Smart Grids VS: de consument aan zet Martijn Nuijten – IA Washington D.C. September 2012 Inleiding/samenvatting
De implementatie van smart grids in de Verenigde Staten (VS) staat nog in de kinderschoenen, maar boekt snel vooruitgang (zie IA-artikel ‘VS: Uitrol Smart Grids’). De miljardeninvesteringen door overheid, industrie en nutsbedrijven van de afgelopen jaren hebben een flinke impuls gegeven aan R&D, de uitrol van slimme meters en de toepassing van geavanceerde ICT-(controle)systemen in het transmissie- en distributienet. Smart grids hebben tot doel het verouderde Amerikaanse elektriciteitsnet efficiënter en betrouwbaarder te maken. Tegelijk moeten ze nieuwe duurzame bronnen van (lokale) energieopwekking en –opslag inpassen, zoals windenergie en elektrische auto’s. Uiteindelijk moet dit leiden tot minder energieverbruik en lagere energiekosten voor de consument. Resultaten van smart grid-demonstratieprojecten in de VS laten inmiddels zien dat de verwachte efficiency-voordelen inderdaad haalbaar zijn. Zo heeft het nutsbedrijf Pacific Gas and Electric (PG&E) in Californië inmiddels meer dan tweeduizend GWh weten te besparen en heeft Oklahoma Gas and Electric (OGE) het energieverbruik van zijn klanten met negen procent verminderd door zogeheten demand response-programma’s. Daarbij laten eindgebruikers een deel van hun energiemanagement op afstand uitvoeren. Ondanks de positieve eerste resultaten zijn er nog grote uitdagingen voor smart grids. In het bijzonder is het de vraag hoe consumenten actief gaan deelnemen in het nieuwe energiesysteem met al zijn nieuwe mogelijkheden. Consumenten moeten de kostenbesparingen daadwerkelijk gaan ervaren om de verdere uitrol van smart grids tot een succes te maken. Als smart grid-technologieën duurder zijn of blijven dan de besparingen of de besparingen worden niet goed begrepen, zullen de consumenteninvesteringen achterblijven en zullen innovatieve producenten en dienstverleners ook minder geneigd zijn te investeren in nieuwe technologieën. Nieuwe consumentenmarkten In de VS zijn bijna 145 miljoen huishoudens die samen ongeveer 4,2 miljard kWh elektriciteit per jaar verbruiken. Ondanks de economische crisis van de afgelopen jaren is de verwachting dat het aantal consumenten in de VS toeneemt met zestien procent in de komende twintig jaar. In relatie daarmee zal de vraag naar elektriciteit toenemen tot 5,2 miljard kWh. Het huidige net kan deze toename niet automatisch opvangen en vereist verdere modernisering. Ook zal de introductie van (hybride) elektrische auto’s een extra vraag creëren. Zo is de verwachting dat er in 2030 twintig miljoen (hybride) elektrische auto’s in de VS op de weg rijden. 1
De groeiende vraag vereist niet alleen een materiële upgrade van het net. Netbeheerders zullen ook moeten inspelen op de wensen en verwachtingen van de moderne energieconsument. Nieuwe diensten ontstaan op basis van real-time gebruikersinformatie, op afstand bestuurbare innovatieve energiemanagementsystemen en Home Area Networks. Ook komen er steeds geavanceerdere (software)producten die de betrouwbaarheid en kwaliteit van de energievoorziening kunnen verbeteren. Ze doen dat door verregaande automatisering van de transmissie en distributie en technologieën voor de real-time monitoring en beveiliging. Een voorbeeld van dat laatste vormt cyber security software. Bij geautomatiseerde distributie gaat het om volt/VAR controle, breukdetectie, -isolatie en –restoratie. Bij de transmissie van elektriciteit om technologieën ter ondersteuning van Wide-Area Monitoring, Protection and Control (WAMPAC) die plotselinge uitschakeling van elektriciteitsnetwerken kunnen voorkomen met behulp van geavanceerde sensoren (Phasor Measurement Units). In figuur 1 staat schematisch overzicht van de applicaties van smart grid technologieën. De meest volwassen markt voor consumenten is die van de slimme meter, in de VS ook wel Advanced Metering Infrastructure (AMI) genoemd. Nutsbedrijven hebben een ambitieuze planning voor de uitrol van slimme meters waardoor AMI momenteel de meeste investeringen aantrekt. Volgens betrouwbare statistieken waren er in 2010 al 16,5 miljoen slimme meters geïnstalleerd. Dat komt overeen met bijna elf procent van alle energiemeters in de VS. Daarnaast staan er nog eens ongeveer 34,2 miljoen extra slimme meters gepland voor installatie in de komende jaren. De staat Texas is hierin het verst gevorderd met meer dan tachtig procent penetratie. Met de komst van de slimme meter zijn nutsbedrijven in staat om dynamische (real-time) prijsmodellen te maken voor hun klanten. Het aanbod van dergelijke programma’s is met een factor vijf toegenomen in de afgelopen jaren en groeit snel. Figuur 1: Overzicht applicaties smart grid technologieën (bron: Tendril)
2
Als de smart grid markt verder groeit, zullen steeds meer innovatieve producten beschikbaar komen voor de consument. Het gaat om producten die de consumenten meer betrekken in hun energiegebruik en kosten kunnen besparen voor nutsbedrijven, zoals vermindering van de piekbelasting in het net. Enkele voorbeelden zijn IT-enabled thermostaten en nieuwe consumentenelektronica zoals intelligente wasmachines en koelkasten en innovatieve controlesystemen voor verwarming, ventilatie, verlichting en airconditioning. Verder komen er inhome displays waarmee de consument een real-time beeld krijgt van zijn verbruik, uit gebruikersprofielen kan kiezen en kan communiceren met aanbieders. Gegeven deze trends en marktkansen hebben de venture capital fondsen ook hun weg gevonden naar het smart griddomein. Zo is inmiddels meer dan een miljard dollar aan venture capital geïnvesteerd in smart grid start-ups (zie figuur 2). Figuur 2: Overzicht VC investeringen in smart grid technologieën (bron: Department of Energy)
Geïnformeerde consument belangrijkste succesfactor De consument speelt een essentiële rol in het succes van een smart grid. Consumenten helpen bij het balanceren van vraag en aanbod en dragen bij aan de betrouwbaarheid van de energievoorziening. Dat doen ze door actief de manier waarop ze elektriciteit gebruiken en betalen te variëren. Hiervoor heeft de consument geïnformeerde keuzes nodig die hem of haar stimuleren het gedrag aan te passen. Uit onderzoek van het consultancybedrijf Ovum blijkt dat vroegtijdige consumentenacceptatie en lange termijn consumentengedrag bepalend zijn voor het antwoord op de vraag of het volle 3
potentieel van smart grids gehaald kan worden. Op dit moment besteden nutsbedrijven nog onvoldoende aandacht aan het uitleggen van de voordelen van slimme meters en smart grids. Ongeveer 75 tot 80 procent van de Amerikanen weet vrijwel niets over slimme meters en het smart grid, zegt Market Strategies International. Het onderzoek laat echter zien dat zodra consumenten goed zijn geïnformeerd over de mogelijkheden van smart grids, driekwart van hen aangeeft dat het smart grid een topprioriteit moet zijn in de komende één tot vijf jaar. Er bestaan veel initiatieven van de overheid, zoals het Green Button programma en van nutsbedrijven om de consument te informeren en te betrekken. Het gaat doorgaans om PRprogramma’s en advertenties in de lokale media om de consument te informeren over de smart grid-programma’s die er lopen en over de financiële prikkels. Een andere manier om de consument actief te betrekken is de verdere implementatie van zogeheten interconnectie beleidsinitiatieven. Dit beleid maakt een raamwerk mogelijk dat de consument in staat stelt om zelf producent van (duurzame) energie te worden, bijvoorbeeld dankzij zonnepanelen, en deze elektriciteit terug te leveren aan het net. Op dit terrein is goede vooruitgang geboekt. Sinds juni 2010 zijn er in 39 staten en in Washington D.C. interconnectiviteit standaarden geïntroduceerd die bijna 84% van alle dienstverlening op het gebied van elektriciteit bestrijken. Een boeiende testcase als het gaat om consumentenacceptatie van smart grid-technologieën en toepassingen heeft te maken met de recente introductie van nieuwe modellen (hybride) elektrische auto’s. Voorbeeld zijn de Nissan Leaf met een actieradius van honderdzestig kilometer en de Tesla Roadster en de Chevrolet Volt met een actieradius van zestig kilometer. De vraag is of de markt voor deze auto’s inderdaad een vlucht gaat nemen. In dit kader heeft de Amerikaanse overheid via de American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) 2,4 miljard dollar geïnvesteerd in R&D voor nieuwe accutechnologie, de productie van componenten en de verdere elektrificatie van het openbaar vervoer. Het is nog erg onduidelijk of en hoe deze markt zich zal ontwikkelen. Zie figuur 3 met een weergave van de verschillende voorspellingen voor de Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV). Figuur 3: Overzicht PHEV marktscenario’s (bron: Department of Energy)
4
Work in progress Inmiddels zijn er successen geboekt met smart grids waarin eindgebruikers een actieve rol spelen. De meest overtuigende zijn de resultaten van projecten waarin de totale consumptie is afgenomen. Zo heeft PG&E tussen zeventien en twintig procent reductie gerealiseerd door zijn Smart Rate en andere energie-efficiency programma’s voor consumenten. Oklahoma Gas & Electric Company (OG&E) realiseerde negen procent energiebesparing als gevolg van zijn demand response programma. Deze resultaten zijn het gevolg van nieuwe technologie in combinatie met veranderend consumentengedrag. De aanpak van OG&E is gebaseerd op een zeer gerichte informatiecampagne over smart grid-technologieën. Maar ook de smart city pilot zoals het Charlotte Envision project van Duke Energy Company en het bovengenoemde Smart Rate-programma dragen bij aan het ontwikkelen van actieve support in de lokale gemeenschap. De belangenorganisatie Smart Grid Customer Collaborative (SGCC) heeft recent het rapport ‘Excellence in Consumer Engagement’ uitgebracht, dat concludeert dat de succesvolste strategie om de consument te betrekken er één is waarin de voordelen van smart grids zo eenvoudig mogelijk naar voren komen. De analyse toont aan dat consumenten het best reageren op een aanpak waarbij de voordelen gefaseerd binnen drie tot zes maanden duidelijk worden. Het blijft intussen noodzakelijk om met langdurige studies meer inzicht te krijgen in de kwaliteit en kwantiteit van data en in de prijsniveaus waarop de consument reageert. Ter illustratie, staat in figuur 4 het resultaat van een survey (Pike Research) in 2011 onder consumenten over hun indruk (positief, neutraal, 5
negatief) van het smart grid. Maar liefst twee derde gaf aan nog een neutraal of negatief beeld te hebben. Figuur 4: Algemene indruk consument over smart grid (bron: Pike Research)
Conclusie De toekomst voor smart grids ziet er gematigd positief uit. De technologie is beschikbaar en in veel gevallen gereed om te implementeren. Positief is ook dat in de VS de belangen van de consumenten redelijk goed zijn georganiseerd en vertegenwoordigd in het SGCC-consortium. Aan de marktkant is echter nog veel werk te doen. Dit toont aan dat er nog meer aandacht nodig is voor 'consumer outreach'. Complicerende factor hierbij is dat in veel staten de consumentgerichte activiteiten beperkt blijven doordat onduidelijk blijft wie precies eigenaar is van de positieve boodschap en wie financieel zou moeten deelnemen. Dit vereist een goede dialoog tussen de overheid, industrie en consument. Een andere uitdaging in deze context is de gebruiksvriendelijkheid van de nieuwe producten en diensten. Dit is weer gerelateerd aan interoperabiliteit van de vele uiteenlopende technologieën. Plug-and-play is hierbij het mantra. Als dit goed uitpakt, wordt de drempel voor actieve deelname door de consument weer een stuk lager. Bronnen ‘VS: Grote Voortuitgang Uitrol Smart Grids’, IA-netwerk (2012): http://tinyurl.com/ctm25dz 6
‘Smart Grid System Report’, Department Of Energy (2012): http://tinyurl.com/cgrj65g ‘Excellence in Consumer Engagement’, SGCC (2011): http://tinyurl.com/94l6pco ‘Realizing Value of an Optimized Electric Grid’, Gridwise Alliance (2012): http://tinyurl.com/9rxghvy ‘Optimizing Customer Engagement in Smart Meter Deployment’, Ovum Research (2011): http://tinyurl.com/8mee55y ‘Smart Grid Technology Little Understood’, Market Strategies International (2010): http://tinyurl.com/8btv4e4 Green Button programma, Dep. Of Energy (2012): http://www.greenbuttondata.org/
7
