Veiliger, slimmer en sneller naar de energietransitie

In 2050 moet bijna alle energie afkomstig zijn van hernieuwbare CO2-neutrale bronnen. Maar is ons elektriciteitsnetwerk daarvoor geschikt? De slimme systemen waar prof. dr. Peter Palensky en dr. Mathijs de Weerdt aan werken, voorkomen problemen en helpen de transitie sneller mogelijk te maken.

De TU Delft onderzoekt met AI welke aanpassingen er nodig zijn om ons huidige elektriciteitsnetwerk gereed te maken voor de energietransitie. Palensky, hoogleraar intelligente energienetwerken, bouwt daarvoor aan een zogeheten digital twin: een digitale versie van ons elektriciteitsnetwerk. Hij onderzoekt daarmee hoe de dynamiek van het elektriciteitsnetwerk verandert als je er bijvoorbeeld grote windmolenparken op aansluit en welke aanpassingen dan nodig zijn om onder meer stroomstoringen te voorkomen. Palensky: "Delft is koploper op dit gebied. Mede dankzij samenwerking met netbeheerders. Wij verbeteren slimme systemen zoals de digital twin op basis van real time data, en zij hebben veel aan onze kennis."

Voorheen was het voor goed beheer voldoende als de netbeheerders alle infrastructuur in kaart brachten. Maar de vraag naar elektriciteit neemt toe doordat vervoer en industrieën steeds meer overstappen op elektrische energiebronnen. En het aanbod raakt afhankelijker van wisselvallige zon-, water- en windkracht. Bovendien komen er door de energietransitie miljoenen (particulieren) stroomproducenten bij, waardoor de vraag richting traditionele producenten grilliger en slechter voorspelbaar wordt. Om te voorspellen wat het effect is van de energietransitie, tegen de achtergrond van veranderende vraag, aanbod en distributie van elektriciteit, is slimme technologie nodig. Palensky: "Met AI kunnen we beter, sneller en veiliger analyseren en oplossingen genereren."

Flexibel gebruik

Aan de algoritmen die daarvoor nodig zijn, werkt dr. Mathijs de Weerdt, universitair hoofddocent Algoritmen voor planning en optimalisatie, en voorzitter van de werkgroep van de Nederlandse AI-Coalitie op het thema Energie en Duurzaamheid. Zijn focus is planning en optimalisatie. De Weerdt: "Voorheen gingen kolencentrales bij piekbelasting harder werken. Flexibele productie dus. Veel efficiënter is flexibel gebruik. Dit maken algoritmen mogelijk." Neem elektrische auto's. Als alle auto's in één wijk gaan laden als de bestuurders thuiskomen om 18 uur, ontstaat piekbelasting. De Weerdt: "Beter is om het laden in te plannen als de vraag en de prijs laag zijn. Dit kan met slimme systemen in de auto's en het netwerk."

Denkomslag

Die denkomslag werpt veel nieuwe vragen op: hoe organiseer je transparante centraal aangestuurde planning van vraag en aanbod, en hoe zorg je dat de consument er geen last van heeft? Je wilt niet dat die ene auto op het eind van de straat steeds net te laat wordt opgeladen. De Weerdt: "Ik zoek eerst naar de flexibiliteit die er is en weinig impact heeft op mensen, zoals die elektrische auto's. En laat zien dat het werkt. Daarna pakken we andere voorbeelden op."

Innovatietempo

De toekomstige energiesystemen zijn complex en omgeven door onzekerheden. De benodigde investeringen zijn groot. Zowel Palensky als De Weerdt zijn overtuigd dat Delft met AI de mogelijkheden kan blootleggen, richting aangeven en oplossingen aandragen. Palensky: "Wij kunnen zorgen voor AI die hanteerbaar, veilig en controleerbaar is door mensen. Tegelijk zien we dat ons innovatietempo hoger ligt dan de politieke besluitvorming. Dit is zorgelijk."

Slimme regelgeving

Vanwege de grote afhankelijkheid van elektriciteit moeten de slimme systemen niet alleen de stroomvoorziening optimaliseren, maar ook de samenleving en haar burgers tevreden houden. Dat vraagt naast slimme technologie ook om slimme regelgeving. De Weerdt. "AI gaat helpen onze hoge levensstandaard te behouden. Daarvoor is wel een sterke overheid nodig, die het bedrijven bijvoorbeeld makkelijker maakt om flexibel om te gaan met energie."

Terug naar overzicht