Onderzoeksproject thuisbatterijen

In de periode 06/2022 – 05/2024 voerde energiecoöperatie Energent een onderzoek uit in opdracht van Stad Gent over de financiële baten van thuisbatterijen. Deze studie werd uitgevoerd op > 500 thuisbatterijen en onderzocht de financiële baten op basis van 3 verschillende sturingen waaraan thuisbatterijen kunnen onderworpen worden (op datum van de studie).

• Sturing op autoconsumptie Hierbij wordt de batterij gebruikt om overtollige zonne-energie in de batterij te laden overdag en deze energie te gebruiken ’s avonds. Hierdoor stijgt de autoconsumptie en daalt de hoeveelheid energie die moet afgenomen worden van het net.
• Sturing op peak shaving Hierbij wordt de batterij gebruikt om lokale verbruikspieken (bijvoorbeeld door het gecombineerd gebruik van wasmachine, kookvuur, microgolf) bij te staan. Hierdoor daalt de piekstroom die van het net wordt afgenomen en daalt eveneens het capaciteitstarief.
• Sturing op dynamische energieprijzen  Hierbij wordt de batterij opgeladen met netstroom als de prijs het laagste is en wordt deze energie terug lokaal verbruikt als de prijs hoog is. Een voorwaarde voor deze sturing is een dynamisch energiecontract.

Op basis van de studie konden formules worden afgeleid die de terugverdientijd en financiële baten van thuisbatterijen kan voorspellen. Deze formules werden opgenomen in een eenvoudige Excel tool die iedereen kan gebruiken om de terugverdientijd te berekenen. (Disclaimer: Hoewel er een beperkte handleiding werd toegevoegd, is een zekere voorkennis wel nodig om de tool correct in te vullen. Bij regelmatig gebruik, wordt best gecontroleerd of er geen geactualiseerde versie aan deze link werd toegevoegd.)

Conclusies van de studie

• De mate waarin een batterij een toegevoegde waarde heeft om de autoconsumptie van een woning te verhogen, hangt vooral samen met het verbruik in de woning en de productie van de PV-installatie. Hoe hoger het jaarverbruik en de jaarproductie, hoe groter de toegevoegde waarde. (Zie paragraaf 2.1 in het rapport)
• De terugverdientijd vormt dezelfde logica. Immers, hoe meer de autoconsumptie wordt verhoogd door de batterij, hoe sneller de installatie wordt terugverdiend door het verschil tussen de afnameprijs en de injectieprijs. Aangezien de afnameprijs bij lage verbruiken een stuk hoger is, compenseert dit deels voor de lagere verhoging van autoconsumptie. (Zie paragraaf 2.1 in het rapport)
• De TVT van een 5 kWh batterij werd berekend op 10 jaar voor installaties met productie/verbruik van 5000 kWh/jaar, en 15 jaar voor de kleine verbruikers. Bij een 10 kWh batterij ligt een stuk hoger (maar niet 2 keer zo hoog). (Zie paragraaf 2.1 in het rapport)
• Er wordt verwacht dat de levensduur van de huidige generatie Li-ion batterijen 10 à 15 jaar bedraagt. In dat geval is een thuisbatterij meestal geen rendabele investering. 
• Door de grote hoeveelheid data, kon een redelijk nauwkeurige logaritmische formule worden bepaald voor een 5 kWh, 10 kWh en een 15 kWh batterij die de verhoging van autoconsumptie (en de TVT) kan voorspellen op basis van een gegeven verbruik en productie. (Zie paragraaf 2.2 in het rapport)
• Op basis van deze nieuwe formules, kon ook een deductie worden uitgevoerd voor de verhoging van autoconsumptie en de TVT van kleinere batterijen, bijvoorbeeld een 3 kWh batterij. Zo kon worden bepaald dat een 3 kWh batterij bij hogere verbruiken en producties rendabel kan zijn. Deze batterijgroottes zijn echter beperkt beschikbaar op de markt. (Zie paragraaf 2.3 in het rapport)
• Naast het verbruik en de productie, speelt ook het verbruiksgedrag een rol in de verhoging van de autoconsumptie die kan behaald worden door een batterij. Deze rol is echter niet super groot. Zo bleek in 73% van alle onderzochte installaties dat de gemeten verhoging van autoconsumptie maximaal 10% afwijkt van de berekende verhoging van autoconsumptie (met de nieuwe formules). Bij gezinnen die heel weinig of heel vaak thuis zijn overdag, is het redelijk om aan te nemen dat deze respectievelijk een 15% hogere of lagere verhoging van autoconsumptie hebben (of TVT) dan berekend met de logaritmische formules. (Zie paragraaf 2.4 in het rapport)
• Indien een sturing op peak shaving wordt toegevoegd, dient een deel van de batterij hiervoor te worden vrijgehouden. Het onderzoek toonde aan dat in de meeste gevallen 10% van de batterijcapaciteit (oftewel 0,5 kWh) voldoende is om 1 tot 2,5 kW te peak shaven. 
• Ondanks de kleine vereiste capaciteit voor peak shaving, heeft het toevoegen van een sturing op peak shaving (ter beperking van het capaciteitstarief) geen of nauwelijks een positieve impact op de TVT van de batterij. Met een gedetailleerde berekening op basis van kwartierdata, bleek dat de misgelopen inkomsten door een verlaagde autoconsumptie ongeveer gelijk staat aan de kostenbesparing voor het capaciteitstarief. Ook al is deze impact heel persoonsafhankelijk, dan nog is de relatieve winst die hiermee kan bereikt worden, heel beperkt. (Zie hoofdstuk 3 in het rapport)
• Een verdere optimalisatie van de peak shaving sturing, die beschikbaar is in merken zoals SMA, kan een beter resultaat geven, echter nog steeds beperkt. Daarvoor is de kost van het capaciteitstarief momenteel te laag. 
• Een sturing met Demand Side Response (DSR) werd niet onderzocht binnen deze studie. Wel werd een vereenvoudigde berekening gedaan die aantoont dat de toevoeging van DSR wel degelijk een significante daling zou kunnen teweegbrengen van de TVT. (Zie hoofdstuk 4 in het rapport)
• DSR sturingen gebeuren in de huidige markt echter steeds met externe Energie Management Systemen (EMS). Deze kosten relatief veel, ook operationeel, waardoor de potentiële daling van de TVT deels teniet wordt gedaan. Indien de markt anders georganiseerd wordt, bijvoorbeeld door de integratie van dergelijke DSR sturing in batterij-omvormers zelf, kan dit een game changer zijn om de TVT echt te verbeteren.