De oude, de dubbele en de nieuwe kwetsbaarheidsparadox

Paul Giesbertz, Programmamanager Marktwerking Elektriciteit en Marktintegratie bij Energie-Nederland, schreef (op persoonlijke titel) een interessante beschouwing op (de monitoring van) leveringszekerheid van elektriciteit. Deze beschouwing verscheen eerder op LinkedIn, en is met toestemming vertaald voor publicatie op WattisDuurzaam.nl.

De kwetsbaarheidsparadox kan als volgt gedefinieerd worden: als de voorziening van een goed in een land minder kwetsbaar is, zal een verstoring van deze voorziening het betreffende land juist des te harder treffen. In 1994 introduceerde de studie Stroomloos de dubbele kwetsbaarheidsparadox voor de elektriciteitsvoorziening: niet alleen de lagere kwetsbaarheid van de elektriciteitsvoorziening, maar ook de grotere afhankelijkheid van elektriciteit leidt tot een grotere maatschappelijke kwetsbaarheid bij een verstoring van de elektriciteitsvoorziening.

Het monitoren van de leveringszekerheid is belangrijk

We weten allemaal hoe belangrijk een betrouwbare elektriciteitsvoorziening is. En de trend van toenemende afhankelijkheid van elektriciteit, zoals vermeld in de studie van 1994, heeft zich sindsdien voortgezet. De gasvoorziening, telecommunicatie, internet, riolering, verkeersleiding enzovoort, het hangt allemaal af van een betrouwbare stroomvoorziening. Deze trend zal zich ook de komende decennia met zekerheid voortzetten, want elektrificatie is cruciaal voor een succesvolle overgang naar een koolstofarme energievoorziening.

Het is dus zinvol om de betrouwbaarheid van onze elektriciteitsvoorzieningssysteem te bewaken. Dit ook omdat de energiesector is geliberaliseerd en dus geldt de aanname dat de marktdynamiek voor betrouwbaarheid zorgt, althans wat betreft het beschikbaar stellen van voldoende opwekkings- en opslagcapaciteit om aan de vraag te voldoen. Maar betrouwbaarheidsmonitoring is geen panacee. Integendeel.

Allereerst, welke indicator dienen we te gebruiken en vooral welke (grens)waarde? De Loss of Load Expectation (LOLE) is een bruikbare indicator. De grenswaarde voor deze indicator wordt vaak op 4 uur LOLE per jaar gezet. Deze waarde zou gebaseerd kunnen zijn op Cost of New Entry (CONE) van €50.000 per megawatt (MW) per jaar en een Value of Lost Load (VoLL) van €12.500 per megawattuur (MWh). In dat geval is aangenomen dat een systeem met een LOLE van 4 het juiste betrouwbaarheidsniveau heeft. De CONE valt redelijk goed te beoordelen maar het is onmogelijk om een nauwkeurige schatting te maken van de VoLL. Niemand weet dus of een LOLE van 4 uur per jaar de meest wenselijke waarde is.

Ten tweede zal de monitor voor de toekomst een afnemende leveringszekerheid signaleren wanneer 1) de verwachting is dat de elektriciteitsvraag groeit, 2) oudere centrales uit bedrijf gaan en 3) investeringen in nieuwe opwekkingscapaciteit vrijwel per definitie onzeker zijn. Het is dan ook volkomen normaal dat een betrouwbaarheidsmonitor vanaf een bepaald jaar in de toekomst LOLE-waarden boven de 4 oplevert. De monitor zal dus een afnemend betrouwbaarheidsniveau constateren. Maar is dat een probleem? Of kunnen we concluderen dat het systeem op weg is naar een optimum?

In 2019 heb ik een nieuwe kwetsbaarheidsparadox geïntroduceerd: hoe belangrijker monitoring van leveringszekerheid wordt, hoe minder bruikbaar de monitor zal zijn. Of hoe groter de kans dat de monitor verkeerd wordt gebruikt.

De betrouwbaarheidsnorm wordt voor het eerst in 20 jaar niet gehaald

In Nederland is hoogspanningsnetbeheerder TenneT belast met het jaarlijks monitoren van het niveau van leveringszekerheid. De eerste monitor verscheen in 2003. Bijna 20 jaar geleden! De conclusie was destijds: “Op grond van de resultaten van de monitoring zien wij op dit moment op grond van de thans beschikbare gegevens geen aanleiding voor de overheid om maatregelen te treffen ten behoeve van de toekomstige leveringszekerheid van de elektriciteitsproductiesector.”

Sindsdien waren de conclusies vrijwel gelijk. Tot nu. Vorige week publiceerde TenneT haar rapport Monitoring Leveringszekerheid 2022. Deze monitor kijkt vooruit tot 2030.

Nu is voor het eerst een andere conclusie getrokken. TenneT schrijft: “De daling van de voorzieningszekerheid leidt voor het eerst tot een overschrijding van de betrouwbaarheidsnorm in het basisscenario voor 2030.” In het bijzonder; de LOLE bereikt 4,5 uur in het basisscenario voor 2030 en overschrijdt daarmee de grenswaarde van 4 uur. TenneT is wat voorzichtig, maar de laatste regel van het advies is vrij duidelijk: “Het is daarom van belang dat er actie wordt ondernomen om te verzekeren dat de markt tijdig voldoende flexibiliteit aan de vraag- en aanbodzijde kan realiseren om de leveringszekerheid te blijven waarborgen.” Laten we deze monitor eens vanuit een paar verschillende perspectieven bekijken.

Te hoge of te lage betrouwbaarheid?

De Nederlandse kranten en nieuwssites pikten het nieuws direct op. “TenneT waarschuwt voor elektriciteitstekorten.” Maar zoals eerder uitgelegd, het is totaal niet verwonderlijk dat de monitor een dalend niveau van leveringszekerheid laat zien. Een andere conclusie op basis van dezelfde resultaten zou kunnen zijn dat de leveringszekerheid in Nederland tot 2029 te hoog is en in 2030 te laag, aangezien een LOLE van 4 uur per jaar een optimale waarde is.

Een betrouwbaarheidsstandaard of slechts een indicator?

De twee belangrijkste indicatoren die TenneT hanteert zijn de LOLE en de EENS (Expected Energy not Served). Zoals gezegd hanteert TenneT voor de LOLE een grenswaarde van 4 uur per jaar. Het zou de norm of de betrouwbaarheidsstandaard voor Nederland zijn. Maar klopt dat wel? Als ik me niet vergis is er in Nederland geen wet- of regelgevingsbesluit waarin staat dat de leveringszekerheid op een niveau moet worden gehouden met een LOLE van minder dan 4 uur per jaar. TenneT verwijst in ieder geval niet naar een dergelijke regeling. Zoals eerder uitgelegd, is het gissen naar wat het optimale niveau van leveringszekerheid zou kunnen zijn.

Interessant is ook dat TenneT niet verwijst naar een vorig jaar genomen besluit van de ACM, de Nederlandse toezichthouder, waarin de VoLL voor Nederland is vastgesteld op €68.887/MWh. Dit besluit is een resultaat van artikel 11 van EU-verordening 2019/943, dat de lidstaten verplicht om een enkele schatting van de VoLL voor hun grondgebied te bepalen.

Deze waarde heeft alleen een directe betekenis als een lidstaat een capaciteitsmechanisme heeft. Nederland kent zo’n mechanisme niet. Als Nederland echter een capaciteitsmechanisme wil aanvragen, moet het een betrouwbaarheidsnorm definiëren die gebaseerd is op een VoLL die nu is vastgesteld op €68.887/MWh. Als we uitgaan van een CONE van €50.000/MW per jaar en een VoLL van €68.887/MWh gebruiken, wordt de grenswaarde voor de LOLE slechts 44 minuten! Dan verandert alles. Er zou een veel betrouwbaarder systeem nodig zijn en TenneT zou moeten concluderen dat de leveringszekerheid direct in gevaar is!

Als Nederland inderdaad een capaciteitsmechanisme zou willen invoeren, zoals een capaciteitsmarkt of een strategische reserve, en als het dan een betrouwbaarheidsnorm zou hanteren op basis van een VoLL van €68.887/MWh, zou het niet moeilijk moeten zijn om de Europese Commissie uit te leggen dat een dergelijk mechanisme dringend nodig is. Nederland zou dat mechanisme dan echter zo moeten dimensioneren dat het een LOLE van 44 minuten nastreeft. Dan wordt het een duur mechanisme.

Het is begrijpelijk dat TenneT geen LOLE van 44 minuten heeft gehanteerd. De VoLL-waarde van €68.887/MWh is een verrassend hoge waarde. TenneT hanteert al 20 jaar een LOLE van 4 uur, een waarde die ook in lijn ligt met wat omringende landen hanteren. Tegelijkertijd is het onjuist om te schrijven dat 4 uur de Nederlandse betrouwbaarheidsnorm is.

Resultaten zijn afhankelijk van aannames

TenneT gebruikt voor haar analyse verscheidene scenario’s en klimaatjaren en wijst er terecht op dat de resultaten afhankelijk zijn van verschillende aannames. Zo onderstreept TenneT dat de resultaten sterk veranderen als de veronderstelde hoeveelheid geïnstalleerd, regelbaar (stuurbaar) vermogen verandert.

Het betekent ook dat het gemakkelijk is om de uitkomst van de monitor in twijfel te trekken door de aannames te bekritiseren. TenneT gaat uit van 15,8 gigawatt (GW) opgesteld windvermogen op zee in 2030 in scenario met huidig beleid en 17,5 GW in het scenario met meer ambitie. Het huidige beleid is echter gericht op 21 GW in 2030. Het lijkt er dus op dat TenneT pessimistisch is.

Voor batterijen gaat TenneT uit van 10,3 GW en 13,3 GW, in respectievelijk het scenario voor het huidige beleid en een scenario met een hogere ambitie. Deze waarden zijn gebaseerd op de aanvragen voor netaansluitingen die TenneT heeft ontvangen. Het is echter goed mogelijk dat de hoge hoeveelheid gevraagde aansluitcapaciteit voor batterijen de werkelijke plannen ver overstijgt, als gevolg van het huidige gebrek aan netcapaciteit. Ontwikkelaars van batterijprojecten voelen zich wellicht geprikkeld om zoveel mogelijk netcapaciteit te vragen, in de hoop ten minste iets van aansluitcapaciteit te krijgen. Als dat zo is, zou TenneT juist weer optimistisch zijn.

Hoe dan ook, voorspellen hoe de markt zich zal ontwikkelen is notoir moeilijk, zelfs voor die technologieën waarvoor nationaal beleid wordt ontwikkeld. Dat beleid kan veranderen, maar ook een gebrek aan netcapaciteit kan een grote impact hebben op de feitelijke ontwikkelingen. TenneT gaat in zijn monitor niet uitgebreid in op de uitdaging om het net op tijd uit te breiden. Het is echter een groot probleem, aangezien het Nederlandse elektriciteitsnet al op grenzen stuit. Dit veroorzaakt nu al problemen voor wind- en PV-ontwikkelaars op zoek naar een netaansluiting.

Regelbare, weersafhankelijke en afroepbare capaciteit

TenneT maakt onderscheid tussen regelbaar en niet-regelbaar opwekkingsvermogen. Wind en PV vallen in de laatste categorie en alle andere technologieën, inclusief biomassa en kernenergie, worden als regelbaar beschouwd. Deze strikte scheiding is discutabel.

Eigenlijk zijn wind en PV heel goed regelbaar, uiteraard binnen de beperkingen van de feitelijke wind- en zonomstandigheden. Maar in ieder geval is afregelen altijd mogelijk. Normaal gesproken met veel hogere snelheden dan conventionele productiemiddelen. Zelfs opregelen is technisch gezien geen probleem. Het vereist wel dat de productie proactief wordt ingeperkt, wat normaal gesproken economisch gezien weinig zin heeft.

In plaats van niet-regelbaar zou je wind en PV ook als weersafhankelijk kunnen bestempelen. Ook dat is echter nog niet helemaal correct aangezien de andere technologieën ook weersafhankelijk zijn, zij het in veel mindere mate. Het maximale vermogen van een gasturbine is afhankelijk van de omgevingstemperatuur, hoge buitentemperaturen kunnen ook leiden tot koelwaterbeperkingen en een lange periode van droogte beperkt de mogelijkheden om steenkool over rivieren aan te voeren.

Misschien is het nog het beste om wind en PV te categoriseren als niet-afroepbaar. Of we zien af van elke categorisatie, omdat elke technologie zijn eigen kenmerken heeft met betrekking tot beschikbaarheid, afroepbaarheid en regelbaarheid. Maar goed, al deze nuances doen er niet zoveel toe. Het is duidelijk dat een betrouwbaar energiesysteem een mix van technologieën vereist en dat uitsluitend vertrouwen op wind en PV geen optie is.

Interconnectoren en een supergrid

In de samenvatting noemt TenneT ook expliciet het belang van interconnectoren: “Ook het uitbreiden van de capaciteit van interconnectoren met het Verenigd Koninkrijk en Scandinavië kan bijdragen aan een grotere leveringszekerheid”. Dat is niet verwonderlijk, want de bijdrage van interconnectiecapaciteit aan de betrouwbaarheid, of beter gezegd: de kostenefficiënte bijdrage aan de betrouwbaarheid van interconnectiecapaciteit is alom bekend. Het is echter opmerkelijk dat deze verklaring zo open is geformuleerd, aangezien TenneT samen met de TSO’s in de buurlanden zelf verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van dergelijke interconnectoren. TenneT rekent in haar aannames alleen op een toename van de importcapaciteit uit België. De waarden voor het VK, Noorwegen en Denemarken blijven in 2030 op de huidige waarden van respectievelijk 1,0, 0,7 en 0,7 GW staan. De markt zou willen weten hoe deze cijfers in de toekomst kunnen veranderen. Onzekerheid over de import- en exportcapaciteit verhoogt het risico voor investeringen in nieuwe opwekkings- en opslagcapaciteit. En een toenemend risico betekent een lagere betrouwbaarheid.

In plaats van alleen maar te stellen dat uitbreiding van de interconnectiecapaciteit kan bijdragen aan de leveringszekerheid, zou TenneT beter kunnen uitleggen wat er na 2030 zou kunnen gebeuren en welke mogelijke hindernissen daarvoor moeten worden genomen. Het is goed mogelijk dat er voor 2030 niets spectaculairs gebeurt, maar vroeg of laat ontstaat er een vermaasd net op zee. Onlangs lanceerden de Belgische en Deense TSO’s een aanbesteding voor adviesdiensten voor de ontwikkeling van het onderzeese kabeltracé voor een nieuw interconnectorproject in de Noordzee. Het Triton Link-interconnectorproject zal België en Denemarken verbinden via twee energie-eilanden in de Noordzee. Gaat TenneT proberen het Nederlandse hoogspanningsnet met dergelijke eilanden te verbinden?

Een andere interessante optie is de ontwikkeling van een Europees overkoepelend net of supergrid. Een dergelijk net heeft als voordeel dat variaties in de opbrengst van wind- en PV-installaties over lange afstanden minder gecorreleerd zijn. Tegelijkertijd is het de vraag of de mogelijkheid van zo’n supergrid adequaat zal worden afwogen. De huidige aanpak, met de ontwikkeling van Ten Year Network Development Plans door ENTSO-E, is nog vooral een bottom-up aanpak. Deze aanpak leidt veelal tot projecten ter versterking van de bestaande landelijke netten en de onderlinge koppeling tussen deze landelijke netten. Hoe kunnen we verzekeren dat ook de mogelijkheid van een Europees supergrid wordt overwogen? Zijn hiervoor nieuwe EU-regels nodig?

Conclusie: Wat is de conclusie?

Zoals eerder vermeld luidt de hoofdconclusie van de monitor als volgt: “Het is daarom van belang dat er actie wordt ondernomen om te verzekeren dat de markt tijdig voldoende flexibiliteit aan de vraag- en aanbodzijde kan realiseren om de leveringszekerheid te blijven waarborgen.”

Ik heb uitgelegd dat deze conclusie minder voor de hand ligt dan het lijkt. De LOLE kan als indicator worden gebruikt, maar de juiste waarde is moeilijk te kwantificeren. Ten tweede is het geen betrouwbaarheidsnorm die moet worden aangehouden en zijn de berekende LOLE-waarden sterk afhankelijk van vele onzekere aannames.

Interessant is ook de formulering van deze conclusie. TenneT schrijft niet dat marktpartijen actie moeten ondernemen, terwijl dat wel verwacht wordt van marktpartijen als de markt krap wordt. In de monitor wordt het niet toegelicht, maar blijkbaar verwacht TenneT dat de markt dergelijke investeringen niet tijdig kan realiseren. En misschien heeft TenneT gelijk. Vooral investeringen in CO2-vrije, flexibele productiecapaciteit zijn zeer riskant. En ik heb het dan niet over normale markt- en prijsrisico’s. De businesscase voor dergelijke investeringen wordt sterk beïnvloed door het klimaatbeleid van de overheid, vooral omdat dergelijk beleid vaak niet stabiel is. Een goed voorbeeld zijn besluiten om nucleaire capaciteit te sluiten, die enkele jaren later worden teruggedraaid waarmee de levensduur van dezelfde centrales wordt verlengd. Bovendien is de politieke en publieke acceptatie van bepaalde technologieën zoals biomassa, CCS en kernenergie zeer onzeker. En tot slot hebben we in 2022 ervaren dat marktinterventies in tijden van hoge prijzen niet onwaarschijnlijk zijn. Schaarsteprijzen en schaarste-inkomsten zijn echter nodig voor producenten om vaste kosten te kunnen dekken.

Al met al kunnen we concluderen dat de conclusie van de monitor juist is. Er moeten maatregelen worden genomen om ervoor te zorgen dat de markt kan investeren, zodat een voldoende niveau van leveringszekerheid kan worden gegarandeerd. Strikt genomen kan deze conclusie echter niet worden afgeleid uit de monitoringresultaten.

Dit was een vertaling van een column door Paul Giesbertz, gepubliceerd op LinkedIn. Op LinkedIn publiceert Giesbertz regelmatig over het ontwerp van energiemarkten en aanverwante zaken. 

Imagecredit: Luis Villasmil, via Unsplash Public Domain