De markt werkt, het marktontwerp heeft bijstelling nodig. Er is ontegenzeggelijk veel meer netwerkcapaciteit nodig, maar alle congestie voorkomen is zonde. Flexibiliteit is te ontsluiten via een capaciteitsabonnement. En onzekerheden blijven, maar dat is geen excuus om niets te doen.
Deze maand een jaar geleden sprak Laurens de Vries zijn intreerede uit, en werd hij hoogleraar complexe energietransities aan de TU Delft. Zijn leerstoel is gecreëerd door staatsenergiebedrijf EBN, naar het hoogleraarschap heeft hij gesolliciteerd.
De benaming van zijn vakgebied roept de vraag op of er ook niet-complexe energietransities bestaan; het antwoord zal nee luiden. De inhoud is misschien het beste samen te vatten als ‘alles hangt samen’. Het energiesysteem is technisch gezien al complex. Het elektriciteitssysteem misschien het meest, maar toevoeging van gas- en warmtesystemen, en straks een waterstofsysteem, maakt de zaken niet eenvoudiger.
Aan dat technisch complexe systeem voegt De Vries vervolgens de sociale dimensie toe van alle actoren: consumenten (in de breedste zin van het woord: alle afnemers), producenten en netbeheerders. Dat geheel moet vervolgens een transitie doormaken van fossiel naar hernieuwbaar en van vraaggestuurd naar aanbodgestuurd. “Dat gaat niet vanzelf”, zegt De Vries met gevoel voor understatement als hij vlak voor de zomer in zijn werkkamer op de faculteit Technology, Policy and Management aan de Technische Universiteit Delft wordt geïnterviewd. “Het is een groot coördinatievraagstuk.”
Iedereen moet veranderen, en hoe iedereen verandert heeft enorme impact op hoe het systeem eruit komt te zien. Een voorbeeld: de zware industrie. Het maakt voor het energiesysteem nogal uit of een grote industriële verbruiker fossiele brandstoffen blijft gebruiken en zijn CO₂ afvangt en opslaat, of dat hij overschakelt op waterstof of elektrificeert. “Dat heeft een geweldige invloed op de vraag naar energie en dus ook op de energienetten en de behoefte aan opslag. De vraag is: hoe flexibel wordt die industriële afnemer? Dat beïnvloedt weer hoeveel netcapaciteit je nodig hebt. Dus dat hangt allemaal samen. Het is technisch al vrij ingewikkeld om dat uit te rekenen, te optimaliseren. En dan is het volgende niveau, hoe organiseer je dat? En dan: hoe kom je daar? Die transitie, dat je die verandering synchroon doorloopt met al die schakels in de keten, dát is voor mij de complexiteit.”
Laten we eens beginnen bij de markt. Toont 2022 nu aan dat de markt werkt, of is dat jaar -met enorme prijspieken en marktonrust- juist een bewijs van het tegendeel?
“De markt werkte in operationele zin. Mooi aan de marktwerking is dat we gewoon de energiebalans gehandhaafd hebben. Als dat niet was gebeurd, hadden we black-outs gehad. Of de overheid had hardhandig bepaalde gasverbruikers moeten afschakelen. Dat is niet gebeurd. Dat is goed.”
“Maar de markt werkte ook niet, inderdaad, in de zin dat er overwinsten waren en dat de kleinverbruiker een enorm prijsschok kreeg. Betaalbaarheid is altijd ook een doel van de markt geweest. Dat betekent niet alleen dat je gemiddeld over twintig jaar een goede prijs krijgt, maar ook dat je niet ineens een prijsschok krijgt die je niet aankan als bedrijf of huishouden. In elk geval heeft de gasmarkt gefaald om te diversificeren. Elke keer dat er in Europa minder werd geproduceerd, was Rusland het goedkoopste alternatief. We hadden wel LNG-contracten kunnen afsluiten, maar die waren duurder. Dat gaan marktpartijen niet voor je doen.”
Is diversificatie wel een taak van de markt?
“Als iets een publiek goed is, kun je niet aan marktpartijen vragen dat te verzorgen. Daar hadden we niet zo bij stilgestaan.”
Kun je dat de markt verwijten?
“Nee, het marktontwérp. Hetzelfde geldt voor de bescherming van kleine consumenten. En die overwinsten… in de neoklassieke theorie is het zo dat als er overwinsten zijn, er meer investeringen komen in die sector en dan is dat snel weer opgelost. De aanname is dat je heel snel naar een evenwicht gaat. En dat werkt in de praktijk natuurlijk niet zo, want in de meeste technologieën kan je niet zomaar investeren, daar is tijd voor nodig.”
Wat betekent dat voor het huidige marktontwerp?
“Ik denk dat je aan de ene kant naar veel verdergaande kortetermijnprijzen moet. Alle huishoudens een contract met realtime pricing, weg met salderen. En idealiter stappen we op de elektriciteitsmarkt af van dat hele day-aheadsysteem, waar je in één dag de volgende 24 uur cleart. Onze Epex [de spotmarkt, red.] is ingericht op kolencentrales die de volgende dag moeten draaien.” De Vries doelt op de huidige werkwijze, waarbij producenten en grote verbruikers dagelijks voor het middaguur hun programma voor de volgende dag inbieden. Voor regelbare kolen- en gascentrales een heel werkbaar systeem, maar als het elektriciteitssysteem wordt gedomineerd door weersafhankelijke bronnen dan ligt een andere inrichting meer voor de hand. “Je zou ook bijvoorbeeld zes, tien of twaalf uur van tevoren de markt kunnen clearen voor het volgende uur of kwartier, als een soort rolling time horizon. Als je nu je windenergieprogramma moet opstellen, dan heb je een tijdhorizon van 12 tot 36 uur, met een behoorlijke oplopende weersonzekerheid.”
“Alle huishoudens een contract met realtime pricing, weg met salderen.”
“Aan de andere kant moeten we een marktontwerp maken dat producenten ontzorgt, dat zorgt dat je genoeg investering krijgt in hernieuwbaar, in back-upvermogen, in opslag, en bovendien de consument -in de breedste zin van het woord, dus alle afnemers van huishoudens tot Tata Steel- beschermt tegen prijsrisico’s. Grote bedrijven kunnen natuurlijk wel meer aan risicomanagement doen dan huishoudelijke klanten. Dus die kunnen ook meer vrijheid krijgen.”
“Mijn focus is eigenlijk vooral die lange termijn. Het moet allemaal veel vloeiender geïntegreerd worden dan het nu is. Je moet op alle systeemniveaus -elektriciteit, warmte en straks waterstof- flexibiliteit creëren. Warmte kan je goedkoper opslaan dan stroom, dus dat moet je goed integreren. Capaciteitsmarkten lossen een deel van het probleem op, maar die nemen vraagelasticiteit eigenlijk niet mee. We kijken nu naar grote industrieën, maar veel van de flexibiliteit zit straks misschien in elektrische auto’s, of bij het MKB, waar bedrijven misschien geen continu proces hebben maar wel energie-intensief zijn, en ook kunnen schakelen, switchen of flexibel kunnen verbruiken. Flexibiliteit kan overal in het systeem zitten. En daarom zie ik meer iets in wat ik noem een capacity subscription, een capaciteitsabonnement.”
De Vries zette dit nieuwe marktontwerp al eens eerder uiteen in een opinie bij Energeia. Het idee leunt op de gedachte om consumenten (van huishoudens tot Tata Steel) zelf te laten kiezen hoeveel regelbaar productievermogen ze willen contracteren. Afnemers kunnen zelf de afweging maken tussen de kosten van het vastleggen van flexibel vermogen versus de kosten van het terugregelen van verbruik tijdens periodes van tekorten, of bijvoorbeeld de kosten van zelf energieopslag realiseren.
Capacity subscription is dus eigenlijk een soort optiecontract, legt De Vries uit: de consument betaalt een vast, maandelijks bedrag en kan in ruil daarvoor altijd een bepaalde hoeveelheid stroom kopen tegen een vooraf vastgestelde prijs. Dat hoeft natuurlijk niet: bij ruim aanbod van goedkope duurzame stroom koopt hij die; maar als er een tekort is, roept de consument zijn optiecontract af. Huishoudens hoeven hier niet zelf op te studeren, dat doen de energieleveranciers voor hen en baseren daar dan weer nieuwe producten op. En eigenaren van regelbaar elektriciteitsproductievermogen en van energieopslag gebruiken de opbrengsten van de optiecontracten om hun vaste kosten te dekken.
Eigenlijk is dat toch gewoon een capaciteitsmarkt?
“Ja, behalve dat de consument zelf bepaalt hoeveel hij koopt, in plaats van dat de ACM dat met Tennet gaat zitten uitrekenen. En ik verwacht dat er grote baten zijn, vooral in het bedrijfsleven. In de zware industrie is baseload nu heilig. Maar baseload wordt straks gewoon heel duur. Zo’n capaciteitsabonnement laat eigenlijk zien wat de premie is op flexibiliteit. Doordat consumenten wat te kiezen hebben -een optiecontract afsluiten of zelf energie opslaan bijvoorbeeld- en er bovendien concurrentie ontstaat bij het aanbieden van deze contracten, wordt de prijs van de capacity subscription-contracten door de markt bepaald.”
“Ik denk wel dat het, net als met een capaciteitsmarkt, goed gereguleerd moet worden. En misschien dat zelfs de overheid er als een single buyer tussen moet gaan zitten, in elk geval in de transitiefase. Helaas, want dat vermindert die flexibiliteit. Ik denk dat de overheid een aantal langetermijncontracten moet afsluiten met providers van flexibiliteit en die dan doorberekenen aan de consument. En huishoudelijke consumenten moeten sowieso totaal ontzorgd worden. Maar kijk, het mobiele telecomnetwerk is ook waanzinnig ingewikkeld, maar je abonnement niet. Het simpelste bij huishoudelijke consumenten is gewoon een totaal passief systeem: je splitst de stroomrekening in twee delen: een vaste maandelijkse component en een variabele component, die gewoon de marktprijs voor energie reflecteert. Dus het is een soort verplichte gezondheidsverzekering. Je dwingt consumenten om een verzekering te kopen. Maar dan moet je natuurlijk wel zorgen -upstream- dat die verzekering ook werkelijk uitkeert als het nodig is. Dat is die goede regulering waar ik het over had.”
“Als je een snelwegennet hebt waar nooit een file staat, dan heb je gewoon te veel asfalt neergelegd.”
“Dan is er nog de vraag: hoe krijg je de nodige investeringen in hernieuwbare productie los? Ik denk dan aan een systeem met contracts for differences [contracten met een vaste prijsstelling, komt de marktprijs daarboven dan draagt de producent het surplus af aan de overheid, komt de marktprijs eronder dan past de overheid het verschil als subsidie bij, red.]. Ik denk dat dat in principe goed werkt. De essentie is dat je dat risico toch voor een stuk wil wegnemen bij de duurzame producenten. Aan de andere kant moeten er dan wel weer prikkels zijn om op de korte termijn niet te veel over te produceren. Dat er iets slims gebeurt op het moment dat er overproductie is. Dat is een optimalisatievraagstuk, net als de vraag hoeveel transportcapaciteit je nodig hebt om die duurzame stroom van aanbieders naar afnemers te transporteren. Als er nooit congestie optreedt, dan heb je te veel netwerkcapaciteit aangelegd. Wat mij betreft is congestie inherent en niet een transitieverschijnsel. Het is gewoon een deel van die systeemoptimalisatie. Als je een snelwegennet hebt waar nooit een file staat, dan heb je gewoon te veel asfalt neergelegd.”
En dat is zonde?
“Zonde van het geld. Of zonde van de capaciteit die je niet benut.”
De mate waarin is natuurlijk wel relevant. Staat er nu niet iets te veel file?
“We hebben ontegenzeggelijk veel meer netwerkcapaciteit nodig. We zitten aan het begin van de transitie, alle elektrische auto’s en bussen en warmtepompen moeten nog komen. In die zin weet je gewoon dat de netten een heel stuk zwaarder moeten worden. Maar als je een helemaal duurzaam energiesysteem hebt, kan ik me wel voorstellen dat je op een gegeven moment in de piek zoveel duurzaam zou kunnen opwekken, dat dat niet altijd past. Waar dat evenwicht precies ligt, dat weet ik niet.”
Kunnen elektrolysers die pieken niet wegnemen door op die momenten groene waterstof te produceren?
“Elektrolysers zijn ook duur, dus daar komt ook weer een trade-off bij kijken. Die hebben een businesscase nodig waarbij ze veel uren per jaar moeten kunnen draaien. Met elektrolysers haal je een stuk van de piek weg, maar dan zit er altijd nog een stukje piek boven. Dan kan je misschien met vraagelasticiteit nog een deel oplossen -bepaalde vraag kan je makkelijk schuiven. Maar op een gegeven moment blijft er een stuk over dat je beter gewoon maar kan curtailen [stilzetten, red.] dan dat je er nog meer hardware tegenaan gooit. Ook als je de netten veel zwaarder maakt kan er nog steeds af en toe congestie zijn. En in principe is er een bepaald niveau waarop de hoeveelheid congestie gewoon acceptabel is.”
Wanneer bereik je dat optimum?
“Ja, dat is een beetje een vissen naar de vraag: hoe ziet een optimaal energiesysteem eruit in de toekomst? Dat weten we nog niet. Er is op dit moment geen optimaal evenwicht omdat we niet in een evenwicht zitten.”
Kunt u dat toelichten?
“Het concept van optimale congestie is een beetje theoretisch. We zijn in transitie, dus we zitten niet in een evenwicht. Kijk, als we nou nooit iets zouden veranderen aan het gedrag en niks aan de inputmix, dan zou je kunnen uitrekenen: als we zoveel netwerkcapaciteit bijbouwen, dan zijn de congestiekosten lager dan het bouwen van nog meer netwerkcapaciteit.”
“Als je wil dat je nooit te veel investeert, dan investeer je eigenlijk altijd te weinig.”
“Bovendien: elektriciteitsnetwerken uitbreiden kost veel tijd. En dus is er grote onzekerheid over hoe de wereld eruit ziet op het moment dat die netwerkverbindingen gerealiseerd zijn. Dan kan je twee dingen doen. Je kan risico-avers zijn en dan ben je eigenlijk altijd te weinig aan het investeren. Of je kan het goed uitmikken en dan heb je af en toe ook een overshoot. Als je wil dat je nooit te veel investeert, dan investeer je eigenlijk altijd te weinig.”
Waarom hebben we dit tien jaar geleden niet bedacht, toen het nog op tijd was?
“Omdat de energieprijzen laag waren en het kabinet vond het ook niet zo urgent. Het is natuurlijk voor de netbeheerder lastig op het moment dat er weinig gebeurt aan de aanbod- en de vraagkant, om dan te zeggen: wij gaan die netten verzwaren.”
De Vries memoreert de financiële crisis van 2008. Om uit de crisis te komen, kwam de Nederlandse overheid met herstelpakketten ter waarde van miljarden. Hij noemt het een gemiste kans dat die niet in de energietransitie zijn gestoken, en dan met name in de netten. “Ik dacht echt in 2008: nu al die overheidsmiljarden komen gaan we dus even goed die energietransitie in. Want waar kan je die stimuleringspakketten beter kwijt dan in de energie-infrastructuur? Maar goed, dat hebben we niet gedaan. Dus nu zitten we in een haast-situatie.”
“Het liberaliseringsdenken was in 2008 nog heel sterk. Het idee was: de markt gaat de transitie in en wordt daarbij gestuurd door prikkels, vooral het CO₂-mechanisme, met misschien een beetje duurzame energiesteun. En de netbeheerder moet de markt faciliteren. Maar dat kan de netbeheerder dus helemaal niet, omdat hij veel te langzaam reageert, deels ook door trage vergunningverlening. En dan komen er nog personeelsproblemen en financieringsproblematiek bij. Dus dat denkmodel is alleen geschikt voor heel trage veranderingen.”
“Je kan maar beter tijdig de boel in gang zetten en dan gaandeweg leren.”
“Maar dit toont wat mij betreft ook aan: je moet leren als samenleving. Ik vind dat er vaak te veel wordt gedacht: we moeten weten hoe de wereld eruit moet zien en daar moeten we eigenlijk op wachten. Maar er zijn te veel onzekerheden. Je kan daarom maar beter tijdig de boel in gang zetten en dan gaandeweg leren. Dat wil niet zeggen dat we natuurlijk zomaar wat moeten doen.” De Vries gebaart vanaf zijn stoel naar zijn collega’s op gang. “Daarom zitten wij hier ook, voor langetermijnonderzoek. Maar je kan niet doen alsof je alle onzekerheden kan wegrekenen”.
Dat wordt in de politiek wel vaak gesuggereerd.
“Ja, dan kom je op het punt: hoe communiceren wij ons onderzoek. Want modellen worden vaak als een kristallen bol gezien, maar ik zie het meer als: wat als? Meer in scenario’s denken, meer onzekerheden accepteren.”
“Voor de politiek is het belangrijk om harde doelen te stellen, maar wat ik belangrijker vind, is dat we er vol tegenaan gaan. En of dan de stroomvoorziening helemaal CO₂-vrij is in 2035… Als we dan heel veel duurzame energie produceren, vind ik het eigenlijk belangrijker dat wat we niet nodig hebben voor de momentane stroomvraag, een nuttige toepassing vindt, door elektrificatie van transport, van woningen, van de industrie. Je kan beter dát goed regelen, dan dat je heel veel moeite steekt in het wegwerken van de laatste aardgascentrale. Als er elders bijvoorbeeld nog aardgas wordt gebruikt in een of ander chemisch proces, kun je dat beter elektrificeren en accepteren dat je af en toe een gascentrale opregelt. Dat moet je volgens mij meer als één pakket zien. Je moet zorgen dat je subdoelen een beetje in lijn zijn met het overall doel, zodat je niet aan de ene kant €1.000 per ton CO₂-reductie uitgeeft terwijl je aan de andere kant nog een paar heel goedkope opties voor CO₂-reductie laat liggen.”
U zegt het belangrijk te vinden dat er iets gebeurt. Is dat een drijfveer van uw onderzoek? Om de maatschappij te verbeteren?
“Ja. Maar ik ben geen activist. Ik ben ook geen dominee. Ik houd van de analytische kant. Een van de dingen waar ik me steeds meer op richt is: hoe communiceren we de resultaten? Want waar het systeem complexer wordt, worden de modellen complexer.”
“In 2014 zagen we in onze modellen dat er na een jaar of zes, zeven een prijspiek zou gaan optreden op de CO₂-markt; precies zoals ook is gebeurd.” Nuancerend: “Dat is misschien ook een beetje geluk hebben. Het onderliggende principe was eigenlijk heel simpel. Je hebt te veel CO₂-rechten in de markt, en dus een lage prijs. Het aantal rechten dat jaarlijks op de markt komt loopt af, dus op een gegeven moment ga je dat surplus opsouperen. En wij namen aan in onze modellen dat marktpartijen dat verdwijnen van het surplus niet perfect zouden zien aankomen, terwijl bedrijven wel tijd nodig hebben om op zo’n ontwikkeling te reageren, door CCS toe te passen of windparken te bouwen of wat dan ook. Als je die twee samen neemt, dan weet je dat er een CO₂-tekort gaat komen en dat die prijs dus omhoog gaat.”
“De Europese Commissie was toentertijd bezig met de invoering van het marktstabilisatiemechanisme [een manier in het emissiehandelssysteem om overtollige rechten uit de markt te halen, red.]. Voor de werking van zo’n mechanisme is de timing ervan erg belangrijk. Dus dat er in jaar X te veel rechten zijn, wat in jaar Y wordt vastgesteld, om er in jaar Z op te reageren. Als je een regelsysteem hebt met een te lange feedback, dan kan dat gaan flipfloppen. Dat zagen we toen in ons model en dat hebben we gepresenteerd aan de Europese Commissie, met als aanbeveling om die periode zo kort mogelijk te houden. Dat is vervolgens gebeurd. Maar je weet nooit…” De Vries laat een stilte vallen. “Misschien hadden ze dat al lang door. Een van de frustrerende dingen van ons werk is: ze zullen je nooit vertellen wat jouw invloed was.”