Energietransport

Transport van energie

Energie wordt op een plaats gewonnen, op een andere plaats omgezet of geproduceerd en op weer een andere plaats gebruikt. Dat wil zeggen dat de energie van de ene plaats naar de andere plaats moet worden getransporteerd. De wijze van transport wordt grotendeels bepaald door de vorm van de energie. Is de energievorm vast, vloeibaar, gasvormig of is het elektriciteit.

Transport fossiele energie

Transportnetwerk van fossiele energie

Het transport van fossiele energie vindt in Nederland voornamelijk plaats via pijpleidingen, via binnenvaartschepen en via tankwagens. Gas wordt voornamelijk door pijpleidingen vervoerd en in vloeibare vorm door schepen. Olie wordt via tankers over zee aangevoerd en vandaar via de binnenvaartschepen en tankwagens gedistribueerd. Steenkool wordt voornamelijk via schepen vervoerd.

Transportnetwerk van aardgas

Het belangrijkste transportnetwerk van fossiele energie in Nederland is het transportnetwerk van aardgas. Dit netwerk wordt beheerd door de Gasunie en bestaat uit gaspijpleidingen en compressor-, meng-, meet- en regel- en verdeelstations. Het totale netwerk van de Gasunie en is meer dan 17.000 kilometer lang. De Gasunie heeft ook een belang in pijpleidingen in zee die gas aanvoeren vanuit Groot Brittannië en Rusland. De Gasunie is ook deels eigenaar van een LNG-terminal in Rotterdam waar vloeibaar aardgas (LNG: Liquid Natural Gas) via schepen wordt aangevoerd. Het vloeibaar aardgas wordt daar weer gasvormig wordt gemaakt en in het gastransportnetwerk gepompt.

Transportnetwerk van aardolie

Het transport van aardolie vindt in Nederland via binnenvaartschepen en via tankwagens. Pijpleidingen worden vooral voor militair gebruik toegepast. De meeste aardolie wordt naar Nederland aangevoerd via olietankers of komt via een pijpleiding, vanaf een boorplatform op de Noordzee, Nederland binnen.

Transportnetwerk van steenkool

Het transport van steenkool vindt in Nederland via binnenvaartschepen plaats. De steenkool wordt vanuit het buitenland via schepen aangevoerd.

Transport elektriciteit

Het elektriciteitsnet

Het elektriciteitsnet bestaat in Nederland uit een hoogspanningsnet (380, 220, 150 en 110 kV), een middenspanningsnet (10 tot 50 kV) en een distributienet (240/400V). De verschillende netten zijn verbonden via schakelstations. Deze schakelstations bevatten ook transformatoren die de spanning omlaag of omhoog transformeren naar het juiste spanningsniveau. Het hoogspanningsnet bestaat voor het grootste deel uit hoogspanningslijnen en voor de rest uit hoogspanningskabels. Het hoogspanningsnet is verbonden met de hoogspanningsnetten van België en Duitsland en via onderzeese kabels ook met Groot Brittannië (BritNet-kabel), Denemarken (Cobra-kabel) en Noorwegen (NorNedkabel) [Tennet].

Hernieuwbare energie en het elektriciteitsnet

Het elektriciteitsnet. In het hele Europese net is de frequentie van de spanning 50 Herz. Om die in stand te houden moet er altijd precies evenveel stroom worden opgewekt als wordt afgenomen. Door het snel wisselende aanbod van hernieuwbare energie uit zon en wind, wordt de balans van het net verstoord. Daarnaast groeit het aandeel hernieuwbare elektriciteit, in de elektriciteitsproductie, de laatste jaren snel. In 2022 werd 40% van de Nederlandse elektriciteit opgewekt met hernieuwbare bronnen. De snelle groei veroorzaakt problemen in het elektriciteitsnet. Vooral het hoogspannings- en middenspanningsnet zijn vaak niet berekend op deze hoeveelheid hernieuwbare elektriciteit en dreigen overbelast te raken. Bovendien worden wind en zonne-energie nu geproduceerd op plekken waar weinig vraag naar elektriciteit is. De elektriciteit moet getransporteerd worden naar de plaatsen waar die vraag er wel is. Ook daardoor wordt het elektriciteitsnet overbelast.

Netverzwaring en -uitbreiding. Om de druk op het elektriciteitsnet te verlichten zijn er plannen om de elektriciteitsverbindingen met de omringende landen te versterken. Netbeheerder Tennet heeft in het eerste halfjaar van 2024 4,6 miljard euro geïnvesteerd in uitbreidingen en verzwaring van het hoogspanningsnet. In de afgelopen vier jaar is 13 miljard euro besteed. Tennet gaat de komende 10 jaar ongeveer 60 miljard euro in het hoogspanningsnet investeren. Daarmee wordt de capaciteit van 600 km aan hoogspanningslijnen verhoogt en komen er ongeveer 400 km aan lijnen bij. Tot 2050 besteden de netbeheerders 160 miljard euro aan verzwaringen van het net. Het kabinet leent netbeheerder Tennet maximaal 25 miljard euro om te voorkomen dat de verzwaring van het stroomnet vertraging oploopt. De vijf grootste Nederlandse pensioenfondsen willen vele miljarden investeren in de uitbreiding en verzwaring van het elektriciteitsnet. Ook het aansluiten van de windparken op de Noordzee op het hoogspanningsnet vergt grote investeringen. Een deel van de investeringen is gebruikt voor de ontwikkeling van stopcontacten op zee, die de grote hoeveelheden energie van windparken moeten kunnen ontvangen en doorgeven naar het vaste land. Tennet wil na 2030 14 zogenaamde twee gigawatt platformen in zee zetten. De prijs voor transport van elektriciteit gaat, door al deze investeringen, in de toekomst flink stijgen. Daardoor zal ook de totale elektriciteitsprijs gaan stijgen. Nu betalen alleen de afnemers van elektriciteit de transportkosten. De ACM (Autoriteit Consument en Markt) onderzoekt de mogelijkheid of ook de productiebedrijven niet bij kunnen dragen aan de transportkosten en daarmee aan de bouw van nieuwe transformatorstations, kabelverbindingen en stopcontacten op zee [Volkskrant].

Aanbod van elektriciteit. Tot nu toe wordt de fluctuerende hoeveelheid hernieuwbare elektriciteit opgevangen door conventionele centrales. Tenzij er maatregelen worden genomen zijn er, ondanks de grote hoeveelheid opgewekte wind en zonne-energie, straks ongeveer evenveel gascentrales nodig als nu, om genoeg elektriciteit te kunnen leveren op momenten dat de zon niet schijnt en het niet waait. Deze gascentrales worden dan niet optimaal gebruikt, ze staan vaak stil. Dus hoewel de kosten voor energie uit wind en zon dalen, leidt de energie transitie niet automatisch tot lagere kosten. Dit komt door de hogere kosten van opwekking bij windstil weer en geen zon. Op het moment dat gascentrales gaan draaien zal de stroom extreem duur zijn vanwege de hogere kosten voor aardgas en CO₂. Ook de transportkosten van elektriciteit stijgen doordat Nederland zijn elektriciteitsnetten verzwaart. Met het uitbreiden van de opslagcapaciteit voor elektriciteit kan een sterkte kostenstijging worden tegengegaan [Volkskrant].

Afname van elektriciteit. Hierboven is aangegeven dat het elektriciteitsnet op dit moment niet goed ingericht is voor de aanbodzijde van elektriciteit. Maar ook aan de afnemerszijde zijn er problemen. In het kader van de energietransitie stappen bedrijven, instellingen en huishoudens massaal over van gas op elektriciteit. Industrieën willen overschakelen over op elektrische technieken en transportbedrijven naar elektrisch vervoer. De vraag naar stroom groeit veel harder dan het tempo waarop de netwerken kunnen worden uitgebreid. De distributienetten in woonwijken en bedrijventerreinen lopen daardoor vol. In woonwijken komt dat vooral door piekbelasters zoals elektrische auto's, inductie kookplaten en warmtepompen. In bijna driekwart van Nederland is het op dit moment niet mogelijk om een nieuw contract af te sluiten voor de grootschalige afname van elektriciteit. De maximale capaciteit van het elektriciteitsnet is daar bereikt. Bijna 10.000 bedrijven en instellingen wachten op een aansluiting op het stroomnet. De wachttijd op een nieuwe aansluiting kan oplopen van 5 tot 10 jaar. Ondernemers bijvoorbeeld moeten daardoor de opbouw van een elektrisch wagenpark uitstellen totdat het netwerk uitgebreid is. Sommigen bedrijven en instellingen gaan over op het opwekken van stroom met dieselaggregaten, anderen stappen steeds vaker naar de rechter als ze te lang moeten wachten op een aansluiting op het elektriciteitsnet. Scholen, ziekenhuizen, nieuwe woonwijken en andere gebruikers met een groot maatschappelijk belang worden vanaf 2024 met voorrang aangesloten op het elektriciteitsnet. Ook bedrijven die elektriciteit opslaan op momenten dat elektriciteit goedkoop is, en weer verkopen als er een grote vraag naar elektriciteit is, worden met voorrang op het net aangesloten [Volkskrant].

Maatregelen tegen overbelasting. In de provincie Utrecht dreigt in 2026 ongecontroleerde stroomuitval door overbelasting van het net. Het plan om van het gas af te gaan en over te gaan op elektrische warmtepompen wordt voorlopig stilgezet. In plaats van elektrische warmtepompen worden hybride warmtepompen geïnstalleerd. Ook wordt gedacht aan het tijdelijk uitschakelen van laadpalen voor elektrische auto's. Om het risico van grote stroompieken op zonnige momenten beter te kunnen beheersen installeerde Eneco, bij zakelijke klanten die op hun dak meer dan 100 panelen hebben liggen, een apparaat waarmee de opgewekte stroom op afstand beperkt kan worden. In Zeeland werd een proef gestart waarbij aan huishoudens wordt gevraagd om de komende weken hun zonnepanelen ongeveer 10 keer handmatig uit te zetten. Daarvoor ontvangen zij dan een vergoeding. Het doel van deze proef is om na te gaan hoe bereidwillig huishoudens zijn om te helpen met het ontlasten van het stroomnet [Volkskrant] [Volkskrant].

Opslag van elektriciteit. Het elektriciteitsnet wordt aangepast aan de groei van hernieuwbare elektriciteit, onder andere door de verbindingen sneller te verzwaren en door meer opslagcapaciteit neer te zetten. Zo is bijvoorbeeld de capaciteit van het Zeeuwse stroomnet, dat sinds halverwege 2023 vol zat, vergroot door de installatie van grote batterijen en een extra transformator. Niettemin is de verwachting dat particulieren en bedrijven zullen zeker nog 10 jaar overlast hebben van een overbelast distributienet [Volkskrant].

Modellering elektriciteitsnet. In de TU Delft is een digitale kopie van het Nederlandse elektriciteitsnet in ontwikkeling waarin alle elementen van het net worden nagebootst. Het model bevat onder andere elektriciteitscentrales, hoogspanningsverbindingen, kabels, zware industrie, windparken, zonneparken en elektriciteitsopslag. Dit rekenmodel kan bijvoorbeeld gebruikt worden om na te gaan wat het effect is van windparken op zee met gelijkspanningsverbindingen naar land inclusief de stroomomvormers. Het rekenmodel kan ook worden gebruikt om te bepalen waar opslageenheden het best kunnen worden neergezet [Volkskrant].

Belastingsturing

De energie transitie leidt tot een overvol stroomnet. De netcapaciteit is meestal gebaseerd op de maximale vraag die de bedrijven verwachten. Maar deze piekmomenten komen zelden voor. Meestal is er sprake van een lagere belasting van het elektriciteitsnet. Met belastingsturing kan het tijdstip van transport worden beïnvloed en kan de volledige capaciteit van het net toch worden benut. Bijna alle bedrijven die veel elektriciteit gebruiken doen aan belastingbesturing: de stroom wordt gebruikt in tijden dat de elektriciteitsprijs laag is of zelfs negatief [Volkskrant].

Vattenfall gaat op een andere manier inspelen op lage energieprijzen. Het bedrijf gaat een grote elektrische boiler bouwen met een vermogen van 150 MW. Daarmee kunnen twintigduizend woningen van warmte worden voorzien. De boiler wordt verwarmd met hernieuwbare elektriciteit, vooral op die momenten wanneer er veel elektriciteit van windmolens en zonnepanelen beschikbaar is tegen een lage prijs. Het bedrijf Royal Avebe speelt op vergelijkbare wijze in op fluctuerende elektriciteitsprijzen. Het heeft voor de productie van heet water drie elektrische boilers aangeschaft. Is er veel aanbod van hernieuwbare energie uit zon en wind, dan is de elektriciteitsprijs laag en wordt de elektrische boiler ingezet. Is het aanbod groene elektriciteit daarentegen laag, dan wordt de aanwezige warmtekrachtcentrale gebruikt om warm water te produceren. Ook de papierfabriek Sappi kon, ondanks het feit dat het elektriciteitsnet vol zat, toch een elektrische boiler installeren onder de voorwaarden dat de boiler alleen aangezet werd buiten de piekuren en als er een overvloed van elektriciteit is. Het bedrijf Spectral ontwikkelt programmatuur waarmee de netcapaciteit optimaal kan worden benut. De elektriciteitsvraag wordt bewaakt, bij te veel vraag worden er afnemers afgeschakeld of er worden batterijen aangesproken [Volkskrant].

Transport van waterstof

De Gasunie is begonnen met de aanleg van het eerste waterstofnetwerk in Nederland en Europa. De eerste 30 km wordt aangelegd tussen de tweede Maasvlakte en Pernis. Het Nederlandse waterstofnetwerk moet uiteindelijk bijna 1200 km lang worden. Het netwerk zal voor 85% worden opgebouwd uit gasleidingen die worden aangepast voor het transport van waterstof. Het netwerk maakt het mogelijk waterstof te importeren en transporteren naar binnen- en buitenland en op te slaan. Het netwerk moet grote industriële gebieden in Nederland en omliggende landen met elkaar gaan verbinden. De kosten van de bouw bedragen ongeveer anderhalf miljard euro. In de toekomst kan waterstofgas een alternatieve brandstof zijn voor steenkool en aardgas. Bijvoorbeeld Tata Steel in IJmuiden zet in op productie van staal op basis van waterstof om de staalproductie te verduurzamen [Volkskrant].

Over grote afstanden is waterstof is alleen goed te vervoeren onder zeer hoge druk of bij extreem lage temperaturen, als vloeistof. Gemakkelijker is het om waterstof eerst om te zetten in een waterstofdrager, zoals ammoniak (NH₃), en dat te transporteren. In Nederland kan het aangevoerde ammoniak dan weer omgezet worden in waterstof. De ammoniak kan ook direct worden gebruikt als CO₂-vrije brandstof of voor kunstmestproductie [Volkskrant].