Opinie

De hype van de thuisbatterij

6 oktober 2023 12:00 RaboResearch

Thuisbatterijen zijn ‘hot’. Huishoudens denken er geld mee te kunnen besparen en verdienen en sommige partijen menen dat ze goed zijn voor het energiesysteem. Maar de terugverdientijd is lang en onzeker en bij verkeerd gebruik zijn ze eerder een last dan een lust voor het energiesysteem.

Concept of a home battery energy storage located in a garage with a sunny background with lawn car, family house and big city. 3d rendering.

Thuisbatterijen zijn ‘hot’. Nu de eerste energieleverancier heeft aangekondigd vaste terugleveringskosten in rekening te gaan brengen bij huishoudens met zonnepanelen, de Tweede Kamer heeft ingestemd met het afbouwen van de salderingsregeling per 2025, en dynamische elektriciteitscontracten langzaamaan meer voet aan de grond krijgen, zijn steeds meer huishoudens geïnteresseerd in thuisbatterijen. Ze denken er terugleveringskosten van zonnestroom mee te kunnen besparen of geld mee te kunnen verdienen door te handelen in elektriciteit. Voor veel huishoudens zal dit echter niet voldoende zijn om de investeringskosten van een thuisbatterij binnen een redelijke termijn terug te kunnen verdienen. Daarnaast kunnen thuisbatterijen in bepaalde situaties de congestieproblematiek van het elektriciteitsnet verergeren en ervoor zorgen dat meer back-upcapaciteit nodig is om het elektriciteitsnet in balans te houden.

Terugverdientijd investering thuisbatterij voor veel huishoudens lang en onzeker

Nederlandse huishoudens kunnen op dit moment op twee manieren verdienen aan een thuisbatterij: door in combinatie met een dynamisch elektriciteitscontract te handelen op de energiemarkt (de batterij opladen op momenten met lage stroomprijzen en ontladen op momenten met hogere stroomprijzen) en door eigen opgewekte zonnestroom op te slaan en later zelf weer te gebruiken of in te voeden op een moment dat de stroomprijs hoger is.

Een batterij aanschaffen enkel en alleen om teruglevering van zelf opgewekte zonnestroom (en eventuele bijbehorende vaste terugleveringskosten) te voorkomen, is voor veel huishoudens echter niet heel zinvol. Veel huishoudens hebben namelijk zoveel zonnepanelen dat die in het voorjaar en de zomer veel meer elektriciteit opwekken dan dat het huishouden in die periode per dag verbruikt. Hierdoor kan een batterij ’s avonds en ’s nachts niet worden geleegd zonder te leveren aan het net. In het NRC gaf ik onlangs mijn eigen situatie als voorbeeld: mijn zes panelen wekken op jaarbasis evenveel elektriciteit op als ik verbruik. Maar dat betekent dat ze op een goede dag in het voorjaar of de zomer ongeveer 10 kWh elektriciteit opwekken, terwijl ik dan maar maximaal 2 kWh per dag verbruik. Dit betekent dat ik een thuisbatterij aan het eind van de dag niet leeg kan trekken zonder terug te leveren aan het net en dat de batterij de dag erna nog steeds bijna vol is, waardoor deze nauwelijks meer kan worden gebruikt om overtollige zonnestroom op te slaan.

Er zijn ook voorbeelden te noemen van huishoudens bij wie dit probleem niet speelt, bijvoorbeeld een groot gezin dat een paar zonnepanelen heeft (die op jaarbasis maar een klein deel van het totale elektriciteitsverbruik afdekken) waardoor hun opwek van zeg 5 kWh op een zonnige dag in het voorjaar of de zomer overeenkomt met hun elektriciteitsverbruik per dag in die periode. Ook voor huishoudens die een eigen oplaadmogelijkheid voor een elektrische auto hebben of een volledig elektrische warmtepomp die ook voor warm tapwater zorgt en dus een boilervat met water opwarmt, kan een thuisbatterij teruglevering(skosten) van zonnestroom voorkomen. In dit geval kan de auto of de boiler namelijk helpen om de batterij ’s avonds en ’s nachts weer te legen. Maar zelfs wanneer een thuisbatterij teruglevering(skosten) kan voorkomen, zal deze kostenbesparing alleen niet voldoende zijn om de investering in de batterij terug te verdienen. Het kan wel bijdragen aan het gevoel van zelfvoorzienendheid en onafhankelijkheid.

De tweede mogelijkheid is om de batterij in te zetten voor energiehandel. Energeia tekende onlangs op dat daarmee met een 10 kWh batterij maandelijks 40 tot 80 euro kan worden verdiend. Daar staan dan wel maandelijkse abonnementskosten van 7,50 euro om de batterij aan te sturen tegenover. Uitgaande van gemiddeld 60 euro inkomsten per maand duurt het ongeveer twintig jaar om de investering van 9.250 euro voor de batterij uit dit voorbeeld terug te verdienen. Daar komt bij dat het te verdienen bedrag afhangt van het verschil tussen de goedkoopste en duurste elektriciteitsprijzen op een dag. Dat verschil (de delta) was in 2021 en 2022 erg groot, voornamelijk vanwege de hoge prijspieken. Nu die prijspieken weer zijn gezakt, is de gemiddelde delta per dag tot nu toe in 2023 ongeveer de helft van die in 2022. Daarmee is het verdienpotentieel van elektriciteitshandel met dynamische elektriciteitscontracten dus kleiner geworden. Het is zeer onzeker hoe de delta zich de komende jaren ontwikkelt: aan de ene kant kan de energietransitie leiden tot een grotere delta omdat een toename van het aantal zonnepanelen en windturbines op momenten met veel zon en wind voor lage elektriciteitsprijzen kan zorgen, terwijl een afname van kolen- en gascentrales op momenten met weinig zon en wind voor hoge prijzen kan zorgen, waardoor de delta erg groot kan zijn. Tegelijkertijd kan een toename van het aantal batterijen en andere stuurbare apparaten die op prijsverschillen inspelen die delta juist dempen.

Uiteraard kan een huishouden een batterij ook inzetten voor zowel elektriciteitshandel als opslag van eigen geproduceerde zonnestroom. In dat geval worden eventuele terugleveringskosten echter niet voorkomen.

Thuisbatterijen in combinatie met dynamische elektriciteitscontracten kunnen leiden tot extra netcongestie

Huishoudens die hun thuisbatterij inzetten om elektriciteit te verhandelen doen dat op basis van prijzen die op de zogenaamde day-aheadmarkt tot stand komen. Op deze markt wordt elektriciteit per uur verhandeld met levering de dag erna. Huishoudens zien bijvoorbeeld op maandagmiddag in een app wat de elektriciteitsprijs op dinsdag gaat zijn (of de batterij ‘ziet’ dit via een algoritme automatisch).

Stel dat de verwachting op maandag is dat het op dinsdagavond hard gaat waaien, dan zijn de elektriciteitsprijzen op de day-aheadmarkt voor dinsdagavond waarschijnlijk laag. Voor huishoudens met een dynamisch contract is dit een prikkel om op dinsdagvond de thuisbatterij op te laden (en de elektrische auto en het boilervat). Als ze dat ook daadwerkelijk doen, dragen ze bij aan de balans van het elektriciteitssysteem en aan verkleining van de delta. Dat is positief. Maar als in een bepaalde straat of wijk relatief veel huishoudens tegelijkertijd hun thuisbatterij opladen, kan dat tot overbelasting van het elektriciteitsnet in de straat of wijk en dus tot lokale netcongestie leiden.

Huishoudens in Nederland hebben op dit moment geen enkele prikkel om rekening te houden met de belasting van het elektriciteitsnet. In België is dit anders: daar is het bedrag dat huishoudens aan hun netbeheerder betalen afhankelijk van hoe zwaar ze het elektriciteitsnet belasten. Thuisbatterijen kunnen in dat geval bijvoorbeeld helpen de belasting van teruglevering van zonnestroom te verminderen, door de opgewekte zonnestroom niet direct terug te leveren, maar op te slaan en later zelf te gebruiken of gespreid over een langere periode terug te leveren. Dit bespaart huishoudens geld, want een lagere belasting van het elektriciteitsnet betekent minder betalen aan de netbeheerder. Het Belgische tariefsysteem zorgt er ook voor dat het snel (op groot vermogen) opladen van een thuisbatterij of elektrische auto duurder is, want dat belast het elektriciteitsnet meer. Daardoor is de kans kleiner dat huishoudens dit massaal doen, waardoor er een kleinere kans is op lokale netcongestie. Dit systeem kent Nederland echter niet.

Grootschalige batterijen kunnen – mits goed ingezet – netcongestie juist verminderen. Dat komt omdat ze op verzoek van een netbeheerder tegen een vergoeding kunnen worden aangestuurd. Zo kunnen grootschalige batterijen bijvoorbeeld worden opgeladen op momenten waarop er in dat gebied veel zonnestroom wordt geleverd aan het net waardoor er invoedcongestie dreigt, of juist worden ontladen wanneer er afnamecongestie dreigt. Op dit moment kunnen echter alleen grootverbruikers[1] meedoen aan congestiemanagement. Voor huishoudens is dit niet mogelijk en dat is een probleem, want dat betekent dat zij alleen worden geprikkeld door de day-aheadprijs, die geen rekening houdt met de belasting van het elektriciteitsnet. Een snelle toename van thuisbatterijen in combinatie met dynamische contracten kan daardoor leiden tot meer congestieproblemen op laagspanningsnetten.

[1] Klanten met een elektriciteitsaansluiting groter dan 3x80 ampère.

Thuisbatterij kan leiden tot meer benodigd flexibel vermogen in het elektriciteitssysteem

Zoals al eerder gezegd, reageren huishoudens met een dynamisch contract op de day-aheadprijzen: elektriciteitsprijzen per uur die een dag van tevoren tot stand komen. Onder andere weersverwachtingen voor de dag erna spelen hierin een rol. In het zojuist gegeven voorbeeld wordt er op maandag veel wind verwacht voor dinsdagavond, met lage day-aheadprijzen tot gevolg. Nu blijkt die voorspelde wind op dinsdag ineens tegen te vallen waardoor er veel minder windenergie is dan eerder verwacht. Dit leidt tot onbalans,[2] omdat op de day-aheadmarkt vraag en aanbod op elkaar zijn afgestemd en een deel van dat aanbod ineens wegvalt. In dat geval zal de prijs op de intradaymarkt (de elektriciteitsmarkt met levering dezelfde dag) en/of de onbalansprijs (de prijs die aangeeft hoeveel onbalans er in het elektriciteitssysteem is) oplopen, wat partijen een prikkel geeft om meer elektriciteit te leveren dan wel minder af te nemen dan een dag van tevoren aangegeven. Deze prikkel komt echter niet bij de huishoudens met thuisbatterijen terecht. Zij worden – op basis van lage day-aheadprijzen voor de dinsdagavond – nog steeds aangemoedigd om veel elektriciteit af te nemen, terwijl TenneT op hetzelfde moment partijen moet betalen om juist mínder af te nemen (of meer te produceren).

In de toekomst, wanneer een nog groter deel van het elektriciteitsproductiepark afhankelijk is van de hoeveelheid zon en wind (die niet altijd exact te voorspellen is), kan een dergelijke situatie ertoe leiden dat er meer flexibel vermogen (bijvoorbeeld grootschalige batterijopslag) nodig is om het gebruik van thuisbatterijen die enkel op basis van de day-aheadprijs worden aangestuurd te compenseren. Dit zou natuurlijk zonde zijn en bovendien tot hogere totale systeemkosten leiden dan nodig is. Nu komt het niet erg vaak voor dat de weersverwachting op korte termijn sterk afwijkt van de realiteit, maar een leveringszeker elektriciteitssysteem moet worden ingericht op de uitzonderlijke gevallen die tot vervelende situaties kunnen leiden.

[2] Ceteris paribus

Zorg ervoor dat thuisbatterijen bijdragen aan systeembalans en efficiënt gebruik van elektriciteitsinfrastructuur

Op dit moment zijn er nog maar weinig huishoudens in Nederland met een thuisbatterij. In veel gevallen dragen deze flexibel inzetbare apparaten bij aan de balans van het elektriciteitssysteem en helpen zij om prijspieken (zowel positief als negatief) op de day-aheadmarkt af te vlakken. Maar zolang huishoudens de inzet van hun batterij alleen kunnen afstemmen op de prikkels die de day-aheadmarkt geeft, kunnen thuisbatterijen in bepaalde situaties ook negatieve effecten hebben op het elektriciteitssysteem.

Omdat de investering in thuisbatterijen voor huishoudens op dit moment in veel gevallen niet of lastig is terug te verdienen, verwacht ik niet dat Nederland er op korte termijn veel thuisbatterijen bijkrijgt. Sommige partijen pleiten echter voor de invoering van subsidie om de implementatie van thuisbatterijen te stimuleren. Verschillende experts hebben al beschreven waarom dit geen goed idee is. Partijen die hier desalniettemin voor pleiten, wil ik adviseren er eerst voor te zorgen dat huishoudens ook andere prikkels krijgen om hun batterij zo optimaal mogelijk in te zetten, zodat de zojuist toegelichte mogelijke negatieve effecten zich niet of minder snel voordoen. Zo zouden netbeheerders eerst congestiemanagement op laagspanningsnetten voor kleinverbruikers mogelijk moeten maken en/of eenzelfde soort tariefsysteem voor kleinverbruikers zoals ze in België kennen moeten invoeren voordat ze oproepen tot de inzet (of zelfs het subsidiëren) van thuisbatterijen. Anders kunnen thuisbatterijen in combinatie met dynamische contracten leiden tot congestieproblemen op het laagspanningsnet. Daarnaast zouden huishoudens een prijsprikkel moeten krijgen om bij te dragen aan de daadwerkelijke systeembalans en niet alleen aan de verwachte systeembalans. Pas als dit is geregeld, weten we zeker dat de komst van meer thuisbatterijen positief is voor het elektriciteitssysteem in zijn geheel.

Plots wegvallen wind leidt tot zeer hoge onbalansprijzen

Donderdagochtend 21 september was er ineens minder wind dan waar de dag ervoor nog op was gerekend. Hierdoor konden windmolenparken minder elektriciteit produceren dan waarop bij sluiting van de day-aheadmarkt voor 21 september nog van was uitgegaan. Dit gat moest worden opgevuld door andere elektriciteitscentrales of door afname van de elektriciteitsvraag. Nu wilde het toeval dat er op dat moment iets mis ging in een kolencentrale waardoor die niet (snel genoeg) kon opschakelen, er geen elektriciteit uit het Verenigd Koninkrijk kon worden ingekocht omdat er onderhoud werd gepleegd aan de BritNed-kabel én er tegelijkertijd een probleem was met een hoogspanningskabel in het noorden van Nederland, waar TenneT al maatregelen voor moest nemen. Alles bij elkaar leidde dit tot zeer hoge onbalansprijzen van 1.950 euro per MWh. Dit betekent dat partijen die op dat moment extra elektriciteit leverden of hun geplande verbruik verminderden, daar 1.950 euro per MWh voor kregen. De day-aheadprijs voor datzelfde moment lag op ongeveer 100 euro per MWh, veel minder dan de hoogste uurprijs voor die dag, die 245 euro per MWh bedroeg. Huishoudens met een thuisbatterij en een dynamisch elektriciteitscontract konden dus geld verdienen door hun batterij op donderdagochtend te laden voor 100 euro per MWh en die elektriciteit later die dag weer te verkopen voor 245 euro per MWh. Het totale elektriciteitssysteem had er echter baat bij gehad als thuisbatterijen die donderdagochtend niet zouden opladen of zelfs elektriciteit zouden leveren, maar die prijsprikkel ontvingen huishoudens niet.

Deze column is eerder verschenen bij Energiepodium.