Energieopwekking en transmissiestructuren
De basis van de energie-infrastructuur wordt gevormd door de faciliteiten voor energieopwekking en de structuren voor transmissie. De opwekking vindt plaats in een divers scala aan installaties: van grootschalige, centrale elektriciteitscentrales (gas, biomassa, voorheen kolen) en kerncentrales tot een snel groeiend aantal decentrale bronnen zoals windturbines (op land en op zee) en zonneparken. Deze productielocaties zijn via het hoogspanningsnet verbonden met de rest van het systeem. Dit transmissienet, beheerd door de landelijke netbeheerder TenneT, functioneert als de 'snelweg' voor elektriciteit. Het transporteert grote hoeveelheden stroom over lange afstanden, van de productielocaties naar de regionale distributienetwerken. Voor gas vervult Gasunie een vergelijkbare rol met het landelijke gastransportnet. De robuustheid en capaciteit van deze transmissiestructuren zijn bepalend voor de algehele stabiliteit en het vermogen van het systeem om vraag en aanbod in balans te houden.
De architectuur van deze laag is in volle transitie. De verschuiving van centraal naar decentraal en van stuurbaar naar variabel aanbod (wind en zon) stelt fundamenteel andere eisen aan het ontwerp en beheer van de transmissienetten. Investeringen zijn niet alleen gericht op capaciteitsverzwaring, maar ook op het vergroten van de flexibiliteit en intelligentie van het net.
Netbeheer, systeemoperaties en controlecentra
Waar de transmissienetten de 'snelwegen' zijn, vormen de distributienetten, beheerd door regionale netbeheerders (zoals Liander, Stedin en Enexis), de 'provinciale en lokale wegen'. Deze fijnmazige netwerken van kabels en leidingen brengen elektriciteit en gas tot bij de eindgebruiker: huishoudens en bedrijven. Het beheer van deze netten omvat planning, aanleg, onderhoud en storingsherstel. De systeemoperatie is de cruciale taak om op elk moment, seconde voor seconde, de balans tussen vraag en aanbod van energie te handhaven. Dit gebeurt vanuit hoogtechnologische controlecentra. Hier monitoren systeemoperatoren continu de energiestromen, voorspellen ze de vraag en het aanbod, en sturen ze bij waar nodig door bijvoorbeeld elektriciteitscentrales op- of af te schakelen of internationale verbindingen te gebruiken. De precisie en betrouwbaarheid van deze operaties zijn de kern van de leveringszekerheid die wij als vanzelfsprekend beschouwen.
Digitale lagen voor monitoring, prognoses en coördinatie
Over de fysieke infrastructuur van kabels en leidingen ligt een steeds belangrijker wordende digitale laag. Deze laag bestaat uit een complex netwerk van sensoren, slimme meters, communicatiesystemen en geavanceerde software. Deze digitale infrastructuur maakt real-time monitoring van de staat van het netwerk mogelijk, waardoor (dreigende) storingen sneller gedetecteerd en verholpen kunnen worden. Geavanceerde modellen gebruiken deze data in combinatie met weersvoorspellingen en historische verbruikspatronen om zeer nauwkeurige prognoses te maken van de energievraag en -aanbod. Deze prognoses zijn onmisbaar voor de systeemoperatoren. Bovendien faciliteert de digitale laag de coördinatie tussen de duizenden actoren in het systeem, van grootschalige producenten tot kleine, decentrale opwekkers en in de toekomst ook verbruikers die flexibiliteit aanbieden. Deze digitale bouwsteen is de 'intelligentie' van het energiesysteem en een absolute voorwaarde om de complexiteit van de energietransitie succesvol te kunnen beheren.
Een structurele beschrijving van componenten is de basis voor systeem- en ketenanalyse.