10 november 2020 ∙ Gisteren is ALEGrO in gebruik genomen, waarmee België en Duitsland op hoogspanningsniveau voor het eerst rechtstreeks zijn verbonden. Maar ALEGrO is HVDC en dat is op land en binnenin een dicht vermaasd AC-netvlak (bijna) een primeur. Waarom is ALEGrO zoals hij is?

ALEGrO, oftewel Aachen Liège Grid Overlay (zie ook het artikel van 05 oktober) is gisteren met een feestelijk coronaproof persmoment in gebruik genomen na enkele weken testen. Voor het eerst zijn België en Duitsland (in de persoon van Elia en Amprion) rechtstreeks verbonden op koppelnetniveau. 1000 MW energie kan worden uitgewisseld. Eh.. tja, leuk, maar er steken talloze interconnecties de landsgrens over en daar kraait geen haan meer naar, zal men denken na een blik op de netkaart. Maar deze verbinding, geheel op land, is uitgevoerd als een HVDC-grondkabel. En dat is (bijna) een unicum in Europa.

Dat de verbinding als HVDC-kabel is uitgevoerd lijkt vreemd in een dicht vermaasd 380 kV-net. Het is immers eenvoudiger om gewoon een nieuwe wisselstroomverbinding aan te leggen, zodat twee converterstations worden vermeden. Voor wie ALEGrO nu ziet als het begin van het einde van bovengrondse hoogspanning: sorry, de landschapsinvloed is niet het hoofdargument geweest. Hoewel een 380 kV-wisselstroomverbinding van negentig kilometer überhaupt niet ondergronds kan worden aangelegd, was de primaire reden om voor gelijkstroom te kiezen toch nog steeds technisch: wisselstroom zou hier grote problemen geven door zogeheten loop flows.

Europa beschikt over een groot koppelnet waarin alle landen en de grote eilanden zijn gekoppeld. Door seizoensverschillen (belangrijk bij hernieuwbare energie) en door prijsverschillen in brandstoffen is het normaal dat er altijd plekken en landen in het netwerk te weinig produceren voor hun eigenverbruik en anderen juist teveel. Nu eens de een, dan weer de ander. Precies daarvoor is een gekoppeld net ook zo handig: je kan handelen in elektriciteit en elkaar uit de brand helpen. Op het netwerk zelf dicteert natuurkunde: vermogen loopt door alle verbindingen in het netwerk altijd van plekken met productie naar plekken met vraag. In Europa loopt in de winter doorgaans grootschalig vermogen vanuit het noorden naar het zuiden. Dit soort langeafstandsstromen worden loop flows genoemd en net zoals verkeer op doorreis neemt het veel ruimte in op de wegen. Loop flows zijn een van de grotere vraagstukken van de hoogspanningswereld op dit moment.

Vermogen volgt in een wisselstroomnet de weg van de minste weerstand. Het enige wat je dus kan doen om vermogen te sturen is de weerstand van een verbinding kunstmatig vergroten, zodat vermogen liever een andere (om)weg neemt en zich beter verdeelt. Men doet dit met zogeheten dwarsregeltransformators. In België staan dwarsregelaars op Van Eyck en Zandvliet, om te voorkomen dat grote vermogens vanuit Nederland het Belgische net overbelasten op weg naar Zuid Europa. Maar dwarsregeling werkt slechts beperkt. De berekeningen toonden aan dat klassieke dwarsregeling niet voldoende zou zijn in een verbinding op de plek van ALEGrO om overbelasting en ongewenst grote loop flows te voorkomen voorbij Lixhe. En daar komt HVDC om de hoek kijken. Hoewel HVDC twee dure en ingewikkelde converters vereist, is het vermogen over zo'n verbinding stuurbaar tot elke megawatt. Op die manier kan binnen een wisselstroomnet dat wordt geregeerd door de natuurkunde van samengesteld weerstandsgedrag (impedantie) toch alsnog op gecontroleerde wijze stroom worden uitgewisseld tussen België en Duitsland. Hoe dan ook. Wanneer dan ook. Welke richting in dan ook.

Waarom zien we dit dan niet vaker? Het laat zich raden, de afweging tussen de meerprijs en iets lagere betrouwbaarheid van HVDC moet worden afgezet tegen de kosten van additionele netverzwaringen rondom de bestaande eindstations van een nieuwe verbinding wanneer deze als gangbare wisselstroomverbinding wordt aangelegd. Meestal blijkt HVDC het dan vooralsnog af te leggen. Behalve als de voordelen zo groot zijn dat het daadwerkelijk het betere alternatief is. Bij ALEGrO speelde onzichtbaarheid in het landschap de belangrijkste bijrol. Bij de twee verbindingen die ALEGrO in Europa zijn voorgegaan op dit gebied, INELFE (Frankrijk – Spanje) en de Sydvästlänk (Zweden), speelde het landschapsargument niet.  

Feit is dat België en Duitsland deze winter voor het eerst kunnen handelen in elektriciteit zonder dat het via een ander land moet lopen. De kans op elektriciteitsschaarste wordt daarmee opnieuw een steeds verder vergeten boze droom van vroeger.

Afbeeldingen: ALEGrO op de netkaart: voor het eerst zijn België en Duitsland op koppelnetniveau verbonden. Midden en onder: een foto van de bouw van het converterstation op Lixhe en een deel van de plushal van de NEMO-converter, de andere HVDC-verbinding van België, met Groot Brittanië. (Vanwege de coronabeperkingen had ALEGrO geen open dag voor geïnteresseerden, we zullen het tot nader order dus met oud beeldmateriaal moeten doen.)