De mix van verschillende technologische ontwikkelingen maakt 2016 tot een omslagpunt voor de energietransitie. Dat stelt het toonaangevende adviesbureau DNV GL in zijn Technology Outlook 2025.

Op tien gebieden signaleert DNV GL in zijn Technology Outlook 2025 ontwikkelingen die van grote invloed zijn op onze energiehuishouding . ‘De combinatie van die tien en de wijze waarop die elkaar versterken maken dat we ons op een omslagpunt bevinden. Vanaf nu zal de energietransitie gaan versnellen’, zo oordeelt ir. Theo Bosma, medeauteur van het document en programmadirecteur van de onderzoeksgroep elektriciteit van DNV GL. ‘We staan aan de vooravond van een nieuwe energierealiteit waarin de elektriciteitsvoorziening schoon, betrouwbaar en kostenefficiënt zal zijn.’ De auteurs baseren zich op het eigen onderzoek en advieswerk dat DNV GL wereldwijd verricht op het gebied van materialen, wind- en zonne-energie, energieopslag, datacommunicatie en vermogenselektronica.

Wat zijn die tien trends in energietechniek?

Elektrificatie van de energievraag

Naast verlichting en thuisapparaten gaan nu ook transport en warmtevraag elektrificeren. ‘Zowel in het autovervoer als de scheepvaart is er een groei van elektrische en hybride aandrijflijnen ('Elektrische auto gaat markt veroveren'). En warmtepompen zijn heel efficiënt om met de warmte van de buitenlucht of de grond een woning op 20 °C te verwarmen. Tel je dat alles bij elkaar op dan voorziet elektriciteit in vrijwel de totale energievraag van personen . Alleen voor de hoge temperatuurwarmtevraag van de industrie zien we op korte termijn nog geen doorbraak.’

Nieuwe materialen

Coatings voor zonnecellen ('Kleurfilter verdubbelt opbrengst zonnepaneel'), andere halfgeleiders voor vermogenselektronica, nieuwe chemische samenstelling van batterijen, goedkopere permanente magneten, versterkt composiet, al die nieuwe materialen leiden tot meer opbrengst en lagere kosten, zo verwacht Bosma. ‘Voor efficiëntere zonnecellen is er inmiddels een breed palet aan materialen beschikbaar, met als grote belofte perovskiet. Wellicht gaan we toe naar combinaties van verschillende typen. Een efficiëntie van 30 % ligt in het verschiet.’

Digitalisering

Er komen meer data beschikbaar, rekenkracht neemt toe wat de mogelijkheden van optimalisatie van opwekking, transmissie, distributie en gebruik van elektriciteit enorm vergroot. ‘Bijvoorbeeld in het onderhoud van windturbines zijn nu diensten mogelijk die voorheen te ingewikkeld of simpelweg niet mogelijk waren.’

Windenergie: groter en slimmer

Vooral voor de wind offshore worden turbines steeds groter, zodat er meer rendement wordt gehaald uit de hoge kosten van fundering en installatie van de turbine ('Turbines groter en groter'). Er liggen nu al ontwerpen voor een 12 MW turbine op de tekentafel. ‘Ergens zal er wel een maximum zijn. Als we dat hebben bereikt, dan weten we dat we niet verder kunnen en komt de focus volledig op optimalisering te liggen.’ In de aansturing verschuift het accent van de individuele turbine naar het park als geheel. ‘Je kunt de voorste turbines bijvoorbeeld wat zachter laten draaien, zodat die de achterliggende turbines minder verstoren en daarmee de opbrengst van het park als geheel wordt vergroot.’

Zonne-energie kostendaling

De afgelopen 35 jaar is de prijs van een zonnepaneel bij elke verdubbeling van totaal geplaatste capaciteit met 20 % afgenomen. ‘Die leercurve blijkt heel constant.’ Begin deze week werd bekend dat er in Dubai zonnepanelen worden geleverd waarvan de stroom slechts drie dollarcent per kWh gaat kosten ('Record laagteprijs zonnepark Dubai') . ‘Dat is een belangrijk signaal.’

Opslag

De prijzen voor batterijen zullen de komende jaren sterk dalen ('Kosten autoaccu's dalen snel'), thuisopslag wordt gemeengoed en helpt om piekbelastingen bij consumenten op te vangen. Hoogvermogensopslag, bijvoorbeeld samengeperste lucht, is geschikt voor stabilisering op systeemniveau, bijvoorbeeld als back-up bij prognosefouten bij de opwekking van duurzame energie. ‘Opslag wordt in de toekomst een dienst, waarbij verschillende technieken met elkaar concurreren. Wat op een bepaald moment het meeste oplevert, wordt ingezet.’

Vraagsturing

Technologische ontwikkeling, zoals de aansturing van energievragers en meer intelligentie in het elektriciteitsnet, maakt het mogelijk de elektriciteitsvraag aan te passen aan het aanbod van zon en wind ('Slim stroomnet, gebruiken maar'). Vooral bij de elektriciteitsvraag van warmtepompen, het opladen van elektrische voertuigen, en industriële verwarmings- en koelprocessen is veel flexibiliteit mogelijk. ‘Je moet denken aan een beïnvloedbaar vermogen in de orde van grootte van zo’n 10 % van het totaal geïnstalleerde vermogen.’

Gebouw als energieknooppunt

Met isolatie , warmtepompen, warmteterugwinning en zonnepanelen worden gebouwen energieproducenten. 'We zijn nu heel erg gericht op de nul-op-de-meter woning, maar waarom daar stoppen? Ga er maar van uit dat gebouwen over tien jaar energieproducenten zijn.’ De gebouwen krijgen ook een belangrijke rol in het elektriciteitssysteem. ‘Met opslag, oplaadpunten voor elektrische voertuigen, zelflerende thermostaten worden ze intelligente knooppunten, die een belangrijke bijdrage gaan leveren om het gehele systeem in balans te houden.’

Zelfdenkende elektriciteitsnetten

Met sensoren en digitale controlesystemen gaan elektriciteitsnetten steeds meer zichzelf regelen ('Kabeldokter voorspelt kortsluiting'). Ze vangen spanningsschommelingen op, beperken verstoringen en maken vraagsturing mogelijk. Er zal ook sprake zijn van verdere decentralisatie van de aansturing van het net, om beter in te kunnen spelen op decentrale opwekking en opslag.

Hybride netwerken

Op Europees niveau komt er een supernetwerk dat ervoor zorgt dat verschillende landen en windparken op de Noordzee met elkaar zijn verbonden. Dat gebeurt onder andere met hoogspanning gelijkstroomverbindingen ('Groen licht voor kabel tussen Nederland en Denemarken'). ‘Tot nu toe kennen we die alleen van punt tot punt, ze takken dan aan op het bestaande wisselstroomnet. We staan nu aan de vooravond van de ontwikkeling van de besturingselektronica die nodig is om nu een netwerk van hoogspanning gelijkstroomverbindingen tot stand te brengen.’

 

Het kan nu snel gaan

De Technology Outlook bevat geen scenario’s over hoe de elektriciteitsvoorziening er in 2050 uit zal zien. ‘We hebben ons bewust beperkt tot de door ons gesignaleerde techniekontwikkeling. De boodschap die we willen geven is: het kan nu heel snel gaan met de energietransitie. De technische ontwikkeling op het ene gebied helpt de toepassing op een ander gebied en vice versa. Zorg dus dat je bent voorbereid op de omslag die komen gaat, ook op het gebied van regelgeving en marktordening. Het signaal dat de lage zonneprijs uit Dubai geeft is dat duurzame energie steeds aantrekkelijker markt begint te worden voor investeerders.’