22 5S16 - Wijkenergieplan De Blaak – Augustus 2019
Zonnepanelen: duurzame elektriciteitsproductie
Er worden steeds meer zonne-panelen (zon-PV) op de daken van woningen en gebouwen geïnstal-leerd, en de vermogens per paneel nemen toe. Als iedere woning twaalf zonnepanelen plaatst (jaarproductie ongeveer 3.500 kWh), dan is de teruglevering per woning op zonnige dagen al snel
3 kW. Als alle woningen in de wijk dat zouden doen, is de benodigde capaciteit hoger dan waar het net op is ontworpen.
Elektrische auto’s en de transitie naar duurzame mobiliteit
De transitie naar elektrisch rijden betekent dat er steeds meer elektrische auto’s (elektrisch voertuigen: EV) komen. Deze auto’s moeten opgeladen worden, en dat zal voor een belangrijk deel in de nabijheid van de woningen plaatsvinden. De meest eenvoudige 16A enkelfasige laadpunten voor
thuisladen laden met bijvoorbeeld 3,7 kW, terwijl driefasenladers met
22 kW laden. Dit betekent dat als ieder huishouden een elektrische auto heeft, dat deze voorlopig niet allemaal tegelijk kunnen gaan laden, want die capaciteit heeft het elektriciteitsnet nu (nog) niet.
Conclusie
Het all electric-scenario zal de grootste impact zal hebben op het elektriciteitsnet. Omdat er echter meerdere ontwikkelingen tegelijk spelen, is het wel nodig om alle warmte-scenario’s te beschouwen. Want het zou goed kunnen dat het elektriciteitsnet ook moet worden verzwaard voor de (toename van) elektrische auto’s en de zonnepanelen.
5.2 Werkwijze: impact elektriciteitsnet in beeld brengen
Om de impact van de warmtevoorzieningsscenario’s in beeld te brengen zijn de scenario’s eerst doorgerekend met het CEGRID-model (zie Tekstbox 2), daarbij zijn ook ontwikkelingen voor zon-PV en elektrisch vervoer meegenomen. Vervolgens heeft Enexis de relatieve belastingtoename die met CEGRID is bepaald, vertaald naar wat dat voor het elektriciteits-netwerk betekent.
Tekstbox 2 - CEGRID-model
CEGRID is een model dat door CE Delft is ontwikkeld om toekomstscenario’s voor het elektriciteitssysteem in een bepaald gebied door te rekenen. Het model kijkt naar de uurlijkse patronen van vraag en aanbod en vertaalt dit naar effecten op de pieknetbelasting op de verschillende spanningsniveaus (laagspanning (LS), middenspanning (MS), hoogspanning (HS)) en de uitwisselingen daartussen (transformatorstations).
Het model rekent op een uurlijkse tijdsresolutie en wordt voor iedere buurt apart uitgevoerd. Het model is geïmplementeerd in Python, en gebruikt voor de elektriciteitsvraag van de warmtepompen de resultaten van de warmtescenario’s zoals die met CEGOIA zijn gemodelleerd. Daar worden de ontwikkelingen met zon-PV en elektrische auto’s aan toegevoegd.
afname ’s avonds en ‘s nachts
teruglevering overdag
23 5S16 - Wijkenergieplan De Blaak – Augustus 2019
Figuur 11 toont de ligging van het middenspannings- en laagspanningsnet en de trans-formatorstations in De Blaak. De contouren van de wijken van Tilburg volgen niet altijd de opbouw van het elektriciteitsnet van Enexis.
Figuur 11 – Elektriciteitsnet in De Blaak (geografisch)
Figuur 12 toont een schematisch overzicht van de opbouw van het elektriciteitsnet, de soorten kabels en transformatorstations en het aantal in de wijken van Tilburg.
Figuur 12 – Schematisch overzicht opbouw elektriciteitsnet
TenneT landelijk net (150 kV) HS/MS Hoofdverdeelstation
4: Tilburg west, noord, zuid, centrum
MS-T middenspanningstransportnet (2x redundant) vaak 20 kV
TV Tussenverdeelstation 0-1 per wijk, 20 kV <-> 10 kV
MS/LS-trafostation 5-20 per wijk MS-D Distributienet Middenspanning 10 kV
Laagspanningsnet (LS)
<200 woningen per LS-kabel
EnexisTenneT
24 5S16 - Wijkenergieplan De Blaak – Augustus 2019
Enexis heeft een analyse gemaakt van de netten in De Blaak en met name gekeken hoe de kabels lopen in relatie tot de grenzen van de wijk, welke middenspannings/laagspannings-stations wel, en welke niet bij de wijk horen6. Zo is per station en per tracédeel bepaald of de door CE Delft met CEGRID uitgewerkte groeiscenario’s daarop van toepassing kunnen zijn.
Voor de netcomponenten die konden worden ‘gematcht’ heeft Enexis geïnventariseerd in hoeverre de CEGRID-scenario’s tot een overbelasting zouden leiden. Waar dit aannemelijk werd geacht, is een inschatting gemaakt van de eventueel noodzakelijke uitbreidings-werkzaamheden en de bijbehorende kostenindicatie.
De impact van de wijkscenario’s kon zo in beeld worden gebracht voor de laagspannings-netten en de middenspannings/laagspanningsstations in de wijk. En dit kon grotendeels ook gedaan worden voor de middenspanningsdistributienetten (MS-D), en de middenspannings-transportnetten (MS-T).
5.3 Resultaten van de verdieping van effecten op het elektriciteitsnet Stap 1: CEGRID-analyse naar capaciteitsbehoefte
Met het CEGRID-model zijn drie scenario’s voor de warmtevoorziening gesimuleerd (all electric, groengas/hybride en warmtenet7) en vertaald naar relatieve capaciteits-toenames: wat is de toename van de jaarlijkse belastingpiek. Tabel 4 toont de relatieve groeiontwikkeling van de scenario’s, weergegeven voor de laag- en middenspanningsnetten en de middenspannings/laagspanningstransformatorstations. Bijlage D bevat een toelichting op de berekeningen met details over de aannames.
Tabel 4 – Resultaten groeiontwikkeling op grond van CEGRID-berekening (huidig = 100%).
Scenario All electric Warmtenet Groengas/hybride
Statistiek
In het all electric-scenario laat de capaciteitsontwikkeling een verdubbeling zien, en is De Blaak Zuid zelfs een vervijfvoudiging. In het scenario MT-warmtenet is er geen signi-ficante verandering. In het hybride/groengas-scenario is er ongeveer een verdubbeling van de belastingpiek.
Figuur 13 toont de opbouw van de gesimuleerde ontwikkeling van de belasting van het laagspanningsnet voor de hele wijk.
________________________________
6 Sommige stations die binnen De Blaak liggen, zijn vooral bedoeld voor delen van het net buiten De Blaak.
7 Het LT-warmtenet scenario is dus niet apart beschouwd, de elektriciteitsnetimpact zal tussen het groengas en het all electric-scenario in zitten. Warmtepompen worden toegepast in de scenario’s all electric, groengas/
hybride, en LT-warmtenetten. De elektrische capaciteit van de warmtepomp is daarvan het grootst in het all electric-scenario want daar gaat het om lucht/waterwarmtepompen.
25 5S16 - Wijkenergieplan De Blaak – Augustus 2019
Figuur 13 – Opbouw van de piekbelasting, CEGRID-simulatie (MW)
Hieruit blijkt het volgende:
— Warmtepompen leveren inderdaad een grote bijdrage in het scenario all electric, maar ook in hybride/groengas. Samen met elektrisch vervoer komt het erop neer dat de net-belasting in all electric met ongeveer een factor 3 zal toenemen in het tijdspad naar 2030.
— Elektrisch vervoer levert slechts een bescheiden bijdrage aan de capaciteitsgroei.
Voor De Blaak zijn we uitgaan van een beperkt 223 laadpunten in 2030, waarvan 114 publiek en semi-publiek, en 109 thuislaadpunten.
— In het scenario warmtenet (MT) is er nauwelijks extra capaciteitsvraag door het geringe elektrisch vervoer, want in het MT-warmtenet-scenario is er geen extra elektrificatie in de woningen (Het kan zijn dat inductiekoken nog een bijdrage levert, maar dat is in deze simulatie niet meegenomen).
— In het scenario hybride is er ook een forse belastinggroei omdat hybride warmtepompen óók zorgen voor een gelijktijdige netimpact.
Zon-PV is in de onderzochte scenario’s niet de meest dominante ontwikkeling.
De invoedingspiek is nergens groter dan de samengestelde afnamepiek die in Figuur 13 is weergegeven. Om deze reden is zon-PV niet weergegeven in de grafiek.
0
Jaarlijkse belastingpiek De Blaak - Laagspanning
Elektrische boiler
26 5S16 - Wijkenergieplan De Blaak – Augustus 2019