Wind- en zonne-energie zijn nodig voor de energietransitie, maar ze zijn niet de stabielste stroomleveranciers – de wind of zon kan op het laatste moment nog weleens verstek laten gaan. Hoe kan de markt zo worden georganiseerd dat deze stroomproducenten juist bijdragen aan de stabiliteit van het net?
In het kort
- Batterijen dragen bij aan netstabiliteit, maar doordat zij meerdere functies vervullen is aanvullende stabilisatie wenselijk.
- Of hernieuwbare energiebronnen kunnen bijdragen aan de stabiliteit van het net, hangt af van de structuur van de markt.
- Nederland heeft de juiste markt, maar onvoldoende liquiditeit voor deelname van hernieuwbare energieleveranciers.
De elektriciteitssector heeft de afgelopen twintig jaar een transformatie ondergaan. Terwijl marktpartijen vroeger vooral te maken hadden met vraagonzekerheid, worden ze door de groei van hernieuwbare energiebronnen nu ook geconfronteerd met aanbodonzekerheid. De productievolumes van zonne- en windparken hangen immers af van de weersomstandigheden, die slechts beperkt voorspelbaar zijn.
Tegelijkertijd daalt de flexibiliteit in de elektriciteitsmarkt doordat hernieuwbare energiebronnen – hun productie slechts beperkt kunnen aanpassen. Afschalen (curtailen) is relatief eenvoudig, maar niet altijd gewenst omdat potentieel aanbod van duurzame energie dan niet wordt benut. Opschalen is lastiger: dat kan alleen als eerder is afgeschaald, of wanneer er simpelweg meer zon of wind beschikbaar komt – iets waar we geen invloed hebben. Het aanpassingsvermogen van hernieuwbare energiebronnen is dus beperkt en asymmetrisch, in tegenstelling tot bijvoorbeeld gascentrales, die zowel op als af kunnen schalen.
De energietransitie vergroot het belang van mechanismen die de balans tussen vraag en aanbod in real time kunnen waarborgen, omdat het aanbod instabieler wordt. Onbalans leidt tot frequentieafwijkingen die, wanneer ze niet tijdig worden gecorrigeerd, schade aan apparatuur kunnen veroorzaken en uiteindelijk tot storingen of stroomuitval kunnen leiden.
Een voor de hand liggende oplossing is investeren in meer opslagcapaciteit. De verwachting is dan ook dat de geïnstalleerde capaciteit van grote batterijen in Nederland groeit van twee gigawattuur in 2025 tot zo’n tien in 2027 (Energy Storage NL, 2025). Batterijen worden niet alleen ingezet voor het beheersen van real-time onbalans, maar batterijcapaciteit is bijvoorbeeld ook nodig om overdag opgewekte hernieuwbare elektriciteit te verplaatsen naar de avond of andere momenten waarop weinig of geen zon en wind beschikbaar zijn.
Omdat de investering in batterijen fors is en de productie ervan negatieve milieu-effecten heeft (zoals de winning van zeldzame aardmetalen), is het wenselijk om ook andere mechanismen te onderzoeken. In dit artikel doen we dat door te kijken naar de mogelijke rol van producenten van zonne- en windenergie in het beheersen van onbalans.
Kortetermijnmarkten
Naast leveringsafspraken op de lange termijn tussen netbeheerders en energieleveranciers wordt er ook op de korte termijn gehandeld. Allereerst is er de day-aheadmarkt. Daarop wordt elektriciteit verhandeld voor levering gedurende elk specifiek uur in de volgende dag. Volume op day-aheadmarkten wordt aangeboden en gekocht op basis van voorspellingen van vraag en aanbod die één dag voor levering gemaakt worden (De Boer, 2024).
Die dagvoorspellingen bevatten voorspelfouten. De weersomstandigheden die zowel de opwekking van hernieuwbare energie als het elektriciteitsverbruik beïnvloeden, kunnen immers afwijken van de voorspellingen. Voorspellingen van wind en zon gemaakt ten tijde van de day-aheadmarkt hebben een gemiddelde absolute voorspelfout van tien à vijftien procent (afhankelijk van locatie, seizoen en weercondities) (Kaltenbach et al., 2023).
Om deze voorspelfouten te compenseren is er op de kortere termijn ruimte nodig om te schakelen in de energielevering. Intradaymarkten voorzien hierin: zij opereren in de periode tussen de sluiting van de day-aheadmarkt en het leveringsmoment. Marktpartijen kunnen hier hun posities aanpassen naarmate nieuwe informatie over vraag en aanbod beschikbaar komt. Omdat de voor onbalans verantwoordelijke partijen in staat zijn hun posities op basis van verbeterde prognoses bij te sturen, wordt het net stabieler.
Daarnaast dragen intradaymarkten bij aan efficiënte prijsvorming. Ze bieden een aanvullend handelsplatform waarbij prijzen de actuele systeemomstandigheden weerspiegelen, wat leidt tot een betere allocatie van middelen. Een industriële afnemer die flexibel in zijn vraag kan sturen, kan bijvoorbeeld de intradayprijzen monitoren en besluiten het verbruik te verlagen wanneer deze boven de alternatieve kosten uitstijgen.
De extra handelsmogelijkheden en verbeterde prijsefficiëntie verkleinen bovendien zorgen over marktmacht. Intradaymarkten creëren toetredingskansen voor kleinere spelers en nieuwe technologieën die zich richten op bijna realtime activiteiten, iets waarvoor de day-aheadmarkt simpelweg te ver voor vooruit ligt.
Balanceringsmarkten
Mocht er tussen het sluiten van de intradaymarkten en de uiteindelijke stroom op het net toch nog een discrepantie tussen vraag en aanbod ontstaan, dan kunnen de balanceringsmarkten het evenwicht tussen vraag en aanbod nog handhaven. De systeembeheerder koopt hier balanceringsenergie en -diensten in om resterende onbalansen te corrigeren en de systeemfrequentie binnen de acceptabele bandbreedte te houden (De Boer, 2024).
Balanceringsmarkten vormen het institutionele kader voor de economisch efficiënte inkoop en inzet van deze bronnen. In plaats van specifieke producenten te verplichten balanceringsdiensten te leveren of via administratieve procedures bronnen te selecteren, maken marktgebaseerde systemen concurrentie mogelijk tussen aanbieders. Hierdoor wordt – althans in theorie – gegarandeerd dat balancering wordt geleverd door de goedkoopste beschikbare bronnen, met behoud van de vereiste technische normen.
Balanceringsmarkten maken doorgaans onderscheid tussen verschillende soorten producten op basis van hun technische kenmerken en de tijdschaal van hun respons. Als eerste zijn er frequentiebegrenzingsreserves, deze worden binnen enkele seconden automatisch geactiveerd als reactie op frequentieafwijkingen. Hierdoor zijn ze essentieel voor de onmiddellijke stabilisatie van de systeemfrequentie na een plotselinge onbalans, zoals het onverwachte verlies van een grote generator. Ten tweede zijn er frequentieherstelreserves, oftewel secundaire reserves, die binnen enkele seconden tot minuten geactiveerd kunnen worden om de systeemfrequentie naar de nominale waarde te herstellen en de frequentiebegrenzingsreserves te ontlasten. Ten slotte zijn er vervangende reserves, of tertiaire reserves – trager reagerende bronnen die binnen enkele minuten kunnen worden geactiveerd om frequentieherstel te vervangen (De Boer, 2024).
In Nederland is TenneT is verantwoordelijk voor het handhaven van de balans. Als een onbalanssituatie zich aandient, selecteert TenneT de benodigde diensten om onbalans te kunnen herstellen.
Hernieuwbare energiebronnen en onbalans
De aanbieders van balanceringsdiensten verdienen aan het oplossen van de onbalans. De kosten worden betaald door de partijen die onbalans veroorzaken, bijvoorbeeld door een hernieuwbare energiebronnen die op het laatste moment toch niet meer kan leveren.
Toch kunnen hernieuwbare energiebronnen mogelijk zelf deelnemen aan balanceringsmarkten om bij te dragen aan het herstellen van onbalans (Kaya et al., 2024). Het is aannemelijk dat deze leveranciers ook willen profiteren van mogelijke inkomsten die reservemarkten bieden, of in het verlagen van de balanceringskosten die hun activiteiten met zich meebrengen. Een grotere deelname van hernieuwbare energiebronnen zou bovendien aansluiten bij het streven van beleidsmakers om hernieuwbare bronnen een grotere rol te geven in reservemarkten, ter vervanging van conventionele fossiele reserveaanbieders (Europese Commissie, 2024).
De onvoorspelbaarheid van de productie van hernieuwbare energie vormt echter een belemmering voor het aangaan van verplichtingen in de balanceringsmarkten. Bovendien hebben hernieuwbare energiebronnen moeite om te voldoen aan de eisen van bepaalde reservemarkten, die vragen om symmetrische reservecapaciteit: de mogelijkheid om zowel op als af te regelen wanneer dat nodig is. Hoewel hernieuwbare bronnen relatief eenvoudig neerwaartse aanpassingen kunnen leveren, blijft het aanbieden van opwaartse capaciteit een uitdaging. De asymmetrie en onzekerheid van hernieuwbare energiebronnen zouden financiële risico’s voor hernieuwbare energiebronnen en betrouwbaarheidsrisico’s voor systeembeheerders met zich meebrengen als leveranciers zouden deelnemen aan de reservemarkten.
Toch zouden hernieuwbare energiebronnendeze beperkingen via drie strategieën kunnen overwinnen. Ten eerste kunnen ze hedging-overeenkomsten aangaan met opslagaanbieders: wanneer een hernieuwbare energiebron zich verplicht om een bepaald volume aan balanceringsdiensten te leveren maar door gebrek aan wind of zon dit niet kan nakomen, kan de opslagaanbieder bijspringen. Ten tweede kunnen leveranciers van hernieuwbare energie zelf investeren in opslagcapaciteit, hoewel dit kapitaalintensief is en daarmee vooral aantrekkelijk voor grotere spelers. De derde en mogelijk meest toegankelijke optie is om actief te handelen op intradaymarkten dichter bij de levering. Door continu hun posities aan te passen op basis van steeds nauwkeuriger wordende productieschattingen, kunnen hernieuwbare energiebronnen de mismatch tussen toegezegde balanceringsdiensten en hun werkelijke productiecapaciteit minimaliseren. Deze laatste strategie is echter alleen effectief als intradaymarkten voldoende liquiditeit en een geschikte microstructuur bieden.
Handelsdynamiek
Of onafhankelijke hernieuwbare energiebronnen winstgevende en betrouwbare reservediensten kunnen leveren, hangt af van de microstructuur en handelsdynamiek van de intradaymarkt (Kaya et al., 2024). Er zijn twee primaire typen intradaymarkten gebruikelijk: discrete intradaymarkten (toegepast in onder meer Italië en Spanje) en continue intradaymarkten (toegepast in onder meer Nederland en Duitsland).
Discrete markten zijn georganiseerd als veilingen die op verschillende momenten in een dag plaatsvinden. Op elk veilingmoment kunnen deelnemers elektriciteit aanbieden voor elk leveringsmoment vanaf de sluiting van de veiling tot het einde van de leveringsdag. De marktprijs wordt bepaald door de marginale aanbieder, waarbij iedere deelnemer dezelfde marktruimingsprijs ontvangt.
Continue markten bieden daarentegen de mogelijkheid om op elk moment te bieden voor elk leveringsmoment. In Duitsland kan bijvoorbeeld tot vijf minuten voor levering gehandeld worden. Prijzen zijn niet uniform; biedingen worden gematcht tegen de biedingsprijs (pay-as-bid). De liquiditeit varieert gedurende de dag, met de meeste handel vlak voor het leveringsmoment (Scharff en Amelin, 2016; Elexon, 2023).
Discrete markten bieden meer liquiditeit en betere prijzen. Continue markten bieden de mogelijkheid om te handelen op basis van de meest recente informatie over het leveringsmoment. Het is daarom moeilijk kiezen welke marktopzet inherent beter is, vandaar dat beide marktvormen in Europa voorkomen. Zo gaat het European single intraday coupling-initiatief (SIDC), dat streeft naar een uniforme intraday-energiemarkt in de EU, uit van beide marktvormen (ENTSO-E, n.d.).
Discreet of continu
De microstructuur van intradaymarkten (discreet of continu) bepaalt de bereidheid van hernieuwbare energiebronnen om te participeren in de balanceringsmarkt. Kaya et al. (2024) modelleren de activiteiten van hernieuwbare energiebronnen in de energiemarkt, met en zonder opslag, die reservediensten leveren, ondersteund door te handelen op discrete of continue intradaymarkten op basis van Duitse data. Hieruit blijkt dat hernieuwbare energiebronnen bereid zijn deel te nemen aan de balanceringsmarkt als intradaymarkten continu zijn, zonder dat ze zelf in opslag hoeven te investeren. Bij discrete markten is deelname slechts aannemelijk als hernieuwbare energiebronnen over opslag beschikken.
Stel dat een windmolenparkexploitant zich committeert om een volume van tien eenheden aan balanceringsdiensten te leveren. Bij de toezegging wordt verwacht dat de wind voldoende is, maar kort voor het leveringsmoment blijkt de productie door gewijzigde weersverwachtingen slechts acht eenheden te bedragen. Er ontstaat een tekort van twee eenheden. Op een continue intradaymarkt kan de exploitant dit tekort direct oplossen. Zodra de nieuwe windprognose binnenkomt, bijvoorbeeld twee uur voor levering, kan de exploitant twee eenheden bijkopen op de intradaymarkt. Als een half uur later de prognose opnieuw wijzigt naar negen eenheden, kan de exploitant de positie weer aanpassen door één eenheid te verkopen. Dit continue bijsturen is mogelijk tot enkele minuten voor levering, waardoor de exploitant zijn balanceringsafspraak kan nakomen zonder eigen opslagcapaciteit.
Op een discrete intradaymarkt verloopt dit anders. Deze markten werken met veilingen op vaste tijdstippen, bijvoorbeeld om 15:00 uur en 18:00 uur voor de levering die avond. Als de windprognose om 16:30 uur verslechtert, moet de exploitant wachten tot de volgende veiling. Deze beperkte flexibiliteit vergroot het risico dat de balanceringsafspraak niet kan worden nagekomen. Alleen met een batterij kan de exploitant de onzekerheid opvangen, waarbij die batterij als buffer functioneert.
Meer liquiditeit nodig
In Nederland bestaat een continue intradaymarkt, wat hernieuwbare energiebronnen theoretisch in staat stelt om zonder batterijen deel te nemen aan balanceringsmarkten. In de praktijk gebeurt dit echter nog beperkt, voornamelijk door liquiditeitsproblemen. Zelfs bij een continu open markt kan het lastig zijn om kort voor levering een handelspartner te vinden, vooral in uren waarin de productieprognoses het nauwkeurigst zijn. Lage liquiditeit kan leiden tot hoge bid-ask spreads, waardoor het voor hernieuwbare energiebronnen moeilijk wordt om hun posities tegen redelijke prijzen bij te sturen. Dit beperkt de praktische voordelen van een continue markt.
Het is voor beleidsmakers dus niet voldoende om te kiezen voor een continue marktstructuur; ze moeten ook actief werken aan het bevorderen van liquiditeit op deze markten. Dit kan bijvoorbeeld door meer partijen toegang te geven tot de intradaymarkt, transparantie te vergroten, of prikkels te creëren voor marktmakers die liquiditeit verschaffen. Of in ieder geval niet de liquiditeit beperken. Zo waarschuwde Energie-Nederland (2021) dat “opsplitsing van biedzones leidt tot lagere liquiditeit” en dat dit de integratie van hernieuwbare energiebronnen bemoeilijkt. Pas wanneer continue intradaymarkten daadwerkelijk liquide zijn, kunnen hernieuwbare energiebronnen ten volle profiteren van de mogelijkheid om zonder batterijen balanceringsdiensten aan te bieden.
Conclusie
Om leveranciers van hernieuwbare energie mee te laten helpen aan het oplossen van balanceringsproblemen, zouden beleidsmakers de liquiditeit van continue intradaymarkten moeten bevorderen. Liquide continue intradaymarkten maken het mogelijk voor hernieuwbare energiebronnen om te participeren in balanceringsmarkten zonder te hoeven investeren in batterijen, zoals dat wel zou moeten in discrete intradaymarkten. Ondanks dat hernieuwbare energiebronnen de noodzaak voor reservediensten vergroten, worden zij daarmee ook een deel van de oplossing.
Literatuur
Boer, S. de (2024) De Nederlandse elektriciteitssector – deel 2: Hoe werken de verschillende elektriciteitsmarkten? Rabobank, 14 mei.
Elexon (2023) Market index definition statement review 2023. Elexon, 4 oktober.
Energie-Nederland (2021) Energie-Nederland uit zorgen over Europese herziening biedzones. Energie-Nederland, Persbericht, 2 augustus.
Energy Storage NL (2025) Marktonderzoek Energieopslag 2025: Nederland moet versnellen om kansen niet te missen. Energy Storage NL, Nieuwsbericht, 8 oktober.
ENTSO-E (z.d.) What is Single Intraday Coupling? (Geraadpleegd in 2025).
Europese Commissie (2024) European consumers and industry to benefit from clean, secure and stable energy supplies with key market reforms now adopted. Nieuwsbericht, 21 mei.
Kaya, A., Y. Ghiassi-Farrokhfal, S. Rebennack et al. (2024) Delivering reliable reserve commitments from intermittent electricity resources. SSRN Working Paper, 26 augustus.
Kaltenbachm U., M. Lange en I. Sonntag (2023) International Best Practices in Solar and Wind Power Forecasting. GET. Transform technical brief, november.
Scharff, R. en M. Amelin (2016) Trading behaviour on the continuous intraday market Elbas. Energy Policy, 88, 544–557.
Auteurs
Categorieën
