuurde flexibiliteit soms niet op tijd of op de juiste plek ingezet kan worden.
Wie werken eraan?
Naast de eerder genoemde bedrijven Tesla, Next Kraftwerke (onderdeel van Shell), sonnen (onderdeel van Shell) en Sympower, zijn er internationaal meer spelers actief, zoals Octopus Energy met zijn technologieplatform Kaluza in het Verenigd Koninkrijk, en Enel X, de flexibiliteitstak van het Italiaanse energiebedrijf Enel. Deze bedrijven combineren vaak twee rollen: energieleverancier én technologiebedrijf dat apparaten aanstuurt.
In Nederland speelt landelijk netbeheerder TenneT een centrale rol, omdat virtuele energiecentrales uiteindelijk hun diensten aan het landelijke of regionale net moeten leveren. Brancheorganisatie Netbeheer Nederland, waarin de Nederlandse netbeheerders samenwerken, houdt zich bezig met de regels en marktontwerpen die nodig zijn om flexibiliteit zoals virtuele energiecentrales goed in te passen. Kennisinstellingen als TNO en TU Delft — met technische, juridische en marktkundige expertise — doen onderzoek naar hoe flexibiliteit het beste kan worden georganiseerd en beveiligd.
Op Europees niveau werkt de Europese Unie aan regelgeving die het voor aggregators makkelijker moet maken om over grenzen heen actief te zijn en eerlijke toegang tot energiemarkten te krijgen. Het Internationaal Energieagentschap (IEA) volgt de wereldwijde ontwikkeling van flexibiliteit en virtuele energiecentrales als onderdeel van de bredere energietransitie, en publiceert daar periodiek rapporten en data over.