Grip op netcongestie met AI-gedreven energieflexibiliteit

Netcongestie is uitgegroeid tot een van de grootste knelpunten in de energietransitie. Bedrijven, gebouweigenaren en projectontwikkelaars lopen vast doordat het elektriciteitsnet op piekmomenten onvoldoende capaciteit heeft. Deze blog laat zien hoe netcongestie ontstaat, waarom het probleem niet zit in het totale energieverbruik maar in piekvermogens, en hoe AI-gedreven energieflexibiliteit een concreet en toepasbaar handelingsperspectief biedt.

Wat is netcongestie en waarom neemt het probleem toe?

Netcongestie ontstaat wanneer de vraag naar elektriciteit of de teruglevering van duurzaam opgewekte energie op een bepaald moment groter is dan het elektriciteitsnet aankan. Het gaat daarbij niet om het jaarlijkse energiegebruik, maar om gelijktijdigheid: korte tijdvakken waarin veel installaties tegelijk vermogen vragen of terugleveren.

De bron voor deze blog is het artikel uit TVVL Magazine 1 Grip op Netcongestie met AI-gedreven energieflexibiliteit, geschreven door auteur(s): Dr. ir. R.J. (Robbert-Jan) Dikken (Peutz bv) en S. (Stan) Vanwersch, MSc (DGBC) 

De oorzaak ligt in drie samenkomende ontwikkelingen. Ten eerste de elektrificatie van warmte, met warmtepompen en elektrische boilers. Ten tweede de snelle groei van elektrisch vervoer en laadinfrastructuur. En ten derde de toename van variabele duurzame opwekking zoals zonnepanelen. Deze combinatie leidt tot scherpe pieken in vermogen, terwijl het net historisch is ontworpen op meer voorspelbare belasting.

Het gevolg van netcongestie is direct voelbaar. Nieuwe aansluitingen worden vertraagd, uitbreidingen van gebouwen of laadpleinen komen stil te liggen en duurzame projecten lopen vast. Meer achtergrond over de landelijke impact van netcongestie is te vinden op de site van RVO.

Waarom sturen op jaarverbruik onvoldoende is bij netcongestie

In veel energiecontracten en ontwerpprocessen ligt de focus nog steeds op jaarverbruik of gemiddelde belasting. Bij netcongestie is dat echter misleidend. Een gebouw kan een gunstig jaarverbruik hebben en toch vastlopen, simpelweg omdat het op piekmomenten meer vermogen vraagt dan contractueel of fysiek beschikbaar is.

Netbeheerders toetsen niet op kilowattuur per jaar, maar op kilowatt per minuut. Dat maakt piekvermogens bepalend voor doorgang van projecten. Juist daarom verschuift de kern van het vraagstuk van energievolume naar vermogenssturing in de tijd.

Energieflexibiliteit als oplossing voor netcongestie

Energieflexibiliteit biedt een praktisch antwoord op netcongestie. Het uitgangspunt is eenvoudig: dezelfde energiebehoefte, dezelfde functionaliteit en hetzelfde comfort, maar met een slimmer tijdsverloop. Door vraag en aanbod actief te verschuiven worden pieken afgevlakt en ontstaat ruimte binnen de bestaande netcapaciteit.

Dit gebeurt door installaties niet meer autonoom en gelijktijdig te laten werken, maar gecoördineerd. Denk aan het spreiden van HVAC-startmomenten, het tijdelijk begrenzen van laadvermogens of het benutten van thermische massa in gebouwen. Het resultaat is een afgeweken profiel met lagere en beter gespreide pieken, zonder dat gebruikers hier hinder van ondervinden.

Van referentieprofiel naar optimaal vermogensprofiel

Het referentieprofiel laat zien hoe een gebouw zich gedraagt zonder actieve flexibiliteitsmaatregelen. Hierin zijn pieken duidelijk zichtbaar, bijvoorbeeld in de ochtend wanneer installaties tegelijk opstarten en elektrische voertuigen direct beginnen met laden.

Door energieflexibiliteit toe te passen ontstaat een nieuw profiel waarin deze pieken worden verschoven of afgevlakt. De totale energievraag blijft gelijk, maar de belasting van het net wordt beheersbaar.

AI en Model Predictive Control bij netcongestie

Om energieflexibiliteit effectief in te zetten is voorspellende sturing essentieel. Reactieve regelingen grijpen pas in als een grens wordt overschreden, terwijl netcongestie juist vraagt om anticiperen. Hier komt AI-gedreven Model Predictive Control (MPC) in beeld.

Binnen het onderzoeksprogramma Brains4Buildings, is onderzocht hoe fysische modellen van gebouwen gecombineerd kunnen worden met datagedreven AI-modellen. Deze hybride aanpak benut het beste van twee werelden: betrouwbaarheid door kennis van fysica en adaptiviteit door data en machine learning.

MPC werkt iteratief. Op basis van voorspellingen van weer, bezetting, lokale opwekking en netcondities wordt een optimale strategie berekend. Acties worden uitgevoerd, gemonitord en continu bijgesteld. Hierdoor ontstaat een robuuste regeling die pieken voorkomt in plaats van corrigeert.

Omgaan met onzekerheid

Onzekerheid is bij netcongestie geen zwakte, maar een expliciete ontwerpvariabele. AI-modellen voorspellen niet alleen vraag en aanbod, maar ook de bandbreedte van onzekerheid. Bij stabiele omstandigheden kan assertiever worden gestuurd, terwijl bij grotere onzekerheid een conservatievere strategie wordt gekozen om comfort en betrouwbaarheid te waarborgen.

Praktijkvoorbeeld: intelligent laden van elektrische voertuigen

Een duidelijk voorbeeld van netcongestie in de praktijk is het laden van elektrische voertuigen bij kantoorgebouwen. Traditioneel laden auto’s direct na aankomst op maximaal vermogen, wat samenvalt met piekbelasting van andere installaties.

Met AI-gestuurde laadstrategieën wordt het laden gepland op basis van verwachte vertrektijden, gebouwbelasting en voorspelde zonne-opwekking. Laadvermogen wordt tijdelijk begrensd tijdens pieken en benut juist momenten met veel lokaal aanbod. De gebruiker behoudt comfort, terwijl het net wordt ontlast.

Waarde van energieflexibiliteit bij netcongestie

De meerwaarde van energieflexibiliteit reikt verder dan het voorkomen van netverzwaring. Op gebouwniveau leidt het tot lagere piekvermogens, betere voorspelbaarheid en efficiënter assetmanagement. Op systeemniveau helpt het om bestaande netcapaciteit optimaal te benutten en investeringen doelmatiger te plannen.

Voorwaarde is wel een betrouwbare dataketen, duidelijke afspraken over data-eigenaarschap en transparante communicatie richting gebruikers. Dashboards en inzicht in strategie en effecten zijn cruciaal voor acceptatie.