Een forse en tijdige uitbreiding van de infrastructuur is essentieel voor een betaalbare en haalbare energietransitie. Dat staat in het rapport Cluster Energie Strategie (CES) van het zogenoemde Cluster 6, industriële bedrijven die buiten de vijf grote industriegebieden vallen. 

Netbeheerders en provincies ook hun blik richten op bedrijven uit Cluster 6, stellen negen industriële sectoren. Het rapport dat afgelopen week is aangeboden aan minister Rob Jetten, stelt dat bedrijven graag verder willen verduurzamen. De huidige randvoorwaarden sluiten echter onvoldoende aan op de ambities van de bedrijven. Zo is een forse en tijdige uitbreiding van de benodigde infrastructuur essentieel om een betaalbare en haalbare energietransitie te realiseren. Bedrijven buiten de grote vijf industrieclusters hebben toegang nodig tot nieuwe duurzame energie-infrastructuur die is berekend op grote opgaven zoals elektrificatie. Veel mogelijke oplossingen liggen op regionaal of provinciaal niveau. Dilemma’s rondom de infrastructuur zijn onder andere de vergunningsprocedures en de afweging en bepaling van welk verzoek van een bedrijf wanneer wordt uitgevoerd. Bijvoorbeeld voor een verzwaring van de aansluiting op het elektriciteitsnet.

Competitief

Met deze CES gaat Cluster 6 in gesprek met provincies en netbeheerders om de uitvoering gezamenlijk vorm te geven. Alleen zo kunnen bedrijven hun innovatiekracht ten volle benutten voor de energietransitie. Dan is de doelstelling van -55% CO2-uitstoot in 2030 haalbaar en blijven bedrijven competitief.

Negen sectoren

Het rapport geeft  beeld van de behoeften en zwakken plekken die er zijn in de energie-infrastructuur. ). De Cluster Energie Strategie is opgesteld met inbreng van alle negen sectoren die deel uitmaken van Cluster 6. Adviesberdijf Water & Energy Solutions heeft de benodigde data verzameld bij circa 150 productielocaties en verwerkt. De negen sectoren zijn: FNLI (voedingsmiddelenindustrie), FME en Metaal Nederland (metaalindustrie),  KNB (keramische industrie),  NLDigital (ICT), Nogepa (olie en gas), VA (afval en recycling), VNCI (chemie),  VNG (glas) en VNP (karton en papier).

De fabriek zo goed en zoveel mogelijk laten draaien als kan. Dat is wat bedrijven graag willen. Bij de chloorfabriek van Nobian in Rotterdam is het zoveel mogelijk laten draaien een beetje losgelaten. De fabriek helpt het stroomnet in balans te houden. Energieleverancier Vattenfall kan bij een tekort aan stroom zorgen dat de chloor­fabriek tijdelijk en beperkt minder produceert. En dat was heel erg wennen, vertelt operations manager Toine van de Lindeloof.

In de fabriek in Rotterdam maakt Nobian chloor, loog, waterstof en stoom. De belangrijkste grondstof is elektriciteit en daar gebruikt het bedrijf dan ook een heleboel van. Vandaar dat hij een rol kan spelen in het in balans houden van het stroomnet. Is er weinig stroom beschikbaar dan kan Vattenfall de productie van Nobian binnen bepaalde marges verlagen. Dit wordt ook wel e-flex genoemd. Van de Lindeloof: ‘In de klassieke situatie wordt het net in balans gehouden door gas- of kolencentrales hoger of lager te laten draaien. Nu doen we dat ook door onze productie hoger of lager te laten draaien.’ Een besparing op het gebruik van fossiele brandstoffen.

Telefoontje

Dit is volgens de operations manager nodig om de transitie naar het duurzaam opwekken van energie mogelijk te maken. ‘Door de verschuiving van gas en kolen naar onder andere zonne- en windenergie is er behoefte aan meer samenwerking tussen gebruikers en producenten van elektriciteit. Als bedrijf kunnen wij een rol spelen, omdat we een grootverbruiker zijn van elektriciteit. Ook is ons type fabriek redelijk makkelijk aan te passen in de hoeveelheid belasting. We doen dit ook omdat het nodig is voor de maatschappij om dat elektriciteitsnetwerk te kunnen houden. Dat hebben wij natuurlijk als bedrijf weer nodig om op de lange termijn onze producten te kunnen maken.’

Helemaal nieuw is het trouwens niet dat Nobian de productie aanpast als er weinig stroom beschikbaar is op het net. Maar eerder deed het bedrijf dat alleen in noodsituaties. Het was onderdeel van het zogeheten noodvermogen. ‘Dan kregen we een telefoontje met de vraag of we wat konden doen en dan pasten we de productie zelf aan met de hand. Het verschil is dat we nu onderdeel uitmaken van het continu regelvermogen van Vattenfall.’

Automatische verbinding

Klanten merken er volgens Van de Lindeloof niets van. ‘Daarom kunnen wij het doen, want ons bestaansrecht is dat wij klanten kunnen beleveren met onze producten. Het overgrote deel van de tijd is het elektriciteitsnet behoorlijk goed in balans en kunnen wij normaal draaien. Het komt erop neer dat we enkele keren per week een kwartiertje wat lager draaien. Als je op het totale volume kijkt, dan kom je onder de één procent uit.’

Omdat Nobian nu continu deel uitmaakt van het in balans houden van het elektriciteitsnet, is er een automatische verbinding met het netwerk van Vattenfall. De energieleverancier kan daardoor met een druk op de knop de productie van de chloorfabriek aanpassen. En dat voelt wel eens raar, zegt Van de Lindeloof. ‘We zijn al tientallen jaren bezig om zelf heel strak de touwtjes in handen te hebben om ervoor te zorgen dat we alles blijven beheersen. Het vergt een grote mate van vertrouwen in het systeem en de andere partij dat dat goed blijft gaan.’

Infrastructuur
Als er minder stroom beschikbaar is, wordt de chloorproductie van Nobian automatisch afgeschaald. Het tempo wordt weer opgevoerd als het aanbod dat toelaat. Deze aanpassing gebeurt volautomatisch door real-time ondersteuning van Vattenfall. Door de samenwerking wordt veertig megawatt aan flexibele capaciteit aan het net toegevoegd. Dit staat gelijk aan een vijfde van de chloorproductie van Nobian in Rotterdam.Om het af- en opschalen voor elkaar te krijgen, staat Nobian in verbinding met Vattenfall. En dat stelt andere eisen aan de infrastructuur. ‘Je moet nu ook met een IT-systeem een verbinding hebben met het netwerk van Vattenfall en dat moet ook weer verbonden zijn met het regelsysteem van de fabriek’, zegt Van de Lindeloof. ‘Het was nog best wel een uitdaging om dat goed voor elkaar te krijgen.’ Cybersecurity is dan ook een groot onderwerp geweest in gesprekken tussen de twee partijen.Dankzij het IT-systeem kan Nobian berekenen wat de optimale setting van de fabriek is. ‘Als Vattenfall besluit om de chloorfabriek minder elektriciteit te geven, worden de ideale ‘setpoints’ berekend. Uiteindelijk wordt de productie dan zo verdeeld over de cellen die chloor produceren dat er een minimaal elektriciteitsverbruik is.’

Toine van de Lindeloof: ‘Het komt erop neer dat we enkele keren per week een kwartiertje wat lager draaien.’

Operators kunnen altijd kiezen

Zeker in het begin vonden medewerkers het spannend. ‘Het voelt alsof we het stuurwiel een stukje in de handen van Vattenfall leggen, terwijl we juist heel diep in onze cultuur hebben dat je binnen je eigen productie alles zelf aanstuurt. Daarom hebben we vaak gevraagd hoe iedereen zich erbij voelt. Dat klinkt misschien wat zweverig. Maar als je het over bijvoorbeeld veiligheid hebt, is hoe medewerkers zich erbij voelen heel belangrijk. Veiligheid is ook een stuk beleving. We voeren veel gesprekken over hoe we ervoor hebben gezorgd dat we veilig blijven werken.’

Er zijn daarom belangrijke waarborgen in gebouwd. In de eerste plaats zijn dat allerlei veiligheidssystemen. Als bepaalde lichten in de fabriek niet op groen staan, kan Vattenfall de productie niet verlagen. Denk daarbij bijvoorbeeld aan procesparameters die belangrijk zijn voor het stabiel bedrijven van de fabriek. ‘Daarnaast kunnen onze operators er altijd voor kiezen geen e-flex te doen. Als we net door eigen handelen al een grote wijziging hebben gehad bijvoorbeeld, gaan we niet nog een verandering voor het elektriciteitsnet doen. Het is niet veilig om hele grote slingeringen in jouw proces aan te brengen. Je wilt rustig en beheerst een fabriek bedrijven. In 99,5 procent van de gevallen is dit helemaal niet van toepassing, maar het is belangrijk om te weten dat we altijd veilig kunnen blijven draaien. Als Vattenfall ons laat flexen, zijn de veranderingen daarom ook beperkt. Maar daarmee hebben we wel degelijk een groot effect omdat we een grote afnemer zijn van elektriciteit.’

Breder bezig

Nog steeds hebben Van de Lindeloof en zijn medewerkers het vaak over e-flex. ‘In chemische fabrieken ben je eigenlijk continu bezig om ervoor te zorgen dat je zo hoog mogelijk draait. Het heeft veel geld gekost om de installatie te bouwen en je wilt dat apparaat zo goed en zoveel mogelijk gebruiken. Nu doen we iets waardoor we de installatie af en toe wat minder gebruiken. En dat valt op. Ik kijk regelmatig hoe de fabriek draait. Als ik zie dat we lager draaien, dan denk ik aan de e-flex.’

De samenwerking met Vattenfall zorgt er volgens de operations manager voor dat iedereen ziet dat ze ergens deel van uitmaken. ‘Je bent breder bezig dan de fabriek. Als de e-flex een langere periode aanhoudt, zie je dat mensen gaan opzoeken wat er aan de hand is in het elektriciteitsnetwerk. Is er een probleem? Het maakt de wereld weer breder dan de fabriek. Ik vind dat goed. Je bent onderdeel van een groter geheel.’

De plantmanager

In deze rubriek ‘De plantmanager’ laten wij elke keer een andere plantmanager aan het woord over het werk, visie en bedrijf. Hoe lukt het plantmanagers om succesvol te zijn en kunnen ze anderen daarin inspireren?

Kent u interessante plantmanagers? Mail dan naar redactie@industrielinqs.nl

In een gloednieuw laboratorium in Delft moet het elektriciteitsnet worden klaargestoomd voor de toekomst. Het Electrical Sustainable Power Lab wordt komende vrijdag geopend.

Energie wordt in de toekomst op grote schaal CO2-vrij opgewekt en daarvoor wordt een beroep gedaan op het elektriciteitsnet. Er wordt meer stroom uit zon en wind worden gehaald. Maar is het elektriciteitsnet daar wel klaar voor? Het antwoord is nee.

In het Electrical Sustainable Power Lab (ESP Lab) wordt onderzocht hoe het elektriciteitsnet wel klaar kan worden gestoomd voor de toekomst. Er zijn slimme innovaties en een integrale aanpak nodig. Het lab is dan ook samen door TU Delft, overheid en partners als TenneT, gebouwd

Integratie

‘Ooit bouwden wij hoogspanningsnetten om overal in het land aan de vraag naar elektriciteit te voldoen’, zegt Maarten Abbenhuis, chief operations officer (COO) van netbeheerder Tennet op de website van TU Delft. ‘Het netwerk verandert nu in een Europese multifunctionele verbinder van een dynamisch elektriciteitsaanbod, een stuurbare vraag naar energie en een koppeling naar opslag in moleculen en elektronen. Het ESP Lab is de plek om deze innovaties te ontwikkelen en te testen in relatie tot het gehele energiesysteem zodat de integratie ervan succesvol kan plaatsvinden. Dit is een essentiële stap om de veiligheid en betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet te waarborgen, nu en in een toekomst waarin alles met elkaar verbonden is.’

Digital twin

Een van de innovaties waaraan in het ESP Lab wordt gewerkt, is het toevoegen van een stukje intelligentie aan zonnecellen om een maximale energieopbrengst te bereiken onder sterk wisselende schaduwwerking. Maar ook werken de partijen aan toekomstbestendige componenten (denk aan nieuwe hoogspanningskabels en vermogenselektronica) voor het veilig en zonder verliezen transporteren van groene elektriciteit. Daarnaast is er ook een digital twin van het elektriciteitsnet gemaakt waarmee de betrouwbaarheid en veiligheid van het huidige en het toekomstige net kan worden getest.

Nobian past de chloorproductie in Rotterdam aan als er plotseling meer of minder stroom beschikbaar is. Hiermee helpt het bedrijf om het stroomnet beter in balans te houden. De chloorfabrikant werkt hiervoor samen met energieleverancier Vattenfall.

Door de samenwerking met Vattenfall kan Nobian (tot voor kort Nouryon) inspelen op de toenemende fluctuaties in het stroomaanbod. Om de pieken en dalen te balanceren, gebruikt netbeheerder Tennet regelvermogen. Dit koopt ze in bij verschillende leveranciers, waaronder Vattenfall. Het regelvermogen bestaat uit een verzameling van productielocaties, met name gascentrales, die snel meer, of juist minder, stroom kunnen leveren. De chloorproductie van Nobian wordt hier nu aan toegevoegd.

Als er minder stroom beschikbaar is, wordt de chloorproductie van Nobian automatisch afgeschaald. Het tempo wordt weer opgevoerd als het aanbod dat toelaat. Deze aanpassing gebeurt volautomatisch door real-time ondersteuning van Vattenfall. Door de samenwerking wordt veertig megawatt aan flexibele capaciteit aan het net toegevoegd. Dit staat gelijk aan een vijfde van de chloorproductie van Nobian in Rotterdam.

Marcel Galjee (Nobian): ‘Een wens voor de toekomst zou zijn dat we regel- en noodvermogen kunnen aanbieden vanaf dezelfde asset.’

Pieken en dalen

Marcel Galjee, directeur Energy & New Business bij Nobian: ‘Met onze flexibele chloorproductie leveren we een belangrijke bijdrage aan de energietransitie. Waarbij de vraag naar elektriciteit het aanbod van (groene) elektriciteit gaat volgen. De samenwerking met Vattenfall is een volgende stap om de flexibiliteit binnen onze processen te gebruiken om te verduurzamen. Een wens voor de toekomst zou zijn dat we regel- en noodvermogen kunnen aanbieden vanaf dezelfde asset.’

Het belang van vraagsturing neemt toe. Door het groeiende aandeel zonne- en windenergie kent het stroomaanbod steeds meer en grotere pieken en dalen. Daarbij komt de uitfasering van verschillende regelbare bronnen van opwekking, zoals kolen (in Nederland en Duitsland) en nucleaire centrales (vooral in Duitsland en België).

Ook de vraag verandert, de industrie gaat meer elektriciteit gebruiken doordat ze processen elektrificeert.

Industriële vraagsturing

Uit onderzoek dat Strategy& (onderdeel van PwC) deze zomer uitvoerde in opdracht van Tennet bleek dat zowel Nederland als Duitsland de piekbelasting van hun elektriciteitsnet met wel tien tot zeventien procent kunnen verlagen als ze volledig het potentieel benutten van industriële vraagsturing, industrial Demand Side Response (iDSR).

In Nederland is het potentieel iDSR rond de 3,4 gigawatt en in Duitsland tien gigawatt. De huidige inzet van iDSR in Nederland ligt tussen de 700 en 1900 megawatt. In Duitsland ligt de huidige inzet rond de drie gigawatt. Met voldoende flexibiliteit kunnen kostbare maatregelen als import of regelbare centrales worden beperkt. Flexibiliteit aan de markt bieden kan bovendien een extra verdienmodel voor de industrie zijn.

Belemmeringen

De mogelijke capaciteit van flexibel elektriciteitsgebruik door de industrie is veelbelovend, maar toegang voor iDSR kent ook barrières. Om het industriële potentieel in de beide landen waar Tennet actief is te benutten, is een aantal veranderingen nodig. Zo krijgen in Nederland bedrijven die hun stroomverbruik stabiel houden tot wel negentig procent korting op het netwerktarief. Vanuit het standpunt van flexibiliteit vormt zo’n korting een financiële belemmering die moet worden weggenomen.

Volgens de onderzoekers moeten de mogelijkheden en voordelen van iDSR meer onder de aandacht worden gebracht bij de industrie. Verschillende vertegenwoordigers van de industrie geven aan dat ze de mogelijkheden van iDSR onvoldoende kennen en nieuwsgierig zijn naar de kansen voor hun iDSR-businesscase.

Tussenpersonen

Wat volgens de onderzoekers ook kan helpen, is het aanstellen van onafhankelijke tussenpersonen, zogenaamde aggregators. Juist in een markt met nieuwe deelnemers zijn er kansen voor vereenvoudigde diensten en risicobeperking.

De huidige eisen aan meters vormen ook een belemmering voor iDSR omdat ze tot hoge kosten leiden. Wellicht kunnen bedrijven af met goedkopere meters.

Effectieve deelname

Het Europese wetgevingspakket ‘Clean energy for all Europeans’ is nog een goede reden om meer inzicht te vergaren in het potentieel voor iDSR en in kansen om die capaciteit te benutten. Dit wetgevingspakket, dat leidend is voor nationale wetgeving, stelt bijvoorbeeld dat klanten moeten kunnen deelnemen aan de elektriciteitsmarkten voor netbalans, day-ahead en intraday-handel – individueel of via een tussenpersoon. Daarnaast dienen TSO’s en DSO’s voor vraagsturing aanvullende diensten beschikbaar te stellen op een manier die transparant en non-discriminatoir is.

ESD-Sic en Engie werken ook samen

Nobian en Vattenfall zijn niet de enigen die samenwerken om het stroomnet in balans te houden. Al een aantal jaar bepaalt Engie wanneer producent van silicium­carbide ESD-SIC wel of niet produceert. Omdat ESD haar productieproces per direct kan aan- of uitschakelen, kan ze dus produceren als er bijvoorbeeld veel zonne- en windenergie beschikbaar is. De productie kan uit als de stroomvraag groot is, of er weinig zon en wind is.Een belangrijke troef van ESD-SIC is dat het de productie van siliciumcarbide kan beginnen en stilleggen wanneer het maar wil. Dat biedt interessante mogelijkheden bij afname van overschotten duurzame energie. Voor de samenwerking kocht en verkocht ESD-SIC stroom op de onbalansmarkt. Het bedrijf kocht bij zodra er een overschot aan stroom op het net was. Bijvoorbeeld als gevolg van een ‘teveel’ aan windenergie. Of andersom. De productie werd afgeschakeld zodra er zeer hoge prijzen werden gerekend omdat er onverwacht te weinig stroom werd geproduceerd. Op dat moment werd de stroom die eerder voor de productie was ingekocht weer verkocht.

Rol aluminiumproducent in netstabilisering

Ook elektriciteitsgrootverbruiker Damco Aluminum Delfzijl Coöperatie (Aldel) is bezig om een rol te spelen in het regelvermogen. Dat vertelde COO David Eisma vorig jaar in ons zusterblad Industrielinqs. ‘Wij kunnen onze productie laten meeveren met het aanbod, zodat we een belangrijke rol krijgen in de netstabilisering. Momenteel kunnen we dat vooral door onze productie af te schakelen bij tekorten, ook wel noodstroom genoemd. Maar met een paar aanpassingen kunnen we dat veel subtieler doen. We werken al met onze partner Energy Pool samen, die ons helpt met de benodigde soft- en hardware om te flexibiliseren.’

Voordat het zover is, moet wel een aantal aanpassingen worden gedaan aan zowel de hoogspanningsinstallaties als de gelijkrichters die het aluminium smelten. De gelijkrichters kunnen met enige aanpassingen de variabele belasting opvangen. Om dit te kunnen doen, bouwt Aldel samen met Energy Pool tien installaties om. Iedere installatie heeft een capaciteit van 40.000 Ampère en een spanning tot ongeveer 800 Volt. Aldel verwacht een variabele belasting van vijftien megawatt te kunnen bereiken om de netfrequentie te ondersteunen.

Met het toenemende aanbod groene energie, neemt de roep om flexibele stroomconsumptie toe. De industrie kan een grote rol spelen in netbalancering, maar moet daarbij wel rekening houden met cybersecurity. Want hoe meer ketens aan elkaar worden geknoopt, hoe groter de kans dat kwaadwillenden toegang krijgen tot het kwetsbare en kritieke energiesysteem.

Waar de energiebedrijven voorheen eenvoudigweg gas of elektriciteit leverden, verandert het landschap snel. Elektriciteit kan namelijk zowel van duurzame bronnen als van energiecentrales komen terwijl energieconsumenten tegelijkertijd producenten zijn. En dan investeren ook steeds meer partijen in elektrificatie van hun gas- of stoomsystemen.

Bijkomend voordeel van deze stap is dat de bedrijven een rol spelen in balancering van het stroomnet. Zo kondigde Nobian onlangs nog aan een deel van het regelvermogen van de fabriek inenerg Rotterdam in handen te geven aan Vattenfall. Het Zweedse energiebedrijf kan daarmee de chloorproductie van Nobian ietsje terugdraaien wanneer de stroomprijs te hoog wordt of er stroomtekort dreigt, terwijl het extra kan produceren bij stroomoverschotten op zonnige en winderige dagen. Dat klinkt natuurlijk mooi, maar vraagt ook om verdergaande integratie van de bedrijfssystemen van beide bedrijven. Onderzoeksdirecteur Marco Waas liet dan ook desgevraagd doorschemeren dat in de discussies die Nobian voerde over samenwerking met Vattenfall, een derde deel ging over cybersecurity. ‘Je wil niet dat malafide partijen je productieprocessen kunnen verstoren. We kiezen dan ook bewust voor een directe, bekabelde verbinding.’

Operationele systemen

Nu was Nobian altijd al afhankelijk van de stroomvoorziening omdat chloorproductie nu eenmaal een elektrochemisch proces is. Maar de verwachting is dat de verhoudingen tussen elektriciteit en gasconsumptie meer verschuiven richting eerstgenoemde. Bedrijven als BASF, Dow, Shell, en Sabic onderzoeken al de mogelijkheden voor het elektrificeren van hun krakers. Bovendien investeren steeds meer bedrijven in elektrische stoomketels of warmtepompen. Daarmee verkleinen de bedrijven hun CO2-voetafdruk, maar vergroten ze tevens het risico op cyberterrorisme. Zeker als ze hun assets ook willen inzetten voor netbalancering. Dit soort systemen is nu eenmaal te complex om autonoom af te handelen en vergt altijd digitale communicatie met de keten.

Marcel Jutte, managing director bij Hudson Cybertec, een cybersecurity solution provider: ‘Zeker in de chloor- en stikstofketen zijn de onderlinge afhankelijkheden tussen verschillende bedrijven groot. Als de een niet kan produceren, kan de ander niet afnemen waardoor het primaire proces stilvalt. Andersom, als een bedrijf een product of halfproduct niet kan afnemen, kan de toeleverende partij dit ook niet in grote mate produceren. Alle partijen zijn erbij gebaat een zo stabiel mogelijke productieomgeving te hebben. Dat betekent dat cybersecurity van de primaire processen tiptop op orde moet zijn.’

Cyberaanvallen

Alhoewel gerichte aanvallen op de vitale processen nog niet in Nederland zijn waargenomen, zijn er wel voorbeelden uit het buitenland te vinden. Zo leidde een cyberaanval op een regionaal Oekraïens elektriciteitsdistributiebedrijf in december 2015 tot een verstoring van de dienstverlening aan ongeveer 225.000 klanten. De storingen waren te wijten aan de onbevoegde toegang van derden tot een van de computers en SCADA­systemen van het bedrijf. Zeven 110 kV en 23 35 kV-onderstations werden gedurende drie uur afgesloten.

Chinese hackers vielen in 2011 in operation Night Dragon elektriciteitsbedrijven aan. In 2016 werd ten minste één Europees energiebedrijf slachtoffer van SFG malware dat een backdoor installeerde op de industriële controlesystemen. Dat de mens nog steeds een zwakke schakel is, blijkt ook wel weer uit een als onderdeel van een pentest (penetratie test) uitgevoerde social engineering aanval op een energiebedrijf. Bedrijven laten dit soort testen uitvoeren door zogenaamde ethical hackers, die kijken of het ze lukt een systeem binnen te dringen. Een van de securityonderzoekers kreeg in 2008 volledige toegang tot de SCADA-omgeving van het energiebedrijf. Als dit echte cybercriminelen waren, had dat niet goed kunnen uitpakken. Dat merkte ook Israël dat in 2016 nog werd getroffen door een massale cyberaanval op het elektriciteitsnetwerk, precies tijdens een periode van voor het land extreem koud winterweer.

kunstmatige intelligentie

Marcel Jutte (Hudson Cybertec): ‘Een integrale aanpak van alle aspecten, mens, organisatie én techniek, is van groot belang voor een digitaal weerbare organisatie.’

In het Cybersecurity Beeld Nederland 2020 van de Nationaal Coördinator Terrorismebestrijding en Veiligheid (NCTV) werd melding gemaakt van ransomwareaanvallen op industriële automatisering en controlesystemen (IACS) die worden gebruikt voor bijvoorbeeld de drinkwater- en energievoorziening. Ook het afgelopen jaar zijn wereldwijd vitale processen in de sectoren elektriciteit, water, olie en gas, chemie, voedsel, transport en de zorg doelwit geweest van digitale aanvallen door criminele groepen. Jutte: ‘Of de zwakke plek nu zit in de techniek, het personeel of het beleid van de organisatie maakt niet uit. Een gemotiveerde aanvaller zal de zwakke plek uiteindelijk vinden en uitbuiten. Een integrale aanpak van alle aspecten, mens, organisatie én techniek, is dan ook van groot belang voor een digitaal weerbare organisatie.’

Security by design

Het ministerie van Justitie en Veiligheid gaf onderzoeksbureau Gartner de opdracht de cybersecurity van IACS­systemen te onderzoeken. De conclusie was dat de systemen tot nog toe weinig problemen ondervonden van cyberaanvallen. Maar dat wilde niet zeggen dat dit zo zou blijven.

Volgens de onderzoekers gebruikt de energiesector veelvuldig IACS-systemen. Men verwacht dat dit nog verder toeneemt door het gebruik van smart grids. Ook het gebruik van wind- en zonne-energie zorgt voor een wisselend aanbod van elektriciteit. IACS-systemen sturen de productieprocessen voor het genereren van stroom aan, zorgen ervoor dat het primaire proces op een veilige manier verloopt en zorgen ervoor dat de spanning op het elektriciteitsnet constant blijft. Verder gebruiken netbeheerders IACS-systemen om bij onderhoud delen spanningsloos te maken, zodat onderhoud veilig kan gebeuren. Ook bij incidenten, zoals een probleem met een transformator, kan de stroom anders worden gerouteerd, zodat de eindgebruikers hier geen last van hebben. De impact bij verkeerde aansturing kan ervoor zorgen dat het elektriciteitsnetwerk zonder spanning komt te staan.

Verder is het mogelijk dat de spanning hoger of lager wordt dan 230V, waardoor aangesloten apparaten ook fysiek beschadigd kunnen raken. Of wat te denken van fluctuaties in de frequentie, waardoor klokken en timers niet meer goed functioneren. Als het meetgedeelte van een systeem niet goed functioneert, kan dit ervoor zorgen dat er niet of niet tijdig kan worden ingegrepen bij afwijkingen.

Jutte: ‘Door de toenemende digitalisering en steeds verdergaande autonomie van gekoppelde beslissystemen wordt ook de potentiële impact van een cyberincident significant groter. Dit maakt het noodzakelijk dat de IACS-omgevingen cybersecure zijn en bestand zijn tegen aanvallen van zowel buitenaf als binnenuit. Het geheel moet kloppen. Ontwerpers van dit soort systemen moeten vanaf het begin rekening houden met cyberveiligheid, ofwel security by design. Alleen dan kan de keten de digitale weerbaarheid van dit soort omgevingen gedurende de gehele levenscyclus borgen.’

Ketenveiligheid

Ook de Cyber Security Raad, die de overheid informeert over cyberrisico’s, ziet dat steeds meer systemen zich met elkaar verknopen. Dat is volgens deze raad een goede ontwikkeling omdat daarmee ook steeds meer mogelijkheden ontstaan voor samenwerking tussen bedrijven en sectoren. De schaduwzijde is echter dat een meer ICT-afhankelijke economie ook meer risico’s met zich meebrengt op het gebied van digitale veiligheid. Volgens de raad worden steeds meer bedrijven, overheden, systemen en applicaties met elkaar verbonden, terwijl er nauwelijks wordt nagedacht over de digitale veiligheid in deze keten. Dit kan grote economische gevolgen hebben. De raad riep daarom onlangs op niet alleen de cyberrisico’s in organisaties in kaart te brengen, maar ook de risico’s in de keten.

Jutte: ‘Ook wet- en regelgeving zal hier een rol in gaan spelen.’

Jutte: ‘Natuurlijk is het belangrijk dat de keten wordt beschermd. Dat geldt niet alleen voor bedrijven en organisaties die direct aan elkaar zijn gekoppeld, maar ook voor toeleveranciers en onderhoudspartijen voor IACS-omgevingen. We zien in de praktijk dat ICT en OT-afdelingen van bedrijven steeds vaker productcertificeringen verwachten en andere cybersecurityeisen stellen aan de keten. Ook wet- en regelgeving zal hier een rol in gaan spelen. Er valt nog een heleboel op dit vlak te doen.’

Analyse

Inmiddels zijn de eigenaren van vitale systemen wel in de weer om cyberaanvallen zoveel mogelijk te voorkomen. Zo voerde Tennet samen met Shell, Gasunie, Nuon, Alliander en het Nationaal Cyber Security Centrum (NCSC) een risicoanalyse cybersecurity uit binnen de energiesector. De analyse moest blootleggen wie van wie afhankelijk is, welke kritieke IT-systemen er zijn en welke risico’s de verschillende partijen in de sector lopen. Met als belangrijkste hoofdvraag: welke digitale veiligheidsmaatregelen moet de keten nemen? Aangezien er geen effectieve analysemethode bestond voor digitale ketenveiligheid, ontwikkelde de energiesector deze zelf. Deze methode is inmiddels gratis te downloaden via de website van de Cyber Security Raad.

Om de capaciteit van bestaande elektriciteitsnetten beter te benutten kunnen netbeheerders vaker gebruik maken congestiemanagement. Als het stroomaanbod of de stroomvraag groter is dan het net aankan, kan de netbeheerder met marktpartijen vraag en aanbod op elkaar afstemmen. De Autoriteit Consument & Markt (ACM) wil in de Netcode Elektriciteit duidelijker vastleggen hoe, wanneer en onder welke voorwaarden netbeheerders congestiemanagement moeten toepassen.

Congestiemanagement houdt in dat netbeheerders de krapte op het elektriciteitsnet oplossen door producenten en afnemers van elektriciteit als dat nodig is een vergoeding te geven als zij helpen het net minder te belasten. Bijvoorbeeld door het tijdelijk verminderen van de invoeding op het net. Congestiemanagement is een tijdelijke maatregel gedurende de periode die een netbeheerder werkt aan verzwaring van het elektriciteitsnet. Het draagt bij aan de energietransitie doordat er op die manier meer ruimte op het elektriciteitsnet ontstaat, zodat er ook meer wind- en zonneparken aangesloten kunnen worden op het elektriciteitsnetwerk.

Ontwerpbesluit

De ACM wil de Netcode Elektriciteit aanpassen zodat netbeheerders, wanneer daar om wordt gevraagd, in een gebied met congestie vaker en daardoor sneller een aanbod voor transport van elektriciteit doen. De belangrijkste aanpassing is dat alleen als de kosten voor congestiemanagement boven een financiële grens uitkomen of als er een technische grens wordt bereikt waardoor de netbeheerder de betrouwbaarheid van het net niet meer kan borgen, de netbeheerder geen aanbod meer hoeft te doen voor het transport van elektriciteit.

De door de ACM voorgestelde wijzigingen staan in het ontwerpbesluit rondom transportschaarste en congestiemanagement dat op 19 augustus 2021 in de Staatscourant wordt gepubliceerd en ter consultatie aan belanghebbenden wordt voorgelegd. Belanghebbenden kunnen hun zienswijzen indienen op dit ontwerpbesluit.

Aluminiumproducent Damco/Aldel zet zijn eigen elektriciteitsnet in om te helpen bij netcongestie in de Eemsmond-regio.

De bestaande elektriciteitsnetten van Tennet en van Enexis hebben nu soms te weinig capaciteit om nieuwe klanten aan te sluiten. Door deze capaciteitsproblemen in het openbare stroomnet van Enexis kunnen nieuwe zonneparken de komende jaren niet op dat openbare stroomnet worden aangesloten. Hierdoor ontstaat er vertraging in de uitbouw van de duurzame energie.

Damco/Aldel in Delfzijl is een van de grootste elektriciteitsverbruikers van Nederland. Vanwege dat grote verbruik heeft het bedrijf een sterk eigen elektriciteitsnet. Dat eigen net is rechtstreeks aangesloten op het landelijke transportnet voor elektrische energie van Tennet.

Zonneparken

Het eigen net heeft een grote transportcapaciteit. Daarom wil de aluminiumproducent dat eigen net ook beschikbaar stellen voor de aansluiting van externe zonneparken. Die zonneparken hoeven dan niet te wachten totdat de netcongestie aan de Eemsmond is opgelost. Ze kunnen dan sneller energie gaan leveren. Tennet en ook Enexis ondersteunen dit idee, want een stukje van de aansluitproblemen wordt hiermee opgelost.

Het aansluiten van externe zonneparken op het eigen intern elektriciteitsnet moest wel worden goedgekeurd door de Autoriteit Consument en Markt (ACM). Die heeft inmiddels goedkeuring verleend. Samen met de eerste belangstellende zonneparken worden nu de technische plannen ontwikkeld om de aansluitingen daadwerkelijk te gaan bouwen.

In de zomer van 2022 moet de nieuwe luchtscheidingsfabriek van Air Liquide in Moerdijk operationeel zijn. De eerste paal is inmiddels geslagen. De fabriek komt ten zuiden van de site van Shell Moerdijk te staan.

Air Liquide investeert 125 miljoen euro in de bouw van de fabriek, waarvan het energieverbruik tien procent lager zal zijn dan vergelijkbare installaties. Bovendien helpt de luchtscheidingsunit het elektriciteitsnet te stabiliseren. Als er op het energienet sprake is van piekbelasting, dan kan de nieuwe installatie tijdelijk het energieverbruik verlagen. De productie van zuurstof blijft daarbij gelijk.

TenneT selecteerde negen partners voor de Europese aanbesteding EU-303 Stations. Deze bedrijven zullen samen met TenneT 360 hoogspanningsstations in Nederland aanpassen, vernieuwen of uitbreiden.

TenneT moet zijn hoogspanningsnet in hoog tempo uitbreiden. De vraag naar transport van elektriciteit neemt in deze energietransitie namelijk steeds verder toe. Bijvoorbeeld door elektrificatie in het vervoer, van verwarming en de industrie. Maar ook door de opwek van stroom met windturbines en zonneparken. Naast uitbreiding van de hoogspanningsstations vervangen de partners ook onderdelen in de stations. De stations van 110kV en 150kV moeten in veel gevallen volledig worden vervangen. Ze zijn soms vijftig jaar of langer in bedrijf en aan het eind van hun technische levensduur.

Vier miljard euro

De aanbesteding EU-303 Stations is een inkoopprogramma van circa vier miljard euro, over een looptijd van elf jaar (tot 1 januari 2032). Het programma is gericht op multidisciplinaire werkzaamheden voor de TenneT hoogspanningsstations van 110kV, 150kV, 220kV en 380kV in Nederland. Het gaat daarbij om civieltechnisch en bouwkundig werk voor nieuwbouw, uitbreiding, reconstructie, renovatie, amovering (slopen), vervanging, beheer en onderhoud van hoogspanningsinstallaties. Projectmanagement en projectcoördinatie behoren daar nadrukkelijk ook bij.

Uitdagende opdracht

Het stroomnet wordt zeer intensief gebruikt. Daardoor is het niet mogelijk om een verbinding voor een dag of een week uit te zetten. Ook niet voor werkzaamheden. Bijkomende uitdaging is  ruimtegebrek in dichtbebouwde gebieden. Een goede plek vinden voor de benodigde uitbreidingen is vaak dan ook lastig en tijdrovend. Slotsom: EU-303 Stations is echt een uitdaging, een omvangrijke en complexe opdracht die onder uitzonderlijke omstandigheden moet worden uitgevoerd.

Efficiënter, sneller en slim samenwerken

De hoge ambitie en de lastige omstandigheden leidden tot een bijzondere aanpak in de aanbesteding. TenneT stuurt gericht aan op efficiënter, sneller en slim samenwerken door te kiezen voor vernieuwing, digitalisering van processen en planningen en een gelijkwaardige samenwerking met zijn partners.

Nieuwe partners

Voor de vernieuwing en uitbreiding van de hoogspanningsstations moet veel werk verzet worden en wordt constant gezocht naar betere methodes en processen. TenneT koos bewust voor nieuwe partners. Kandidaten die voor specifiek werk geen ervaring konden aantonen, kregen in de tender de kans om te bewijzen dat ze over voldoende expertise en vaardigheden beschikken. Dat resulteert in vier partners waarmee TenneT niet eerder samenwerkte in een tender. Één van hen deed al wel opdrachten in een andere discipline.

De geselecteerde partners zijn:

  • SPIE Nederland B.V.
  • Heijmans Infra B.V.
  • Croonwolter&dros B.V. en Mobilis B.V. (SC&M)
  • Volker Energy Solutions B.V.
  • Strukton Systems B.V.
  • Cegelec (Omexom)
  • Acciona Industrial S.A.
  • Efacec Engenharia e Sistemas S.A.
  • H&MV Engineering B.V.

Hoewel het aandeel duurzame energie in de Nederlandse energiemix nog niet groot is, neemt deze rap toe. Nu al moeten windparken soms stil worden gezet omdat het aanbod de vraag overschrijdt. Grote industriële elektriciteitsverbruikers kunnen een rol spelen in netbalancering en zo een virtuele batterij vormen. Als dat goed gebeurt, profiteert daar zowel de industrie als de netbeheerder van.

Nederland kent momenteel een drietal industriële bedrijven dat de netbeheerder al kan ondersteunen in de onbalansmarkt. Siliciumcarbide-producent ESD-Sic, aluminiumproducent Aldel en chloorproducent Nouryon. Onderzoeksdirecteur Marco Waas van Nouryon wil daarbij wel direct vermelden dat het bedrijf nog aan het begin van een ontwikkeling staat. ‘We moesten een chloorfabriek van tweehonderd megawatt zodanig ombouwen dat je hem in een tijdsframe van vijftien minuten kunt op- en afschakelen. Overigens is dat schakelen niet van nu naar tweehonderd of andersom. We kunnen nu tien procent op- en afregelen. Dat moet op den duur naar de twintig of misschien zelfs vijftig procent gaan. Voordat we dat konden doen, moesten we wel wat aanpassingen aan de productie-units doen. We gebruiken alkaline elektrolyzers die niet om hun flexibiliteit bekend staan. Toch blijken ze, met aanpassingen in de besturing, wel degelijk te kunnen worden ingezet. Het grootste deel van de aanpassingen betrof echter de automatisering van de fabriek.’

‘We zien deze stap als een volgende efficiencyslag in onze productie.’

Marco Waas, onderzoeksdirecteur Nouryon

Voordat je de regie min of meer uit handen kunt geven, moet je wel zeker weten dat de systemen dit aan kunnen, legt Waas uit. ‘Bovendien moet je heel goed weten wélke cellen je wilt afschakelen. Het is natuurlijk zonde om de best presterende elektrolyzers terug te regelen. En dus zal je per cel de prestaties moeten monitoren. Nu krijgen onze operators nog een seintje dat ze moeten terugregelen. Maar straks moet dat allemaal automatisch gebeuren. Als dat goed gaat, kunnen we de regie overgeven aan Vattenfall.’

Cybersecurity

Op de vraag of Nouryon nu zijn businessmodel omgooit naar energie, kan Waas kort antwoorden. ‘We zijn en blijven een chemiebedrijf. We zien deze stap als een volgende efficiencyslag in onze productie. Als we het goed doen, verdienen we er ook nog geld aan. Maar onze klanten blijven de afnemers van chloor. Als de nood heel hoog wordt en meer flexcapaciteit gewenst is, zullen we die klanten bij onze plannen moeten betrekken. Zij kunnen immers ook voorraden aanleggen en daarmee tijd winnen. Zover is het echter nog niet.’

Voor wie en vergelijkbare stap wil maken als Nouryon heeft Waas nog wel wat tips: ‘In de discussies die we voerden over dit onderwerp ging een derde deel over cybersecurity. Je wil niet dat malafide partijen je productieprocessen kunnen verstoren. We kiezen dan ook bewust voor een directe, bekabelde verbinding. Vergeet ook niet het sociale aspect van een dergelijke wending in de productieomgeving. Onze operators moesten er best aan wennen dat ze een derde partij de regie moeten laten meebeslissen over de inzet van de assets. Tegelijkertijd vinden ze het wel heel gaaf dat ze in een van de meest geavanceerde fabrieken werken, met een zeer hoge automatiseringsgraad.’

Cargill

Hoewel er niet veel bedrijven zijn met zoveel elektriciteits-verbruik als Nouryon, is de idee van een virtuele batterij ook interessant voor de kleinere verbruikers. Voedingsmiddelenbedrijf Cargill heeft weliswaar geen elektrolyzers, maar investeerde in het verleden wel in warmtekrachtinstallaties (WKK).

Industrielinqs nu 3 maanden gratis ontvangen?

Dit artikel komt uit de tweede editie van het Industrielinqs magazine, dat zich richt op de procesindustrie, energiesector en onderlinge infrastructuur. Met het magazine verbinden we industriële ketens zodat ze van elkaar kunnen leren. Belangrijke thema’s zijn: innovatie, energietransitie, onderhoud en veiligheid.

Gebruik kortingscode ILQS20GRATIS voor een gratis proefabonnement

Elektriciteitsproductie specialist Michiel Smets onderzoekt dan ook wel degelijk de flexmarkt. ‘Zoals bij veel bedrijven, en zeker in de voedingsmiddelenindustrie, bestaat tachtig procent van ons energieverbruik uit warmte. Dat we met gas opwekken. De overige twintig procent zit in het bewerken en transporteren van onze producten. Daarvoor gebruiken we wel elektriciteit. In zo’n omgeving is een WKK ideaal. Doordat we eenvoudig kunnen schakelen tussen warmte of elektriciteitsopwekking, kunnen we ook een rol spelen in de flexmarkt. Bij lage elektriciteitsprijzen maken we stoom via de gasboiler terwijl we bij hoge prijzen direct elektriciteit kunnen leveren.’

Smets ziet wel duidelijke verschillen tussen de chemische sector en de voedingsmiddelenindustrie. ‘Omdat de kwaliteit van onze producten samenhangt met de procescondities, kunnen we daar niet aan tornen. We kunnen niet even een lagere temperatuur inzetten in de cacaobereiding omdat dat nadelig voor de smaak zou kunnen zijn. We focussen ons dan ook meer op het geautomatiseerd inzetten van onze warmtekrachtcentrales, afgestemd op de energiemarkt.’

tekst gaat verder onder de afbeelding

megabatterij

‘Niet iedereen heeft de vermogens zoals Nouryon of Aldel, maar gezamenlijk kan je wel degelijk een rol spelen op de onbalansmarkt.’

Wim Vaasen, optimalisatiedirecteur Centrica

Smets: ‘We kijken tegelijkertijd ook wel degelijk waar we onze warmteopwekking kunnen elektrificeren. Het kan bijvoorbeeld aantrekkelijk zijn om laagwaardige restwarmte elektrisch op te hogen via mechanische damprecompressie. Ook de inzet van elektrische boilers kan interessant zijn in die gevallen dat de elektriciteitsprijs lager ligt dan de gasprijs. Dat komt nog niet zo heel veel voor, maar dat kan met een toenemend aandeel duurzame energie best veranderen. Een bottleneck is nog wel de aansluiting op het elektriciteitsnet. Elektriciteit is doorgaans al duurder dan aardgas, maar de transportkosten zijn ook fors. Als we al een aansluiting kunnen krijgen, is dat wel een businesscase killer. Wellicht dat toetreding tot de balansmarkt de businesscase aantrekkelijker kan maken. We hebben veel processen met driehonderd graden verzadigde stoom op een druk van achttien bar. Die zijn prima te elektrificeren of wellicht via een hybride systeem te bedienen. Dan gebruiken we elektriciteit tot een bepaalde temperatuur en zorgt gas voor de laatste stap.’

E-boiler

TNO-onderzoeker Earl Goetheer ziet ook kansen voor e-boilers, zeker als de kwestie rondom de aansluiting ervan op het net wordt opgelost. ‘De investeringskosten zijn zeer laag, wat interessant is voor een flexproduct. Bovendien zijn ze in zeer korte tijd op te schakelen naar volle productie. De industrie zal dan ook met de netbeheerders om tafel moeten zitten om de baten en lasten te verdelen. Nu betaalt de industrie namelijk een hogere transportvergoeding terwijl de netbeheerder profiteert van de balanceringscapaciteit. Maar als die hobbel is weggenomen, kan de industrie de e-boilers snel uitrollen. In de Scandinavische landen met veel duurzame waterkracht gebruiken ze al jaren dit soort boilers.’

Virtual power plant

Hoewel de individuele mogelijkheden voor balancering interessant zijn voor bedrijven, zit de meeste waarde in de samenwerking tussen al deze individuele elektrische gebruikers. Dit is het deel waar Centrica in is gespecialiseerd. Wim Vaasen is optimalisatiedirecteur van het bedrijf dat inmiddels meerdere industriële partijen helpt deze interessante stap te maken. ‘Uit ervaring weten we dat de sterkste stijging per uur naar extra vermogen rond de drie gigawatt ligt’, zegt Vaasen. ‘Zo’n negentig procent van die energie komt direct van het opvoeren van gascentrales. Als je stuurt op CO2-besparing is dat niet gunstig. Vraagzijdesturing is een veel milieuvriendelijkere optie, maar vraagt wel om afstemming binnen de keten. Door flexibele vermogens te aggregeren in een virtuele centrale is het mogelijk dezelfde vermogens te leveren als een gascentrale. Het vergt wel een sterke automatiseringsgraad om dit goed voor elkaar te krijgen.’

Voordat Centrica de regie neemt over een deel van de energiebalans, gaat daar wel een lang traject aan vooraf. ‘We zullen eerst moeten scannen waar de flexibiliteit zit binnen het bedrijfsproces’, zegt Vaasen. ‘Uit zo’n scan komt een advies dat we pas implementeren na uitgebreid overleg met de klant hoe en wanneer ze de controle overlaten aan de aggregator. Dit is voor bedrijven het meest spannende deel en we zijn dan ook zeventig procent van onze tijd bezig met afstemming hierover. Overigens gaan we er vanuit dat de capaciteit nooit volcontinu beschikbaar is. We werken dan ook altijd met een poel van bedrijven. Juist in de combinatie zit de kracht van een virtual power plant. Niet iedereen heeft de vermogens zoals Nouryon of Aldel, maar gezamenlijk kan je wel degelijk een rol spelen op de onbalansmarkt.’

 

De hele aflevering van deze online talkshow Industrielinqs Live is terug te kijken via ons Youtube-kanaal.