Help de energietransitie en je portemonnee – zet je zonnepanelen eens uit

De energietransitie is in Nederland relatief laat en langzaam op gang gekomen ten opzichte van de ons omringende landen, maar de afgelopen jaren is de versnelling ingezet. Vooral op het gebied van zonnepanelen doet Nederland het goed; na Australië heeft ons land de meeste zonnepanelen per persoon. Dit heeft er mede toe geleid dat vorig jaar 46 procent van alle verbruikte elektriciteit (niet energie[1]) uit hernieuwbare bronnen kwam. In Nederland zijn dat hoofdzakelijk zon en wind. De afgelopen vijf jaar is het geïnstalleerde vermogen van zonnepanelen vervijfvoudigd tot bijna 24 GW (zie figuur 1). Dit is al meer dan de piekvraag naar elektriciteit in Nederland en nagenoeg gelijk aan het geïnstalleerde vermogen van alle gas-, kolen-, afval-, kern- en biomassacentrales samen.

[1] Van het totale energieverbruik was 17 procent hernieuwbaar.

Op zeer zonnige momenten kunnen de zonnepanelen die Nederland nu al heeft voorzien in onze totale vraag naar elektriciteit. Ondanks dat de elektriciteitsvraag door elektrificatie van een deel van het energieverbruik zal stijgen, neemt het aantal uren waarop er een overschot is aan wind- en zonnestroom alleen maar toe. Er komen immers ook veel windturbines en zonnepanelen bij. Vraag en aanbod van elektriciteit moeten echter op elk moment aan elkaar gelijk zijn, anders raakt het elektriciteitssysteem instabiel en kunnen stroomstoringen ontstaan. Vóór de energietransitie werd het elektriciteitssysteem vrijwel volledig gebalanceerd door het aanbod van elektriciteit aan te passen aan de vraag. Bij een lage vraag naar elektriciteit gingen gas- en kolencentrales minder elektriciteit produceren en bij een hoge vraag meer. Onderdeel van de energietransitie is dat de vraag naar elektriciteit voor een deel flexibel wordt en meebeweegt met het aanbod. Toch komt het grootste deel van de flexibiliteit om vraag een aanbod op elkaar af te stemmen nog steeds vanuit het aanbod. Alleen worden gas- en kolencentrales steeds vaker ‘uit de markt gedrukt’. Aangezien zonnepanelen en windturbines lagere marginale kosten hebben[2], worden fossiele centrales alleen nog aangezet als er niet voldoende wind en zon is om voldoende elektriciteit te kunnen produceren. Daarom is het belangrijk dat windturbines en zonnepanelen ook actief worden aangestuurd. Uiteraard kunnen zij bij een hoge elektriciteitsvraag alleen meer elektriciteit produceren als daarvoor ook voldoende wind en/of zon aanwezig is. Ze kunnen echter wel minder elektriciteit produceren als de elektriciteitsvraag laag is. Alleen zijn veel zonnepaneelsystemen op daken bij huishoudens en kleine bedrijven daar nog niet op ingericht. Eind 2023 lag er al voor ruim 10 GW aan zonnepanelen op daken van woningen.[3] Daar komen de panelen bij kleine bedrijven nog bij, die doorgaans ook niet worden aangestuurd. De hoeveelheid zonnepanelen op daken bij huishoudens en kleine bedrijven zal alleen maar toenemen.

[2] Marginale kosten zijn de kosten voor de productie van 1 extra product, in dit geval de kosten voor de productie van 1 extra MWh aan elektriciteit. Investeringskosten maken geen onderdeel uit van de marginale kosten.

[3] Bron: CBS. Vermogen zonnepanelen iets minder sterk toegenomen in 2023. Pagina gepubliceerd op: 17-06-2024.

Zoals gezegd moet het elektriciteitssysteem op elk moment in balans zijn. Als dat niet het geval is – bijvoorbeeld doordat er een overschot is aan zonnestroom – moet hiervoor worden gecorrigeerd. Netbeheerder TenneT coördineert dit en vraagt marktpartijen om productie af te schakelen en/of vraag op te schakelen.[4] Marktpartijen die hier gehoor aan geven, krijgen daarvoor een vergoeding. Deze kosten worden vervolgens via de energieleveranciers doorberekend aan de consument. Daarnaast sluit TenneT contracten af met marktpartijen om apparaten beschikbaar te houden om meer of minder elektriciteit te produceren of te consumeren. Deze kosten worden via de netbeheerders doorberekend aan de consument.

In Nederland is een trend gaande waarbij er steeds meer momenten zijn met een overschot aan elektriciteit. TenneT moest de eerste helft van dit kalender jaar zelfs vaker noodvermogen inzetten om te compenseren voor overschotten dan voor tekorten, met kosten die gemiddeld genomen 70 procent hoger liggen dan die van vorig jaar.[5] Overschotten aan elektriciteit kosten huishoudens en bedrijven indirect dus geld, want de kosten voor het balanceren van het systeem worden uiteindelijk aan hen doorberekend. Een van de gemakkelijkste en goedkoopste manieren om te corrigeren voor overschotten aan elektriciteit is de productie van windturbines en zonnepanelen afschakelen. Grootschalige wind- en zonneparken worden dan ook in toenemende mate afgeschakeld op momenten met een lage vraag naar elektriciteit en de aanwezigheid van veel zon en/of wind. Als huishoudens dit ook massaal zouden doen, kan dit tot lagere kosten leiden om het systeem in balans te houden. Andersom kunnen de balanceringskosten flink oplopen als het geïnstalleerde vermogen van niet-aanstuurbare zonnepanelen blijft toenemen.

[4] Een overschot aan elektriciteit kan ook worden geëxporteerd, maar niet altijd en ook lang niet altijd volledig.

[5] Het betreft de gemiddelde prijs voor geactiveerd mFRR afregelvermogen. Bron: TenneT, RaboResearch 2024.

Een overschot aan zonnestroom kan niet alleen leiden tot meer kosten om het elektriciteitssysteem stabiel te houden, in het ergste geval kan er ook een stroomstoring optreden. Hoewel omvormers van zonnepanelen worden afgeschakeld op het moment dat er lokaal te veel stroom wordt ingevoed, kan er landelijk nog steeds een overschot aan (zonne)stroom ontstaan. Als het TenneT en de markt vervolgens niet lukt om dit overschot weg te werken, kan dit in het uiterste geval leiden tot een stroomstoring. Dit is uiteraard een ongewenste situatie die zoveel mogelijk moet worden voorkomen. Het aansturen van zonnepanelen op daken kan hierbij helpen.

Op momenten met een lage vraag naar elektriciteit en een groot aanbod zijn de prijzen op de belangrijkste groothandelsmarkt voor elektriciteit – de day-aheadmarkt – vaak laag of zelfs negatief. Het aantal uren met negatieve prijzen is de afgelopen jaren gestegen van 0 in 2018 tot 316 vorig jaar.[6] Over het eerste half jaar van 2024 staat de teller al op 233. Deze prijzen ontstaan tot nu toe doorgaans midden op de dag, wanneer er veel aanbod is van zonnestroom.

Op de day-aheadmarkt komen elektriciteitsprijzen tot stand door per uur vraag en aanbod bij elkaar te brengen. Partijen[7] geven aan hoeveel elektriciteit ze willen leveren tegen welke prijs (doorgaans de marginale kosten van een elektriciteitscentrale) en hoeveel elektriciteit ze willen afnemen tegen welke prijs. Het punt waar vraag en aanbod elkaar raken, bepaalt de elektriciteitsprijs. Onderstaande figuur is een sterk gesimplificeerd voorbeeld van hoe de prijs op de day-aheadmarkt tot stand komt.

[6] Een niet-schrikkeljaar heeft 8.760 uur.

[7] De day-aheadmarkt is alleen toegankelijk voor Balancing Responsible Parties.

In een perfect functionerende markt ontstaan geen negatieve prijzen. Aanbieders zijn normaal gesproken namelijk niet bereid om een product aan te bieden als de prijs die ze daarvoor ontvangen lager is dan de kosten die ze maken om het product te produceren. In een perfecte markt is het aanbod van producten dus nul bij negatieve prijzen. Het feit dat de elektriciteitsprijs tegenwoordig soms onder nul ligt, geeft aan dat de elektriciteitsmarkt is verstoord. Dit komt onder andere door niet-aanstuurbare zonnepanelen op daken.[8] Het aanbod van deze zonnestroom reageert namelijk niet op groothandelsprijzen.[9] Huishoudens hoeven doorgaans immers niet te betalen voor de levering van zonnestroom op momenten dat die stroom op de groothandelsmarkt niks waard is of zelfs geld kost. Zelfs met de invoering van terugleverkosten is het voor huishoudens over het algemeen nog steeds interessant om elektriciteit te leveren aan het net, ook op de momenten dat het elektriciteitssysteem daar eigenlijk niet op zit te wachten en de prijs van elektriciteit op de groothandelsmarkt zwaar negatief is. Vrijwel al het aanbod van zonnestroom van daken is dus volledig prijsinelastisch: oftewel het aanbod reageert niet op marktprijzen. En dat heeft gevolgen. Want dit betekent dat het vermogen van niet-regelbare en dus prijsinelastische zonnepanelen te allen tijde de facto tegen de nu geldende minimale prijs van -500 euro/MWh op de day-aheadmarkt wordt aangeboden, waardoor de elektriciteitsprijs negatief kan worden. Dit is te zien in figuur 3.

[8] Verder zijn er ook zogenaamde must-run centrales die bereid zijn (korte tijd) tegen negatieve prijzen elektriciteit te leveren omdat ze moeilijk of tegen hoge kosten zijn af te schakelen, of omdat ze nodig zijn voor bepaalde industriële processen. Daarnaast kan het voor grootschalige wind- en zonneparken die SDE++-subsidie ontvangen interessant zijn om bij licht negatieve prijzen door te blijven produceren. Dergelijke assets bieden hun vermogen soms dus ook aan tegen negatieve prijzen op de day-aheadmarkt. In deze gevallen zijn de marginale kosten dus niet bepalend voor het bedrag waartegen deze assets worden aangeboden op de day-aheadmarkt.

[9] Met uitzondering van een kleine groep consumenten met een dynamisch contract en/of consumenten die worden aangestuurd op de onbalansprijs.

Negatieve prijzen klinken wellicht gunstig, maar op langere termijn kan dit de energietransitie remmen. Eigenaren van wind- en zonneparken willen hun investering namelijk wel terug kunnen verdienen en dat kan lastig zijn bij lage prijzen. Lage en zelfs negatieve elektriciteitsprijzen kunnen er dus voor zorgen dat de doelen rondom de energietransitie niet worden behaald, of dat bijvoorbeeld meer investeringen in relatief dure batterijen nodig zijn. Hoe meer niet-regelbaar en inelastisch vermogen aan zonnepanelen (en andere elektriciteitscentrales) staat opgesteld, hoe vaker lage elektriciteitsprijzen voorkomen en hoe moeilijker het wordt om investeringen in hernieuwbare energie terug te verdienen.

Daarom zou het goed zijn als kleinverbruikers (huishoudens en kleine bedrijven) hun zonnepanelen af en toe (laten) uitzetten. Nu doet alleen een zeer beperkte groep consumenten met dynamische elektriciteitscontracten dat. Bij dit type contract wisselt het elektriciteitstarief per uur, waarbij het tarief is gekoppeld aan de elektriciteitsprijs op de day-aheadmarkt. Daar komen vervolgens nog een marge voor de energieleverancier, energiebelasting en btw bovenop. Af en toe zijn de elektriciteitsprijzen op de groothandelsmarkt zó laag, dat deze zelfs inclusief marge, belasting en btw een negatief tarief opleveren. Klanten met een dynamisch contract moeten op die momenten geld betalen om zonnestroom in te voeden op het net. Dit is een prikkel om dat vooral niet te doen. Dat kan op twee manieren: de opgewekte elektriciteit zelf direct verbruiken of de omvormer automatisch laten afschakelen, bijvoorbeeld via een app.[10] Hierdoor wordt het elektriciteitssysteem niet opgezadeld met nóg meer stroom waar op dat moment geen behoefte aan is.

[10] Hierbij is het niet verstandig om de omvormer handmatig uit en later weer aan te zetten, want daar kan het apparaat niet zo goed tegen. Het is beter om de omvormer geleidelijk af te schakelen. De omvormer moet wel geschikt zijn om op deze manier te worden aangestuurd.

Behalve reageren op day-aheadprijzen biedt aan aantal partijen sinds kort ook de mogelijkheid aan om zonnepanelen van huishoudens en kleine bedrijven af te schakelen op basis van de onbalans in het elektriciteitssysteem. Klanten die hieraan meedoen, krijgen er geld voor. Het uitzetten van je zonnepanelen op de juiste momenten kan dus geld opleveren. Andersom zullen klanten die niet flexibel zijn in hun productie en consumptie van elektriciteit tegen hogere tarieven aanlopen.

Sommige mensen vinden het een gek idee om zonnepanelen af en toe uit te zetten. Dan is het goed om te weten dat ook gas- en kolencentrales lang niet altijd op volle toeren draaien. Uiteraard is het zaak om de potentie van groene stroom zo goed mogelijk te benutten. Dat kan door de elektriciteitsvraag zoveel mogelijk te verschuiven naar de momenten waarop er aanbod is van groene elektriciteit. Daarnaast kan een overschot aan wind- en zonnestroom deels worden opgeslagen in batterijen. Er is echter aanzienlijk minder batterijvermogen beschikbaar dan het overschot aan opgesteld vermogen van zonnepanelen en windturbines als het weer gunstig is. Dat zal zo blijven, aangezien het economisch onaantrekkelijk is om de totale opslagcapaciteit af te stemmen op de paar uur per jaar met de grootste overschotten. Er zullen dus altijd momenten met overschotten zijn. Ook elektrolysers zullen in de toekomst een deel van het overschot aan wind- en zonnestroom gaan absorberen voor de productie van waterstof, maar het is nog erg onzeker hoeveel elektrolysers er precies gaan komen. Het afschakelen van windturbines en zonnepanelen zal daarom hoe dan ook onderdeel uitmaken van het energiesysteem. Dat is niet erg. We hebben meer windturbines en zonnepanelen nodig voor de momenten waarop er niet veel wind en niet veel zon staat. Maar om het energiesysteem van de toekomst betrouwbaar en betaalbaar te houden, moeten we die windturbines en zonnepanelen op bepaalde momenten vooral géén stroom op laten wekken.

Deze column is eerder (zonder tekstkader) gepubliceerd bij Energiepodium.nl.