Wanneer kunnen nieuwe grote kerncentrales in Nederland draaien?

In discussies over klimaat- en energiebeleid wordt regelmatig gesuggereerd dat nieuwe kerncentrales op korte termijn soelaas kunnen bieden. Dat is echter niet het geval. Volgens de planning op hoofdlijnen van het ministerie van EZK zouden nieuwe kerncentrales in Nederland in 2036 kunnen draaien. Dat komt overeen met de ambities van de Fransen en Engelsen voor nieuwe kerncentrales. Dat betekent dat nieuwe kerncentrales niet kunnen bijdragen aan de klimaatdoelen voor 2030 of het snel afbouwen van onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen uit Rusland. Nieuwe kerncentrales kunnen wel bijdragen aan de energievoorziening en klimaatdoelen richting 2040 en 2050.

Impressie van de beoogde nieuwe Britse kerncentrale Sizewell C die volgens de ontwikkelaar EDF in 2035 operationeel zou kunnen zijn (bron: EDF Energy)

VNO-NCW stelt ten onrechte dat nieuwe kerncentrales over pakweg vijf jaar soelaas kunnen bieden

VNO-NCW pleitte er deze week voor om snelheid te maken met de realisatie van de twee nieuwe kerncentrales uit het coalitieakkoord. Onder andere omdat we op zoek moeten naar alternatieven voor Russisch gas. In zijn column schrijft Frits de Groot van VNO-NCW: ‘Als alles meezit kan kernenergie ‘pas’ over pakweg vijf jaar soelaas bieden’. Ik ben helemaal met de Groot eens dat we snel op zoek moeten naar alternatieven voor fossiele brandstoffen en ook eens dat dat toch al moest om de CO2-uitstoot te verminderen. Ik denk tegelijk dat we realistisch moeten zijn over de snelheid waarmee we alternatieven kunnen realiseren. Een windpark op zee staat er niet van de ene op de andere dag en een nieuwe hoogspanningsverbinding al helemaal niet. Maar ook voor nieuwe kerncentrales geldt dat er veel tijd voor nodig is. Niet alleen voor de bouw, maar ook voor de politieke besluitvorming, de selectie van techniek en de partij die de kerncentrales mag bouwen en voor de milieu-effectrapportage en vergunningverlening.

Volgens de marktconsultatie kernenergie van KPMG zou een nieuwe grote kerncentrale operationeel kunnen zijn 11 tot 15 jaar na de start van de vergunningverlening. Van die periode zou volgens KPMG 6 tot 8 jaar nodig zijn voor de bouw. Recente projecten voor nieuwe kerncentrales op verschillende plekken in de wereld hadden een bouwtijd van 8 tot 16 jaar (zie de grafiek hieronder). In de marktconsultatie zeiden marktpartijen tegen KPMG dat ze verwachten dat met de opgedane ervaring de bouwtijd mogelijk gereduceerd kan worden tot 6-8 jaar. Alleen de bouw van een grote nieuwe centrale duurt al langer dan VNO-NCW suggereert.

Overzicht van bouwtijd van recente projecten voor nieuwe kerncentrales volgens KPMG

Vaker suggestie dat nieuwe kerncentrales er in een paar jaar kunnen staan

De suggestie dat nieuwe kerncentrales er in een paar jaar kunnen staan blijft rondzingen in de maatschappelijke discussie over klimaat en energie. Zo schreef Ronald Plasterk in maart in de Telegraaf dat nieuwe kerncentrales er in een paar jaar kunnen staan. En mocht een gemeenteraadslid uit De Bilt in Trouw uitleggen dat een ‘thoriumcentrale’ een veel beter alternatief is voor duurzame energie in de regio in 2030.

Volgens planning op hoofdlijnen zouden nieuwe Nederlandse kerncentrales in 2036 operationeel kunnen zijn

Het Kabinet werkt op basis van het coalitieakkoord aan de benodigde stappen voor de bouw van twee nieuwe kerncentrales. In een technische briefing over kernenergie in Tweede Kamer op 6 oktober liet het ministerie een planning op hoofdlijnen zien voor de realisatie van nieuwe (grote) kerncentrales. Die zouden volgens de planning op hoofdlijnen in 2036 klaar kunnen zijn.

In een recente scenariostudie over de mogelijke rol van nieuwe kerncentrales door Witteveen+Bos, eRisk Group en The Hague Centre for Strategic Studies (HCSS) is aangenomen dat nieuwe kerncentrales er vanaf 2035 zouden kunnen staan. Het rapport stelt dat dat volgens experts het eerste jaar is dat er realistisch gezien nieuwe kerncentrales kunnen zijn.

Misschien goed om even te verduidelijken dat deze blog gaat over grote commerciële kerncentrales. Daarnaast zijn er kleinere modulaire kernreactoren (SMR) in ontwikkeling. Deze worden regelmatig genoemd als alternatief voor grootschalige kerncentrales of als ontwikkeling waar parallel op ingezet kan worden. SMR’s zijn momenteel nog niet leverbaar, maar de ontwikkelingen gaan snel. Volgens de genoemde studie van Witteveen+Bos, eRisk Group en HCSS is de verwachting dat SMR’s in de 2e helft van de jaren ’30 beschikbaar komen als commercieel alternatief. Het is denkbaar dat er al voor die tijd een demonstratiecentrale in Nederland gebouwd wordt op basis van een SMR. Dat is -alleen al wat betreft het vermogen- iets anders dan de twee grootschalige commerciële kerncentrales waarover het in coalitieakkoord gaat.

Frankrijk wil volgende nieuwe kerncentrale operationeel in 2035 of 2036

Dat de Nederlandse planning op hoofdlijnen nu uitkomt op 2036 klinkt niet zo gek als je het vergelijkt met de Franse ambitie voor de volgende nieuwe kerncentrale. President Macron wil de besluitvorming daarover in 2027 afronden. De centrale zou dan in 2035 of 2036 stroom moeten gaan produceren. Dat zou aanmerkelijk sneller zijn dan de realisatie van de nieuwe kerncentrale in Flamanville die inmiddels zo goed als af is. De bouw daarvan begon in 2007 en liep forse vertraging op. De laatste planning is dat de centrale in 2023 elektriciteit gaat leveren. De hoop en ambitie is dat het bij de volgende nieuwe kerncentrale fors sneller kan door de lessen die geleerd zijn van de bouw van Flamanville en van vergelijkbare centrales in Engeland en Finland.

Volgende nieuwe Britse kerncentrale zou operationeel moeten zijn in 2035

Volgens World Nuclear News neemt de nieuwe Britse regering komende weken een besluit over de volgende nieuwe kerncentrale: Sizewell C. Het Franse bedrijf EDF dat de centrale wil bouwen zegt dat de Sizewell C in 2035 klaar zou kunnen zijn. De voorbereiding voor deze centrale loopt al geruime tijd. De eerste inspraakronde voor de vergunningen begon in 2012.

Zowel Frankrijk als Engeland hebben meer ervaring met de bouw van kerncentrales dan Nederland. In beide landen is de ambitie om de volgende nieuwe kerncentrale in 2035 of 2036 operationeel te hebben. In die context is het niet gek dat de planning op hoofdlijnen van nieuwe kerncentrales in Nederland op dit moment uitkomt op 2036.

Conclusie: nieuwe kerncentrales kunnen bijdragen aan klimaatdoelen voor 2040 en 2050, niet aan de doelen voor 2030

Het voorbereiden en bouwen van nieuwe kerncentrales kost de nodige tijd. De huidige inschatting is dat nieuwe kerncentrales in Nederland in 2036 operationeel zouden kunnen zijn. Daarmee kunnen ze bijdragen aan klimaatdoelen voor 2040 en 2050. Tegelijk is duidelijk dat ze niet kunnen bijdrage aan het klimaatdoel voor 2030. Dat is geen reden om niet te werken aan nieuwe kerncentrales, maar betekent wel dat we het klimaatdoel van 55% reductie in 2030 met andere maatregelen zullen moeten halen. Ik denk dat de kwaliteit van de discussie over kernenergie en van de discussie over klimaat- en energiebeleid erop vooruit zou gaan als we helder zouden zijn over de tijdshorizon waarop nieuwe kerncentrales een bijdrage kunnen leveren. En ja, over de tijdshorizon van andere maatregelen moeten we ook helder zijn.

Kan je in een paar jaar een kerncentrale bouwen?

In de Telegraaf schreef Ronald Plasterk dat nieuwe kerncentrales er in een paar jaar kunnen staan. Dat is niet het geval. Volgens een recente marktconsultatie duurt het 11 tot 15 jaar. Dat komt niet door politieke onwil zoals Plasterk beweert, maar doordat een nieuwe kerncentrale een complexe installatie is. De bouw en vergunningverlening kosten tijd. In andere Westerse landen is dat niet anders. In Frankrijk -het grote voorbeeld voor Plasterk- denkt president Macron de volgende nieuwe kerncentrale bijvoorbeeld over 13 jaar operationeel te kunnen hebben.

Nieuwe Britse kerncentrale Hinkley Point C in aanbouw (foto: EDF)

In de Telegraaf stelde Ronald Plasterk deze week dat we met meer kernenergie minder afhankelijk zouden zijn van Russisch gas. Dat lijkt me waar. Vervolgens suggereert hij dat nieuwe kerncentrales er in een paar jaar kunnen staan. Dat lijkt me niet waar.

Volgens KPMG kan nieuwe kerncentrale gerealiseerd worden in 11 tot 15 jaar

Volgens de marktconsultatie kernenergie die KPMG uitvoerde voor het ministerie van Economische Zaken en Klimaat kan een nieuwe kerncentrale gerealiseerd worden in 11 tot 15 jaar na de start van het vergunningstraject. Volgens Plasterk zit de traagheid van bouw van nieuwe kerncentrales in politieke onwil. Volgens KPMG is die tijd van 11 tot 15 jaar echter gewoon nodig voor de vergunningen (3-5 jaar) en de bouw (8-10 jaar). Daar gaat mogelijk nog een politieke discussie aan vooraf over de locatie, financiële bijdrage van de overheid en risico´s. Maar dat is niet meegenomen in de schatting van de benodigde tijd door KPMG.

President Macron wil volgende nieuwe kerncentrale over 13 jaar gereed hebben

Plasterk noemt Frankrijk steeds als voorbeeld voor het energiebeleid. Ook daar is het bouwen van een nieuwe kerncentrale echter geen kwestie van een paar jaar. President Macron kondigde recent aan er 6 tot 14 te willen bouwen. De eerste zou in 2035 kunnen draaien. Dat is over 13 jaar. Het lijkt mij onwaarschijnlijk dat het in Nederland sneller kan dan in een land met zoveel nucleaire ervaring.

De bouw van de nieuwe Finse kerncentrale duurde 17 jaar

Plasterk noemt ook Finland als voorbeeld op het gebied van kernenergie. Deze week leverde de nieuwe Finse kerncentrale Olkiluoto 3 voor het eerst elektriciteit aan het net. De bouw ervan begon in 2005. Het duurde dus 17 jaar voordat de nieuwe Finse kerncentrale klaar was, exclusief de tijd die nodig was voor de vergunningen.

De verwachting is dat bouw van nieuwe Britse kerncentrale 10 jaar duurt

De bouw van de nieuwe Britse kerncentrale Hinkley Point C begon in 2016. Volgens de laatste informatie is de planning van EDF dat de centrale in 2026 klaar is. Dat zou een bouwtijd van 10 jaar betekenen, exclusief de tijd die nodig was voor de vergunningen en financiering. EDF denkt een volgende kerncentrale in Engeland te kunnen bouwen in 9 tot 12 jaar. Over die Sizewell C centrale is nog geen besluit genomen. De Britse overheid werkt aan een nieuwe subsidieregeling om dat mogelijk te maken.

Lange bouwtijd is geen reden om niet aan nieuwe kerncentrales te beginnen

Plasterk heeft gelijk dat het feit dat het een tijd duurt voor nieuwe kerncentrales er staan geen reden is om ze niet te bouwen. Het Kabinet heeft dan ook besloten om de benodigde stappen te zetten voor de bouw van twee nieuwe kerncentrales in Nederland.

Het duurt 11 tot 15 jaar voor nieuwe kerncentrales stroom leveren

Het lijkt me belangrijk om realistisch te zijn over de vraag wanneer nieuwe Nederlandse kerncentrales zouden kunnen draaien. Als het gaat om klimaatbeleid, maar zeker ook als het gaat om onze afhankelijkheid van Russisch gas waar de column van Plasterk over ging. Het duurt minstens 11 tot 15 jaar voordat nieuwe kerncentrales in Nederland kunnen bijdragen aan verminderen van onze afhankelijkheid van (Russisch) aardgas. Ik denk dat we op de korte termijn voor het verminderen van onze afhankelijkheid van Russisch aardgas vooral moeten inzetten op energiebesparing (helpt ook voor het klimaat) en andere leveranciers van aardgas, vooral in vorm van vloeibaar aardgas (LNG, helpt niet voor het klimaat). Makkelijke praatjes over nieuwe kerncentrales helpen niet tegen onze afhankelijkheid van Russisch aardgas, energiebesparing wel.

Zijn kerncentrales CO₂-vrij?

In discussies over kernenergie gaat het regelmatig over de vraag of wat de CO₂-uitstoot ervan is. Daarbij wordt soms beweerd dat kernenergie een hoge CO2-voetafdruk zou hebben. Kernenergie veroorzaakt weliswaar een zekere uitstoot van broeikasgassen over de hele levenscyclus. Maar uitgebreide studies laten zien dat de uitstoot van broeikasgassen van kernenergie over de hele levenscyclus veel lager is dan van elektriciteit uit gas of kolen. En ongeveer net zo laag als van windenergie.

Impressie van de beoogde nieuwe Britse kerncentrale Sizewell C (bron: EDF Energy)

De CO₂-uitstoot van kernenergie is veel lager dan van fossiele bronnen

Kernenergie heeft net als andere energiebronnen zowel voor- als nadelen. Het verbaast mij echter dat de CO₂-uitstoot van kernenergie soms genoemd wordt als een van de nadelen. Over de hele levenscyclus van kernenergie is de uitstoot van broeikasgassen namelijk veel lager dan van elektriciteit uit fossiele bronnen. En ongeveer net zo laag als van windenergie.

Ik schreef eerder over de CO₂ uitstoot van windenergie en zonne-energie en de suggestie van sommigen dat die over hele levenscyclus een hoge CO₂-uitstoot zouden hebben (wat niet het geval is). Gezien de regelmatig terugkerende discussie leek het me goed om ook een blog te schrijven over de CO₂ uitstoot van kernenergie.

Deze blog gaat alleen over de CO2-uitstoot van kernenergie niet over andere aspecten

In deze blog ga ik alleen in op de vraag wat de uitstoot van broeikasgassen over de hele levenscyclus van kernenergie is. Uiteraard zijn andere aspecten van kernenergie minstens relevant, maar die laat ik hier buiten beschouwing. Dat de CO2-voetafdruk van kernenergie laag is wil niet zeggen dat het een makkelijke of snelle oplossing voor het klimaatprobleem is. Lees daarover bijvoorbeeld deze blog die ik eerder schreef.

CO₂-uitstoot van kernenergie is ongeveer net zo laag als van windenergie

Er is een hele tak van wetenschap die zich bezig houdt met het berekenen van de milieubelasting van producten, de zogenaamde levenscyclusanalyse. Daarbij wordt de milieubelasting van elke stap nauwkeurig in kaart gebracht. Hieronder een grafiek uit een rapport van het IPCC uit 2011. Daarin zijn tientallen studies meegenomen over de uitstoot van broeikasgassen over de hele levenscyclus van elektriciteitsproductie uit verschillende bronnen. In die studies is voor elke energiebron nauwgezet het gebruik van alle materialen voor alle stappen meegenomen: vanaf de winning van de ruwe grondstoffen tot en met het opruimen van de installaties aan het einde van hun levensduur.

Het overzicht laat zien dat over de hele levenscyclus de uitstoot van broeikasgassen van kernenergie (zie het oranje pijltje) veel lager is dan van elektriciteit uit aardgas, olie of kolen (de staafjes rechts van kernenergie). Uit alle studies die meegenomen zijn in de analyse van IPCC1 is de mediane waarde voor kernenergie circa 10 gram CO₂-equivalent per kilowattuur (kWh). Zie het donkerblauwe streepje. De uitstoot van kernenergie over de hele levenscyclus is daarmee vele malen lager dan van fossiele bronnen zoals kolen (~1000 gram CO₂/kWh) of aardgas (~450 gram CO₂/kWh). En van dezelfde orde als de uitstoot van windenergie (circa 10 gram CO₂/kWh). Kernenergie is dus niet CO₂-vrij zijn, maar volgens de meeste studies is de CO2 over de hele levenscyclus net zo laag als van windenergie en veel lager dan van fossiele elektriciteit.

Dieper graven: enkele studies schatten de CO₂voetafdruk van kernenergie hoger in

De grafiek hierboven laat ook zien dat er door IPCC een klein aantal studies is meegenomen waarin de uitstoot voor kernenergie fors hoger inschat wordt (zie het witte balkje in de grafiek dat de hoogste waarde weergeeft). In het wetenschappelijke artikel waarin de harmonisatie van de studies over kernenergie wordt de achtergrond van die hoogste schatting toegelicht. Het gaat daarbij om een studie waarin op verschillende aspecten de meest ongunstige aannames zijn gemaakt. Het resultaat van die studie kan daarom volgens het artikel niet gegeneraliseerd worden2. En zelfs bij deze hoogste schatting is de uitstoot van kernenergie fors lager dan van elektriciteit uit fossiele bronnen.

In de levenscyclusanalyses worden winning en verrijking van uranium ook meegenomen

In het geharmoniseerde overzicht van IPCC zijn alleen studies meegenomen die alle relevante processen over de hele levensduur meenemen, zie het schema hieronder (afkomstig uit het eerder genoemde wetenschappelijke artikel). Daarbij horen uiteraard ook het delven van uranium (‘mining’) en het verrijken ervan (‘enrichment’). Dat zijn CO₂-intensieve processen, maar de totale CO2-uitstoot daarvan is klein vergeleken met de grote hoeveelheid elektriciteit die uit het uranium gewonnen kan worden. Je zou het kunnen vergelijken met het staal dat nodig is voor windmolens. Het produceren van staal is een CO₂-intensief proces. Toch is de hoeveelheid CO₂ die vrijkomt bij de productie van het staal voor een windmolen klein vergeleken met de totale elektriciteitsproductie over de levensduur van de windmolen.

Dieper graven: de CO2-uitstoot stijgt als de uraniumerts armer wordt

De CO2-voetafdruk van kernenergie stijgt als er gebruik gemaakt moet worden van ertsen met een lager uranium-gehalte. Dat kan gebeuren als er wereldwijd op grotere schaal gebruik gemaakt wordt van kernenergie en er meer uranium gewonnen moet worden. Dit is een onderwerp waar de Nederlander Jan-Willem Storm van Leeuwen in het verleden uitgebreid aandacht aan heeft besteed. Zie deze website.

De CO2-uitstoot van uraniumwinning en verrijking daalt als de energievoorziening ervan schoner wordt

Anderzijds geldt dat de CO2-uitstoot van de winning en verrijking van uranium sterk afhankelijk is van de energiebronnen die daarbij gebruikt worden. Zo worden bijvoorbeeld bij de verrijking van uranium flinke hoeveelheden elektriciteit gebruikt. In de onderstaande grafiek uit het duurzaamheidsjaarverslag van Urenco (een bedrijf dat uranium verrijkt) is bijvoorbeeld te zien dat verreweg het grootste deel van hun uitstoot van broeikasgassen komt uit indirecte emissies (groen in de grafiek hieronder, ‘scope 2’). Daarbij gaat het vooral om de uitstoot die samenhangt met de elektriciteit die Urenco gebruikt. Als de elektriciteitsproductie in het land waar de verrijking plaatsvindt voor een groter deel uit hernieuwbare bronnen en/of kernenergie komt, dan zal de (indirecte) CO2-uitstoot van de verrijking dalen.

In de grafiek hieronder is het mogelijke effect geanalyseerd van enerzijds het gebruik van armer uraniumerts (scenario A, B en C) en anderzijds de CO2-intensiteit van het totale energiesysteem (low, medium, high carbon). De grafiek komt uit het eerder genoemde wetenschappelijke artikel. Daarin wordt toegelicht dat deze scenario-analyse lijkt op de aanpak die Jan-Willem Storm van Leeuwen eerder heeft beschreven. Het valt mij op dat in de onderstaande figuur de toekomstige CO2-voetafdruk van kernenergie zeer laag blijft als de energiemix een lage CO2-intensiteit heeft (zie de 3 lijnen met ‘low carbon’ onderin de grafiek). Ook als het gebruik van uranium toeneemt (scenario C). Dat suggereert dat in een energiesysteem met lage CO2-intensiteit de CO2-voetafdruk van kernenergie laag blijft, ook als er gebruik gemaakt moet worden van armere uraniumerts.

Recent wetenschappelijk artikel geeft vergelijkbaar beeld

Het overzicht van IPCC van levenscyclusanalyses (LCA) is uit 2011 is en daarmee ruim 10 jaar oud. Daarom heb ik in de wetenschappelijke literatuur gezocht naar recente artikelen over de CO₂-voetafdruk van kernenergie. In een artikel uit 2021 beschrijven Pomponi en Hart hun analyse voor een nieuwe kerncentrale van het type EPR. En vergelijken hun resultaten met andere studies, zie de grafiek hieronder.

Pomponi en Hart komen met drie verschillende LCA-methodes tot gemiddelde waarden van respectievelijk 17, 25 en 28 gram CO2-equivalent per kWh. De auteurs stellen dat dat significant hoger is dan de mediane waarde van IPCC van 12 gram CO2 per kWh en de range van 5-22 gram CO2 per kWh uit een rapport van het Britse Committee on Climate Change. Dat moge zo zijn, maar ook met de waarden uit dit artikel is de CO₂-uitstoot van kernenergie tientallen malen lager dan van fossiele elektriciteit.

Conclusie: CO2-voetafdruk van kernenergie veel lager dan van fossiele energie

Er zijn veel studies gedaan naar de CO2-uitstoot van kernenergie. De resultaten verschillen, maar één conclusie blijft in mijn ogen steeds overeind: de uitstoot van broeikasgassen over de hele levensduur van kernenergie is (zeer) laag. En vele malen lager dan van fossiele energiebronnen.

Voetnoten

  1. De achtergronden van de harmonisatie van alle levenscyclusanalyses die zijn meegenomen in de grafiek van IPCC zijn te vinden op de website van het Amerikaanse instituut NREL.
  2. The maximum estimate is a scenario from Lenzen and colleagues (2006) (and Lenzen (2008)) that is the result of the convergence of several “worst case” factors effecting life cycle GHG emissions and therefore should not be generalized.”

Feiten en opmerkingen bij de column van Ronald Plasterk over kernenergie

Ronald Plasterk schreef afgelopen week in zijn column in de Telegraaf over kernenergie en het belang van wetenschappelijke feiten onder de titel ‘Timmermans smaalt over kernenergie‘. Een aantal uitspraken die Plasterk in zijn column doet zijn in mijn ogen niet goed onderbouwd of niet in lijn met de feiten. Daarom in deze blog een reactie daarop.

Het zijn de Europese landen die biomassa subsidiëren, niet de Europese Commissie

Plasterk stelt ‘dat de Europese Commissie het dure geld van de belastingbetalers inzet om biomassa te subsidiëren‘. Mooie frame in een column over een EU commissaris (Timmermans), maar volgens mij zijn het lidstaten die biomassa subsidiëren en niet de Europese Commissie. 

In het ‘indrukwekkende rapport’ van UNECE staat één alinea over de rol van kernenergie in het halen van toekomstige klimaatdoelen

Plasterk verwijst naar ‘een indrukwekkend rapport van de Verenigde Naties (UNECE, 11 augustus 2021) dat stelt dat zonder kernenergie er geen klimaatneutraal energiebeleid kan komen‘. Ik vond dat document van UNECE op dat punt niet zo indrukwekkend. In algemene zin is het waar dat klimaatdoelen moeilijker te halen van worden met elke optie die we uitsluiten. Ik vind de discussie in Nederland wat dat betreft zorgwekkend, want van verschillende kanten wordt hard geroepen dat opties uitgesloten moeten worden: biomassa, kernenergie, ondergrondse CO2-opslag, windenergie op land, zonneparken, etc. etc. Als we alle opties uitsluiten waar bezwaren tegen zijn, dan gaan we de klimaatdoelen nooit van zijn leven halen. Maar beweren dat klimaatdoelen niet haalbaar zijn zonder één specifieke optie is wel iets anders (los van de vraag over welke optie het gaat). Als je alle andere opties maximaal inzet zou ik denken dat je zonder die ene optie best een eind zou kunnen komen. Ik was dus benieuwd welke analyse UNECE heeft gedaan om deze stelling te onderbouwen. Dat viel me tegen. In de ‘technology brief’ van UNECE staat welgeteld één alinea over de rol van kernenergie in het halen van toekomstige klimaatdoelen. Die alinea in het UNECE rapport geeft een impressie van de rol van kernenergie in de illustratieve IPCC scenario’s uit 2018 voor het halen van de 1,5 graden doelstelling. In de figuur hieronder uit het betreffende IPCC rapport is de rol van kernenergie in de mondiale energiemix weergegeven in rood (zonne-energie in geel, windenergie in blauw en biomassa in groen).

Geen nieuwe analyse op dit punt dus door UNECE en eerlijk gezegd ook geen onderbouwing van de stellige uitspraak in het persbericht van UNECE. Het doel van de UNECE ‘technology brief’ was volgens de inleiding om een overzicht te geven van nucleaire energietechnologieën. De brochure lijkt niet als doel gehad te hebben om te analyseren of de klimaatdoelen wel of niet gehaald kunnen worden zonder kernenergie.

Het JRC rapport is belangrijk voor kernenergie maar niet op punt dat Plasterk noemt

Plasterk stelt dat het Joint Research Committee (JRC) van de EU de conclusie ondersteunt dat er zonder kernenergie geen klimaatneutraal energiebeleid kan komen. Het JRC heeft een belangrijk rapport geschreven over kernenergie, maar bevat die conclusie volgens mij niet. Het rapport van JRC gaat over de vraag of kernenergie voldoet aan de Europese ‘do no significant harm’ criteria. Het JRC-rapport concludeert dat er geen wetenschappelijk bewijs is dat kernenergie meer schade doet aan menselijke gezondheid of milieu dan andere bronnen van elektriciteitsproductie die al onderdeel uitmaken van de Europese ‘taxonomie’. En dat de niet-radiologische effecten van kernenergie grotendeels vergelijkbaar zijn met waterkracht en hernieuwbare energiebronnen. Een belangrijke en relevante conclusie voor het pleidooi van Plasterk dat kernenergie gesubsidieerd moet worden. Maar het JRC-rapport gaat -anders dan Plasterk beweert- volgens mij niet over de vraag of kernenergie wel of niet nodig is voor klimaatbeleid. Daarbij zij opgemerkt dat ik het rapport (387 pagina’s) niet van kaft tot kaft gelezen heb en mijn uitspraak baseer op de samenvatting, de inhoudsopgave en scrollen door het hele document. Als er wel een analyse instaat die laat zien dat er zonder kernenergie geen klimaatneutraal energiebeleid kan komen, dan hoor ik dat graag!

In China zijn geen 150 kerncentrales in aanbouw

Plasterk schrijft dat er in China op dit moment 150 kerncentrales gebouwd worden. Volgens de World Nuclear Association zijn er in China 18 kernreactoren in aanbouw. Volgens het Internationale Atoomagentschap IAEA gaat het om 14 kernreactoren. Ik ben op zoek gegaan waar het getal van 150 vandaan komt. Ik vermoed dat het dit recente bericht van Bloomberg is dat China voor de komende 15 jaar 150 nieuwe kernreactoren gepland heeft. In mijn ogen is plannen echt iets anders dan daadwerkelijk in aanbouw zijn.

Volgens Plasterk worden ook in de VS onder de progressieve president Biden nieuwe kerncentrales gebouwd. Volgens het Internationale Atoomagentschap IAEA is er in de VS welgeteld één kerncentrale in aanbouw, met 2 reactoren. Ook volgens de World Nuclear Association is er in de VS maar één kerncentrale in aanbouw, namelijk de uitbreiding van de kerncentrale Vogtle met 2 nieuwe reactoren (Vogtle 3 en 4). De bouw van die twee nieuwe reactoren begon in 2013. Volgens de laatste berichten kunnen ze eind 2022 (Vogtle 3) respectievelijk begin 2023 (Vogtle 4) in gebruik genomen worden. Voor zo ver ik weet bevat het grote infrastructuurplan van president Biden vooral financiële steun voor het openhouden van bestaande kerncentrales ($6 miljard) en voor de demonstratie van geavanceerde kernreactoren ($2,5 miljard). En richt het zich niet zo zeer op de bouw van nieuwe kerncentrales.

Nieuwste windparken op zee leveren meer stroom dan Plasterk denkt en doen dat zonder subsidie

Plasterk schrijft verder dat windmolens en zonnepanelen twee derde van de tijd geen stroom produceren. Ik kan hem geruststellen: moderne windparken op zee leveren gemiddeld over het hele jaar ongeveer 50% van hun theoretische maximale vermogen (ofwel een capaciteitsfactor van 50%). Ze leveren aanzienlijk meer dan 50% van de tijd elektriciteit omdat ze vaak op een gedeelte van hun maximale vermogen draaien. De grafiek hieronder van Fraunhofer-IEE illustreert voor alle Duitse windparken samen hoe vaak ze een bepaalde hoeveelheid stroom leverden in 2017 en 2018. U kunt zien dat het aantal uren per jaar dat ze helemaal niks leveren erg klein is (rechtsonder in de grafiek). [met dank aan Chris Mooiweer die me via twitter op deze grafiek wees].

Plasterk schrijft vervolgens dat windmolens en zonnepanelen gesubsidieerd moeten worden omdat ze twee derde van de tijd geen stroom produceren. Het zal hem deugd doen dat er inmiddels in Nederland drie windparken op zee gerealiseerd gaan worden zonder subsidie.

Tot slot

Ik begrijp het pleidooi van Plasterk om kernenergie onderdeel te maken van klimaatbeleid. Hij neemt in zijn column anderen de maat waar het gaat om de feiten. Het zou hem sieren als hij dat ook zou toepassen op zijn eigen uitspraken. En ja, ik neem op mijn beurt Plasterk de maat. Dus als er dingen in deze blog staan die niet kloppen, dan hoor ik het graag! 

We hebben niet genoeg huishoudens meer voor al die groene stroom

De afgelopen jaren is de productie van hernieuwbare elektriciteit in Nederland snel gestegen. In 2020 werd voor het eerst meer elektriciteit geproduceerd uit hernieuwbare bronnen dan alle woningen in Nederland samen verbruiken. Het is daarom maar goed dat duurzame energieprojecten niet alleen aan huishoudens leveren, maar ook aan bedrijven. En misschien wordt het ook wel tijd om een andere vergelijking te bedenken om de elektriciteitsproductie van een project een beetje tastbaar te maken dan dat eeuwige ‘aantal huishoudens’.

Groene stroomproductie voor 10 miljoen huishoudens

Volgens cijfers van het CBS steeg de totale productie van hernieuwbare elektriciteit in Nederland naar 31 miljard kilowattuur. Daarmee was de hernieuwbare elektriciteitsproductie voor het eerst groter dan het elektriciteitsverbruik van alle woningen in Nederland bij elkaar (24 miljard kilowattuur). Anders gezegd: de totale hernieuwbare elektriciteitsproductie komt overeen met het elektriciteitsverbruik van ongeveer 10 miljoen huishoudens. Terwijl er volgens het CBS maar 8 miljoen huishoudens zijn in Nederland.

Hernieuwbare elektriciteit nu goed voor een kwart van totale stroomverbruik

Natuurlijk wordt er niet alleen door huishoudens elektriciteit verbruikt, maar ook door de industrie, de dienstensector, landbouw, transport enzovoort. In 2020 kwam de productie van hernieuwbare elektriciteit overeen met 26% van het totale Nederlandse elektriciteitsverbruik. Het is daarom in mijn ogen goed en logisch dat duurzame energieprojecten niet alleen groen stroom leveren aan huishoudens, maar ook aan bedrijven.

Let op: in deze blog gaat het alleen over elektriciteit en niet over het totale energiegebruik. Dat bestaat namelijk niet alleen uit elektriciteit, maar ook uit warmte en brandstoffen.

Verdere groei naar ongeveer tweederde hernieuwbare elektriciteit in 2030.

De verwachting is dat met de huidige projecten en plannen erbij in 2025 ruim de helft van de Nederlandse elektriciteitsproductie uit hernieuwbare bronnen komt. En in 2030 ongeveer tweederde. Vorig jaar legde ik in deze column voor RTL Nieuws uit  waarom ik voor het eerst in meer dan 20 jaar optimistisch ben over de ontwikkelingen op het gebied van duurzame elektriciteitsproductie in Nederland.

Groei van elektriciteit uit wind, zon en biomassa

De groei van de hernieuwbare stroomproductie kwam afgelopen jaren zowel uit windenergie (lichtblauw in de grafiek hieronder), zonne-energie (groen) als biomassa (donkerblauw). De komende jaren zal vooral de hoeveelheid elektriciteit uit wind en zon hard blijven groeien.

100 gigawattuur of 30.000 huishoudens

In Nederland produceren we nu dus jaarlijks meer groene stroom dan alle huishoudens samen aan stroom verbruiken. Is het dan nog logisch om de stroomproductie van een nieuw wind- of zonneproject (of een kerncentrale als dat u meer aanspreekt) uit te drukken in een ‘aantal huishoudens’? Volgens mij helpt het wel om de hoeveelheid elektriciteit een beetje tastbaar te maken. Want hoeveel mensen zegt het iets als een project 100 gigawattuur elektriciteit per jaar produceert? Meer mensen zullen zich er iets bij voor kunnen stellen als je zegt dat zo’n project in een jaar evenveel elektriciteit produceert als het verbruik van 30.000 huishoudens.

Wie bedenkt er iets beters dan dat eeuwige ‘aantal huishoudens’?

Maar toch wringt het een beetje. Een volgend windpark op zee van 700 megawatt produceert ongeveer evenveel stroom als 1 miljoen huishoudens verbruiken. Maar als je het zo zegt wekt het de indruk dat er dan 11 miljoen huishoudens groene stroom kunnen krijgen. En die hebben we dus niet. Misschien is het daarom wel tijd om een andere vergelijking te bedenken. Ik zie uw suggesties graag tegemoet (bij voorkeur via twitter).

Blijven windmolens op zee staan roesten aan het eind van hun levensduur?

Op twitter duikt regelmatig de vraag op wat er met windmolens op zee gebeurt aan het einde van hun levensduur. Daarbij wordt nogal eens de suggestie gedaan dat niemand zich er dan meer voor verantwoordelijk voelt en de molens blijven staan als roestend oud vuil. Ik was al een tijd van plan eens op een rij te zetten hoe dit geregeld is. De eigenaar van het windpark is namelijk verplicht het windpark te verwijderen aan het einde van de levensduur (25-35 jaar). En de eigenaar moet al bij de bouw een bankgarantie inleveren om zeker te stellen dat dat ook daadwerkelijk gebeurt.

Windpark op zee Borssele in aanbouw (foto: Jasper Vis)

De eigenaar van het windpark is verplicht het te verwijderen aan einde van levensduur

In de vergunning van Nederlandse windparken op zee is vastgelegd dat de eigenaar het windpark moet verwijderen binnen twee jaar nadat de exploitatie van het windpark gestopt is. Zie bijvoorbeeld dit voorschrift in het kavelbesluit voor het windpark Hollandse Kust Noord dat naar verwachting in 2023 in gebruik genomen wordt:

Ik haal het voorbeeld van windpark Hollandse Kust Noord aan als voorbeeld omdat dat het meest recent getenderde Nederlandse windpark op zee is. De kavelbesluiten van de andere windparken op zee hebben een vergelijkbare verplichting.

Maar wat nu als de eigenaar van het windpark failliet gaat?

De eigenaar van het windpark moet al bij de bouw van het windpark een bankgarantie inleveren voor het verwijderen van het windpark. Dat is voor het geval dat de eigenaar van het windpark de verplichting om windpark te verwijderen aan het einde van de levensduur niet kan nakomen. Bijvoorbeeld door een faillissement. In dat geval kan de overheid de bankgarantie gebruiken om het windpark te (laten) verwijderen. De hoogte van de bankgarantie moet voldoende zijn om het windpark inclusief kabels en eventuele erosiebescherming volledig te kunnen verwijderen. Het bedrag wordt geïndexeerd voor inflatie en op 3 momenten tijdens de levensduur opnieuw vastgesteld. Voor de liefhebbers: dit is beschreven in voorschrift 7 het kavelbesluit voor het windpark Hollandse Kust Noord.

Voor windpark Hollandse Kust Noord is de bankgarantie ca. 90 miljoen euro

De overheid heeft de bankgarantie voor Hollandse Kust Noord bepaald 120.000 euro per megawatt geïnstalleerd vermogen. Als het windpark een vermogen krijgt van 760 MW dan betekent het een bankgarantie van ruim 90 miljoen euro.

De materialen in windturbines kunnen voor 85% tot 90% worden hergebruikt

De materialen in windturbines kunnen aan het einde van hun levensduur voor 85% tot 90% worden hergebruikt. Staal is een qua gewicht verreweg het belangrijkste materiaal voor windturbines en dat kan goed gerecycled worden. Er wordt gewerkt aan nieuwe technieken om de funderingspalen in hun geheel uit de zeebodem te verwijderen. Windturbinebladen (de wieken) vormen nog wel een specifieke uitdaging. Gelukkig wordt ook daarvoor aan verschillende oplossingen gewerkt, waaronder deze. De Europese brancheorganisatie voor windenergie heeft een oproep gedaan om het storten van afgedankte wieken vanaf 2025 te verbieden. In een eerdere blog ging ik in op de vraag hoeveel CO2 er uitgestoten wordt over de hele levensduur van een windpark op zee.

Wat is de levensduur van een windpark op zee eigenlijk?

De levensduur in de Noordzee van de windturbines die nu op de markt zijn is naar verwachting circa 30 jaar. In vergunningen van Nederlandse windparken op zee werd tot voor kort uitgegaan van een levensduur van 25 jaar. Om het mogelijk te maken de windturbines langer te gebruiken en daarmee de kosten per geproduceerde kilowatt elektriciteit verder te verlagen, is recent de wet windenergie op zee aangepast. De maximale vergunningsduur voor windparken op zee is verhoogd naar 40 jaar. De operationele levensduur van windparken op zee kan daarmee ongeveer 35 jaar worden (de overige 5 jaar is nodig voor de voorbereiding en bouw van het windpark en voor het ontmantelen van het windpark aan het eind van de levensduur). De overheid heeft gezegd dat per windpark
afgewogen zal worden wat de gewenste vergunningstermijn is. En dat het daarbij niet voor voor de hand ligt direct bij aankomende vergunningen over te gaan op 40 jaar, maar continu aansluiting te zoeken bij de technische levensduur die op dat moment verwacht wordt.

Conclusie

Windparken op zee kunnen naar verwachting 25 tot 35 jaar elektriciteit leveren. De eigenaar van een windpark is verplicht om het aan het einde van de levensduur te verwijderen. En al bij de bouw van het windpark moet daarvoor een forse bankgarantie ingeleverd worden. Daarmee is verzekerd dat het windpark aan het eind van de levensduur opgeruimd wordt.

Maar het klinkt zo lekker, dat Tesla’s op kolenstroom rijden

Het is een hardnekkig misverstand. Dat elektrische auto’s op kolenstroom rijden. Vandaag zei hoogleraar Europese bosbouw Gert-Jan Nabuurs het bij de NOS. Het spijt me, maar het is kletskoek. In Nederland kwam in 2020 slechts 8% van de geproduceerde elektriciteit uit kolen.

In een genuanceerd stuk over biomassa bij de NOS vliegt hoogleraar Gert-Jan aan het einde opeens uit de bocht: “De Tesla’s die je nu op de weg ziet, rijden gewoon op steenkool. Daar moet je geen illusies over hebben”. Het is een oud verhaal, want Quote schreef al in 2015 dat elektrische auto’s tot 2030 op kolen rijden. Hij is ook niet de enige hoogleraar die dit verkondigt. In de Volkskrant suggereerde hoogleraar David Smeulders in 2018 dat elektrische warmtepompen op kolenstroom draaien. Eveneens in 2018 stelde hoogleraar Henk Visscher in NRC dat onze stroom nog vijftien jaar vooral uit kolen- en gascentrales zou komen. Ik schreef er eerder een blog over, maar kennelijk is het tijd om de feiten nog eens op een rijtje te zetten.

In 2020 kwam slechts 8% van de Nederlandse elektriciteitsproductie uit kolen

Ik zou iedereen die graag iets roept over de samenstelling van de elektriciteitsproductie willen aanraden af en toe even op de website van het CBS te kijken. Het CBS publiceert elk kwartaal een artikel over de elektriciteitsproductie in Nederland. In het meest recente artikel is te zien dat in 2020 slechts 8% van de elektriciteit in Nederland uit kolen geproduceerd werd. Zie de grafiek hieronder. Het grootste deel van de elektriciteit in Nederland komt uit aardgas. Daarnaast kwam volgens het CBS in 2020 een kwart van de elektriciteit uit hernieuwbaar, zie ook dit artikel.

In 2020 kwam er in Nederland meer elektriciteit uit windenergie dan uit kolen

CBS publiceert de statistieken op haar website, waar iedereen er naar hartenlust in kan grasduinen. En er grafiekjes mee kan maken, zoals hieronder. In de grafiek is te zien dat het overgrote deel van de elektriciteitsproductie in Nederland uit aardgaskomt. En dat de productie uit steenkool na een piek in 2015 hard gedaald is. In 2020 kwam er meer elektriciteit uit windenergie dan uit kolen.

Eens dat biomassa een rol te spelen heeft bij vervangen van fossiele brandstoffen

Professor Nabuurs deed de uitspraak over Tesla’s in de context van het belang van biomassa in het terugdringen van het gebruik van fossiele brandstof. Ik ben het met Nabuurs eens dat biomassa daarbij een rol te spelen heeft. Maar dat is niet omdat er op dit moment zoveel elektriciteit uit kolen komt. Volgens de huidige verwachtingen (Klimaat- en Energieverkenning 2020) zal komende jaren de elektriciteitsproductie uit wind en zon snel stijgen. En zal in 2030 meer dan de helft van de elektriciteitsproductie in Nederland uit wind en zon komen, zie de grafiek hieronder. Biomassa kan wellicht een rol spelen in het leveren van flexibele CO2-vrij elektriciteitsproductie. Ik denk zelf dat biomassa vooral een rol kan spelen om fossiele brandstoffen te vervangen als grondstof voor de chemie en bij warmtelevering.

Meer gekkigheid uit de column van Ronald Plasterk in de Telegraaf

In zijn laatste Telegraafcolumn schreef Ronald Plasterk ten onrechte dat in Nederland gascentrales gedwongen gesloten worden. Er stond meer in die column wat volgens mij niet klopt. Hieronder een poging de feiten op een rij te zetten over een aantal van zijn uitspraken. Zoals steeds: als ik dingen verkeerd begrepen heb of over het hoofd gezien, dan hoor ik dat graag (bij voorkeur via twitter @vision23).

In het Klimaatakkoord is niet afgesproken welke energievormen duurzaam zijn

Plasterk schrijft ‘In dat Klimaatakkoord is afgesproken welke energievormen als duurzaam zouden worden aangemerkt. Kernenergie dus niet.’ en ‘Ze hebben biomassa erin gesmokkeld‘. Beide is niet het geval. Het centrale doel van het Klimaatakkoord is het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen. Er zijn mondiale afspraken over het berekenen van de uitstoot van broeikasgassen. Dat is maar goed ook, want klimaatverandering is een mondiaal probleem. Op pagina 7 van het Klimaatakkoord staat uitgelegd dat ‘Voor het klimaatbeleid en doelbereik van het klimaatakkoord wordt uitgegaan van de in VN-verband (IPCC) afgesproken systematiek voor monitoring en rapportage van broeikasgasemissies’. In deze internationale systematiek is ook afgesproken hoe met biomassa wordt omgegaan. Dat is dus geen afspraak in het Klimaatakkoord zoals Plasterk suggereert, maar onderdeel van internationaal overeengekomen richtlijnen. Het IPCC dat deze richtlijnen opstelt is een internationaal panel van wetenschappers. Dat zal Plasterk als voormalig wetenschapper aanspreken.

Ik vind ‘erin smokkelen’ van biomassa overigens een interessante woordkeus als je het stuk leest. In het Klimaatakkoord komt het woord ‘biomassa’ maar liefst 114 keer voor.

Heldere internationale afspraken over CO2-uitstoot van biomassa

De CO2-uitstoot van biomassa wordt in de internationale IPCC systematiek meegenomen in de sector waar de biomassa wordt geproduceerd (‘AFOLU’: Agriculture, Forestry and Other Land-Use). Daarvoor is in de eerste IPCC richtlijnen in 1995 gekozen om te zorgen voor directe link met gegevens over de productie van biomassa. Om dubbeltelling te voorkomen wordt de uitstoot van CO2 bij de verbranding van biomassa in de energiesector daarom niet meegeteld. Het wordt wel gerapporteerd als ‘informatie item’. Voord de liefhebbers: zie paragraaf 2.3.3.4 van de laatste publicatie van IPCC over deze richtlijnen.

Ik kan geen CBS-publicatie vinden waarin staat dat de CO2-uitstoot is toegenomen door het Klimaatakkoord

Plasterk schrijft in zijn column: ‘De CO2-uitstoot is daardoor [door het Klimaatakkoord, JV] toegenomen, en de natuur extra belast. Je zou zoveel gekkigheid haast niet geloven, maar het Centraal Bureau voor de Statistiek heef de zaken netjes uitgerekend.‘ Ik kan geen publicatie van het CBS vinden die deze conclusie onderbouwt. Als ik op de CBS-website zoek op ‘CO2-uitstoot’ dan vind ik bijvoorbeeld wel: ‘Uitstoot broeikasgassen 8 procent lager in 2020‘ en ‘Uitstoot broeikasgassen 3 procent lager in 2019‘. Daarbij is overigens niet gezegd dat die reductie door het Klimaatakkoord komt. Sterker nog, de meeste resultaten van het Klimaatakkoord zullen pas de komende jaren zichtbaar worden in de emissiecijfers. Als ik op de CBS-website zoek op ‘Klimaatakkoord’, dan vind ik ook geen publicaties die de stelling van Plasterk onderbouwen. Ik ben dan ook erg benieuwd waarop Plasterk die baseert.

Als ik de CBS-cijfers over de CO2-uitstoot in Nederland sinds 1990 bekijk, dan zie ik voor de afgelopen jaren geen sterke daling, maar zeker geen toename zoals Plasterk suggereert.

Als kernenergie fossiele energie vervangt, dan leidt dat tot minder CO2-uitstoot, ook onder de afspraken in het Klimaatakkoord

Hoe met kernenergie wordt omgegaan in de berekening van de uitstoot van CO2 ligt ook vast in de internationale afspraken. Kerncentrales hebben geen directe CO2-uitstoot. Als er een nieuwe kerncentrale wordt gebouwd en er daardoor minder fossiele elektriciteitscentrales hoeven draaien, dan leidt dat tot een forse reductie van de CO2-uitstoot. In werkelijkheid en in de cijfers.

Er zijn Europese afspraken over de definitie van hernieuwbare energie, daar valt kernenergie niet onder en biomassa wel

Er is een Europese richtlijn waarin is vastgelegd wat gezien wordt als hernieuwbare energie en wat niet. Kernenergie valt daar niet onder en biomassa wel. Nederland volgt als lid van de EU deze richtlijn en de definitie daarin van hernieuwbare energie. Ook dit is in tegenstelling tot wat Plasterk beweert dus geen afspraak uit het Klimaatakkoord, maar een Europese afspraak.

Er is overigens ook een Europese definitie van duurzame investeringen. Het zal Plasterk deugd doen dat er een discussie gaande is over de vraag of kernenergie vanwege de bijdrage aan de reductie van de CO2-uitstoot ook onder die definitie zou moeten vallen.

Zon en wind gaan wel degelijk zoden aan de dijk zetten: in 2030 naar verwachting circa 70% van het elektriciteitsverbruik

Plasterk laat zich zoals gebruikelijk uiterst kritisch uit over wind- en zonne-energie: ‘De opstellers [van het Klimaatakkoord] moeten gezien hebben dat je met zon en wind niet ver komt‘, ‘De getallen voor wind en zon zijn namelijk pover: in 2020 2% wind en 1,7% zon‘ en ‘Het zet allemaal geen zoden aan de dijk‘. Nu wordt het interessant. Plasterk stelt namelijk als alternatief voor om nieuwe kerncentrales te bouwen die vanaf 2032 zouden kunnen produceren. Hij heeft zoals gezegd natuurlijk gelijk dat kerncentrales CO2-vrije energie leveren. Maar het is wel een beetje raar om de mogelijke prestatie van kernenergie in 2032 te vergelijken met de bijdrage van wind en zon in 2020. Temeer omdat het Klimaatakkoord niet op 2020 gericht is, maar op 2030 (en 2050). Het is veel logischer om te kijken naar de bijdrage van wind en zon in 2030.

Volgens de laatste Klimaat- en Energieverkenning komt elektriciteit uit wind en zon in 2030 overeen met ruim 70% van het elektriciteitsverbruik in Nederland. In de grafiek hieronder is te zien hoe snel de bijdrage van zon (lichtgroen) en wind (iets donkerder groen) aan de totale elektriciteitsproductie komende jaren gaat groeien. Wind en zon gaan dus wel degelijk zoden aan de dijk zetten als het gaat om de elektriciteitsvoorziening. Tegelijk is de rol van biomassa (donkergroen in de grafiek) in de elektriciteitsproductie richting 2030 zeer bescheiden. Daarover zo direct meer.

Nu zult u wellicht zeggen: dat is mooi, maar de bijdrage van wind en zon aan de totale energievoorziening (dus niet alleen elektriciteit, maar ook warmte en brandstoffen) is veel kleiner. Dat klopt. Maar hetzelfde geldt voor kerncentrales, die leveren namelijk ook elektriciteit (met een enkele uitzondering in het buitenland waar sommige kerncentrales ook warmte leveren aan stadsverwarming of industrie).

Kernenergie is voor een groot deel van het gebruik van biomassa geen eenvoudig alternatief

Kernenergie is dan ook geen eenvoudig alternatief voor de biomassa waar Plasterk zo’n moeite mee heeft. Biomassa wordt namelijk niet alleen ingezet voor elektriciteitsproductie, maar juist ook voor vloeibare transportbrandstoffen (bijgemengd in benzine en diesel) en voor warmte. Zie het overzicht van CBS hieronder.

Kernenergie kan een bijdrage leveren aan hetzelfde deel van de energievoorziening als wind en zon, namelijk aan elektriciteit. Het rechtstreeks vervangen van warmte of brandstoffen uit fossiel of biomassa door kernenergie is niet mogelijk of ligt niet direct voor de hand. Om een grotere rol te kunnen spelen geldt zowel voor wind en zon als kernenergie dat processen geëlektrificeerd moeten worden (bijvoorbeeld met een warmtepomp) of dat elektriciteit omgezet moet worden in een brandstof (bijvoorbeeld waterstof). Dat kan en er wordt aan gewerkt. Maar in deze context is het een beetje te makkelijk om te suggereren dat zon en wind geen significante bijdrage kunnen leveren en kernenergie wel. En ook te makkelijk om te suggereren dat kernenergie een eenvoudig alternatief is voor alle biomassa.

Er worden in Nederland geen gascentrales gedwongen gesloten

Plasterk schrijft ook in zijn blog dat we in Nederland gascentrales gedwongen sluiten. Dat is niet het geval. Er worden in Nederland geen gascentrales gedwongen gesloten. Ook in het Klimaatakkoord staat anders dan Plasterk beweert niet dat gascentrales gesloten moeten worden. Er staat wel in de regelbare productie in toenemende mate CO2-vrij zal moeten zijn. En welke opties er zijn waarmee gascentrales CO2-vrij elektriciteit zouden kunnen leveren. In mijn vorige blog ben ik uitgebreid ingegaan op de uitspraken van Plasterk over gascentrales en wat er wel over in het Klimaatakkoord staat.

Tot slot: waarom?

Het is inmiddels 0:45 uur. Tijd om een punt te zetten achter deze blog. Misschien vraagt u zich nog af waarom ik hier zoveel tijd en moeite in stop. Dat is omdat ik denk dat lezers van de grootste krant van Nederland ervan uitgaan dat het allemaal wel zal kloppen als een voormalig Minister en hoogleraar zo’n groot stuk schrijft over klimaat en energie. In deze en de vorige blog heb ik geprobeerd dat een beetje in perspectief te plaatsen. Want als niemand het tegenspreekt, dan is het niet gek als krantenlezers denken dat het allemaal klopt. Daarom dus. En ook omdat ik het leuk vind om dingen op energiegebied uit te zoeken en daarover te schrijven. Doe er uw voordeel mee. Of niet natuurlijk.

Worden er in Nederland gascentrales gedwongen gesloten zoals Plasterk schrijft in de Telegraaf?

Korte antwoord: Nee.

Er worden in Nederland geen gascentrales gedwongen gesloten. Ook in het Klimaatakkoord staat anders dan Plasterk beweert niet dat gascentrales gesloten moeten worden. Er staat wel in de regelbare productie in toenemende mate CO2-vrij zal moeten zijn. En welke opties er zijn waarmee gascentrales CO2-vrij elektriciteit zouden kunnen leveren.

In zijn column in de Telegraaf schreef Ronald Plasterk vrijdag dat wij in Nederland gascentrales gedwongen sluiten (zie foto hieronder die Bart Mos op twitter plaatste). De vraag is dan natuurlijk: is dat zo, worden er in Nederland gascentrales gedwongen gesloten? Het is niet zo heel moeilijk om dat uit te zoeken.

Er zijn op dit moment juist meer gascentrales in gebruik dan afgelopen jaren

TenneT publiceert elk jaar een rapport monitoring leveringszekerheid. Daarin wordt in kaart gebracht of er de komende jaren op elk moment voldoende aanbod van elektriciteit is om aan de vraag te voldoen. Het rapport bevat een overzicht van het huidige elektriciteitsproductievermogen en de verwachte ontwikkelingen. De grafiek hieronder komt uit het meest recente rapport. Daarin is te zien dat het totale vermogen aan operationele gascentrales in 2021 groter is dan de jaren ervoor (bruin in de grafiek). Dat komt doordat er centrales ‘uit de mottenballen’ zijn gehaald. In 2020 was 16 gigawatt gasvermogen operationeel en in 2021 was dat gestegen naar 17,6 gigawatt. Sommige gascentrales werden de afgelopen jaar tijdelijk uit gebruik genomen omdat de marktomstandigheden slecht waren. Dat is inmiddels veranderd en nu worden ze weer in gebruik genomen. Een voorbeeld is de Clauscentrale C van RWE in Maasbracht. Die werd in juli 2014 uit gebruik genomen en is sinds oktober 2020 weer operationeel.

In de grafiek is te zien dat de huidige verwachting in de monitor is dat het grootste deel van de gascentrales minstens tot en met 2035 operationeel blijft. Een klein deel zal naar verwachting voor die tijd vanwege ouderdom uit gebruik genomen worden.

Elektriciteitsproductie uit aardgas is ook gestegen

De cijfers van het CBS laten zien dat de productie van elektriciteit uit aardgas afgelopen twee jaar gestegen is. Door lagere gasprijs en hogere CO2-prijs is elektriciteit uit aardgas goedkoper dan elektriciteit uit steenkool. De productie van kolenstroom is gelijktijdig fors gedaald. De CO2-uitstoot van de elektriciteitsproductie was daardoor in 2020 volgens het CBS 21% lager dan in 2019.

Zou Plasterk gas- en kolencentrales door elkaar gehaald hebben?

Wordt er in het klimaatbeleid dan niks afgedwongen bij elektriciteitsproductie? Jawel. Er is een wet aangenomen die het gebruik van kolen voor elektriciteitsproductie verbiedt. In centrales van de oude generatie mogen vanaf 2025 geen kolen meer worden gebruikt voor elektriciteitsopwekking. Voor de nieuwe generatie geldt dat vanaf 1 januari 2030. Dat levert een grote CO2-reductie op. De wet gaat alleen over kolencentrales, niet over gascentrales.

In het Klimaatakkoord staat niet dat gascentrales gesloten moeten worden

Eerder in zijn column schrijft Plasterk dat aardgas in het Klimaatakkoord niet als duurzaam wordt gezien [JV: dat is het ook niet] en dat erin staat dat gascentrales op den duur gesloten worden. Hoog tijd om het Klimaatakkoord erbij te pakken. Het is een kloek document van 250 pagina’s, dus daar staat dan ongetwijfeld in hoe en wanneer gascentrales gesloten moeten worden. Ondanks de omvang van het Klimaatakkoord is het voor iedereen eenvoudig om te zoeken wat erin staat over ‘aardgas’ en ‘gascentrales’ (tip: de zoekfunctie is uw vriend). Spoiler: er staat niet in dat gascentrales gesloten moeten worden.

Wat staat er dan wel over gascentrales in het Klimaatakkoord?

  • In hoofdstuk C5 over elektriciteit op pagina 157: Een CO2-vrij elektriciteitssysteem op weg naar 2050. ‘Een CO2-vrij elektriciteitssysteem betekent onder andere dat bestaande fossiele bronnen van elektriciteit worden vervangen door hernieuwbare bronnen.’ [JV: Dat betekent dat richting 2050 fossiele bronnen van elektriciteit, waaronder aardgas, vervangen worden. Er staat niet dat gascentrales dicht moeten. Dat hoeft ook niet, want gascentrales kunnen – soms met de nodige aanpassingen- ook op hernieuwbare brandstoffen draaien]
  • Op dezelfde pagina onder ‘Opgave en ambitie 2030’: ‘Tevens is vanuit oogpunt van leveringszekerheid relevant dat wordt voorzien in voldoende regelbaar vermogen, dat in toenemende mate CO2-vrij zal moeten zijn.’ [JV: dat regelbaar vermogen, waaronder gascentrales in toenemende mate CO2-vrij zal moeten zijn betekent dat er minder ruimte zal komen voor gascentrales om onbeperkt aardgas te stoken zonder dat er iets aan de CO2 uitstoot gebeurt]
  • In voetnoot over regelbare productie op p.169: ‘Enkele aannames betreffen: [..] 18 TWh uit gascentrales binnen de resterende emissieruimte [..].‘ [JV: Hier staat dat er vanuit gegaan wordt dat ook in 2030 er nog gascentrales draaien die ‘gewoon’ CO2 uitstoten]
  • Op pagina 170: ‘Door de verdere groei van elektrificatie en door de steeds kleinere emissieruimte zal de behoefte aan CO2-vrije regelbare productie verder stijgen. Het elektriciteitssysteem kan op een aantal manieren met CO2–vrije regelbare productie worden gevoed: met elektriciteit uit CO2-vrije waterstof of uit andere hernieuwbare bronnen zoals biomassa en groen gas, uit kernenergie, of uit fossiele bronnen waarbij CO2 wordt afgevangen.‘ [JV: Bij een aantal van de opties die hier genoemd worden voor CO2-vrije regelbare productie kunnen gascentrales een belangrijke rol spelen: in gascentrales kan (soms met de nodige aanpassingen) waterstof of groen gas worden ingezet en kan aardgas worden ingezet waarbij CO2 wordt afgevangen. In het Klimaatakkoord wordt geen keuze gemaakt wat betreft de opties voor regelbaar vermogen. Wel is duidelijk dat gascentrales in verschillende opties een rol kunnen spelen]

Samengevat is er geen sprake van dat in het Klimaatakkoord staat dat gascentrales gesloten moeten worden. Er staat wel in de regelbare productie in toenemende mate CO2-vrij zal moeten zijn. In het Klimaatakkoord worden ook opties beschreven waarmee gascentrales CO2-vrij elektriciteit kunnen leveren. Kortom, de titel van de column van Plasterk is eigenlijk best goed gekozen: ‘Zoveel gekkigheid haast niet te geloven’.

Hoe hoog is het rendement van de nano-antennes die elektriciteit maken van warmte?

Rendement 100 keer zo groot als vergelijkbare apparaatjes, maar hoe hoog dan?

Zowel NRC als de Volkskrant schreven vorige week in de wetenschapsrubriek over nano-antennes die warmtestraling in stroom omzetten. De onderzoekers maakten daarbij gebruik van een bijzonder kwantummechanisch tunneleffect. Beide krantenartikelen gingen in op de vraag of dit commercieel toepasbaar zou kunnen worden. In de kop van het artikel in de Volkskrant werd zelfs de vraag gesteld of hiermee een energierevolutie in zicht is. Beide artikelen maakten duidelijk dat het gaat om fundamenteel onderzoek en dat commerciële toepassing nog ver weg is. Wat mij fascineerde was dat beide artikelen iets zeiden over het rendement van de omzetting, maar dat geen van beide onthulde wat het rendement in dit experiment was. NRC schreef dat de nano-antennes die de onderzoekers maakten ruim 100 keer efficiënter zijn dan vergelijkbare warmte-energiewinnende apparaatjes. Dat klinkt mooi, maar zegt weinig over de vraag hoe efficient deze nano-antennes zijn. De Volkskrant schreef oorspronkelijk dat ze minder dan 1 procent van de energie van een verwarmde plaat opvingen. De nano-antennes zijn dus 100 keer efficiënter dan andere apparaatjes, maar het rendement is nog minder dan 1 procent. Ik werd steeds nieuwsgieriger wat het rendement van deze nano-antennes werkelijk is. De formuleringen gaven me het gevoel dat ik wel vaker krijg bij belangrijke resultaten in tamelijk fundamenteel onderzoek: in het persbericht van de onderzoeksinstelling en berichten in de media wordt de betekenis van de resultaten soms flink aangedikt. Zou dat hier ook het geval zijn?

Minder dan 1% rendement en het kan alleen maar omhoog….

De online versie van het artikel in de Volkskrant verwijst naar een persbericht van de universiteit van Colorado met als titel “Scientists debut most efficient ‘optical rectennas,’ devices that harvest power from heat“. In het persbericht staan beide uitspraken over het rendement van de vinding: ‘These devices, which are too small to see with the naked eye, are roughly 100 times more efficient than similar tools used for energy harvesting‘ en ‘The devices were able to capture less than 1% of the heat produced by the hot plate. But Belkadi [de eerste auteur van het wetenschappelijke artikel, JV] thinks that those numbers are only going to go up‘. De eerste auteur van het wetenschappelijk artikel stelt dus dat het rendement van de nano-antennes minder dan 1% is maar in de toekomst alleen maar omhoog zal gaan. Van het persbericht worden we dus niks wijzer over het daadwerkelijke behaalde rendement in dit onderzoek.

0,0000017%?

Tijd om onze tanden te zetten in de bron zelf, het wetenschappelijke artikel in het tijdschrift Nature Communications. Makkelijk te vinden, zowel in het persbericht als via de link in het NRC-artikel. Ik vind het een mooi verhaal. Theoretisch was voorspeld dat het met een bepaalde combinatie van materialen mogelijk zou zijn om in nano-antennes gebruik te maken van een kwantummechanische tunneleffect (‘resonant tunneling’). In dit onderzoek is dat gelukt door de nano-antennes te maken van laagjes nikkel, nikkeloxide, aluminiumoxide, chroom en goud (Ni/NiO/Al2O3/Cr/Au). Mooi staaltje van het combineren van theoretische natuurkunde en experimenten. Maar wat is nou het rendement van de omzetting? Ik ben er niet 100% zeker van, dus hoor graag als ik het verkeerd interpreteer, maar ik haal het volgende uit het artikel: het hoogste behaalde rendement van de omzetting van warmtestraling in elektriciteit is volgens het artikel 17.10-9 (hieronder rood omcirkeld in de tabel uit het artikel). Als dat klopt, dan is het hoogste rendement dat in het experiment behaald werd 0,0000017%. Het is inderdaad ruim 100 keer hoger dan rendement van 10-10 dat elders in het artikel wordt genoemd voor andere onderzoeken. Maar nog steeds erg laag. En het is inderdaad minder dan 1%, maar wel heel véél minder. Ruim 500.000 keer lager dan 1%.

Via twitter zocht ik contact met wetenschapsjournalist George van Hal die het artikel in de Volkskrant schreef. Hij bevestigde mijn interpretatie van het artikel (wist u al hoe leuk ik twitter vind? 😉 en legde uit dat hij oorspronkelijk in de tekst had staan dat het rendement ”veel minder dan 1%’ was. Zo staat het nu ook in de online versie van het Volkskrant artikel.

‘Really low’

Nu ik weet wat het daadwerkelijke rendement is, lees ik het persbericht met andere ogen. Prachtige stap als het rendement 100 keer hoger is dan in eerdere experimenten. Maar om dan in het persbericht te spreken van potentiële gamechangers en al te gaan filosoferen over commerciële toepassingen in industrie en bakkerijen vind ik voorbarig: “They’re also potential game changers in the world of renewable energy. Working rectennas could, theoretically, harvest the heat coming from factory smokestacks or bakery ovens that would otherwise go to waste“. In de laatste zin is het woord ‘theoretically’ eigenlijk het meest relevant. Ik vind de formulering ‘minder dan 1%’ ook nogal suggestief als het hoogst behaalde rendement 0,0000017% is. Nu ik het persbericht opnieuw lees zie ik dat daarin de betrokken hoogleraar Garret Moddel eigenlijk de meest veelzeggende uitspraak doet over het rendement: “Right now, the efficiency is really low, but it’s going to increase“. Moddel heeft er kennelijk vertrouwen in dat het gaat lukken, want volgens het wetenschappelijke artikel is hij aandeelhouder in RedWave Energy.

Illustratie van de website van RedWave Energy

Dat bedrijf wil deze technologie wil gaan toepassen voor elektriciteitsproductie uit restwarmte in de industrie en elektriciteitscentrales. Elders wordt ook genoemd dat RedWave Energy de technologie wil gebruiken in detectoren. Op het eerste gezicht lijkt dat me wellicht kansrijker dan toepassing voor elektriciteitsproductie. Voordat deze vinding commercieel toegepast zou kunnen worden voor elektriciteitsproductie uit warmtestraling zouden er nog gigantische stappen gezet moeten worden.

In natuurkundig opzicht iets bijzonders gedemonstreerd

En eigenlijk vind ik de term ‘demonstration’ in de titel van het wetenschappelijke artikel het meest adequaat (‘Demonstration of resonant tunneling effects in metal-double-insulator-metal (MI2M) diodes‘). De onderzoekers hebben in natuurkundig opzicht iets bijzonders gedemonstreerd. Het rendement is in dit experiment is nu nog zo laag, dat ik me afvraag of het eigenlijk wel relevant was voor het persbericht. En waar het persbericht nu op verschillende plekken ingaat op het rendement, vind ik dat ze het daadwerkelijke rendement (0,0000017%) hadden moeten noemen. En niet alleen maar versluierende woorden.

Zoals gezegd heb ik mijn best gedaan het wetenschappelijke artikel te doorgronden en interpreteren. Ik hoor heel graag als ik dingen verkeerd begrepen heb of als u de betekenis van het onderzoek anders inschat. Bij voorkeur via twitter (@vision23).