Samenvatting

De toename van zonne- en windenergie in ons elektriciteitsnet heeft geleid tot sterkere prijsschommelingen. Historische analyses laten zien dat na 2021 de volatiliteit van elektriciteitsprijzen aanzienlijk is gestegen. Hoewel weersfactoren zoals zon-instraling en windsnelheid een kleine, negatieve invloed hebben op de prijzen, is de impact van gasprijzen veel groter: een stijging van de gasprijs leidt vrijwel direct tot hogere elektriciteitsprijzen. Dit onderstreept dat, ondanks de groei van hernieuwbare energie, de elektriciteitsmarkt nog sterk afhankelijk blijft van fossiele brandstoffen. Voor betere prijsvoorspellingen en energiebeheer is het essentieel om gasprijzen in combinatie met weerdata te analyseren, wat tevens bijdraagt aan een efficiëntere inzet van groene energie.

Nu het aandeel zonne- en windenergie  een steeds groter aandeel krijgen in ons elektriciteitsnet, zou deze groene bronnen potentieel invloed op onze energieprijzen kunnen hebben. Een belangrijk probleem bij zonne- en windenergie; ze zijn onvoorspelbaar. De zon gaat onder, de wind neemt af, en plotseling schommelt de energieproductie – met als gevolg sterk wisselende elektriciteitsprijzen, zou je denken. Met die vraag in mijn achterhoofd ben ik het eens beter gaan uitzoeken.

In deze blog duiken we in de historische elektriciteitsprijzen om te analyseren hoe deze door de jaren heen zijn veranderd. Eén conclusie is duidelijk: de prijsvolatiliteit is aanzienlijk toegenomen naarmate zonne- en windenergie een grotere rol zijn gaan spelen. Onze spreidingsanalyse-grafiek maakt dit patroon goed zichtbaar en roept een belangrijke vraag op: kunnen we de energieprijs beter voorspellen op basis van weersvoorspellingen? Dit zou langetermijnopslag een interessante strategie maken, omdat het de mogelijkheid biedt om vooraf in te spelen op periodes met hogere prijzen.

Door deze trends beter te begrijpen, kunnen we slimmere oplossingen ontwikkelen die de weersvoorspellingen beter in kaart brengen en zo een beter beeld geven wat de energieprijs gaat doen.

Voor deze analyse gebruik ik historische elektriciteitsprijs & gasprijs gegevens en weergegevens van het KNMI, het Nederlandse meteorologisch instituut. Door deze datasets te combineren, kunnen we onderzoeken hoe variaties in zon-instraling en windsnelheid samenhangen met schommelingen in de elektriciteitsprijs over de tijd heen.

Leidt een groter aandeel hernieuwbare energie tot goedkopere elektriciteit , of brengt het juist nieuwe uitdagingen met zich mee? 

Hernieuwbare energie in Nederland: Een groeiend aandeel zonne-energie

De afgelopen jaren is het aandeel hernieuwbare energie in Nederland gestaag toegenomen. In 2023 bereikte het totale verbruik van hernieuwbare energie 308 petajoule (PJ), een stijging van 11% ten opzichte van het jaar ervoor.

Toch blijft hernieuwbare energie slechts een klein deel van het totale energieverbruik. In totaal kwam 17% van het energieverbruik uit duurzame bronnen.

De afgelopen jaren is het aandeel zonne-energie in de Nederlandse energiemix fors toegenomen. Deze verschuiving naar hernieuwbare energie is duidelijk zichtbaar in de gestapelde energiegrafiek, waar zonne-energie elk jaar een grotere bijdrage levert.

Toch laat een analyse van de elektriciteitsprijzen door de tijd heen zien dat prijsvolatiliteit ook is toegenomen. De spreidingsanalyse-grafiek (zie hieronder) toont aan dat energieprijzen de afgelopen jaren steeds sterker schommelen. Hoewel 2022 een uitzonderlijk jaar was – grotendeels door de geopolitieke situatie die de Europese energiemarkt op zijn kop zette – speelde ook inflatie een rol in de stijgende elektriciteitskosten.

Daarom richt ik me in deze analyse op de prijsspreiding in plaats van de absolute prijzen. De spreidingsanalyse laat duidelijk zien dat de prijsschommelingen door de jaren heen zijn toegenomen. Maar in hoeverre heeft de opkomst van hernieuwbare energie bijgedragen aan deze toenemende volatiliteit?

Sinds 2021 zijn de elektriciteitsprijzen veel volatieler geworden. Waar de gemiddelde dagelijkse prijsschommeling vóór 2021 rond de €0.003 – €0.005 per kWh lag, steeg deze in 2022 naar €0.026 per kWh. Ook de maximale prijssprongen namen fors toe, met een piek van €0.327 per kWh in 2023. Hoewel de volatiliteit na 2022 iets is afgenomen, blijft deze structureel hoger dan voorheen, wat wijst op een fundamentele verandering in de markt.

Op het eerste gezicht zou je verwachten dat het toenemende aandeel zonne- en windenergie direct invloed heeft op de spreiding van elektriciteitsprijzen. Omdat hernieuwbare energiebronnen sterk afhankelijk zijn van het weer, zouden schommelingen in de energieproductie kunnen leiden tot grotere prijsvolatiliteit. Veel zon en sterke wind kunnen zorgen voor energie-overschotten, waardoor de prijzen dalen, terwijl windstille en bewolkte momenten juist kunnen leiden tot prijsstijgingen, doordat er meer afhankelijkheid is van conventionele energiebronnen.

Toch ligt de werkelijkheid een stuk ingewikkelder. Hoewel hernieuwbare energie zonder twijfel een rol speelt, zijn er ook andere factoren die prijsfluctuaties beïnvloeden, zoals marktregulering, opslagcapaciteit van energie en geopolitieke gebeurtenissen. De uitdaging is om te bepalen hoeveel van de toenemende prijsvolatiliteit echt toe te schrijven is aan het groeiende aandeel groene energie, en in hoeverre externe factoren hier een grotere rol in spelen.

Hoeveel invloed heeft zon op elektriciteitsprijzen?

Een veelgehoorde aanname over hernieuwbare energie is dat meer zon leidt tot lagere elektriciteitsprijzen. Om dit te toetsen, heb ik de relatie tussen zon-instraling en elektriciteitsprijzen geanalyseerd.

Wat zegt het?

De correlatiecoëfficiënt tussen zoninstraling en elektriciteitsprijzen is -0,0746. Dit wijst op een zwakke negatieve relatie – meer zonlicht hangt samen met lagere prijzen, maar het effect is klein.

Een regressieanalyse bevestigt dit: voor elke 100 J/cm² aan zon-instraling dalen de elektriciteitsprijzen met ongeveer €0,0083 per kWh. Omgerekend betekent dit een daling van €0,083 per 10 kWh. Om een beeld te krijgen van de Nederlandse zomers: De gemiddelde zon-instraling in de zomermaanden (juni, juli, augustus) varieerde de afgelopen jaren tussen 74 en 89 J/cm², met 2022 als het zonnigste jaar (89.4 J/cm²).

Dit effect is statistisch significant (p < 0,0001), maar verklaart slechts 0,6% (R² = 0,006) van de variatie in prijzen. Dit betekent dat zonneschijn wel enige invloed heeft, maar verre van de belangrijkste factor is die elektriciteitsprijzen bepaalt.

Hoeveel invloed heeft wind op elektriciteitsprijzen?

Windenergie speelt een belangrijke rol in de productie van hernieuwbare elektriciteit, maar in hoeverre beïnvloedt deze bron de prijzen? Om dit te onderzoeken, heb ik de relatie tussen windsnelheid en elektriciteitskosten geanalyseerd.

Wat zegt het?

De correlatiecoëfficiënt tussen windsnelheid en elektriciteitsprijzen is -0,163. Dit duidt op een iets sterkere negatieve relatie dan bij zon-instraling, maar het blijft een relatief zwak verband.

Een regressieanalyse laat zien dat elke toename van 1 m/s in windsnelheid de elektriciteitsprijzen verlaagt met ongeveer €0,0071 per kWh (€0,071 per 10 kWh). Dit effect is statistisch significant, maar windsnelheid verklaart slechts 2,7% (R² = 0,027) van de variatie in energie prijzen.

Dit suggereert dat windenergie een grotere invloed heeft dan zonne-energie, maar nog steeds slechts één van de vele factoren is die elektriciteitsprijzen beïnvloeden.

Terugkijkend

Meer wind verlaagt inderdaad de elektriciteitsprijzen, maar de invloed blijft beperkt. Hoewel het effect van wind iets sterker is dan dat van zon-instraling, blijft het relatief klein in vergelijking met andere marktfactoren. Energievraag, gasprijzen en energieopslag hebben waarschijnlijk een veel grotere impact op prijsschommelingen.

Hernieuwbare energie speelt een rol in de elektriciteitsmarkt, maar om de prijsdynamiek volledig te begrijpen, is een bredere kijk nodig. Wind en zon zijn slechts onderdelen van een veel complexere vergelijking.

De rol van gasprijzen in elektriciteitskosten

In Nederland wordt een aanzienlijk deel van de elektriciteit opgewekt door gasgestookte energiecentrales. Dit betekent dat schommelingen in gasprijzen een directe invloed kunnen hebben op de elektriciteitsprijzen. Maar hoe sterk is deze relatie precies?

Een sterke relatie

In tegenstelling tot de zwakke correlaties met zonne- en windenergie, is de relatie tussen gasprijzen en elektriciteitsprijzen opvallend sterk. De data toont een correlatiecoëfficiënt van 0,87, wat betekent dat als gasprijzen stijgen, elektriciteitsprijzen vrijwel altijd mee omhoog gaan.

Een diepere analyse bevestigt dit: voor elke stijging van €1 in de gasprijs, nemen de elektriciteitsprijzen gemiddeld toe met €0,189 per kWh (€1,89 per 10 kWh). Dit effect is zeer statistisch significant (p < 0,0001), wat betekent dat het geen toeval is, maar een fundamenteel mechanisme binnen de energiemarkt.

Het grotere plaatje

Gasprijzen alleen verklaren een opmerkelijke 75,6% (R² = 0,756) van de variatie in elektriciteitsprijzen. Ter vergelijking: zon- en windenergie samen verklaren minder dan 3%. Dit maakt duidelijk dat de elektriciteitsmarkt nog steeds sterk afhankelijk is van fossiele brandstoffen.

Naarmate de energietransitie vordert, zal het verminderen van de afhankelijkheid van gas door middel van grotere inzet van hernieuwbare energie en betere opslagtechnologieën cruciaal zijn om prijsstabiliteit te bereiken en marktvolatiliteit te verminderen.

De noodzaak van minder gasafhankelijkheid

Zolang gas een primaire energiebron blijft, zullen elektriciteitsprijzen nauw verbonden blijven met de fossiele brandstoffenmarkt. Dit onderstreept het belang van energiesecurity, diversificatie en investeringen in hernieuwbare energie en opslagoplossingen.

Minder afhankelijk worden van gas is niet alleen een milieudoel, maar een essentiële stap richting prijsstabiliteit en een beter voorspelbare elektriciteitsmarkt. Mede om elektrisch niet te veel afhankelijke zijn van fluctuerende fossiele energieprijzen.

Kan weerdata elektriciteitsprijzen voorspellen?

Gezien het feit dat zoninstraling en windsnelheid slechts een kleine invloed hebben op elektriciteitsprijzen, hoe nuttig is een systeem dat puur op weerdata vertrouwt om energiekosten te voorspellen?

1. Weerfactoren hebben een beperkte invloed

Zoninstraling en windsnelheid samen verklaren slechts ~3% van de prijsfluctuaties. De correlatie tussen zon-instraling en elektriciteitsprijzen is zwak (-0,07), en zelfs windsnelheid heeft slechts een klein effect (-0,16). Zelfs met een geavanceerd model blijft de voorspellende kracht van weerdata voor elektriciteitsprijzen laag.

Conclusie: Een model dat alleen op weerdata is gebaseerd, zal waarschijnlijk geen nauwkeurige elektriciteitsprijsvoorspellingen opleveren.

2. Gasprijzen zijn de echte drijvende kracht

De correlatie tussen gasprijzen en elektriciteitsprijzen is extreem hoog (0,87). Meer dan 75% van de prijsfluctuaties wordt verklaard door gasprijzen. Een eenvoudige regressie op basis van gasprijzen geeft een veel betere voorspelling van elektriciteitskosten dan een complex model op basis van weerdata.

Conclusie: Elk model voor elektriciteitsprijs voorspellingen moet veel meer focus leggen op gasprijzen dan op weerdata. Hopelijk verandert dit in de toekomst.

3. Wanneer kan weerdata wél nuttig zijn?

Hoewel een model dat alleen op weerdata is gebaseerd weinig waarde heeft voor elektriciteitsprijs voorspellingen, zijn er situaties waarin het wel degelijk nuttig kan zijn:

Korte-termijnvoorspellingen voor zonne- en windparken
Energiebedrijven kunnen weerdata gebruiken om in te schatten hoeveel hernieuwbare energie beschikbaar zal zijn.

Slim energiebeheer voor batterijen en warmtepompen
Een systeem dat zonne- en windvoorspellingen gebruikt, kan helpen bij het optimaliseren van lokaal energiegebruik.

Weerdata combineren met andere variabelen
Wanneer weerdata wordt geïntegreerd met gasprijzen, netcongestie en energievraag, kan het bijdragen aan een completer voorspellingsmodel.

Samenvatting: Weerdata alleen is geen goede voorspeller van elektriciteitsprijzen, maar in combinatie met andere factoren kan het toch waarde toevoegen aan energiebeheer en -voorspellingen.

Meer groene energie gebruiken maakt het verschil

Hoewel weerdata op zichzelf geen sterke voorspeller is van elektriciteitsprijzen, kan het afstemmen van energieverbruik op de productie van hernieuwbare energie wél een verschil maken. Elektriciteit gebruiken wanneer zonne-energie overvloedig beschikbaar is—meestal overdag—helpt de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen en ondersteunt de transitie naar een groener elektriciteitsnet.

Door energie-intensieve activiteiten, zoals het opladen van elektrische voertuigen of het gebruik van huishoudelijke apparaten, te verschuiven naar momenten van piekproductie van zonne-energie, kunnen we hernieuwbare energie efficiënter benutten en de vraag naar gasgestookte elektriciteit verlagen.