Uitgroeien tot spil in het lokale smart energy grid
Per jaar bezoeken twee miljoen mensen de Johan Cruijff ArenA in Amsterdam. Voor een van de vele voetbalwedstrijden. Of voor een popconcert. Veel mensen parkeren hun auto dan in de parkeergarage onder het stadion. Wat maar weinig bezoekers weten, is dat ze hun voertuig parkeren in de buurt van een gigantische elektrische batterij, die hetzelfde vermogen heeft als een grote windturbine.
Hiermee brengt de Johan Cruijff ArenA niet alleen zijn eigen stroomrekening omlaag, maar helpt de voetbaltempel ook het Nederlandse hoogspanningsnet stabiel te houden. "Dit businessmodel is zeker toe te passen door andere grote bedrijven", zo zegt manager Tim Oosterop van de Amsterdam Energy Arena, het energiebedrijf van het stadion.
Met de opslagfaciliteit – de grootste in Nederland in zijn soort een commercieel gebouw- speelt de Johan Cruijff ArenA in op de groeiende vraag naar tijdelijke energieopslag. De oorzaak hiervan is de groeiende productie van duurzame energie. Die is onvoorspelbaar: wind en zon produceren energie met pieken en dalen. Het Amsterdamse stadion weet dit inmiddels uit ervaring omdat er 4200 zonnepanelen op het dak liggen. Daar komt bij dat de energiebehoefte van het stadion sterk wisselt: er zijn dagen dat de Johan Cruijff ArenA nauwelijks energie gebruikt, terwijl er tijdens voetbalwedstrijden en evenementen enorme pieken in het energieverbruik ontstaan – oplopend tot circa drie megawatt (MW). Een slim opslagsysteem draagt bij aan de stabiliteit van het energienet doordat het de pieken en dalen afvlakt van zowel energiegebruik als duurzame energieproductie.
Het opslagsysteem bestaat uit Nissan Leaf-accu's; voor 60 procent nieuw en voor 40 procent gebruikt. Vanwaar deze keuze?
"Autoaccu's behoren kwalitatief gezien tot de beste batterijen die er in de markt beschikbaar zijn. Ze hebben een groot vermogen en zijn uitvoerig getest op brandveiligheid en crashes. Een auto moet vaak remmen en weer optrekken. Een elektrische autoaccu moet daarom heel snel kunnen ontladen en opladen. Na een aantal jaren lukt dat steeds minder goed. Maar dan is de batterij nog altijd prima in zijn primaire taak: het vasthouden van energie. En dat is waar wij hem voor inzetten."
"We willen bewijzen dat wat voor één batterij geldt, ook geldt voor een hele serie geschakelde batterijen. Daarvoor hebben we subsidie gekregen uit het Europese Interreg-programma. Door met goede gebruikte batterijpakketten te werken, dragen we bij aan het ontstaan van een circulaire economie voor autoaccu's. Eigenlijk hadden we het liefste volledig met gebruikte accu's gewerkt, maar daar waren bij de start van het project in 2017 zijn nog niet genoeg exemplaren van op de markt. Nu wel. Qua prijs is gebruikt tegenwoordig even duur als nieuw. Dat komt door de kosten van het uit de auto halen en testen."
"Bij ons liggen de accupakketten in een geconditioneerde omgeving van 25°C, en we zorgen dat de beladingsgraad het grootste deel van de tijd rond de 50% zweeft. Dat vindt een batterij het fijnst. Dat geldt trouwens ook voor de accu van je laptop en de batterij van je mobiele telefoon."
De opslagfaciliteit draait nu precies een jaar. Wat zijn de grootste hobbels die jullie in de bouw en exploitatie hebben moeten overwinnen?
"De belangrijkste inkomsten van de faciliteit komen uit het contract dat we met Tennet hebben afgesloten. De hoogspanningsnetbeheerder gebruikt onze batterij om de frequentie van het hoogspanningsnet op 50 Hertz te houden. Dat betekent dat Tennet continue pakketjes elektriciteit uit de batterij haalt en weer terugstopt. Net als andere aanbieders stellen we onze batterij gedurende een bepaald tijdvak hier voor beschikbaar. Toen we begonnen met de bouw was dat tijdvak een volledige week."
"Tijdens de bouw veranderden de regels echter: in plaats van inbieden op weekbasis kun je nu ook inbieden op dagbasis. Dit maakt de kring van aanbieders groter, waardoor de prijzen zijn gedaald. En ze zullen verder dalen, want er zijn plannen om naar vieruurs-biedperiodes te gaan. De terugverdientijd van onze investering wordt hierdoor langer. In eerste instantie dachten we aan een terugverdientijd van 9,5 jaar. Dat werd tien en nu denken we dat het elf of twaalf jaar wordt. De onzekerheid over de uiteindelijke terugverdientijd maakt het veel lastiger om projectfinanciering bij een bank te krijgen."
"Een tweede probleem waar we tegenaan liepen, is dat de kwalificatieregels door Tennet werden veranderd tijdens de installatie. Het systeem was ontworpen op de oude eisen maar moesten ineens voldoen aan nieuwe, veel zwaardere eisen. Dan komt de mix van nieuwe en gebruikte batterijen ineens niet zo goed uit. Gebruikte batterijen gedragen zich anders dan nieuwe en hierdoor konden we niet de volledige 3 MW kwalificeren. Je kunt je voorstellen wat voor gevolgen dat heeft voor het verdienmodel: 3 MW nodig hebben om 2 MW aan te kunnen bieden. Gelukkig kon onze partner Eaton (de leverancier van het energiemanagementsysteem, red.) door een aantal tweaks toe te passen de performance van het systeem verbeteren zodat we de eis toch konden halen."
"Waar we verder achter kwamen, is dat er een grijs gebied is met betrekking tot inzet van de brandweer. Iedereen in Nederland mag een accu in zijn huis hangen. Maar de brandweer mag zo'n huis dan eigenlijk niet betreden om een brand te blussen. Nu is het risico op brand zeer klein. We weten op elk moment van elke cel wat zijn 'state of health' is. Bij een toe hoge spanning schakelt zo'n cel automatisch af. Ook de hele ruimte kan afschakelen."
"Dan heb je nog het risico van een thermal runaway, die kan ontstaan als er binnen de accu meer warmte vrij komt dan aan de buitenzijde kan worden afgevoerd. Door de stijgende temperatuur neemt de laadspanning af en de laadstroom toe waardoor nog meer warmte wordt ontwikkeld. Uiteindelijk kan zo'n individuele accu dan smelten. Dat gaat niet gepaard met brand en is niet gevaarlijk voor de andere accu's. Er ontstaan dan giftige dampen die we kunnen afvoeren. Met de brandweer hebben we afgesproken dat zij na zo'n geval metingen komen verrichten om er zeker van te zijn dat een monteur weer veilig de ruimte kan betreden."
Hoe ziet de toekomst eruit?
"We willen op korte termijn de opslagcapaciteit gaan uitbreiden van 3 MW naar 4 MW. Dan hebben we voldoende backup om het stadion van begin tot eind van een voetbalwedstrijd van elektriciteit te voorzien. Op dit moment kunnen we een uur lang deze piekcapaciteit leveren. Na uitbreiding gaan we ook afscheid nemen van de dieselgeneratoren die vanaf de opening van het stadion in 1995 als backup hebben gefungeerd."
"Verder gaan we vanaf deze maand experimenten met vehicle-to-grid. We hebben de opslagfaciliteit niet voor niets in de parkeergarage laten bouwen. Het systeem kan worden uitgebreid door er elektrische auto's aan te koppelen. We gaan laadpaalgebruikers vragen of ze niet alleen willen opladen, maar ook of ze willen ontladen als ons energiemanagementsysteem daar om vraagt, en tegen welke vergoeding. En het slimme systeem zorgt natuurlijk dat bij vertrek de auto voldoende is opgeladen zodat bezoekers zonder problemen thuis kunnen komen. We werken daarbij samen met de gemeente. We beginnen met een paal, maar willen stapsgewijs leren en opschalen. De stad Amsterdam heeft als ambitie om in 2030 uitsluitend emissieloos vervoer toe te staan. Dat betekent nogal wat met 2000 parkeerplaatsen onder het stadion. Met gemiddeld 40 kWh aan vermogen per auto komt er een enorme hoeveelheid energie vrij die onder andere in te zetten is bij stroomuitval."
"Eigenlijk willen we de komende jaren uitgroeien tot een spil in het lokale 'smart energy grid'. Als er 's avonds bijvoorbeeld een concert plaatsvindt in de Ziggo Dome en er in de Johan Cruijff Arena geen activiteiten gepland staan, kan de opslagfaciliteit energie leveren aan de buren. Wellicht kunnen in een later stadium ook gaan leveren aan woningen in de directe omgeving. Voor de gemeente Amsterdam en netbeheerder Alliander en een reeks andere partijen fungeren we de komende jaren als een superproeftuin, waar innovaties kunnen worden getoetst aan de praktijk."
"We willen onze kennis ook gaan vermarkten. Bij de start van het opslagproject hebben we onze energieactiviteiten ondergebracht in een separaat bedrijf: Amsterdam Energy Arena. De andere aandeelhouders hierin zijn BAM, het Amsterdams Klimaat en Energiefonds en technologiebedrijf The Mobility House. We willen onze gezamenlijke kennis en ervaring graag overbrengen op andere stadions waar Euro2020-wedstrijden worden gespeeld en op andere grote bedrijven die een sterk wisselende energievraag hebben."
In het kort
- Ondernemer: Amsterdam Energy ArenA
- Locatie: Amsterdam
- Sector: Leisure, Energie
- Specialist: Tim Oosterop
Meer weten?
Dit ondernemersverhaal is onderdeel van de programmareeks Energy Transition Thursday (ETT). Bij ETT ligt elke maand een duurzaam verdienmodel op de snijtafel, waarbij vier experts (een Ingenieur, Ondernemer, Jurist en een Bankier) samen met alle aanwezigen de obstakels en kansen van het verdienmodel in kaart brengen. Op 14 november 2019 stond Batterijopslag centraal, waarbij Tim Oosterop zijn ervaring als Ondernemer deelde. Kijk voor meer informatie over ETT, en aankomende afleveringen op: Energy Transition Thursday
Ontdek meer verhalen van ondernemers
Overweegt u een eigen onderneming, staat u aan de rand van het opstartproces of wilt u eens een kijkje nemen in de keuken van een ander? Duik in onze ondernemersverhalen en haal inspiratie en tips uit de ervaringen die ondernemers delen.
Lees verder in de energiesector
De energiesector is sterk in beweging nu de energietransitie steeds meer vaart krijgt. ABN AMRO wil een leidende rol spelen in het versnellen van de energietransitie, die bol staat van de kansen én obstakels.
