Supply chain als sturende factor

Een almaar groter aandeel van onze energie wekken we op via zonnepanelen en windturbines. Aangezien de zon niet continu schijnt en de windsnelheid sterk varieert, ontstaat er een kloof tussen vraag en aanbod. Een gevolg daarvan is een zwaardere belasting van het stroomnet. Om die reden raken nieuwe bedrijven soms zelfs niet meer aangesloten op het net. Wie zelf stroom opwekt, moet het evenwicht tussen rendabiliteit en duurzaamheid nadrukkelijk monitoren. “Wanneer het energieaanbod de vraag overstijgt, ontstaan er negatieve stroomprijzen”, legt Frank Alaerts uit. Hij is CEO bij Entras, een scale-up die software bouwt om industriële energiesystemen bij bedrijven te optimaliseren. “Dan betalen bedrijven om hun stroom op het net te injecteren. Die situatie komt almaar vaker voor en vraagt om concrete acties van elk bedrijf dat stroom genereert.” Daarnaast treden onbalanskosten op wanneer de opwekking of het verbruik van elektriciteit afwijkt van de voorspelling en er een tekort of overschot op het net ontstaat.

Intelligent anticiperen
Frank Alaerts wijst op nog twee opmerkelijke evoluties. “De stroomprijs is niet teruggekeerd naar het niveau van voor de energiecrisis in 2021 en 2022. Er treden bovendien grotere schommelingen op, zowel op uurbasis, op dagbasis als op langere termijn. Tussen landen en regio’s tekenen zich ook grote verschillen af. Daartegenover staat de mogelijkheid om die sprongen met een grotere nauwkeurigheid te voorspellen. De energietransitie draait dus niet langer alleen om het produceren van hernieuwbare energie, maar ook om intelligent anticiperen op de toegenomen volatiliteit. Wie zijn productie, opslag en verbruik op de marktomstandigheden afstemt, haalt daar voordeel uit.”

Voor Miek Weverbergh, medeoprichter van planningsconsultant Allics kun je in theorie op tal van manieren op die volatiliteit inspelen. “Het gaat er dan vooral om je productieplanning om te gooien. Van meer produceren tijdens het weekend en op goedkope uren, over het uitstellen van bepaalde taken op ongunstige en duurdere tijdstippen, tot het opbouwen van voorraden tijdens de zomer. Er bestaan tal van opties die je helpen om meer te produceren op de momenten met de meeste hernieuwbare energie”, zegt ze. “Helaas blijken die in de praktijk zelden helemaal of zelfs slechts in beperkte mate uitvoerbaar. Want uiteindelijk moet je ook rekening houden met de beschikbaarheid van mensen, machines en grondstoffen, de vraag van de leverancier en de kosten bij een vanuit het productieperspectief niet optimale planning.”

Energieflexibiliteit
Toch bestaan er op het vlak van zowel energie als planning manieren om energieflexibiliteit te genereren. “De meest laagdrempelige manier omvat een slimme keuze van je energieleveranciers en energiebronnen”, vervolgt Miek Weverbergh. “Daarnaast bieden energiebuffers zoals batterijen en warmwatertanks soelaas. Aan planningszijde zie ik onder meer heil in een geoptimaliseerde dienstverlening en voorraad. Ook kun je de energiekosten meenemen in de gesprekken tussen de operationele teams en de supply chain-verantwoordelijken. Een volledig matuur proces verkrijg je door de energieverantwoordelijke mee aan tafel uit te nodigen. Samen zoek je dan naar het optimale evenwicht tussen dienstverlening, kosten en voorraad.”

Input voor productievoorspellingen
Sander Vaeck is energie- en nutsvoorzieningsmanager bij Puratos, een internationaal voedingsmiddelenbedrijf met hoofdzetel in Groot-Bijgaarden. “Energiebeheer verschuift van voor de meter naar achter de meter”, verklaart hij. “Het gaat erom zelf de energiestromen binnen je eigen installaties te optimaliseren. Flexibele oplossingen en de optimalisering van de eigen energiebronnen moeten de kloof tussen fluctuerende energieprijzen en het variabele verbruik van productieprocessen overbruggen.”

‘Curtailment’ – het bewust terugschroeven van de productie van de eigen zonnestroom bij lage of negatieve prijzen – geldt als een mogelijke weg naar meer flexibiliteit. “Toch beschouwen we dat niet als een optie. In verschillende fabrieken gebruiken we nog fossiele brandstoffen. Dan zou het onlogisch zijn om tegelijk onze zonnepanelen in andere vestigingen af te sluiten”, meent Sander Vaeck. “Wat we ook niet doen, is onze productie afstemmen op de energieprijzen. De grondstof- en leverkosten zijn binnen onze productiestructuur veel groter dan de energiekosten. Zo is het financieel nadelig om je productie minder efficiënt in te richten in functie van de winst op de energiefactuur. We kijken daarom veeleer in de richting van de elektrificatie van onze verwarmingsprocessen en vormen van energieopslag. Hoewel er een stevig prijskaartje aan vastzit, vormt een elektrische boiler bijvoorbeeld een veel beter te verantwoorden alternatief.”

Vandaag legt Puratos op twee manieren de link tussen energiebeheer en de supply chain-werking. “Op langere termijn kijken we vooral in de richting van energieaankoop”, licht Sander Vaeck toe. “Waar we in het verleden vooral op het juiste moment onze energievolumes moesten aankopen, kopen we nu absolute hoeveelheden energie. We hanteren samen met de supply chain-afdeling en het aankoopteam een continue forecastcyclus om de noden en verwachtingen op het vlak van energieconsumptie te berekenen. Voor de ‘day-ahead’-markt moeten we dan weer 30 tot 34 uur vooraf een beeld van ons energieconsumptieprofiel vormen. De productieplanning geldt andermaal als de belangrijkste informatiebron. We schatten dus aan de hand van de input van onze productieafdeling zo nauwkeurig mogelijk in welke machines en installaties we zullen gebruiken en hoeveel ruimte voor flexibiliteit we best inlassen. Dankzij onze waterbuffervaten beschikken we over enige marge zonder in te moeten grijpen op het niveau van onze productieplanning. We evalueren ook hoe we de vraag en het aanbod van stroom in balans kunnen houden.”

Sander Vaeck geeft aan dat het niet voor de hand ligt optimaal met de volatiele energieprijzen om te gaan. “Het midden vinden tussen betaalbaar, veilig en duurzaam is een opgave. Niemand heeft het perfecte antwoord klaar. De enige zekerheid is dat hernieuwbaar de toekomst is. Een belangrijke stap bestaat erin machines, energie-installaties en processen met elkaar te laten connecteren en interageren.”

Virtuele batterij
Bij zinkproducent Nyrstar ziet de context er geheel anders uit. Het bedrijf is een van de grootste elektriciteitsverbruikers van ons land. De vestigingen in Balen en Pelt zijn goed voor ongeveer anderhalf procent van het Belgische elektriciteitsverbruik, vergelijkbaar met een stad als Leuven.

“Zinkproductie omvat de stapsgewijze raffinage van ertsen met zink en secundaire zinkoxiden afkomstig van de recycling van gegalvaniseerd staal”, legt energiespecialist Philip Eyckmans uit. “Tijdens de eerste fase van het proces produceren we veel warmte die we hergebruiken in de tweede fase. Pas in de laatste fase – elektrolyse – gebruiken we externe energie. Daarvoor hebben we een enorme hoeveelheid elektriciteit nodig.”

Ondanks de grote energienoden slaagt Nyrstar erin zijn voetafdruk op verschillende manieren te beperken. “Meer dan de helft van de stroom die we in België gebruiken, is afkomstig van hernieuwbare bronnen. Het zonnepark in Balen is het grootste van het land. Ook beschikken we over windturbines en batterijopslagsystemen”, aldus Philip Eyckmans.

Nyrstar zet ook sterk in op flexibiliteit. “Tijdens de energiecrisis in 2021 kostte één megawattuur energie duizend euro. We verbruiken vier megawattuur per ton zink, wat de stroomkosten liet oplopen tot vierduizend euro per ton. De zinkprijs lag toen lager dan de energieprijs, waardoor het vanuit financieel perspectief geen zin had om te produceren”, legt Philip Eyckmans uit. “We kozen ervoor onze productie in real time op te schalen of af te schalen in functie van de energieprijzen. Op die manier ontliepen we de prijspieken op de energiemarkt, maar tegelijk produceerden we minder zink om onze vaste kosten te dekken.”

Als antwoord daarop werkte Nyrstar het principe van de virtuele batterij uit. “We creëren extra elektrolysecapaciteit, waardoor we een piek in de beschikbaarheid van groene energie onmiddellijk in zink kunnen omzetten. We produceren dus meer wanneer er heel veel duurzame elektriciteit beschikbaar is en de prijzen laag zijn”, gaat Philip Eyckmans verder. “Tegelijk zorgt de virtuele batterij ervoor dat we geen aanvulling van gas- en koolcentrales nodig hebben wanneer de vraag naar elektriciteit groot is en de stroomprijzen stijgen. Algemeen beschouwd blijft de totale zinkproductie gelijk, maar past het productieproces zich aan de omstandigheden aan. Het gemiddelde elektriciteitsverbruik van de elektrolyse van Nyrstar Balen bedraagt dus nog altijd ongeveer 110 Megawatt. Als er veel wind of zon is, verhogen we ons verbruik tot 151 Megawatt. Als er geen zon of wind is, dalen we tot 27 Megawatt. Dat alles vraagt niet alleen investeringen in extra elektrolysecapaciteit, maar ook bijkomende opslagmogelijkheden voor zinksulfaat, een tussenproduct in het zinkproductieproces. Daartoe hebben we extra buffertanks geïnstalleerd.”

Impact op supply chain
De virtuele batterij kent eveneens een plannings- en supply chain-dimensie. “Het is belangrijk om pieken van hernieuwbare energie zo accuraat mogelijk in te schatten en onze productie waar nodig tijdelijk op te schalen”, besluit Philip Eyckmans. “Want, willen we onze verhoogde capaciteit ten volle benutten, dan hebben we nood aan flexibiliteit en beschikbare teamleden. De integratie van de elektriciteitsprijs in de supply chain-planning laat je besparen, maar verhoogt ook de complexiteit. Hoe ver je daarin kunt gaan, hangt af van de impact op jouw operaties en het besparingspotentieel.”

KD