Leveren 5 windparken op zee evenveel energie als 23 dagen Gronings gas?

In zijn nieuwjaarstoespraak zei NAM-directeur Gerald Schotman dat de 5 grote windparken die tot 2023 op de Nederlandse Noordzee gebouwd gaan worden jaarlijks evenveel energie leveren als 23 dagen Gronings gas. Hij benadrukt daarbij overigens dat hij niet wil zeggen dat de windparken op zee niet gebouwd moeten worden. Dat het een goede stap is waar hij voor 100% achter staat.

Ik was benieuwd of de vergelijking klopt en de energieproductie van de 5 geplande windparken  op zee van elk 700 MW (donkerblauw op het kaartje hierboven) samen jaarlijks inderdaad evenveel energie gaan leveren als 23 dagen gaswinning in Groningen.

Wat betreft de energie-inhoud van jaarlijkse energieproductie klopt het

Wat betreft de energie-inhoud van de jaarlijkse energieproductie klopt dat (natuurlijk) wel ongeveer. Per jaar mag op dit moment 24 miljard m³ aardgas uit het Groningen gasveld gewonnen worden. In 23 dagen is dat gemiddeld 1,5 miljard m³ aardgas en de energie-inhoud daarvan is 15 miljard kilowattuur als we uitgaan van de energetische bovenwaarde. De elektriciteitsproductie van 5 windparken op zee van 700 MW is ook ongeveer 15 miljard kilowattuur per jaar. Een fundamenteel verschil is natuurlijk wel dat het Groningen gas opraakt en windenergie niet.

Appels en peren

Tegelijk is 1,5 miljard m3 aardgas vergelijken met 15 miljard kilowattuur elektriciteit een beetje appels en peren. Het is namelijk ook van belang te kijken waar de energie voor gebruikt wordt.

Voor evenveel elektriciteit 45 dagen Gronings aardgas

Als je bijvoorbeeld van aardgas elektriciteit maakt, dan gaat dat in de nieuwste centrales in Nederland met een rendement van 59% op energetische onderwaarde ofwel 54% op bovenwaarde. [meestal wordt het rendement van elektriciteitscentrales uitgedrukt op onderwaarde, maar hier rekenen we op bovenwaarde]. Voor evenveel elektriciteit als 5 windparken op zee jaarlijks leveren heb je dan 2,9 miljard m3 gas nodig ofwel 45 dagen Groningse gasproductie.

 Voor evenveel verwarming 76 dagen Gronings gas

Gronings aardgas wordt echter nauwelijks gebruik voor elektriciteitsproductie, maar vooral voor verwarming. Met een warmtepomp kan een huis of gebouw ook verwarmd worden met elektriciteit. Stel nu dat we op grote schaal zouden verwarmen met elektrische warmtepompen. Warmtepompen gebruiken warmte uit de omgeving en hebben daardoor minder directe energie-input nodig (zie de illustratie hiernaast). Stel dat we rekenen met een gemiddelde prestatie van warmtepompen (SPF) van 3 eenheden warmte per eenheid elektriciteit. Dan zouden de 5 windparken op zee 45 miljard kilowattuur warmte per jaar kunnen leveren. Met cv-ketels met een gemiddeld rendement van 90% op bovenwaarde is voor evenveel warmte 50 miljard kilowattuur gas nodig ofwel 76 dagen Groningse gasproductie. En als we woningen en gebouwen eerst beter zouden isoleren, dan zouden we nog meer Gronings gas kunnen uitsparen. [Ik werd er via twitter terecht op gewezen dat de warmtepomp in de illustratie een gemiddelde prestatie (SPF) van 4 heeft. Ik wilde aan de conservatieve kant zitten en de mogelijke prestaties van warmtepompen niet overschatten en heb daarom met een SPF van 3 gerekend] 

Het waait niet altijd

Op twitter werd terecht opgemerkt dat het niet altijd waait. Dat klopt, al waait het op zee wel vaak (vooral in de winter) en halen moderne windmolens op zee een capaciteitsfactor in de orde van 50%. Het gedachtenexperiment hierboven geeft dus een indruk hoeveel aardgas bespaard zou kunnen worden als alle stroom van de 5 windparken ingezet zou worden voor ruimteverwarming met warmtepompen. In werkelijkheid zou dan een deel van de tijd een andere elektriciteitsbron nodig zijn. Deze blog is dan ook geen pleidooi om alle huizen te verwarmen met elektrische warmtepompen, maar een poging te laten zien op welke manieren de energieproductie op van windparken op zee vergeleken kan worden met gaswinning.

Windparken kunnen de Groningse gaswinning niet direct vervangen

De sommetjes hierboven veranderen de conclusie van Schotman niet dat 5 windparken op zee de Groningse gaswinning niet kunnen vervangen. Het Groningse gasveld is een energiebron van proporties die in Nederland geen gelijke kent. Aardgas speelt in de hele Nederlandse energievoorziening –met uitzondering van verkeer&vervoer- een cruciale rol. Er wordt nu hard gewerkt aan de overgang naar een volledig duurzame energievoorziening, maar voorlopig zullen we aardgas nog nodig hebben.

Windenergie op zee kan een belangrijke rol spelen in duurzame energievoorziening

Er is geen enkele maatregel of technologie die in zijn eentje kan zorgen voor een duurzame
energievoorziening in Nederland. Er zal altijd een mix van technologieën nodig zijn. Windenergie op zee kan daarbij wel een belangrijke rol spelen. Er wordt van verschillende kanten gepleit voor de verdere uitbouw van windenergie op zee.

In het door Shell uitgebrachte boek ‘The colours of energy’ wordt een vergelijking gemaakt tussen de hoeveelheid energie uit gaswinning in Nederland en het totale potentieel voor windenergie als het op zeer grote schaal ontwikkeld zou worden (vooral op zee). De grafiek hieronder uit het boek laat zien dat het potentieel voor energiewinning uit windenergie op de Nederlandse Noordzee in dezelfde orde van grootte ligt als de energie-inhoud van de jaalijkse gaswinning uit het Groningenveld de afgelopen decennia. Dat wil wederom niet zeggen dat aardgaswinning eenvoudig vervangen kan worden door windenergie. Het gaat in de vergelijking die Shell maakte om het potentieel voor windenergie op zee. Het daadwerkelijk realiseren daarvan is een gigantische opgave.

In de Energieagenda die het Kabinet in december publiceerde wordt voorgesteld om na 2023 door te gaan met de uitrol van windenergie op zee in een gelijkmatig tempo van circa 1 Gigawatt ofwel 1000 Megawatt (MW)  per jaar. Als er tussen 2023 en 2030 jaarlijks inderdaad 1000 MW windenergie op zee wordt bijgebouwd, dan is in 2030 de totale capaciteit 12.500 MW. De jaarlijkse stroomproductie daarvan is dan in de orde van 55 miljard kilowattuur: 3,5 keer zoveel als de 5 windparken die nu in ontwikkeling zijn en die we hierboven vergeleken met gaswinning in Groningen.

Gaswinning Groningen gaat dalen

De gaswinning uit het Groningen veld gaat in de toekomst dalen doordat het langzaam uitgeput
raakt. In het winningsplan van NAM voor het Groningen gasveld uit 2016 is weergegeven hoe de gaswinning uit het veld zich de op de (zeer) lange termijn gaat ontwikkelen in de productiescenario’s van de NAM. De figuur hieronder laat de gasproductie uit het veld zien in miljard m3 per jaar tussen 2017 en 2080. De groene lijn begint op het niveau van 27 miljard m3 per jaar in 2017 en begint sterk te dalen vanaf circa 2023. 

In de toekomst mogelijk meer energie uit wind dan uit het Groningse gasveld

Het lijkt er dus op dat Nederland op enig moment in de toekomst meer energie zal winnen uit wind op de Noordzee dan uit het Groningen gasveld. Maar dat zal wel de nodige tijd en forse inspanningen vergen. 

Kunnen Nederlandse woningen ‘off-grid’ met een thuisbatterij?

Enthousiaste reacties op de aankondiging van een nieuwe thuisbatterij en het zonnedak van Tesla. De website Duurzaambedrijfsleven.nl schrijft zelfs dat woningen ‘off-grid’ zouden kunnen. Ik denk dat van het elektriciteitsnetwerk afgaan voor een woning in Nederland heel moeilijk is. En dat er veel meer voor nodig zou zijn dan zonnepanelen en een thuisbatterij. Laten we eens kijken. Ik denk dat de uitkomst van deze blog wordt: ‘Leve het stroomnetwerk!’

Opmerking vooraf om misverstanden te voorkomen: ik heb nergens gezien dat Tesla claimt dat je met een thuisbatterij zonder netwerk kan.  Maarten Keswiel meldt via twitter dat Elon Musk (de baas van Tesla) bij de presentatie (video) van het zonnedak en nieuwe thuisbatterij zei: netwerken worden belangrijker dan ooit, hooguit 1/3e zelf opwekken, rest utility (dus via het netwerk, JV). 

Van het netwerk af, maar welk netwerk dan?

‘Off-grid’, van het netwerk afgaan heeft een grote aantrekkingskracht. Lekker alles zelf doen. Om te kijken of het kan en hoe moeilijk het is, moeten we eerst bedenken over welk netwerk we het hebben. Wat betreft energie zijn de meeste huishoudens in Nederland op twee netwerken aangesloten: elektriciteit en gas. Daarnaast zou je kunnen zeggen dat onze auto’s los-vast op een olie-netwerk zijn aangesloten maar dat laten we hier maar even buiten beschouwing. Sommige woningen in Nederland (5%?) zijn aangesloten op een warmtenetwerk. Dat laten we ook buiten beschouwing. Anders wordt dit geen blog maar een boek…

Van het gasnetwerk af kan

Gas gebruiken we thuis vooral voor verwarming, warm water en koken. Het is nog een tamelijk nieuwe ontwikkeling (los van stadsverwarming), maar een woning kan in Nederland zonder gas. Bij  nul-op-de-meterwoningen gaan de meeste concepten uit van ‘all-electric’ waarbij voor de verwarming een elektrische warmtepomp gebruikt. Bij zulke woningen is het elektriciteitsnetwerk cruciaal zoals we later zullen zien.

En van het elektriciteitsnetwerk af dan?

De suggestie bij ‘off-grid’ met een thuisbatterij is natuurlijk om van het elektriciteitsnetwerk af te gaan. Waarom zou dat niet kunnen? Om maar meteen met de deur in huis te vallen: omdat er in de winter te weinig zon is.  Ter illustratie hieronder een grafiek van de stroomproductie per maand van de zonnepanelen bij ons thuis in 2015 (01=januari, 12=december). In de zomermaanden is de stroomproductie ongeveer 200 kilowattuur (kWh) per maand, terwijl het in januari en december maar een schamele 20 tot 25 kWh is. Over het hele jaar produceren de zonnepanelen ongeveer 75% van ons stroomverbruik. Maar in de winter waarschijnlijk niet meer dan 10% (we hebben nog een ‘domme meter’ dus preciezer weet ik het niet). In onze streken zijn in de winter de dagen nu eenmaal kort, de zon staat laag en het is ook nog eens vaker bewolkt.

Een thuisbatterij is vooral geschikt om overdag als de zon schijnt stroom op te slaan, die dan ’s avonds en ’s nachts gebruikt kan worden. Op een plek op aarde waar de dagen het hele jaar ongeveer even lang duren (dicht bij de evenaar dus) en het vaak mooi weer is, kom je met een thuisbatterij wellicht een heel eind zonder elektriciteitsnetwerk ( weet iemand daar voorbeeld van?). In Nederland echter niet. Zonnepanelen produceren hier ’s winters niet genoeg stroom om het elektriciteitsverbruik van een huishouden te dekken. Als je van het elektriciteitsnetwerk af wilt, dan zul je seizoensopslag moeten hebben. ’s Zomers energie opslaan die je dan ’s winters kunt gebruiken.

Bierviltjes: hoeveel thuisbatterijen heb je dan nodig?

Toen we thuis zonnepanelen kregen in 2014 maakte ik met mijn dochter al eens een hele ruwe berekening van aantal auto-accu’s (ouderwets!) we nodig zouden hebben om zonder netwerk te kunnen. [Om eerlijk te zijn weet ik niet of batterijen erg geschikt zijn voor opslag over zo’n lange periode. Daar gaan we voor dit gedachte-experiment even aan voorbij]

Verschillende mensen maakte betere berekeningen van het aantal thuisbatterijen dat je nodig zou hebben voor seizoensopslag als je van het elektriciteitsnetwerk af zou willen. Hieronder  een aantal voorbeelden.

110 thuisbatterijen van 13,5 kWh voor huishouden met gemiddeld stroomverbruik

Oscar Rysdyk berekende op zijn blog dat er voor een huishouden met een min of meer gemiddeld stroomverbruik van 3600 kWh per jaar 150 thuisbatterijen van 10 kWh nodig zouden zijn. (overigens heeft de nieuwe Powerwall 2 een capaciteit van 13,5 kWh, dan zouden het er 110 zijn)

220 thuisbatterijen voor een all-electric woning

Henri ter Hofte maakte de mooie grafiek hieronder van een doorsnee woning die helemaal op elektriciteit zou gaan draaien. Hier is goed te zien dat dan in de zomer de opwek van stroom (groen) groot is, terwijl in de winter het verbruik (bruin) veel hoger is. Bij deze hypothetische woning zou 3000 kWh aan batterijcapaciteit nodig zijn. Met een thuisbatterij met een capaciteit van 13,5 kWh, zouden dan 220 thuisbatterijen nodig zijn.

Superzuinig huis met warmte-opslag: toch nog 37 thuisbatterijen nodig

Op zijn blog beschrijft @plushuis zijn ervaringen met zijn superzuinige ‘Plushuis’: zeer goed geïsoleerd en verwarming met een elektrische warmtepomp. Op het dak 10 kilowatt-piek aan zonnepanelen (dat zullen ongeveer 40 zonnepanelen zijn gok ik). Hij maakte een mooie grafiek die laat zien hoe zijn all-electric Plushuis ’s zomers meer stroom produceert dan er gebruikt wordt. En dat er ’s winters een onherroepelijke ‘winterdip’ is. Dan gebruikt het Plushuis netto elektriciteit uit het net.

@Plushuis deed in een blog een gedachte-experiment waarbij zijn superzuinige woning van het elektriciteitsnetwerk zou gaan (een gas-aansluiting heeft hij al niet meer denk ik). Zijn Plushuis verbruikt nu in de ‘winterdip’ netto 1700 kWh elektriciteit. Volgens mij zouden daar 126 thuisbatterijen van 13,5 kWh voor nodig zijn. @Plushuis beschrijft dat je dat zou kunnen terugbrengen door warmte op te slaan: zonnecollectoren op het dak die ’s zomers warm water produceren en dat opslaan in een grote tank in de kelder tot het winter is. Dan zou hij nog 500 kWh elektriciteit moeten opslaan. Nog steeds 37 thuisbatterijen. Hij besluit dan ook voorlopig nog maar niet van het stroomnet af te gaan.

Zelf virtueel ‘spelen’ met zonnepanelen en batterij

Op de website van zonatlas kunt u niet alleen zien hoeveel stroom zonnepanelen op uw daken kunnen produceren, maar ook virtueel een batterij installeren. Hieronder ziet u een voorbeeld met 9 zonnepanelen en een batterij van 20 kWh. In januari wordt de batterij overdag nauwelijks opgeladen.

Paar windmolentjes erbij?

Op twitter meldt Gideon Goudsmit zich. Hij heeft een huis met niet alleen een groot aantal zonnepanelen, maar ook 3 kleine windmolens. Windenergie kan een rol spelen om de ‘winterdip’ op te vangen omdat het in de winter gemiddeld meer waait dan in de zomer. Voor het plaatsen van windmolens is echter wel flink ruimte nodig (in mijn stadstuintje thuis past dat niet) en helaas zijn de ervaringen met ‘urban’ windturbines slecht. Als we ’s winters de zon willen aanvullen met windenergie zullen we daarom sowieso een elektriciteitsnet nodig hebben.

Ook Goudsmit heeft een aansluiting op het elektriciteitsnet. Logisch, want hij zal op een zonnige zomerdag waarschijnlijk veel meer stroom produceren dan gebruiken.

‘All-gas’ woning? 

Jan van der Veer suggereert op twitter  dat een woning best zonder het elektriciteitsnetwerk zou kunnen als de woning een gasaansluiting heeft. Met een stirlingmotor, brandstofcel of gasmotor kan je in principe zelf in principe op elk gewenst moment stroom opwekken. Technisch kan dat vast. Of je er veel mee opschiet is de vraag. Kleinschalige stroomproductie uit fossiele brandstof heeft over het algemeen een laag rendement. Daarnaast willen we van fossiel gas af en als je nog wel een gasaansluiting nodig hebt ben je niet autarkisch. En dat is voor velen de heilige graal van ‘off-grid’.

Conclusie

Een thuisbatterij is vooral geschikt om elektriciteit voor korte tijd op te slaan. Uitstekend geschikt om overdag zonnestroom op te slaan en die ’s avonds te gebruiken. Zie bijvoorbeeld deze blog van de trotse eigenaar van een Tesla thuisbatterij Jan Willem Zwang die in de zomer 26 dagen zonder het stroomnetwerk gekund zou hebben (exclusief zijn elektrische auto).

Batterijen kunnen ook een rol spelen in het opvangen van overschotten of fluctuaties in netwerk. En misschien kan een netwerk van thuisbatterijen daarbij ook een rol spelen. Verder is de snelle ontwikkeling van steeds betere en goedkopere batterijen natuurlijk een ‘gamechanger’ voor elektrische auto’s.

Maar de sommetjes hierboven laten echter dat een thuisbatterij in Nederland verre van voldoende is om van het elektriciteitsnetwerk af te gaan. In de winter (vooral in de ‘donkere weken rond kerst’) produceren zonnepanelen op onze breedtegraad te weinig stroom. Er zou een hele schuur vol thuisbatterijen nodig zijn om die ‘winterdip’ op te vangen.

Leve het elektriciteitsnetwerk!

Het elektriciteitsnetwerk helpt enorm bij de inpassing van variabele duurzame energiebronnen zoals zon. Als er veel zon is dan kun je stroom aan het netwerk leveren en er dus indirect iemand anders blij mee maken. En als het in de winter koud en donker is kun je elektriciteit uit het netwerk halen om je huis te verlichten en als je wilt ook te verwarmen (met een warmtepomp). Juist voor een duurzame energievoorziening lijkt me daarom: leve het elektriciteitsnetwerk!

Draaien zonnepanelen op kolen?

In NRC Handelsblad verscheen vandaag een artikel van gewaardeerd wetenschapsjournalist Karel Knip onder de titel ‘Voor een zonnepaneel worden kolen verstookt‘. Knip stelt dat er bij zonnepanelen in Duitsland en Zwitserland over de hele levensduur sprake is van een netto verbruik van energie. Ik zocht uit waarop dat is gebaseerd en kwam tot de volgende conclusie: de ‘EROI’ van 0,82 uit het artikel van Ferroni en Hopkirk die Karel Knip aanhaalt in NRC is een uitschieter. Een grote groep wetenschappers stelt dat het artikel van Ferroni en Hopkirk niet deugdelijk is. Ik begrijp niet waarom Karel Knip zich op deze ene uitschieter heeft gebaseerd. En waarom hij niet heeft aangegeven dat de meeste wetenschappelijke studies een hele andere uitkomst laten zien. Hieronder een verslag van mijn zoektocht.

Naschrift 26 oktober 2016: Goede krant dat NRC Handelsblad!

Inmiddels heeft Karel Knip de fout herstelt in een sterk artikel onder de kop ‘Zonnecellen leveren echt wel meer energie op dan ze kosten‘. Hij beschrijft daarin de kritiek op het artikel van zaterdag, welke uitkomsten andere studies laten zien en wat de verschillen zijn. Hij heeft de Nederlandse expert prof. Wim Sinke gesproken en geeft in het artikel de visie van Sinke weer. Hij heeft ook contact gehad met dhr. Ferroni om zijn weerwoord op de kritiek van prof. Sinke en anderen te horen. Kortom kwaliteitsjournalistiek zoals ik dat van Knip en NRC Handelsblad gewend ben. Hulde!

Naschrift 6 januari 2017: artikel van Ferroni en Hopkirk weerlegt in Energy Policy

Op 4 januari 2017 heeft Energy Policy een artikel gepubliceerd van een grote groep wetenschappers  (Raugei et al.) met een diepgaande reactie op het artikel van Ferroni en Hopkirk. De wetenschappers hebben de methode en aannames van Ferroni en Hopkirk minutieus geanalyseerd en komen tot de conclusie dat er meerdere ernstige fouten in het artikel zitten (‘several critical methodological and calculation flaws’). Raugei et al. hebben ook berekend hoeveel energie zonnepanelen in Zwitserland over hun levensduur produceren vergeleken met de energie die nodig was voor de productie en komen tot een ‘EROI’ van 9-10. Moderne zonnepanelen produceren in Zwitserland dus volgens deze grondige analyse 9 tot 10 keer zoveel energie als er nodig is als input voor de productie en installatie ervan.

Verslag van mijn zoektocht na het originele artikel in NRC Handelsblad

De titel van het originele artikel in NRC Handelsblad (‘Voor een zonnepaneel worden kolen verstookt‘) is niet zo gek, veel zonnepanelen worden in China gemaakt en daar komt een groot deel van de elektriciteit nog uit kolen. De cruciale vraag is natuurlijk hoeveel kolen er worden verstookt bij de productie van een zonnepaneel. En hoe zich dat verhoudt tot de stroomproductie tijdens de levensduur van het zonnepaneel. In het artikel schrijft Karel Knip dat de verhouding dermate ongunstig is dat er bij zonnepanelen die geplaatst worden in Duitsland en Zwitserland sprake is van een netto verbruik aan energie. De zonnepanelen zouden meer energie verbruiken dan ze opleveren. Zou dat kloppen?

Bij windmolens bleek het een broodje aap

Dit lijkt op het eerste gezicht een broodje aap: over windenergie wordt ook met enige regelmaat gezegd dat het produceren van al dat staal voor de windmolens meer CO2 kost dan de windmolens tijdens hun levensduur besparen. Dat is niet het geval: een windmolenpark verdient alle CO2 die nodig is voor de bouw ervan in 3 tot 6 maanden terug. Anders gezegd: de CO2-uitstoot van windenergie over de hele levenscyclus is ongeveer 10 tot 20 gram per kilowattuur (kWh) geleverde elektriciteit. Terwijl het van een gascentrale gemiddeld 400 tot 550 gram per kWh is en van een kolencentrale 880 tot 1100 gram/kWh.

Ik vermoed daarom dat het verhaal voor zonnepanelen ook niet klopt. Maar Karel Knip is niet de eerste de beste en hij verwijst naar een artikel uit het wetenschappelijke blad Energy Policy, dus besluit ik er toch maar wat verder in te duiken. Het is per slot van rekening herfstvakantie.

Het artikel in het wetenschappelijke blad Energy Policy

Het artikel (open access) van Ferroni en Hopkirk in het wetenschappelijk blad Energy Policy  stelt inderdaad dat zonnepanelen die geplaatst worden in Duitsland of Zwitserland over de hele levensduur meer energie kosten dan dat ze opleveren. Wat nu? Ik zie vier opties: 1) Een wetenschappelijk artikel zegt het, dus laten we maar aannemen dat het waar is; 2) Het artikel uitpluizen om te kijken of er vreemde aannames inzitten (met het risico verdwaald te raken in allerlei details); 3) Uitzoeken of er reacties van andere wetenschappers zijn gepubliceerd die de conclusies weerleggen; of 4) Bekijken welke andere studies er op dit gebied zijn.

Optie 1 is me te makkelijk gezien het knagende gevoel dat er iets niet klopt. Optie 3 is daarna het makkelijkst en de manier waarop wetenschappelijke publicaties werken: wetenschapper A publiceert iets en als wetenschapper B het er niet mee eens is, dan publiceert hij een artikel waarin hij de conclusies weerlegt. Als iemand dat al gedaan heeft, dan zijn we snel klaar.

Het artikel lijkt nog niet geciteerd in andere wetenschappelijke artikelen

Helaas, volgens de database van ScienceDirect is het artikel nog nooit geciteerd (zie screenshot hieronder. Het artikel is uit juli 2016, dus dat is niet zo vreemd. Maar wel jammer, want nu moeten we een van de meer arbeidsintensieve opties gebruiken.

CAPS LOCK in de conclusie van een wetenschappelijk artikel?

Ik overweeg even om optie 2 toe te passen en het artikel helemaal uit te gaan pluizen. Goed om de geest te slijpen. Het eerste wat me opvalt zijn de eerste 2 zinnen van de samenvatting van het artikel: “Many people believe renewable energy sources to be capable of substituting fossil or nuclear energy. However there exist very few scientifically sound studies, which apply due diligence to substantiating this impression.”  Beweren de auteurs hier nu dat er weinig degelijk wetenschappelijk onderzoek is gedaan naar duurzame energie als alternatief voor fossiele energie? Volgens mij zijn er bibliotheken over vol geschreven. En de artikelen die ik ken over dit onderwerp zijn over het algemeen degelijk. Iets anders dat me opvalt is het gebruik van hoofdletters in de conclusie van het artikel. Er staat twee keer met hoofdletters ‘NET ENERGY LOSS’, ofwel ‘NETTO ENERGIEVERLIES’. Het is lang geleden dat ik mijn wetenschappelijke training kreeg en op de universiteit werkte, maar dit wekt op mij meer indruk van iemand die zijn gelijk wil halen, dan een droge wetenschappelijke analyse.

Via twitter wees Kees van der Leun me erop dat in het artikel de arbeidskosten worden omgerekend naar energiegebruik (omdat mensen die geld verdienen aan zonnepanelen dat uitgeven aan dingen die ook energie kosten??). Ik krijg de indruk dat het artikel nogal onconventioneel is. Dat is belangrijk in de wetenschap, dat er mensen zijn die bestaande theorieën ter discussie stellen en daarover publiceren. Dan is het aan andere wetenschappers om daarop verder te bouwen of te reageren. Of niet, soms is een artikel kennelijk niet relevant en gebeurt er niets mee. Ik geloof niet dat het aan mij in mijn herfstvakantie is om die taak op me te nemen. Dus tijd om verder te kijken voordat ik vastloop in de tijdrovende klus om alle aannames in het artikel op een rij te zetten en te kijken of ze kloppen en wat anderen over die specifieke punten gepubliceerd hebben.

De PVV schiet te hulp

Ik besluit via Google te kijken of er op internet al reacties zijn gepubliceerd op het artikel. En wat schetst mijn verbazing: er zijn al Kamervragen over gesteld in de Eerste Kamer. De PVV vroeg Minister Kamp om het artikel van Ferroni en Hopkirk te betrekken bij het beleid. In het antwoord op de Kamervragen blijkt dat er vanuit de wetenschappelijke wereld stevige kritiek is op het artikel. Voor het gemak neem ik hieronder het hele antwoord van de Minister op dit punt over:

Het artikel van Ferroni en Hopkirk heeft met deze conclusies ook de aandacht getrokken van internationale deskundigen op het gebied van levenscyclusanalyses en energiesystemen. Een gezelschap van 23 wetenschappers, waaronder twee Nederlandse, van diverse wetenschapsinstituten heeft in reactie op het artikel van Ferroni en Hopkirk een gedetailleerd response paper ingediend bij het blad ‘Energy Policy’ . In een begeleidend schrijven aan de redacteuren van ‘Energy Policy’ geven zij aan dat ze zich afvragen hoe het artikel van Ferroni en Hopkirk een degelijk peer review proces heeft doorstaan. In hun response paper bekritiseren en verwerpen zij de analyse en conclusies van Ferroni en Hopkirk. Zij stellen dat sprake is van inconsistente, slecht onderbouwde en misleidende cijfers. Zo:

• worden cijfers van zonnepanelen uit de jaren ’80 en ’90 van de vorige eeuw gebruikt;
•  wordt de levensduur van zonnepanelen ingeschat op 17 jaar in plaats van de gebruikelijke 25-30 jaar;
• wordt de energieopbrengst van zonnepanelen bijna half zo hoog ingeschat als uit onderzoek blijkt;
• worden de kosten van arbeid en kapitaal om panelen te produceren veel hoger ingeschat dan realistisch is;
• worden (hoge) kosten van (veel) energieopslag in het toekomstige energiesysteem toegerekend aan zon pv;
• wordt geen rekening gehouden met recycling van zonnepanelen.

Deze deskundigen wijzen er op dat uitgebreid onderzoek laat zien dat de gemiddelde energieopbrengst van de meest gebruikte (multikristallijn silicium) zonnepanelen 11,6 zo hoog is als de energie die het kost om ze te produceren.

Voor zover ik kan nagaan is de reactie waar hier naar verwezen wordt nog niet gepubliceerd (naschrift januari 2017: inmiddels is de reactie van Raugei et al. gepubliceerd in Energy Policy). Het antwoord van de Minister lijkt mijn vermoeden te bevestigen dat het artikel van Ferroni en Hopkirk niet zo degelijk is als de auteurs beweren. Maar zolang de reactie niet gepubliceerd is, blijft het nog wat onbevredigend. Soms duurt de publicatie van wetenschappelijke artikelen langer dan je zou willen. Gelukkig gaat het schrijven van een blog sneller. Daarom toch ook nog maar even aan de slag met optie 4: wat is er eerder al over dit onderwerp gepubliceerd?

Levenscyclusanalyse: minutieus CO2-uitstoot van elke stap in kaart brengen

Voor zover ik weet, zijn er twee relevante benaderingen om de milieuprestatie van energiebronnen over de hele levensduur in kaart te brengen: de uitstoot van CO2 over de hele levensduur per kilowattuur geleverde energie en de energieopbrengst per eenheid energie ‘input’ (beter bekend als ‘energy return-on-investment’ of EROI). De eerste benadering ken ik beter dan de tweede, dus laten we daarmee beginnen.

De opmerking van Karel Knip ‘de laatste jaren is er steeds meer aandacht voor de vraag hoe de energie-input zich eigenlijk verhoudt tot de output die het paneel in zijn leven levert’ is niet terecht. Er worden al zeker sinds de jaren ’90 gedetailleerde studies gedaan naar deze vraag. In Nederland onder andere bij het ECN (link via de onvolprezen Peter Segaar) en de Universiteit Utrecht.  Zie bijvoorbeeld dit artikel uit 2000 in hetzelfde tijdschrift Energy Policy. Internationaal zijn er honderden wetenschappelijke artikelen geschreven over dit onderwerp.

Er is een gespecialiseerde tak van wetenschap die onderzoek doet naar milieuprestatie van producten over de hele levensduur: levenscyclusanalyse of LCA. Minutieus wordt elke stap in kaart gebracht: van de winning van de grondstoffen tot en met het opruimen van het product aan het einde van de levensduur. Wat mij betreft een doodvermoeiende tak van wetenschap, maar dit ‘monnikenwerk’ is zeer relevant. In LCA studies wordt de ‘due diligence’ toegepast waar Ferroni en Hopkirk om vragen. Zie bijvoorbeeld dit  rapport van het Internationaal Energie Agentschap uit 2011 waarin methodologische richtlijnen worden beschreven voor de levenscyclusanalyse van zonnepanelen. Karel Knip wijst er terecht op dat dit gecompliceerde berekeningen zijn en dat daarbij vaak nogal wat aannames gedaan moeten worden. Naar de uitstoot van broeikasgassen van verschillende energiebronnen zijn honderden LCA studies gedaan. Die geven bij elkaar een behoorlijk goed overzicht van alle mogelijke aannames. En het goede nieuws: er is een gedegen overzicht gemaakt van die studies.

CO2-uitstoot zonnepanelen over hele levensduur 30-80 gram CO2 per kilowattuur

Een aantal jaar geleden gaf het Amerikaanse ministerie van energie opdracht aan het gerenommeerde onderzoeksinstituut NREL om een overzicht te maken van alle LCA-studies van elektriciteitsproductie uit verschillende energiebronnen. De resultaten werden gepubliceerd in een speciaal nummer van het wetenschappelijke tijdschrift Industrial Ecology. Voor kristallijne zonnepanelen werd door NREL een groot aantal LCA studies. beoordeeld. Na een kwaliteitscontrole lag de CO2-uitstoot per geproduceerde kilowattuur (kWh) tussen de 20 en 217 gram CO2. Na een harmonisatie van de aannames lag de mediane waarde op 45 gram per kWh.

CO2-uitstoot zonnepanelen over hele levenscyclus veel lager dan van fossiel 

In 2012 publiceerde IPCC een uitgebreide studie over duurzame energie en klimaatverandering. Daarin is de  CO2-uitstoot van verschillende energiebronnen over hun hele levensduur weergegeven op basis van het werk van NREL. De samenvattende grafiek die hieronder is weergegeven. Voor elke bron is de mediane waarde weergegeven en de spreiding van de studies. Voor zonnepanelen (‘Photovoltaics’) zijn in de grafiek 26 studies meegenomen. De grafiek maakt duidelijk dat de CO2-uitstoot over de hele levensduur van zonnepanelen iets hoger ligt dan van andere duurzame energiebronnen en dat de spreiding van de uitkomsten van de studies groter is. Tegelijk is ook duidelijk dat de CO2-uitstoot van zonnepanelen over de hele levensduur in alle studies (veel) lager ligt dan van elektriciteit uit gas, olie of kolen.

Energie-opbrengst vergeleken met input (EROI)

Een andere manier om naar de (milieu)prestatie van energiebronnen te kijken is door de energie-opbrengst te vergelijken met de energie die ervoor nodig is, de ‘energy return-on-investment’ of EROI. Deze EROI is wat Ferroni en Hopkirk in hun artikel berekenen. Zij komen op een EROI voor zonnepanelen in Zwitserland en Duitsland van 0,82. Dat betekent dat zij menen dat voor elke kWh energie die er in zonnepanelen gestoken word, er maar 0,82 kWh aan zonnestroom geproduceerd wordt.

Andere studies vinden EROI van 5 tot 17 voor meest gebruikte types zonnepanelen

In 2013 stond in Scientific American een mooi overzicht van de EROI van verschillende bronnen van elektriciteit, zie hieronder (dank aan Bob Brand voor de link). Voor zonnepanelen kwam de auteur op een EROI van 6 (zie hier voor zijn verantwoording van de bronnen).

In dit wetenschappelijke artikel uit 2015 (via Pepijn Vloemans)  is een nieuwe metastudie gemaakt van 232 studies naar de energie-terugverdientijd en EROI van zonnepanelen (slechts 11 respectievelijk 23 studies komen door de screening, kennelijk zijn er nogal wat zwakke studies?). In de grafiek hieronder uit het artikel een overzicht van de EROI volgens deze studies. Voor de meest gebruikte types zonnepanelen (mono-kristallijn en poly-kristallijn) komt deze metastudie op een EROI van gemiddeld 8,7 respectievelijk 11,6.

Voor zover ik kan nagaan komen alle degelijke wetenschappelijke artikelen op een EROI tussen de 5 en 17 voor de meest gebruikte typen zonnepanelen (mono-Si en poly-Si). De uitkomst van Ferroni en Hopkirk van 0,82 is dus een enorme uitschieter.

Zonnepanelen verdienen energie die nodig was voor productie in 1 tot 4 jaar terug

De grafiek hieronder van het Duitse onderzoeksinstituut Fraunhofer-ISE (via Amelie Veenstra) laat de energie-terugverdientijd zien van zonnepanelen in Duitsland. Dat geeft aan hoe lang een zonnepaneel stroom moet produceren om de energie die nodig was voor de productie ‘terug te verdienen’. Het laat op basis van dit wetenschappelijke artikel zien welke onderdelen van de productie het meeste energie kosten.

Het Internationale Energie Agentschap IEA verwacht dat de energie-terugverdientijd van zonnepanelen in de toekomst verder zal verbeteren, zie de grafiek hieronder.

Conclusie van mijn zoektocht: Karel Knip baseerde zijn conclusie op een artikel dat een uitschieter is met een EROI van 0,82 in een onderzoeksgebied waar veel degelijke wetenschappelijke artikelen gepubliceerd zijn die een EROI tussen de 5 en 17 laten zien voor zonnepanelen. 

Zonnepanelen hebben over hele levenscyclus CO2-uitstoot die veel lager is dan van fossiele brandstoffen. De opmerking van Karel Knip ‘de laatste jaren is er steeds meer aandacht voor de vraag hoe de energie-input zich eigenlijk verhoudt tot de output die het paneel in zijn leven levert’ is niet terecht. Er worden al jaren gedetailleerde studies gedaan naar deze vraag. Volgens alle degelijke studies die ik heb kunnen vinden ligt de verhouding tussen de ‘geïnvesteerde’ energie en de geproduceerde energie (EROI) op 5 tot 17 voor de meest gebruikte types zonnepanelen. De EROI van 0,82 uit het artikel van Ferroni en Hopkirk die Karel Knip aanhaalt in NRC is een uitschieter (outlier). Een grote groep wetenschappers stelt dat het artikel van Ferroni en Hopkirk niet deugdelijk is. Ik begrijp niet waarom Karel Knip zich op deze ene uitschieter gebaseerd heeft en waarom hij niet heeft aangegeven dat de meeste wetenschappelijke studies een hele andere uitkomst laten zien.

Stopt Denemarken met windenergie?

Sommige media (waaronder Z24) berichtten dat de bouw van offshore windparken in Denemarken is afgeblazen omdat de Deense stroomprijs zo hoog is door de kosten van windenergie. Is dat waar? Zijn de kosten van duurzame energie opgelopen tot 66% van de stroomprijs in Denemarken (zoals her en der op twitter werd gesuggereerd) en stoppen de Denen met de uitbouw van windenergie? Laten we de stand van zaken eens op een rij zetten. Het korte antwoord is 2 keer ‘nee’.

Heffing voor duurzame energie ongeveer 10% van Deense stroomprijs

Eerst maar eens naar de stroomprijs kijken. Het klopt dat de Deense stroomprijs voor huishoudens relatief hoog is vergeleken met andere landen. Dit komt echter niet doordat 66% van de stroomprijs nodig is voor de financiering van duurzame energie zoals sommigen suggereren. De meerkosten van duurzame energie worden in Denemarken op dit moment gefinancierd via de zogenaamde PSO heffing. Die heffing (blauw in de grafiek hieronder) is verantwoordelijk voor ongeveer 10% van de stroomprijs voor huishoudens. Er wordt veel meer belasting geheven op elektriciteit, maar de opbrengst daarvan gaat niet naar duurzame energie, maar in de schatkist (in de grafiek hieronder ‘electricity and supplement charge’ en ‘VAT’). Zie voor details dit rapport over de Deense energietransitie van Agora Energiewende en de Deense technische universiteit DTU (p.61).

In 2010 stopte Denemarken ook niet met windenergie

Het bericht dat Denemarken zou gaan stoppen met windenergie is niet nieuw. Een paar jaar geleden deed dat verhaal ook al eens ten onrechte de ronde op basis van een Brits krantenartikel uit 2010. Windenergie was toen goed voor 22% van het totale elektriciteitsgebruik in Denemarken. Windenergie werd de afgelopen jaren verder uitgebouwd en in 2015 was het goed voor 42% van het totale Deense elektriciteitsverbruik, zoals de grafiek hieronder van Energienet.dk laat zien.

‘Near shore’ windparken (350 MW) staan ter discussie

Er is op dit moment in Denemarken discussie over 5 zogenaamde ‘near shore’ windparken met een totaal vermogen van 350 MW die gepland zijn op een afstand van 4 tot 20 km van de kust (zie het kaartje hieronder). De nieuwe Deense regering heeft voorgesteld deze windparken te schrappen en daarbij waren de kosten inderdaad een belangrijk argument. De discussie over de ‘near shore’ windparken is in Denemarken nog volop gaande. Deze week stelde de overheid voor de ‘near shore’ windparken te vervangen door een windpark ‘Horns Rev 4’. De Deense brancheorganisatie is daar geen voorstander van.

Windpark op zee ‘Horns Rev 3’ (400 MW) is in aanbouw

Als de ‘near shore’ windparken zouden worden geschrapt, zou dat betekenen dat Denemarken stopt met de bouw van windparken op zee? Nee, dat is niet het geval. Afgelopen jaar werd de tender afgerond voor het volgende windpark op zee: ‘Horns Rev 3’ van 400 MW. Vattenfall kondigde recent aan ruim €1 miljard te gaan investeren in de bouw van het windpark en dat het in 2018 operationeel moet zijn. De uitkomst van de tender voor Horns Rev 3 was met 10,3 cent per kWh de laagste ter wereld tot nu toe. Het transformatorplatform voor dit windpark is gebouwd in Nederland door HSM en Hollandia offshore en staat al op zijn plaats.

Tender voor daaropvolgende windpark op zee ‘Kriegers Flak’ (600 MW) loopt

De tender voor het daaropvolgende Deense windpark op zee loopt al en wordt naar verwachting eind dit jaar afgerond. Het offshore windpark ‘Kriegers Flak’ krijgt een capaciteit van 600 MW en komt vlakbij het drielandenpunt van Denemarken, Duitsland en Zweden te liggen. Bijzonder aan dit windpark is dat het zowel op het Deense als het Duitse elektriciteitsnetwerk wordt aangesloten, zoals de illustratie hieronder laat zien. Daarmee gaat Kriegers Flak niet alleen duurzame energie leveren, maar vergroot het ook de mogelijkheid van elektriciteitstransport tussen Denemarken en Duitsland. De 2 transformatorplatforms voor Kriegers Flak worden opnieuw gebouwd in Nederland door Hollandia Offshore.

Hoger aandeel windenergie dan enig ander land

De Deense capaciteit voor windenergie op zee zal de komende jaren dus met zeker 1000 MW groeien. Het aandeel windenergie in het nationale elektriciteitsverbruik komt daarmee boven de 50%. Meer dan enig ander land ter wereld voor zover ik weet.

 

 

 

 

Over windmolens voor ‘opwarmings-ietsist’ Martin Sommer

Martin Sommer schreef zaterdag in de Volkskrant een kritische column (€0,25 via Blendle) over windenergie. Sommer schrijft dat hij geen klimaatscepticus is maar noemt zichzelf een ‘opwarmings-ietsist’ wat betekent “bij twijfel geen risico’s nemen”. Hij vraagt zich af waarom we het land volbouwen met ‘die idiote windmolens’.

“Windenergie is krankzinnig duur en levert heel weinig op”, schrijft Sommer. Het leek me daarom de moeite waard te kijken naar de kosten van verschillende opties voor CO2-reductie en hoe windenergie dan scoort. Zijn er voor een ‘opwarmings-ietsist’ goedkopere opties om klimaatverandering binnen de perken te houden?

In april werd het Interdepartementale Beleidsonderzoek (IBO) naar de kostenefficiëntie van CO2-reductiemaatregelen gepubliceerd. Het rapport is opgesteld onder leiding van het ministerie van Financiën en onderbouwd met een uitvoerige studie van ECN en PBL. In het IBO onderzoek zijn alle opties voor CO2-reductie in Nederland op een rij gezet. Een interessant rapport dat er – als ik me niet vergis- kwam op verzoek van de VVD en D66 in de Tweede Kamer. Met klimaatverandering is veel geld gemoeid (zowel wat betreft de schade door klimaatverandering als de kosten voor het beperken van de CO2-uitstoot). Daarom is het verstandig om regelmatig op een rij te zetten wat verschillende maatregelen kosten.

Dit schrijft het IBO over windenergie op land: “Wind op land is een van de goedkoopste technieken voor hernieuwbare energie (€ 73 per ton [CO2-reductie, JV] in 2020, € 20 in 2030). Tot 2030 wordt een verdere kostendaling verondersteld door dalende investeringskosten, hogere draaiuren en een stijgende elektriciteitsprijs. Tegen die tijd is wind op land bijna kostenneutraal. Bij de kostenbenadering is rekening gehouden met systeemkosten voor balanceren en op- en afschakelen van centrales.”

Alle opties voor CO2-reducties zijn in het IBO in een grafiek uitgezet (zie hieronder) met de goedkoopste optie links en de duurste optie helemaal rechts. De grafiek hieronder voor 2020 laat zien dat windenergie op land van alle opties bijna helemaal links staat. Er zijn maar een paar opties die goedkoper zijn (een aantal energiebesparende maatregelen en reductie van andere broeikasgassen). Alle andere opties zijn duurdere dan windenergie op land.

In 2020 is windenergie op zee volgens het IBO nog relatief duur, maar in 2030 (zie grafiek hieronder) zijn de kosten aanzienlijk gedaald en lijkt wind op zee in Nederland een van de centrale opties voor CO2-reductie (de breedte van het blok geeft aan hoeveel CO2-reductie er met een maatregel mogelijk is).

Het antwoord op de vraag van Sommer is dus: omdat windenergie op land een van de goedkoopste opties is om de uitstoot van CO2 te beperken.

Dat windenergie in Nederland 50 miljard euro zou kosten zoals de ‘twaalf apostelen’ van Martin Sommer stellen en dat u daar €500 per jaar voor moet betalen is dan ook onzin. Misschien schrijf ik daar ook nog wel eens een blog over. Voor nu zult u zelf moeten bepalen welke informatie u serieuzer neemt: het IBO-rapport onder leiding van het ministerie van financiën waarin alle opties voor CO2-reductie op een rij worden gezet of ‘een groepje gepensioneerde kerngeleerden die zich tegen de grootschalige bouw van windmolens hebben gekeerd’ (in de woorden van Martin Sommer).

Niet alleen Nederland zet in op windenergie

Sommer doet het voorkomen alsof windenergie in Nederland alleen ontwikkeld wordt door het Energieakkoord waarmee ‘tegenspraak de nek is omgedraaid’. Als dat waar zou zijn, dan zou er in landen zonder Energieakkoord geen windmolens neergezet worden. De internationale statistieken van windenergie (bron: GWEC) laten echter zien dat windenergie wereldwijd snel groeit.

En dat het grootste windenergie vermogen staat opgesteld in totaal verschillende landen als China, de VS, Duitsland, India en Spanje.

Kortom: windenergie is een wereldwijde trend en geen Nederlandse frats uit het Energieakkoord.

Belooft EenVandaag luchtkastelen?

EenVandaag had vandaag een item over windenergie naar aanleiding van het nieuwe windpark in de Wieringermeer. Dat windpark kreeg deze week groen licht van de Raad van State en wordt een van de grootste windparken van Nederland met een vermogen van 300 tot 400 MW. Dat lijkt me een goede aanleiding voor een item over windenergie. Dat daarin omwonenden aan het woord komen die zich tot de Raad van State verzet hebben tegen het windpark lijkt me ook logisch.

EenVandaag gaat in het item ook in op nut en noodzaak van windenergie en andere energiebronnen. En slaat daarbij de plank nogal mis. Laten we een aantal uitspraken uit de uitzending eens nader bekijken.

Voice-over: “Want hoeveel windmolens je ook bouwt, je zult nooit voldoende elektriciteit opwekken om de 14% duurzame energie te halen die het Energieakkoord beoogd.”

EenVandaag doet alsof er in het Energieakkoord alleen op windenergie wordt ingezet. Het tegendeel is waar. Alle in Nederland beschikbare duurzame energiebronnen zullen de komende jaren sterk groeien volgens de afspraken in het Energieakkoord: zoals zonne-energie (x8 in periode 2013-2020), aardwarmte en warmte/koude-opslag (x6) en de bijstook van biomassa (x3). Zie de onderstaande tabel uit een publicatie van het Planbureau voor de Leefomgeving.

Dat de doelstelling van 14% duurzame energie in 2020 niet met alleen windmolens gehaald zal worden is dan ook een waarheid als een koe. Niemand heeft ook beweert dat dat het plan zou zijn.

Jeroen Hetzler (‘Groene Rekenkamer’): “Windmolens gaan 10 tot 15 jaar mee, op land soms langer. Op zee is de slijtage dermate groot dat ze eigenlijk na 12 jaar al niks meer doen.”

Windturbines worden tegenwoordig gecertificeerd voor een levensduur van 25 jaar. De windturbines van het eerste windpark op zee ter wereld bij Vindeby in Denemarken hebben inmiddels 25 jaar elektriciteit geproduceerd.

In het item ligt de nadruk op de subsidie die windmolens krijgen. In dat verband is het de moeite waard om te melden dat een eigenaar van een windpark alleen subsidie krijgt als de windmolens stroom produceren. Als de windmolens het niet meer zouden doen, dan krijgt de eigenaar dus ook geen subsidie.

Voice-over: “8 miljard euro is de jaarlijkse subsidie die het Rijk beschikbaar stelt voor de bouw van windmolens”

Er wordt geen subsidie gegeven voor de bouw van windmolens, maar voor de duurzame energie die windmolens produceren. Voor windenergie op land kan SDE+ subsidie aangevraagd worden. Daarbij concurreert windenergie op land met andere vormen van duurzame energie. De projecten die tegen de laagste kosten duurzame energie leveren krijgen subsidie toegekend. Als een andere technologie goedkoper is, dan zou windenergie op land geen subsidie krijgen.

In 2016 is het totale budget voor de SDE+ tender eenmalig 8 miljard euro voor alle vormen van duurzame energie. Dat is geen jaarlijkse subsidie, maar het maximale bedrag dat over de looptijd van de projecten (voor wind- en zonne-energie 15 jaar) wordt uitbetaald.

Voice-over: “De harde feiten zijn dat zonnepanelen voorlopig te weinig rendement opleveren en windenergie simpelweg geen toekomst heeft”

Wat betreft zonnepanelen is de vraag welk rendement er bedoeld wordt. Als het gaat om de energieopbrengst: in Duitsland leverde zonnepanelen in 2015 met 37 miljard kWh meer elektriciteit dan gascentrales (30 miljard kWh). Als het gaat om het financiële rendement: in Dubai leverde een tender afgelopen maand een groot zonne-energie project op tegen een prijs van 2,6 eurocent per kWh. Tegen die prijs kan vrijwel geen andere energiebron stroom produceren. Natuurlijk is er in Dubai aanzienlijk meer zonlicht dan hier in Nederland en is de kostprijs van zonne-energie daardoor hier hoger (12,8 ct/kWh volgens ECN). Het laat wel zien hoe spectaculair de kosten van zonne-energie zijn gedaald en dat er met het rendement van zonnepanelen weinig mis is. Zonne-energie is de afgelopen jaren wereldwijd dan ook jaarlijks met dubbele cijfers gegroeid.

Ook het vermogen van windenergie is afgelopen jaren wereldwijd sterk gegroeid, zie de grafiek hieronder van GWEC. De stelling dat windenergie geen toekomst heeft roept de vraag op waarom nogal verschillende landen als China, de VS, Duitsland en Brazilië (om er maar een paar ten noemen) op grote schaal investeren in windenergie. Kennelijk zien zij wel een toekomst voor windenergie.

In Nederland is windenergie op land de goedkoopste bron van duurzame elektriciteit volgens het overzicht dat ECN jaarlijks maakt, zie de grafiek hieronder.

Afgelopen maand werd het Interdepartementale Beleidsonderzoek (IBO) naar de kostenefficiëntie van CO2-reductiemaatregelen gepubliceerd.  Hierin wordt voor CO2-reductie in Nederland naar alle mogelijk opties gekeken. Daarbij blijkt windenergie op land in Nederland een van de goedkoopste opties voor CO2-reductie is (de kostenberekening in het IBO is inclusief de systeemkosten voor balancering en op- en afschakelen van centrales).

Voice-over: “Volgens de Groene Rekenkamer moet Nederland direct investeren in alternatieven die wel perspectief bieden.” Jeroen Hetzler (‘Groene Rekenkamer’): “Een goed alternatief is het bouwen van thoriumcentrales.”

Op de website van EenVandaag zegt Jeroen Hetzler: “Het zou veel beter, veel efficiënter en veel goedkoper zijn te investeren in een thoriumcentrale. Een dergelijke centrale zorgt er voor dat energie altijd voorradig is. Als we afhankelijk zijn van alleen maar wind- en zonne-energie is het maar de vraag of mijn toiletlampje het doet op elk gewenst moment.”

Dit is wat mij betreft de meest opmerkelijke uitspraak in de uitzending. Nederland zou direct moeten investeren in de bouw van thoriumcentrales. De techniek van thoriumcentrales met gesmolten zout is echter nog in ontwikkeling en we kunnen op dit moment helemaal geen thoriumcentrales bouwen. Er is eerst nog veel onderzoek nodig. Volgens pleitbezorger van thoriumcentrales prof. Kloosterman van de TU Delft zijn er nog technologische hordes te nemen en kan het nog wel enkele decennia duren voor er een werkende thoriumreactor bestaat. Over de kosten van een dergelijke reactor is voor zover ik weet nog weinig bekend.

Als we moeten wachten op een thoriumcentrale, dan blijft het licht op het toilet naar verwachting dus nog enige decennia uit.

 

 

Wordt komende 7 jaar meer zon&wind capaciteit gerealiseerd dan fossiel in periode 2000-2023?

BNR radio vroeg mij de volgende uitspraak te checken: “De komende zeven jaar zal in Nederland meer zon- en windcapaciteit worden gerealiseerd dan in de gehele periode van 2000 tot 2023 aan fossiele capaciteit.” De uitspraak komt uit een interessant artikel van Maarten van der Kloot Meijburg en Ruut Schalij op FTM over de ‘onstuitbare opmars van zonne-energie’. Hieronder de onderbouwing bij de factcheck op de radio die hier terug te luisteren is.

Veel fossiele capaciteit bijgebouwd tussen 2000 en 2015

Laten we eerst eens kijken hoeveel fossiele capaciteit voor elektriciteitsproductie er naar verwachting gebouwd wordt in de periode 2000-2023. Netbeheerder TenneT publiceert elk jaar een rapport over de leveringszekerheid van de elektriciteitsvoorziening. In dat rapport staat een mooi overzicht van de leeftijd van de Nederlandse elektriciteitscentrales op 1 januari 2015, zie hieronder. Als we het vermogen jonger dan 15 jaar optellen, dan zien we dat er tussen 2000 en 2015 in het totaal ca.13.300 MW fossiel vermogen (gas en kolen) bijgebouwd is.

Komende jaren nauwelijkse nieuwe fossiele capaciteit

Er is op dit moment een forse overcapaciteit voor fossiele centrales in Nederland. Er zal daarom de komende jaren weinig vermogen bijgebouwd worden. Volgens het TenneT rapport zijn er in de periode tot 2022 zijn enkele nieuwbouwplannen bevestigd met een vermogen van  300 MW (excl. afval). Daarmee schatten we het nieuwe fossiele vermogen in de periode 2015-2022 op 13.600 MW.

Windenergie op land

De andere helft van het antwoord is de nieuwe zon- en windvermogen dat de komende zeven jaar gebouwd gaat worden. We beginnen met het makkelijkste deel, namelijk windenergie. Daarvoor zijn namelijk in het Energieakkoord concrete afspraken gemaakt over de doelstelling voor 2020/23. In 2020 moet er 6000 MW windenergie op land staan, terwijl er in 2015 volgens het CBS ruim 3000 MW stond. Dat betekent dat er de komende jaren 3000 MW windenergie op land bij komt.

Windenergie op zee

In het Energieakkoord is afgesproken dat er in 2023 een totaalvermogen van 4450 MW windenergie op zee zal staan. In 2015 stond er volgens het CBS nog maar 357 MW. Dat betekent dat er tot 2023 een vermogen van 4100 MW bijgeplaatst zal worden. De eerste stap is het windpark Gemini ten noorden van de Waddeneilanden dat naar verwachting dit jaar opgeleverd zal worden. De plannen voor de parken daarna zijn al uitgewerkt inclusief een compleet nieuw wettelijk kader.

Zonne-energie

Het inschatten van de hoeveelheid zonne-energie die er bij zal komen is lastiger. Er is geen officiële doelstelling en het is lastig te voorspellen waar en wanneer zonneprojecten gerealiseerd gaan worden (en het zijn er heel veel…). Sterker nog, er zijn zelfs nog geen CBS-cijfers voor het opgesteld vermogen aan zonnepanelen in 2015. Volgens het zogenaamde PIR-register stond er eind 2015 een totaal vermogen van 1322 MW. Niet alle zonne-energiesysteem staan echter in het PIR-register. Ik gebruik  daarom de schatting van de onvolprezen Peter Segaar die zijn levenswerk maakt van het verbeteren van de statistiek van zonnepanelen in Nederland: 1500 MW eind 2015.

Van der Kloot Meijburg en Schalij rekenen erop dat er in 2023 in Nederland 10.000 MW aan zonnepanelen kan staan. Dat lijkt me veel, dus laten we eens kijken wat de Nationale Energieverkenning (NEV) erover zegt.

Dat verschilt verrassend weinig: de Nationale Energieverkenning 2015 rekent op circa 9000 MW zonnepanelen in Nederland in 2023. Dat betekent 7500 MW meer dan in 2015.

Zon- en windcapaciteit tot 2023

In de tabel hieronder een samenvatting van de gegevens over wind- en zonne-energie. Naar verwachting komt er in de komende 7 jaar ruim 14.500 MW aan nieuw wind- en zonne-energievermogen bij.

	Capaciteit in 2015	Capaciteit 2023	Nieuwe capaciteit 2016-2023
Wind op land	3.019	6.000	2.981
Wind op zee	357	4.450	4.093
Zonnepanelen	1.500	9.000	7.500
Totaal wind&zon	4.876	19.450	14.574

Dat is meer dan dan de 13.600 MW fossiel vermogen die er naar verwachting bijgebouwd wordt in de periode 2000-2023. Hoe de capaciteit zich in de toekomst gaat ontwikkelen is natuurlijk per definitie onzeker. Als in 2023 het wind- en zonne-energievermogen 1000 MW lager uitvalt, dan is de uitspraak Van der Kloot Meijburg en Schalij toch niet waar.

Samenvattend is daarom mijn oordeel over de uitspraak: grotendeels waar.

 

Toegift

Het opgestelde vermogen is één ding, maar de daadwerkelijke elektriciteitsproductie is natuurlijk minstens zo belangrijk. Daarom als toegift de elektriciteitsproductie in de komende jaren volgens de NEV-2015. In 2023 komt naar verwachting 1/3e van de totale Nederlandse stroomproductie uit windenergie (27%) en  zonne-energie (6%).