Netcongestie in straten en buurten: het probleem uitgelegd

1. Waarom raakt het lokale stroomnet overbelast? 

Het elektriciteitsnet is oorspronkelijk aangelegd in een tijd waarin huishoudens relatief weinig stroom gebruikten en elektriciteit centraal werd opgewekt. Tegenwoordig gebruiken we veel meer elektriciteit én we wekken die steeds vaker decentraal op, bijvoorbeeld met zonnepanelen. Die combinatie zorgt voor problemen. 

Op zonnige momenten leveren zonnepanelen op veel daken tegelijk grote hoeveelheden stroom terug aan het net. Het lokale net kan die pieken niet altijd verwerken, waardoor omvormers automatisch uitschakelen. Tegelijkertijd neemt de vraag naar elektriciteit toe door de groei van elektrische auto’s, (hybride) warmtepompen en koken op inductie. Dit leidt tot hoge afnamepieken, vooral in de winter en in de avonduren. 

Om deze pieken op te vangen moeten zowel het middenspanningsnet als het laagspanningsnet op veel plekken worden verzwaard. Dat is echter kostbaar, ruimtelijk ingrijpend en praktisch moeilijk uitvoerbaar. Door slimmer met elektriciteit om te gaan, kan een groot deel van deze verzwaring worden voorkomen. 

In dit artikel richten we ons op het laagspanningsnet: het deel van het elektriciteitsnet waar huishoudens en kleine bedrijven op zijn aangesloten. 

2. Het laagspanningsnet: zo zit het in elkaar 

Op het laagspanningsnet zijn kleinverbruikers aangesloten, zoals huishoudens en kleine bedrijven. Nederland telt ongeveer 30.000 laagspanningsnetten. Elk net bedient enkele tientallen tot een paar honderd woningen en soms enkele tientallen bedrijven. 

Belangrijke kenmerken: 

• Het laagspanningsnet is een 3-fasennet met een spanning van 400 volt
• In woningen wordt dit omgezet naar 230 volt
• De meeste huishoudens hebben een aansluiting van 3 × 25 ampère
• Oudere woningen hebben vaak 1 × 25 of 1 × 35 ampère 

In de rest van dit artikel gebruiken we afkortingen: 

• V = volt
• A = ampère
• W = watt
• kW = kilowatt 

Met een aansluiting van 3 × 25 A kan een huishouden maximaal ongeveer 17 kW tegelijk gebruiken. Individueel is dat ruim voldoende om meerdere apparaten tegelijk te laten draaien. 

Hoeveel vermogen in watt dat een huishouden maximaal tegelijk kan gebruiken, reken je uit door het aantal volt spanning te vermenigvuldigen met het aantal ampère stroomsterkte. Dus bijvoorbeeld 3 x 230 volt x 25 ampère is 17.250 watt oftewel 17,25 kilowatt. 

Het probleem is echter dat het net niet is ontworpen om dit vermogen bij alle woningen tegelijk te leveren. Bij de aanleg ging de netbeheerder ervan uit dat huishoudens gemiddeld slechts 1,5 kW tegelijk zouden gebruiken. De capaciteit van transformatorhuisjes is hierop afgestemd. 

Een transformatorhuisje, door netbeheerders vaak middenspanningsruimte genoemd, heeft doorgaans een vermogen tussen de 200 en 700 kW. Op een transformator van 400 kW kunnen in de oude situatie bijvoorbeeld ruim 250 woningen worden aangesloten. Maar als die huizen veel meer stroom gaan gebruiken, past dat niet meer. Ook de kabels in het laagspanningsnet zijn vaak te dun, vooral aan het einde van het net, en moeten in veel gevallen worden verzwaard. 

3. Netverzwaring: nodig, maar niet onbeperkt mogelijk 

Netbeheerders zijn inmiddels grootschalige verzwaringsprogramma’s gestart. In de komende jaren worden: 

• tienduizenden nieuwe transformatorhuisjes geplaatst;
• circa 100.000 kilometer kabel verzwaard;
• naar verwachting één op de drie straten opengebroken. 

Toch is het niet haalbaar om het net zo zwaar te maken dat alle theoretisch mogelijke pieken altijd kunnen worden opgevangen. Die pieken zijn simpelweg te hoog. Dat zou: 

• technisch nauwelijks uitvoerbaar zijn voor netbeheerders;
• ruimtelijk onhaalbaar zijn voor gemeenten;
• maatschappelijk leiden tot zeer hoge kosten. 

Daarom is het noodzakelijk om netverzwaring te combineren met slimmer gebruik van het net. Het elektriciteitsnet wordt het grootste deel van de dag maar beperkt benut. Door vraag en aanbod beter te spreiden kan de benodigde verzwaring aanzienlijk worden beperkt. In de praktijk zal per buurt de juiste balans moeten worden gevonden. Dit wordt ook wel flexibiliteit genoemd: het vermogen om het moment van stroomgebruik aan te passen aan de beschikbare netcapaciteit. 

Het onderstaande schema van Enexis laat voor een buurt zien hoeveel netverzwaring nodig is als we gaan van een gemiddeld gebruik van 1,5 kW per woning naar gemiddeld 8 kW, 4 kW en 2 kW. Het maakt duidelijk dat slim gebruik een groot verschil kan maken. 

4. Grote veranderingen in het huishoudelijk stroomverbruik 

Zonnepanelen 

Ongeveer 3 miljoen huishoudens hebben inmiddels zonnepanelen. Gemiddeld gaat het om tien panelen per woning, met een gezamenlijk piekvermogen van circa 4 kW. In steeds meer laagspanningsnetten produceren deze panelen op zonnige momenten meer stroom dan het net aankan. Daardoor schakelen omvormers tijdelijk uit en wekken de huishoudens op dat moment geen stroom op voor eigen gebruik of levering aan het net. 

Elektrische auto’s 

Het aantal elektrische auto’s groeit snel. Volgens kennis- en innovatiecentrum van de netbeheerders E-laad neemt het aantal toe van bijna 700.000 in 2025 naar ruim 2 miljoen in 2030 en circa 4,5 miljoen in 2035. In 2050 zullen vrijwel alle auto’s elektrisch zijn. 

Een elektrische auto verbruikt gemiddeld ongeveer 0,2 kWh per kilometer. Dat komt neer op ruim 3.000 kWh per jaar, vergelijkbaar met het huidige gemiddelde huishoudelijke stroomverbruik. 

Het laadvermogen bij thuisladen en publieke laadpalen varieert van 3,7 tot 22 kW. Netbeheerders rekenen doorgaans met 11 kW. 

Slim laden – waarbij het laden wordt afgestemd op stroomprijs, beschikbaarheid van duurzame energie en netbelasting – kan de piekbelasting ongeveer halveren. Bij publieke laadpalen kan dit via regelgeving worden afgedwongen. Concreet betekent dit dat het vermogen van de laadpaal teruggaat naar 4 kW. Voor thuisladen is een buurtgerichte aanpak nodig. 

Warmtepompen 

Warmtepompen zorgen eveneens voor een forse toename van het elektriciteitsverbruik. Een huishouden dat nu 1.200 m³ aardgas verbruikt, zal ongeveer 3.000 kWh extra elektriciteit nodig hebben als het overstapt op een volledig elektrische warmtepomp. 

Veel lucht-waterwarmtepompen beschikken daarnaast over een elektrisch element van 2 tot 6 kW. Het wordt afhankelijk van het type warmtepomp gebruikt voor legionellapreventie, tapwaterverwarming en aanvullende verwarming op zeer koude dagen. In de praktijk zijn er steeds meer warmtepompen die dit element vrijwel niet gebruiken, maar bijvoorbeeld alleen als backup bij een storing.  

Zonder elektrisch element vraagt een warmtepomp circa 1 kW; met element kan dit oplopen tot 3–7 kW. Of en hoe het elektrisch element wordt ingezet, is van cruciaal belang bij het bepalen hoeveel het elektriciteitsnet verzwaard moet worden. Warmtepompen die de bodem of een zeer-lage-tempartuur-warmtenet als bron gebruiken, belasten het net minder.  

De verwachting is dat in ongeveer 2030 per jaar 300.000 nieuwe warmtepompen worden geïnstalleerd. Uiteindelijk zijn in 2050 volgens de huidige verwachtingen warmtepompen in de helft van alle buurten het alternatief voor aardgas. 

Koken op inductie 

Netbeheerders gaan ervan uit dat alle huishoudens de komende jaren overstappen op inductie. Een inductiekookplaat kan op piekmomenten al snel 5 kW of meer vragen. Het jaarlijkse verbruik is beperkt (circa 175 kWh), maar inductie koken leidt wel tot een kleine, onvermijdelijke extra netverzwaring. 

Airco’s 

Het aantal airco’s is sterk gegroeid en ligt inmiddels boven de 3 miljoen. TNO verwacht dat in 2030 ruim 40% van de huishoudens een airco heeft. Airco’s worden vaker gebruikt voor verwarming dan voor koeling en zijn relatief efficiënt.  

Batterijen  

De netwerkbedrijven gaan uit van een verdere toename van thuisbatterijen en buurtbatterijen. Deze kunnen: 

• een bijdrage leveren aan de vergroting van het gebruik van de eigen zonnestroom;
• de piekbelasting op het net verlagen;
• noodstroom leveren bij stroomuitval;
• flexibiliteit- en balansdiensten leveren aan de netbeheerder.  

Daar staat tegenover dat deze batterijen er ook voor kunnen zorgen dat de vraag naar elektriciteit en daardoor de piek hoger wordt. Dat kan met name gebeuren als de batterijen goedkope stroom inkopen bij lage prijzen op de day ahead markt of als ze worden ingezet voor landelijke balanceringsdiensten op de onbalansmarkt. Batterijen kunnen met andere woorden ook spanningsproblemen veroorzaken en transportschaarste vergroten. 

De netwerkbedrijven pleiten ervoor dat er landelijke richtlijnen komen om dit te voorkomen. Ze nemen daarom deze mogelijke extra elektriciteitsvraag niet mee in hun berekening voor de verzwaring van het net. 

5. Hoe bepalen netbeheerders hoeveel verzwaring nodig is? 

De benodigde capaciteit van het laagspanningsnet wordt bepaald door de hoogste jaarlijkse piek, meestal op een koude winteravond. Netbeheerders maken voor alle buurten prognoses van het toekomstige stroomverbruik en prioriteren op basis daarvan waar verzwaring nodig is. 

De belangrijkste factoren zijn: 

• de groei van elektrische auto’s (private en publieke laadpalen);
• het gekozen warmtealternatief (warmtepompen of warmtenetten). 

Bij elektrische auto’s rekenen netbeheerders momenteel zonder slim laden en met een gelijktijdige belastinggraad van 25%. Dat leidt tot een gemiddelde verzwaring van 2,7 kW per huishouden met een eigen laadpaal. Bij publieke laadpalen wordt gerekend met 1,3 kW per laadpaal, omdat slim laden verplicht wordt. Mobiliteitspleinen kunnen sterk bijdragen aan minder verzwaring van het laagspanningsnet, omdat deze op het middenspanningsnet kunnen worden aangesloten. 

Bij volledig elektrische buurten rekenen netbeheerders met gemiddeld 5 kW per warmtepomp en een gelijktijdige belastinggraad van 70%. Dat leidt tot 3,6 kW verzwaring per huishouden. Slimme aansturing kan dit verlagen tot ongeveer 2,5 kW.  

Er zijn nog geen rekengetallen voor de combinatie van een warmtepomp met een zeer-lage-temperatuurnet. De verwachting is dat deze ongeveer op de helft van lucht-waterwarmtepompen liggen. 

Voor inductiekoken wordt gerekend met een vaste verhoging van 0,3 kW per huishouden. Netbeheerders verwachten dat airco’s tijdens de winterpiek geen significante extra netverzwaring veroorzaken. 

De getallen waar de netbeheerders mee werken, zijn duidelijk aan de hoge kant. De reden hiervoor is dat ze zekerheid willen dat in alle tienduizenden laagspanningsnetten geen problemen ontstaan. 

6. Slot: beleid en maatregelen 

De overheid en netbeheerders werken aan een samenhangend pakket maatregelen om netcongestie te beperken, met name: 

• Aangepaste nettarieven die spreiding van stroomverbruik stimuleren (verwacht vanaf 2028);
• Slimme apparaten, zoals laadpalen en warmtepompen, die automatisch rekening houden met netbelasting;
• Energiemanagementsystemen (HEMS) die apparaten onderling laten communiceren. Belangrijk hierbij is dat er een open en toekomstvast communicatieprotocol komt;
• Groeps Transport Overeenkomsten voor buurten, vergelijkbaar met energiehubs voor bedrijventerreinen
• Een technisch vangnet om bij uitzonderlijke pieken grootschalige stroomuitval te voorkomen. 

Daarnaast werken netbeheerders aan meer transparantie. Huishoudens kunnen nu al via de Stroomnetchecker zien of er ruimte is voor een zwaardere aansluiting. Daarnaast werken de netbedrijven aan een nieuwe app Buurtnet waarmee bewoners inzicht krijgen in de capaciteit en belasting van hun lokale laagspanningsnet.