Het gebruik van elektrische boilers om energie opslaan zou het werk van 2 miljoen thuisbatterijen kunnen doen

Energie opslaan. De energietransitie in Australië is in volle gang. Zo’n  3 miljoen huishoudens hebben zonnepanelen op hun dak  en  de verkoop van middelgrote elektrische auto’s  neemt sterk toe. Maar terwijl we werken aan volledig elektrische huishoudens die draaien op hernieuwbare energie, hebben we dan een belangrijke technologie over het hoofd gezien: de bescheiden elektrische boiler?

Ongeveer  de helft van de Australische huishoudens gebruikt een elektrische boiler, terwijl de rest op gas werkt. Wat is er zo geweldig aan elektrische boilers? 

Elektrische boilers bieden een goedkope manier om grote hoeveelheden energie op te slaan in de vorm van warm water. Een boiler met een tank van 300 liter kan ongeveer evenveel energie opslaan als een Tesla Powerwall van de tweede generatie – voor een fractie van de kosten. 

Uit ons onderzoek  van het UTS Institute for Sustainable Futures blijkt dat Australiërs met elektrische boilers net zoveel energie kunnen opslaan als met meer dan 2 miljoen van dit soort thuisbatterijen. Dit zou uiteindelijk meer dan 6 miljard Australische dollar per jaar op onze energierekening kunnen besparen en ons dichter bij netto nul CO2-uitstoot brengen.

Ons rapport , vandaag gepubliceerd en gefinancierd door het Australian Renewable Energy Agency (ARENA), adviseert om dringend beleid te ontwikkelen om gasboilers snel te vervangen door ‘slimme’ elektrische boilers, om de uitstoot tegen 2030 te halveren en in 2050 netto nul te bereiken. Slimme boilers kunnen worden in- en uitgeschakeld als reactie op veranderingen in het elektriciteitsaanbod en de vraag naar elektriciteit binnen het net. 

Dit betekent dat deze verwarmingstoestellen overtollige hernieuwbare energie buiten de piekuren kunnen absorberen, met name afkomstig van zonne-energie, en ons zo helpen twee belangrijke problemen tegelijk op te lossen. Ze kunnen bijdragen aan het verminderen en uiteindelijk elimineren van de uitstoot van broeikasgassen. En ze kunnen ons elektriciteitsnet stabieler maken door te zorgen voor een flexibele vraag, die helpt het fluctuerende aanbod van hernieuwbare bronnen in evenwicht te brengen.

Vermindering van emissies

Er zijn drie hoofdtypen elektrische boilers. Een conventionele weerstandsboiler gebruikt elektriciteit om water direct te verwarmen. Zonneboilers gebruiken zonlicht en elektriciteit, maar zijn minder populair geworden door de komst van nieuwere warmtepompen. Deze halen warmte uit de lucht en ‘pompen’ deze in water. Een warmtepomp verbruikt drie tot vier keer minder elektriciteit dan een weerstandsboiler.

In 2010 produceerde een elektrische boiler met weerstand doorgaans ongeveer vier keer zoveel uitstoot als een vergelijkbare boiler op gas. De uitstoot van warmtepompen was ongeveer gelijk aan die van gas. Dat komt doordat elektrische boilers  veel elektriciteit verbruiken , waarvan het grootste deel afkomstig was van de verbranding van kolen. 

Naarmate we meer elektriciteit opwekken uit hernieuwbare bronnen, verandert dit beeld drastisch. De Australische energiemarktbeheerder AEMO publiceert regelmatig bijgewerkte plannen voor een toekomst met schone energie. In de meest waarschijnlijke uitkomst, het ” stapveranderingsscenario “, zal gas tegen 2030 de meest broeikasgasintensieve optie voor waterverwarming zijn. 

Wanneer de overgang naar een hernieuwbaar elektriciteitssysteem in 2040 grotendeels is voltooid, zullen de emissies van weerstands- en warmtepompboilers veel lager liggen dan die van gasgestookte boilers.

Boilers kunnen 15 jaar of langer meegaan. De voorraad boilers in onze huizen voor de komende twee decennia hangt dus af van wat we vandaag installeren. Het vervangen van gasboilers door elektrische boilers zou daarom een ​​directe prioriteit moeten zijn in onze energietransitie. 

Ons werk  onderzocht een reeks scenario’s, elk met een andere mix van technologieën voor warmwaterbereiding. Eén scenario was een ‘business as usual’-scenario waarbij gasboilers nog steeds gangbaar zijn. In alternatieve scenario’s wordt gas in de komende 10 tot 20 jaar geleidelijk uitgefaseerd. 

We kwamen erachter dat het vervangen van gas door elektrische boilers ons niet alleen hielp om sneller een netto-nuluitstoot te bereiken, maar dat het ons ook geld zou besparen. 

Gas is duur en zal waarschijnlijk niet veel goedkoper worden. Er is een overvloed aan hernieuwbare energiebronnen die een overschot aan goedkope elektriciteit bieden die boilers kunnen absorberen. Door deze kans te benutten, kunnen we in 2040 meer dan 6 miljard dollar per jaar besparen op onze energierekening.

Het vergroten van de stabiliteit van het net

Zonne- en windenergie zijn nu de  goedkoopste technologieën die we ooit hebben gehad voor het opwekken van elektriciteit . Maar om een ​​stabiel elektriciteitssysteem te behouden, moeten we de vraag afstemmen op het fluctuerende aanbod uit hernieuwbare bronnen. Batterijen bieden een gedeeltelijke oplossing, maar zijn nog steeds relatief duur. 

Elektrische boilers zijn een veel goedkopere manier om grote hoeveelheden energie op te slaan en te voorzien in de flexibiliteit die het elektriciteitsnet nodig heeft.

Uit ons onderzoek  bleek dat, vergeleken met de gebruikelijke basislijn, een scenario dat de nadruk legt op vraagflexibiliteit met behulp van slimme elektrische boilers, 30 GWh extra aan flexibele dagelijkse vraagcapaciteit zou kunnen opleveren. Dat staat gelijk aan meer dan 2 miljoen thuisbatterijen op de National Electricity Market, die elektriciteit levert aan Oost- en Zuid-Australië.

Terug naar de toekomst voor waterverwarming

Sinds de jaren vijftig van de vorige eeuw hebben Australische elektriciteitsleveranciers hun warmwatertoestellen overdag uitgezet en ’s nachts aangezet om vraag en aanbod beter op elkaar af te stemmen. In ruil daarvoor kregen klanten fors lagere prijzen. 

De afgelopen decennia zijn we afgestapt van daluren voor warm water, omdat de voordelen hiervan afnamen en steeds meer huizen  op aardgas werden aangesloten .

Nu we onze warmwatervoorziening elektrificeren, welke technologie moeten we dan omarmen: weerstand of warmtepomp? Het antwoord is: beide. 

In ons onderzoek  keken we naar de afweging tussen zeer flexibele weerstandswaterverwarmers en zeer efficiënte, maar minder flexibele warmtepompen.

Warmtepompen verbruiken minder elektriciteit en zijn goedkoper in gebruik. Waar de elektriciteitsprijzen hoog zijn of de energiestroom beperkt is, is het gebruik van warmtepompen zinvol. Ze hebben echter hogere initiële kosten en zijn niet voor alle woningen geschikt. Veel appartementen hebben bijvoorbeeld geen toegang tot geschikte buitenruimte.

En omdat ze minder elektriciteit verbruiken, bieden warmtepompen een minder flexibele vraag. Nu hernieuwbare energiebronnen, met name zonne-energie, steeds meer ons elektriciteitsnet aandrijven, is het vermogen van elektrische weerstandsverwarmers om overtollige hernieuwbare energie buiten de piekuren op te nemen een groot voordeel.

Met het juiste beleid en hervormingen van de markt kunnen we allemaal profiteren van een systeem waarin klanten weer worden beloond met goedkope elektriciteit buiten de piekuren, in ruil voor het feit dat netwerkbeheerders onze warmwatertoestellen naar behoefte aan en uit kunnen zetten.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd door  The Conversation  onder een Creative Commons-licentie. Lees het  originele artikel .