Voorbeelden van macro-Energy Hubs
Zoals hiervoor reeds benoemd zijn er vele vormen van
macro-Energy Hubs denkbaar. Deze zijn afhankelijk van de
locatie waar een hub wordt verlangd en het aanbod en de
vraag naar energie. Hierna volgen enkele voorbeelden.
1. Offshore Energy Hub
Een offshore Energy Hub zet elektriciteit uit bijvoorbeeld windparken op een efficiënte wijze om in vormen van energie die passen bij de vraag. In het voorbeeld van Figuur 4 zijn dit waterstof en gelijkstroom.
Een offshore Energy Hub zet elektriciteit uit bijvoorbeeld windparken op een efficiënte wijze om in vormen van energie die passen bij de vraag. In het voorbeeld van Figuur 4 zijn dit waterstof en gelijkstroom.
Figuur 4. Visualisatie van een offshore Energy Hub.
Innovatie en Energy Hubs
Om de ontwikkeling van Energy Hubs te kunnen realiseren is op veel thema’s innovatie nodig. Dit in de eerste plaats op systeemniveau. Waar in Nederland willen we Energy Hubs, bezien vanuit zowel een energievoorzieningsperspectief als vanuit andere economische en maatschappelijke behoeften? Welke integratieopties met andere hubs zijn hierbij nodig of gewenst? Andere collectieve kennisvragen zijn gericht op het ontwerpen van adequate businessmodellen die zowel collectieve als individuele systeemeisen ondersteunen en rekening houden met zowel publieke als private belangen. Tenslotte is het noodzakelijk te weten welke regelgeving de rol en het functioneren van Energy Hubs optimaal faciliteert. Voor het efficiënt functioneren van Energy Hubs is ook digitalisering van groot belang. Dit is nodig om de installaties op zichzelf en onderling adequaat te laten werken, voor energiemanagement, voor administratieve en financiële transacties en voor monitoring en control. Ook hier zijn nog kennis- en innovatievragen, bijvoorbeeld wat betreft datamanagement en AI.
Daarnaast is er nog onderzoek en ontwikkeling nodig op specifieke onderdelen van Energy Hubs. Dit kunnen technische thema’s zijn, maar ook economische (welke verdienmodellen zijn passend?), sociale (hoe zorgen we ervoor dat burgers en bedrijven Energy Hubs op een maatschappelijk gewenste wijze gebruiken?) en/of governance-gerelateerde (wat zijn de eigendomsverhoudingen en besluitvormingsprincipes?). Energy Hubs zijn opgebouwd met een combinatie van verschillende geïntegreerde technieken. Hierdoor zijn ze complex en vragen bovendien vaak kostbare investeringen. Ook hiervoor zijn innovaties nodig.
De Topsector Energie, Programma Systeemintegratie heeft als ambitie om deze innovaties te stimuleren, zodat de ontwikkeling van Energy Hubs wordt versneld.
Om de ontwikkeling van Energy Hubs te kunnen realiseren is op veel thema’s innovatie nodig. Dit in de eerste plaats op systeemniveau. Waar in Nederland willen we Energy Hubs, bezien vanuit zowel een energievoorzieningsperspectief als vanuit andere economische en maatschappelijke behoeften? Welke integratieopties met andere hubs zijn hierbij nodig of gewenst? Andere collectieve kennisvragen zijn gericht op het ontwerpen van adequate businessmodellen die zowel collectieve als individuele systeemeisen ondersteunen en rekening houden met zowel publieke als private belangen. Tenslotte is het noodzakelijk te weten welke regelgeving de rol en het functioneren van Energy Hubs optimaal faciliteert. Voor het efficiënt functioneren van Energy Hubs is ook digitalisering van groot belang. Dit is nodig om de installaties op zichzelf en onderling adequaat te laten werken, voor energiemanagement, voor administratieve en financiële transacties en voor monitoring en control. Ook hier zijn nog kennis- en innovatievragen, bijvoorbeeld wat betreft datamanagement en AI.
Daarnaast is er nog onderzoek en ontwikkeling nodig op specifieke onderdelen van Energy Hubs. Dit kunnen technische thema’s zijn, maar ook economische (welke verdienmodellen zijn passend?), sociale (hoe zorgen we ervoor dat burgers en bedrijven Energy Hubs op een maatschappelijk gewenste wijze gebruiken?) en/of governance-gerelateerde (wat zijn de eigendomsverhoudingen en besluitvormingsprincipes?). Energy Hubs zijn opgebouwd met een combinatie van verschillende geïntegreerde technieken. Hierdoor zijn ze complex en vragen bovendien vaak kostbare investeringen. Ook hiervoor zijn innovaties nodig.
De Topsector Energie, Programma Systeemintegratie heeft als ambitie om deze innovaties te stimuleren, zodat de ontwikkeling van Energy Hubs wordt versneld.
2. Industriële Energy Hub
Een industriële Energy Hub zet energie, afkomstig uit een of meer verschillende bronnen, om in energiedragers die passen bij een industrieel productieproces en/of in nieuwe producten. In het voorbeeld van Figuur 5 wordt elektriciteit omgezet in groene waterstof. Deze wordt daarna gebruikt voor de productie van duurzame chemische grondstoffen, waarbij de benodigde koolstof, met een DAC-installatie (Direct Air Capture) uit de atmosfeer wordt gehaald.
Een industriële Energy Hub zet energie, afkomstig uit een of meer verschillende bronnen, om in energiedragers die passen bij een industrieel productieproces en/of in nieuwe producten. In het voorbeeld van Figuur 5 wordt elektriciteit omgezet in groene waterstof. Deze wordt daarna gebruikt voor de productie van duurzame chemische grondstoffen, waarbij de benodigde koolstof, met een DAC-installatie (Direct Air Capture) uit de atmosfeer wordt gehaald.
3. Energy Hub op snijvlak platteland / gebouwde omgeving
Energy Hubs zijn ook van belang in het landelijk gebied en in de gebouwde omgeving. In het voorbeeld van Figuur 6 wordt biogas geproduceerd en opgeslagen en daarna middels een WKK installatie in een warmtecentrale omgezet in warmte en elektriciteit. De warmte wordt via een warmtenet geleverd aan een woonwijk. Dit net heeft aardwarmte als extra voeding. Ook deze Energy Hub heeft een smart control faciliteit en kan zo zorgen voor een flexibele energievoorziening.
Energy Hubs zijn ook van belang in het landelijk gebied en in de gebouwde omgeving. In het voorbeeld van Figuur 6 wordt biogas geproduceerd en opgeslagen en daarna middels een WKK installatie in een warmtecentrale omgezet in warmte en elektriciteit. De warmte wordt via een warmtenet geleverd aan een woonwijk. Dit net heeft aardwarmte als extra voeding. Ook deze Energy Hub heeft een smart control faciliteit en kan zo zorgen voor een flexibele energievoorziening.
Figuur 5. Visualisatie van een industriële Energy Hub.
Figuur 6. Visualisatie van een Energy Hub in het landelijk gebied.
4. Mobiliteit Energy Hub
Een mobiliteit Energy Hub zorgt voor een efficiënte levering van energie aan verschillende vervoersmodaliteiten. Het voorbeeld van Figuur 7 heeft een laadplein waar elektrische personenauto’s worden geladen. Daarnaast is een laadstation beschikbaar voor batterij-elektrisch vrachtverkeer, inclusief bussen, en een vulpunt voor waterstof-elektrisch vervoer. Tenslotte heeft deze Energy Hub faciliteiten voor kleinschalig stadsvervoer (‘last mile delivery’). Een elekrolyser zorgt voor de omzetting van lokaal beschikbare elektriciteit in waterstof. Opslag vindt plaats middels centrale batterijopslag en stand-alone waterstoftanks en in batterijen en waterstoftanks van voertuigen. Op deze wijze speelt deze Hub ook een belangrijke rol bij het leveren van flexibiliteit voor het in evenwicht houden van het energiesysteem, met daarin een centrale taak voor de smart control faciliteit.
Het hiervoor weergegeven overzicht toont slechts enkele fictieve voorbeelden van macro-Energy Hubs. In de praktijk zullen vele verschillende varianten ontstaan. Denk hierbij aan Hubs voor de gebouwde omgeving, bedrijventerreinen, laadinfrastructuur voor binnenvaart enz.
Alle hiervoor genoemde voorbeelden hebben naast faciliteiten voor het aanbieden van energie in specifieke vormen en hoeveelheden, ook mogelijkheden om het energiesysteem extra flexibel te maken. Dit zit hem in mogelijkheden voor opslag en conversie van energie en in smart control voor bijvoorbeeld ‘Demand-Response’ mogelijkheden.
Een mobiliteit Energy Hub zorgt voor een efficiënte levering van energie aan verschillende vervoersmodaliteiten. Het voorbeeld van Figuur 7 heeft een laadplein waar elektrische personenauto’s worden geladen. Daarnaast is een laadstation beschikbaar voor batterij-elektrisch vrachtverkeer, inclusief bussen, en een vulpunt voor waterstof-elektrisch vervoer. Tenslotte heeft deze Energy Hub faciliteiten voor kleinschalig stadsvervoer (‘last mile delivery’). Een elekrolyser zorgt voor de omzetting van lokaal beschikbare elektriciteit in waterstof. Opslag vindt plaats middels centrale batterijopslag en stand-alone waterstoftanks en in batterijen en waterstoftanks van voertuigen. Op deze wijze speelt deze Hub ook een belangrijke rol bij het leveren van flexibiliteit voor het in evenwicht houden van het energiesysteem, met daarin een centrale taak voor de smart control faciliteit.
Het hiervoor weergegeven overzicht toont slechts enkele fictieve voorbeelden van macro-Energy Hubs. In de praktijk zullen vele verschillende varianten ontstaan. Denk hierbij aan Hubs voor de gebouwde omgeving, bedrijventerreinen, laadinfrastructuur voor binnenvaart enz.
Alle hiervoor genoemde voorbeelden hebben naast faciliteiten voor het aanbieden van energie in specifieke vormen en hoeveelheden, ook mogelijkheden om het energiesysteem extra flexibel te maken. Dit zit hem in mogelijkheden voor opslag en conversie van energie en in smart control voor bijvoorbeeld ‘Demand-Response’ mogelijkheden.
Wat is systeemintegratie?
Systeemintegratie in het kader van de energietransitie betekent het op een gecoördineerde wijze integreren van ketens van verschillende energiedragers en gebruikssectoren tot één duurzaam, betrouwbaar, betaalbaar en veilig energiesysteem, met een breed maatschappelijk draagvlak. Deze integratie gaat niet alleen om technische, maar ook om economische, sociaal-maatschappelijke en juridische factoren.
Onder technische factoren verstaan we de gehele keten van opwek, transport, conversie, opslag en gebruik van verschillende vormen van energie. Economische factoren omvatten marktmodellen, business cases en financieringsvormen enz. Onder sociaal-maatschappelijke factoren wordt onder andere verstaan: ruimtelijke inrichting, besluitvormingsprocessen en menselijk gedrag. Juridische factoren tenslotte zijn wet- en regelgeving, inclusief het onderliggende vergunningen- en normenkader.
Dit geïntegreerde energiesysteem kent verschillende ruimte- en tijdschalen; van lokaal tot Noordwest Europese schaal en van seconden tot enkele decennia.
Systeemintegratie in het kader van de energietransitie betekent het op een gecoördineerde wijze integreren van ketens van verschillende energiedragers en gebruikssectoren tot één duurzaam, betrouwbaar, betaalbaar en veilig energiesysteem, met een breed maatschappelijk draagvlak. Deze integratie gaat niet alleen om technische, maar ook om economische, sociaal-maatschappelijke en juridische factoren.
Onder technische factoren verstaan we de gehele keten van opwek, transport, conversie, opslag en gebruik van verschillende vormen van energie. Economische factoren omvatten marktmodellen, business cases en financieringsvormen enz. Onder sociaal-maatschappelijke factoren wordt onder andere verstaan: ruimtelijke inrichting, besluitvormingsprocessen en menselijk gedrag. Juridische factoren tenslotte zijn wet- en regelgeving, inclusief het onderliggende vergunningen- en normenkader.
Dit geïntegreerde energiesysteem kent verschillende ruimte- en tijdschalen; van lokaal tot Noordwest Europese schaal en van seconden tot enkele decennia.
Figuur 7. Visualisatie van een mobiliteit Energy Hub.