‘Spannende tijd in vermogensnetwerk’

WIE IS MARIJA ILIC?
Prof.dr. Marija Ili´c (voormalig Joegoslavië, 1951) was in december de hoofdgast op het minisymposium Next Generation Infrastructure Seminar, dat de sectie energie en industrie van de faculteit Techniek, Bestuur en Management had georganiseerd ter gelegenheid van Ili´cs aanstelling per 1 december als gasthoogleraar intelligente elektriciteitsnetwerken (control of future electricity network operations), een gecombineerde leerstoel van TBM en Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica. Ili´c is aan de Carnegie Mellon universiteit in Pittsburg verbonden aan de faculteiten Electrical and Computer Engineering en Engineering and Public Policy. Ze staat bekend als expert in elektriciteitsnetwerken, een reputatie die ze verdiende met het standaardboek ‘Dynamics and Control of Large Electric Power Systems’, en met de invoering van computerregelingen op stroomnetten na de grootschalige stroomstoringen in de VS in de jaren zeventig.

,

In de elektrotechniek werken opvallend weinig vrouwen. Heeft u dat als belemmering ervaren?
“Niet echt. Ik heb het altijd genegeerd. Maar op Carnegie Mellon, waar ik mijn primaire aanstelling heb, hebben we net een nieuwe dame uit Zwitserland aangesteld en dertig procent van de promovendi is vrouw. Het is dus misschien meer een kwestie van het goede voorbeeld geven dan een bepaalde ideologie aanhangen. Ik maak er zelf geen punt van, maar misschien heb ik er toch invloed op gehad. Een van mijn eerste promovendi is nu decaan aan de universiteit van Missouri. Ik zal het nooit vergeten. Ze wilde stoppen na haar master, maar ik zei: Marisa, je moet echt promoveren. Ik wilde haar niet dwingen, maar ze was pas halverwege. Ze is gepromoveerd en daardoor kon ze decaan worden. Ik ben daar best een beetje trots op. Eigenlijk denk ik dat vrouwelijke promovendi en studenten zich zelfverzekerder voelen wanneer ze een vrouw in een leidende rol als rolmodel kunnen zien. Dat is erg belangrijk. Ik denk dat het moeilijkst is om een paar vrouwen als senior aan te stellen. De jongeren volgen dan als vanzelf.”

U had waarschijnlijk niet zo’n rolmodel om zich aan op te trekken.
“Ik had een goed rolmodel toen ik op het Massachusetts Institute for Technology was. Daar was toen een vrouw die nu lid is van de National Academy of Engineering. Ik heb destijds veel met haar gepraat toen ik het moeilijk had. Zo iemand heb je nodig.”

Wat trok u aan in dit vak?
“Ik stam uit een eenvoudige Joegoslavische familie en ik wilde eigenlijk Russische literatuur gaan studeren. Maar mijn vader zei dat je daar niet van kunt leven. Dat kon wel van een baan na een technische studie, daarom ging ik elektrotechniek studeren in Belgrado. Maar ook de automatisering vond ik interessant. Dus combineerde ik automatisering met vermogenstechniek en ben daar in 1974 op afgestudeerd. Ik legde me toe op automatische vermogenssturing. In Amerika waren er grote storingen geweest, de zogenaamde blackouts, in 1965 en in 1970. Ze hebben me toen naar de Verenigde Staten gestuurd om hen te leren hoe je computers kon gebruiken om elektrische vermogens te beheren zonder dat er storingen optreden.
Zo is het allemaal begonnen, en ik prijs me gelukkig dat ik onder de hoede kwam van John Zaborszky, een echte reus in het vak. Hij is helaas onlangs overleden. Hij kwam uit Hongarije en was verbonden aan de Washington Universiteit in St. Louis. Ik heb alles aan hem te danken. We schreven samen een boek met negenhonderd pagina’s als afsluiting. (‘Dynamics and Control of Large Electric Power Systems’, Wiley-IEEE press, 2000, red.) Het was een geweldige ervaring. Hij was natuurlijk een manlijk rolmodel, maar we hadden een geweldige samenwerking. Zo ongeveer alles wat ik op dit gebied weet, heb ik van hem geleerd.”

Is het toeval dat grote namen in de elektrotechniek zoals Tesla, Zaborszky en nu Ilic allemaal uit Oost-Europa komen?
“Ik weet het niet. Ik heb er eigenlijk nooit over nagedacht.”

U heeft een mooie aanstelling aan de prestigieuze Carnegie Mellon-universiteit in Pittsburgh. Wat trok u naar Delft?
“Er was al een lopende samenwerking tussen de faculteit Engineering and Public Policy met Margot Weijnen, hoogleraar proces- en energienetwerken aan de faculteit Techniek, Bestuur en Management van de TU. Ik gaf in dat verband hier een aantal lezingen op workshops en zo leerden we elkaar kennen. Er ontstond een samenwerking met onder anderen John Groenewegen en Rolf Kunneke in de studie van economische en institutionele infrastructuur van de veranderende elektriciteitsindustrie. Er kwamen Delftse studenten naar Pittsburgh om bij mij te werken en het werd duidelijk dat we de samenwerking voort wilden zetten. En ik denk dat het Margot was die me voor deze eervolle leerstoel heeft voorgedragen. Op een gegeven moment stond ik thuis te koken en iemand zei: je hebt ‘m. Ik heb er niet naar gesolliciteerd, het was een soort nominatie.”

Dat biedt u een unieke positie om het Europese en het Amerikaanse elektriciteitsnet met elkaar te vergelijken. Wat zijn de verschillen?
“Fysiek zit het ongeveer gelijk in elkaar, maar de doelen en de organisatie zijn verschillend. In de VS is het hele netwerk op federaal niveau een geheel, maar in Europa hebben verschillende lidstaten uiteenlopende doelstellingen. Die onderlinge verschillen zijn in de VS minder uitgesproken. Daarom is de coördinatie van het fysieke elektriciteitsnetwerk dat de verschillende staten met elkaar verbindt, hier lastiger dan in Amerika.”

Hoe zullen elektriciteitsnetwerken zich verder ontwikkelen?
“We hebben te maken met een erfenis uit het verleden, die zich ontwikkeld heeft tot ons huidige elektriciteitsnetwerk. Dat systeem kenmerkte zich door een fors aantal grote centrales op grote afstand van de gebruikers, onderling verbonden door kabels met een grote capaciteit, de zogenaamde backbone. De gebruikers trekken zich in dat systeem weinig aan van het aanbod van elektriciteit of van de marktprijs. Er is een verandering aan de gang vanuit dat hiërarchische netwerk uit het verleden in de richting van een netwerk, waarin er veel meer gebeurt op een lager spanningsniveau en dichter bij de eindgebruikers. Op dat niveau wordt elektriciteit opgewekt door windturbines in combinatie met opslag, warmtekrachtkoppeling en steeds meer elektrische voertuigen die aan het net hangen. Het in evenwicht brengen van een dergelijk systeem vereist een gespreide aanpak, waarbij slechts een deel van de gebruikte elektriciteit van de grote centrales afkomstig is. Vermoedelijk is dat de richting waarin elektriciteitsnetwerken zich zullen ontwikkelen. De technische uitdaging is om al die wisselende energiebronnen, die niet altijd regelbaar zijn, te integreren op zo’n manier dat vraag en aanbod in een dynamische balans blijven.”

Wordt dat een netwerk tussen autarkische energienetwerken?
“We noemen dat micronetwerken met zwakke tussenverbindingen. In ontwikkelingslanden is zoiets veel makkelijker voor te stellen, omdat je de verschillende dorpen hebt met ieder hun eigen behoefte en je kunt het van de grond af opbouwen. Bijvoorbeeld met een unit gevoed door zonnepanelen en een kabel naar het volgende dorp. Vergelijk dat eens met onze situatie, waarin we te maken hebben met een hele infrastructuur die we willen omvormen tot iets anders. Het zal een tijd duren voordat je zo’n systeem transformeert tot een verzameling van onderling  losjes verbonden micronetwerken. Misschien moet je een paar kerncentrales ver weg bouwen die via krachtige gelijkstroomkabels in de groeiende vraag naar elektriciteit voorzien. De fijnere balans wordt in dat geval dichterbij de klant ingesteld. Het toekomstige netwerk kenmerkt zich dan door een paar grote kerncentrales op afstand die de kleine microgrids ondersteunen.”

Is dat de toekomst van de elektriciteitsvoorziening?
“Ja. Het is het beste waar we op kunnen hopen, zolang we in staat zullen zijn om menselijke fouten in de bediening van kerncentrales te beheersen.”

In Europa zouden we ook zonnestroom uit de Sahara kunnen gebruiken.
“Ja, er wordt gesproken over een gelijkstroomverbinding voor hoge vermogens vanuit de Sahara, en dat lijkt technisch haalbaar. Een veel gehoord bezwaar tegen zonne-energie is dat het veel plaats inneemt, maar misschien is dat in de Sahara geen probleem. Er is geen enkelvoudige oplossing; het hangt er maar vanaf van waaruit je begint en wat de behoeften zijn. Wat wil de klant? Dat soort vragen. Goedbeschouwd is het een spannende tijd. Voor studenten waren vermogensnetwerken een suf veld, waar ze niet graag bij betrokken wilde raken. Nu is dat anders. Als ik weer jong was, zou ik het een spannend onderzoeksgebied vinden, omdat wat je ontwikkelt direct toegepast kan worden in de praktijk.”

In Amerika treedt binnenkort Nobelprijswinnaar Steven Chu aan als minister van energie. Betekent dat meer groene elektriciteit?
“Ik hoop dat hij er op let hoe zonne- en windenergie in het bestaande net te integreren. Dat is niet zijn achtergrond, ik hoop dat iemand in zijn team daar op zal letten. Verder vind ik het geen taak voor de overheid om de ene technologie voorrang te geven boven de andere. We hebben een systematische evaluatie nodig van verschillende energievormen om hun waarde van te stellen voor de klanten en de maatschappij als geheel. Zeker wanneer het gaat om moeilijk te kwantificeren zaken als milieu-impact en voorzieningszekerheid.”

In de elektrotechniek werken opvallend weinig vrouwen. Heeft u dat als belemmering ervaren?
“Niet echt. Ik heb het altijd genegeerd. Maar op Carnegie Mellon, waar ik mijn primaire aanstelling heb, hebben we net een nieuwe dame uit Zwitserland aangesteld en dertig procent van de promovendi is vrouw. Het is dus misschien meer een kwestie van het goede voorbeeld geven dan een bepaalde ideologie aanhangen. Ik maak er zelf geen punt van, maar misschien heb ik er toch invloed op gehad. Een van mijn eerste promovendi is nu decaan aan de universiteit van Missouri. Ik zal het nooit vergeten. Ze wilde stoppen na haar master, maar ik zei: Marisa, je moet echt promoveren. Ik wilde haar niet dwingen, maar ze was pas halverwege. Ze is gepromoveerd en daardoor kon ze decaan worden. Ik ben daar best een beetje trots op. Eigenlijk denk ik dat vrouwelijke promovendi en studenten zich zelfverzekerder voelen wanneer ze een vrouw in een leidende rol als rolmodel kunnen zien. Dat is erg belangrijk. Ik denk dat het moeilijkst is om een paar vrouwen als senior aan te stellen. De jongeren volgen dan als vanzelf.”

U had waarschijnlijk niet zo’n rolmodel om zich aan op te trekken.
“Ik had een goed rolmodel toen ik op het Massachusetts Institute for Technology was. Daar was toen een vrouw die nu lid is van de National Academy of Engineering. Ik heb destijds veel met haar gepraat toen ik het moeilijk had. Zo iemand heb je nodig.”

Wat trok u aan in dit vak?
“Ik stam uit een eenvoudige Joegoslavische familie en ik wilde eigenlijk Russische literatuur gaan studeren. Maar mijn vader zei dat je daar niet van kunt leven. Dat kon wel van een baan na een technische studie, daarom ging ik elektrotechniek studeren in Belgrado. Maar ook de automatisering vond ik interessant. Dus combineerde ik automatisering met vermogenstechniek en ben daar in 1974 op afgestudeerd. Ik legde me toe op automatische vermogenssturing. In Amerika waren er grote storingen geweest, de zogenaamde blackouts, in 1965 en in 1970. Ze hebben me toen naar de Verenigde Staten gestuurd om hen te leren hoe je computers kon gebruiken om elektrische vermogens te beheren zonder dat er storingen optreden.
Zo is het allemaal begonnen, en ik prijs me gelukkig dat ik onder de hoede kwam van John Zaborszky, een echte reus in het vak. Hij is helaas onlangs overleden. Hij kwam uit Hongarije en was verbonden aan de Washington Universiteit in St. Louis. Ik heb alles aan hem te danken. We schreven samen een boek met negenhonderd pagina’s als afsluiting. (‘Dynamics and Control of Large Electric Power Systems’, Wiley-IEEE press, 2000, red.) Het was een geweldige ervaring. Hij was natuurlijk een manlijk rolmodel, maar we hadden een geweldige samenwerking. Zo ongeveer alles wat ik op dit gebied weet, heb ik van hem geleerd.”

Is het toeval dat grote namen in de elektrotechniek zoals Tesla, Zaborszky en nu Ilic allemaal uit Oost-Europa komen?
“Ik weet het niet. Ik heb er eigenlijk nooit over nagedacht.”

U heeft een mooie aanstelling aan de prestigieuze Carnegie Mellon-universiteit in Pittsburgh. Wat trok u naar Delft?
“Er was al een lopende samenwerking tussen de faculteit Engineering and Public Policy met Margot Weijnen, hoogleraar proces- en energienetwerken aan de faculteit Techniek, Bestuur en Management van de TU. Ik gaf in dat verband hier een aantal lezingen op workshops en zo leerden we elkaar kennen. Er ontstond een samenwerking met onder anderen John Groenewegen en Rolf Kunneke in de studie van economische en institutionele infrastructuur van de veranderende elektriciteitsindustrie. Er kwamen Delftse studenten naar Pittsburgh om bij mij te werken en het werd duidelijk dat we de samenwerking voort wilden zetten. En ik denk dat het Margot was die me voor deze eervolle leerstoel heeft voorgedragen. Op een gegeven moment stond ik thuis te koken en iemand zei: je hebt ‘m. Ik heb er niet naar gesolliciteerd, het was een soort nominatie.”

Dat biedt u een unieke positie om het Europese en het Amerikaanse elektriciteitsnet met elkaar te vergelijken. Wat zijn de verschillen?
“Fysiek zit het ongeveer gelijk in elkaar, maar de doelen en de organisatie zijn verschillend. In de VS is het hele netwerk op federaal niveau een geheel, maar in Europa hebben verschillende lidstaten uiteenlopende doelstellingen. Die onderlinge verschillen zijn in de VS minder uitgesproken. Daarom is de coördinatie van het fysieke elektriciteitsnetwerk dat de verschillende staten met elkaar verbindt, hier lastiger dan in Amerika.”

Hoe zullen elektriciteitsnetwerken zich verder ontwikkelen?
“We hebben te maken met een erfenis uit het verleden, die zich ontwikkeld heeft tot ons huidige elektriciteitsnetwerk. Dat systeem kenmerkte zich door een fors aantal grote centrales op grote afstand van de gebruikers, onderling verbonden door kabels met een grote capaciteit, de zogenaamde backbone. De gebruikers trekken zich in dat systeem weinig aan van het aanbod van elektriciteit of van de marktprijs. Er is een verandering aan de gang vanuit dat hiërarchische netwerk uit het verleden in de richting van een netwerk, waarin er veel meer gebeurt op een lager spanningsniveau en dichter bij de eindgebruikers. Op dat niveau wordt elektriciteit opgewekt door windturbines in combinatie met opslag, warmtekrachtkoppeling en steeds meer elektrische voertuigen die aan het net hangen. Het in evenwicht brengen van een dergelijk systeem vereist een gespreide aanpak, waarbij slechts een deel van de gebruikte elektriciteit van de grote centrales afkomstig is. Vermoedelijk is dat de richting waarin elektriciteitsnetwerken zich zullen ontwikkelen. De technische uitdaging is om al die wisselende energiebronnen, die niet altijd regelbaar zijn, te integreren op zo’n manier dat vraag en aanbod in een dynamische balans blijven.”

Wordt dat een netwerk tussen autarkische energienetwerken?
“We noemen dat micronetwerken met zwakke tussenverbindingen. In ontwikkelingslanden is zoiets veel makkelijker voor te stellen, omdat je de verschillende dorpen hebt met ieder hun eigen behoefte en je kunt het van de grond af opbouwen. Bijvoorbeeld met een unit gevoed door zonnepanelen en een kabel naar het volgende dorp. Vergelijk dat eens met onze situatie, waarin we te maken hebben met een hele infrastructuur die we willen omvormen tot iets anders. Het zal een tijd duren voordat je zo’n systeem transformeert tot een verzameling van onderling  losjes verbonden micronetwerken. Misschien moet je een paar kerncentrales ver weg bouwen die via krachtige gelijkstroomkabels in de groeiende vraag naar elektriciteit voorzien. De fijnere balans wordt in dat geval dichterbij de klant ingesteld. Het toekomstige netwerk kenmerkt zich dan door een paar grote kerncentrales op afstand die de kleine microgrids ondersteunen.”

Is dat de toekomst van de elektriciteitsvoorziening?
“Ja. Het is het beste waar we op kunnen hopen, zolang we in staat zullen zijn om menselijke fouten in de bediening van kerncentrales te beheersen.”

In Europa zouden we ook zonnestroom uit de Sahara kunnen gebruiken.
“Ja, er wordt gesproken over een gelijkstroomverbinding voor hoge vermogens vanuit de Sahara, en dat lijkt technisch haalbaar. Een veel gehoord bezwaar tegen zonne-energie is dat het veel plaats inneemt, maar misschien is dat in de Sahara geen probleem. Er is geen enkelvoudige oplossing; het hangt er maar vanaf van waaruit je begint en wat de behoeften zijn. Wat wil de klant? Dat soort vragen. Goedbeschouwd is het een spannende tijd. Voor studenten waren vermogensnetwerken een suf veld, waar ze niet graag bij betrokken wilde raken. Nu is dat anders. Als ik weer jong was, zou ik het een spannend onderzoeksgebied vinden, omdat wat je ontwikkelt direct toegepast kan worden in de praktijk.”

In Amerika treedt binnenkort Nobelprijswinnaar Steven Chu aan als minister van energie. Betekent dat meer groene elektriciteit?
“Ik hoop dat hij er op let hoe zonne- en windenergie in het bestaande net te integreren. Dat is niet zijn achtergrond, ik hoop dat iemand in zijn team daar op zal letten. Verder vind ik het geen taak voor de overheid om de ene technologie voorrang te geven boven de andere. We hebben een systematische evaluatie nodig van verschillende energievormen om hun waarde van te stellen voor de klanten en de maatschappij als geheel. Zeker wanneer het gaat om moeilijk te kwantificeren zaken als milieu-impact en voorzieningszekerheid.”