Smart Energy Hubs: hoofdroute naar integratie energiesysteem

In lijn met het Klimaatakkoord streven Nederlandse regio’s en gemeenten naar CO₂-vrije energiesystemen tegen 2050. Gezien de snelle opwarming moeten er tot 2030 al grote stappen worden gezet. Opschaling van investeringen in hernieuwbare energiebronnen zoals zon-PV, windturbines, warmtepompen, maar ook elektrificeren (o.a. elektrische voertuigen) is noodzakelijk. Deze snelle overgang belast echter de bestaande elektrische infrastructuur, vooral de laagspanningsnetten, wat leidt tot congestie en knelpunten. Smart Energy Hubs (SEHs) bieden een strategische oplossing door hernieuwbare energieopwekking, opslag en geavanceerd energiemanagement te integreren. SEHs maximaliseren het lokale gebruik van duurzame bronnen, verminderen netcongestie en bieden flexibele, veerkrachtige oplossingen voor gemeenschappen en bedrijventerreinen.

Voordelen van SEHs:

1. Vermindering van CO₂-uitstoot en afhankelijkheid van fossiele brandstoffen: SEHs integreren hernieuwbare bronnen met opslagsystemen, waardoor de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen wordt geminimaliseerd. Ze gebruiken realtime gegevens om het energieaanbod af te stemmen op de vraag, waardoor verspilling en de behoefte aan CO₂-intensieve energie worden verminderd.
2. Vermindering van infrastructuur- en onderhoudskosten: SEHs slaan overtollige energie op en balanceren de vraag met het aanbod. Dit voorkomt netwerkcongestie en vermindert de belasting van de infrastructuur, wat aanzienlijke kosten bespaart.
3. Bevordering van een sociaal rechtvaardige energietransitie: SEHs moedigen lokale participatie aan, waardoor bedrijven, organisaties en bewoners kunnen investeren in energieoplossingen en het beheer. Dit versterkt gemeenschappen door lokale waardecreatie.
4. Verbeterde energie-efficiëntie door multi-energie-integratie: SEHs optimaliseren het gebruik van elektriciteit, warmte en gas. Ze slaan warmte op of zetten overtollige elektriciteit om in thermische energie of waterstof, waardoor energie nuttig wordt gebruikt die anders verloren zou gaan.
5. Verbeterde flexibiliteit van lokale energiesystemen: SEHs verbeteren de veerkracht door meerdere energievormen te integreren, waardoor systemen zich kunnen aanpassen aan vraagfluctuaties en verstoringen. Ze bieden noodstroom, vraagrespons en aanvullende diensten die betrouwbaarheid toevoegen.
6. Ondersteuning van innovatie en economische groei: SEHs creëren kansen in de productie, opslag en technologieontwikkeling van schone energie. Dit levert banen op, trekt groene investeringen aan en stimuleert innovatie.
7. Faciliteren van de overgang naar een gedecentraliseerd energiesysteem: SEHs ondersteunen de overgang naar gedecentraliseerde energiesystemen, waardoor lokale energieproductie, -gebruik en -opslag mogelijk wordt. Dit vermindert de afhankelijkheid van centrale netten en maakt lokale energiehandel mogelijk, wat autonome energiesystemen bevordert.

De ontwikkeling van Smart Energy Hubs (SEHs) brengt echter enkele complexe knelpunten met zich mee op sociaal-organisatorisch, technisch en juridisch vlak. Allereerst, de betrokkenheid van de gemeenschap, bedrijven of een bedrijventerrein is cruciaal; lokale belanghebbenden (actoren) moeten actief deelnemen en gemeenschappelijke doelen vaststellen, eigenaarschap te waarborgen en prioriteiten te stellen m.b.t. uitbreiding en verbetering. Efficiënt asset management is hierbij nodig om voor schaalbaarheid te zorgen, de exploitatie en de planning van toekomstige uitbreidingen te optimaliseren. Daarnaast is de technische integratie met bestaande netten, beheer van opslagsystemen en verwerking van realtime gegevens een complexe uitdaging. Geavanceerde managementtools, IoT, AI en machine learning kunnen helpen deze uitdagingen aan te pakken door nauwkeurige voorspelling van de vraag naar en aanbod van energie (en prijs). Last but not least, wettelijke en regelgevende kaders moeten worden aangepast aan de gedecentraliseerde aard van SEHs.

Het interdisciplinaire karakter alsmede de urgentie en vele kansen om SEHs toe te passen in de gebouwde omgeving, maakt dit tot een belangrijke focus in de samenwerking tussen lectoraten binnen het zwaartepunt Circulaire Innovatie en Energietransitie van Saxion. De lectoraten Sustainable Energy Systems, Sustainable Building Technology, Ambient Intelligence, Smart Cities, Business Models, Modelleren van Maatschappelijke Impact en Sustainable Areas & Soil Transitions beschikken samen over een uniek interdisciplinair onderzoekteam dat studenten met praktijkprojecten weet te verbinden. Dit is van waarde voor de partners om voor SEHs de benodigde innovaties, ontwikkeling en realisatie te versnellen en de knelpunten te overwinnen.