Je hebt het misschien voorbij zien komen: thuisbatterijen die niet alleen op basis van de dynamische stroomprijzen worden aangestuurd, maar ook geld opbrengen door onbalans op het net op te lossen. Hoe werkt dat?
Elke dag kunnen energiemaatschappijen en -producenten hun elektriciteitsverbruik of opwek voor de volgende dag inkopen dan wel verkopen op de zogeheten day-aheadmarkt. Dit gaat per uur en op basis van een blinde veiling. Om 12 uur ’s middags sluit de markt voor de volgende dag en bepaalt het snijpunt tussen vraag en aanbod de prijs en het volume voor elk uur van de volgende dag. Hier komen de day-ahead prijzen uit voort: dit zijn de uurlijkse stroomprijzen waarop dynamische energiecontracten zijn gebaseerd.
Maar daarmee is het nog niet klaar. Het stroomnet moet altijd perfect in balans zijn: elke watt die nu wordt verbruikt, moet ook nu worden opgewekt. Om dat in goede banen te leiden, moeten partijen hun verwachte verbruik en productie per kwartier – het zogeheten energieprogramma (e-programma) – voor de volgende dag doorgeven aan Tennet. Tennet is de beheerder van het Nederlandse hoogspanningsnet en verantwoordelijk voor het in balans houden van het stroomnet.
Omdat dit e-programma per kwartier gaat en de day-aheadmarkt per uur, kan het nodig zijn voor partijen om hun in- en verkoop te verfijnen. Dit kan gedaan worden op de intradaymarkt. Hier kan tot 5 minuten voor levering stroom verhandeld worden. In tegenstelling tot de day-aheadmarkt is dit geen blinde veiling maar een platform waar verkoper en koper onderling een prijs afspreken.
Onbalans
De opwek en het verbruik zijn vooraf zo goed mogelijk op elkaar afgestemd. Maar op het moment zelf blijken er regelmatig fouten in de e-programma’s te zitten: misschien is het veel zonniger dan voorspeld, waardoor zonneparken meer opwekken dan ze in hun e-programma hebben beloofd. Of misschien valt juist de elektriciteitsvraag hoger uit, of zijn er binnen het kwartier schommelingen. Dan is er sprake van onbalans.
Onbalans kan leiden tot stroomstoringen, daarom is het belangrijk dat dit wordt opgelost. Partijen die in staat zijn om hun vermogen snel te verhogen of verlagen, kunnen dit als dienst bij Tennet aanbieden, zodat ze kunnen worden afgeroepen als er onbalans is. Dit gebeurt afhankelijk van de richting van de onbalans:
- Als er meer opwek is dan verbruik, moet er worden afgeregeld. Dit kan op twee manieren: ofwel stroomproducenten gaan minder stroom produceren, ofwel verbruikers gaan meer verbruiken.
- Als er meer verbruik is dan opwek, moet er worden opgeregeld. Ofwel producenten gaan meer produceren, ofwel verbruikers gaan minder verbruiken.
De balanceringsmarkten
Er zijn verschillende markten waarop partijen hun flexibele vermogen aan kunnen bieden. Het eerste redmiddel bij onbalans is de FCR (Frequency Containment Reserve). Op de FCR-markt kunnen partijen bieden die continu en automatisch kunnen sturen op onbalans. Een tweede redmiddel is aFRR (automatic Frequency Restoration Reserve). Partijen op deze markt worden indien nodig door Tennet afgeroepen.
Om aan deze markten mee te mogen doen, moet een partij aan bepaalde eisen voldoen. Zo moet een partij bijvoorbeeld een vermogen van tenminste 1 megawatt (MW, ofwel 1000 kW) kunnen bieden. Partijen die hieraan voldoen, zijn zogeheten BSP’s (Balance Service Providers).
Als je geen BSP bent – en dus niet op deze balanceringsmarkten kan bieden – maar wel een balansverantwoordelijke, kun je wel verdienen aan onbalans. Dit heet passief onbalans of passief balanceren.
Passief onbalans
Energieleveranciers of -producenten zijn balansverantwoordelijken (BRP, Balance Responsible Party). Dat wil zeggen dat ze verantwoordelijk zijn voor het handhaven van de balans binnen hun eigen portfolio. Als een BRP afwijkt van zijn e-programma en dus onbalans veroorzaakt, kan dat kosten met zich meebrengen. Het kan echter ook geld opleveren.
Als er onbalans op het net is, en een BRP heeft onbalans ten opzichte van zijn e-programma dezelfde kant op, dan kost dat deze BRP geld. Hij draagt immers bij aan het probleem. Als de onbalans op het net de andere kant op is dan de onbalans van de BRP, dan helpt de onbalans van de BRP met de stabilisatie van het net. Daarvoor krijgt hij mogelijk een vergoeding.
Onbalans wordt door Tennet per kwartier verrekend. Dit gebeurt tegen de onbalansprijs: doorgaans is dit de hoogst geactiveerde prijs voor opregelen of de laagst geactiveerde prijs voor afregelen op de aFRR. Tennet publiceert elke minuut de huidige onbalansprijzen. Met deze gegevens kan een BRP een keuze maken om zijn eigen onbalans te minimaliseren, of om juist onbalans te veroorzaken op zo’n manier dat het het net helpt, om zo geld te verdienen.
Passief balanceren: een voorbeeld
Stel, er is onbalans op het net omdat er meer opwek is dan verbruik. Een energieleverancier met veel zonnepanelen in zijn portfolio heeft zijn eigen opwek voor dit moment verkeerd ingeschat: het leek erop dat het wat bewolkt zou zijn, maar het is strakblauw. De zonneparken wekken dus veel meer op dan verwacht. De energieleverancier ziet dit, en ziet aan de gegevens van Tennet ook dat zijn onbalans de problemen op het net verergeren, waardoor hij zal moeten betalen voor het afwijken van zijn e-programma.
De energieleverancier kan daarop inspelen: als hij z’n zonnepark uitschakelt, zou hij minder opwekken dan hij volgens zijn e-programma heeft beloofd. Daarmee helpt hij het net om weer in balans te komen, waarmee hij geld kan verdienen.
Bij passief onbalans speelt een balansverantwoordelijke partij dus in op de markt door wel te schakelen, maar zonder te bieden. Aan passief balanceren kleeft echter wel een risico, die afhangt van de regeltoestand.
De regeltoestand
Voor de verrekening van onbalans is de regeltoestand van het kwartier van belang. Deze geeft de staat van het elektriciteitsnet in dat kwartier weer. De regeltoestand kan -1, 0, 1 of 2 zijn.
- Als er niet hoefde te worden opgedeeld of afgeregeld in het kwartier, is de regeltoestand van dat kwartier 0.
- Als er moest worden afgeregeld, is de regeltoestand -1.
- Als er moest worden opgeregeld, is de regeltoestand 1.
- Als er binnen een kwartier zowel moest worden afgeregeld als opgeregeld1, dan is de regeltoestand 2.
Alleen bij regeltoestand -1 en 1 kan een balansverantwoordelijke partij verdienen aan passief onbalans. Bij regeltoestand 2 moet iedereen die onbalans had ten opzichte van z’n e-programma, daar namelijk voor betalen. Deze regeltoestand is echter pas achteraf bekend. De afgelopen jaren had gemiddeld 8% van de kwartieren regeltoestand 2.
Een partij die passief balanceerde op de onbalans die er het eerste deel van een kwartier was, kan dus onaangenaam verrast worden als aan het einde van dat kwartier de richting van de onbalans omslaat. Deze partij heeft dan mogelijk geen tijd meer om zijn onbalans binnen dit kwartier te corrigeren en zal dan moeten betalen voor het feit dat hij afweek van zijn e-programma.
Dit is dus een risico van passief balanceren. Voor de aFRR-markt geldt dit niet: partijen die door Tennet zijn afgeroepen, krijgen daar ongeacht de regeltoestand voor betaald.
Onbalansprijzen
De onbalansprijzen zijn gebaseerd op de prijs die Tennet moet betalen aan andere partijen voor het oplossen van de onbalans. Dit gebeurt bij aFRR op basis van de biedladder (merit order): elke BSP heeft een prijs geboden voor zijn regelvermogen voor het betreffende kwartier op de aFRR-markt. Alle biedingen worden vervolgens gerangschikt op prijs.
Als er onbalans is, wordt de goedkoopste partij als eerste afgeroepen. Als die niet voldoende vermogen heeft, wordt de volgende partij afgeroepen. Dit gebeurt net zolang totdat er voldoende vermogen is afgeroepen. Iedere partij die geactiveerd is, krijgt vervolgens de prijs van het hoogste geactiveerde bod. Een partij kan dus uiteindelijk een veel betere prijs krijgen dan het bod dat hij heeft gedaan. Hier kunnen flinke uitschieters in voorkomen:
Voor opregelen zijn de prijzen altijd positief. Dit betekent dat Tennet deze prijs betaalt aan de geactiveerde BSPs. Voor afregelen komen zowel positieve als negatieve prijzen voor. In dit geval zijn negatieve prijzen de prijzen die Tennet aan de BSPs betaalt.
Een positieve prijs voor afregelen betekent dat de BSP betaalt aan Tennet om te helpen de onbalans op te lossen. Neem bijvoorbeeld een gascentrale: als deze gaat afregelen, betekent dat dat hij minder stroom op hoeft te wekken, en dus minder gas hoeft te verstoken. Als hij minder betaalt om af te regelen dan wat hij anders aan gas kwijt zou zijn, levert dat al financieel voordeel op. Daarom is hij dus best bereid om te betalen om af te regelen.
Thuisbatterijen en onbalans
Als je een thuisbatterij hebt en een dynamisch energiecontract, kun je je batterij aansturen op de uurlijkse stroomprijzen: door de batterij te laden als de prijs laag is, en te ontladen als de prijs hoog is, kun je het prijsverschil benutten. Je kan echter niet zelf sturen op onbalans. Omdat je als individueel huishouden geen BRP bent, krijg je hier geen geld voor. Maar als een energieleverancier jouw batterij samen met andere batterijen aan kan sturen, kan hij daarmee wel geld verdienen op onbalansmarkten en jou daarvoor een vergoeding geven.
Hoeveel hier precies mee te verdienen is, hangt onder andere af van de onbalansprijzen. Zoals in de bovenstaande grafieken te zien, is de maximale prijs die je voor passief onbalans kan krijgen zeker de laatste maanden van 2023 sterk opgelopen. De gemiddelde prijs is echter redelijk constant gebleven. Daarnaast kan passief balanceren dus ook nadelig uitpakken als de richting van de onbalans omslaat en de regeltoestand 2 wordt.
Als een energieleverancier jouw batterij gebruikt om passief te balanceren, is het dus van belang dat hij de gunstige momenten weet te benutten, en vooral passief balanceert op momenten waarop de prijzen hoog zijn. Hiervoor worden steeds vaker AI-modellen gebruikt.
Wat is netcongestie?
Er komt dus veel bij kijken om het net in balans te houden. Onbalans is echter nog maar het halve verhaal. Stel dat er veel stroom wordt opgewekt op één plek, terwijl het bijna allemaal wordt verbruikt op een andere plek. Dan kan er ergens een bottleneck zijn, een plek waar de netcapaciteit te klein is om de stroom van de ene naar de andere locatie te krijgen. In dit geval is er sprake van netcongestie.
Congestie kan op alle niveau’s voorkomen: in het hoog-, midden-, maar ook in het laagspanningsnet – en dus ook in de wijk of op het industrieterrein. Congestie is dus een lokaal probleem en vraagt om andere oplossingen dan onbalans.
De markten voor onbalans samengevat
- Stroomopwek en -verbruik moeten altijd precies in balans zijn. Daarom moeten energieleveranciers en -producenten elke dag aan Tennet een energieprogramma (e-programma) voor de volgende dag doorgeven.
- Op het moment zelf blijkt er toch vaak verschil te zitten in verbruik en opwek. Deze onbalans wordt opgelost via balanceringsmarkten zoals FCR en aFRR.
- Balansverantwoordelijken (BRPs) die afwijken van hun e-programma en dus onbalans veroorzaken, worden afgerekend tegen onbalansprijzen. Die zijn doorgaans gebaseerd op het geactiveerde vermogen op de aFRR-markt.
- BRPs die niet op balanceringsmarkten hebben geboden, kunnen alsnog inspelen op het huidige onbalans en zo mogelijk geld verdienen. Dit wordt passief onbalans genoemd.
- Een huishouden met een dynamisch contract kan zelf niet meedoen op de balanceringsmarkten. Door bijvoorbeeld je thuisbatterij te laten aansturen door een energieleverancier, kun je mogelijk wel verdienen met deze markten.
De data: dynamische stroomprijzen en onbalans
Van de day-ahead markt en onbalansmarkten is de data online te vinden, zowel van de huidige situatie als historische data:
- Hier is de huidige staat van onbalans op het net te vinden op de website van Tennet. Dit wordt elke minuut geupdate.
- Hier zijn de verrekenprijzen voor onbalans te vinden op de website van Tennet.
- Hier zijn de day-ahead prijzen voor Nederland te vinden op de website van ENTSO-e.
Deze data kan ook met Python worden opgehaald. Zie daarvoor mijn GitHub.
