Gratis energie is als gratis bier

VPRO zette een artikel en filmpje online waarin Ruud Koornstra stelt dat onze energievoorziening helemaal duurzaam en bijna gratis kan worden. Ik bewonder zijn enthousiasme en de gedrevenheid, maar bijna gratis energie is in mijn ogen een illusie.

Windpark op zee Borssele 1&2 in aanbouw (foto van de auteur)

De kosten van wind- en zonne-energie zijn de afgelopen jaren inderdaad spectaculair gedaald en het einde van die kostendaling lijkt nog niet in zicht. Toch zullen windturbines en zonnepanelen altijd een forse investering blijven vergen. En dat geld moet ergens vandaan komen. Als energie gratis zou zijn, dan wil niemand investeren in windturbines en zonnepanelen. Zeker, als een windturbine of zonnepaneel er eenmaal staat, dan is de ‘brandstof’ gratis. Er is echter wel onderhoud nodig. En belangrijker: aan het eind van de levensduur (ca. 25-35 jaar) moeten er weer nieuwe windturbines en zonnepanelen komen. En die zijn niet gratis. De Deense overheid en netbeheerder schatte enige tijd geleden bijvoorbeeld dat elektriciteit uit windenergie op zee in 2050 in de orde van 3 eurocent per kilowattuur kan kosten, inclusief het netwerk op zee. Lage kosten en per kilowattuur fors goedkoper dan elektriciteit uit een nieuwe gas- of kolencentrale, maar niet gratis.

Ook het transport van energie is niet gratis. Voor transport van elektriciteit is een netwerk nodig. Dat kost geld en het onderhoud ervan ook. In het filmpje van tegenlicht gaat het over het gebruik van diepe aardwarmte in het Westland. Prachtige bron van energie. Maar boringen zijn niet gratis en een netwerk voor het transport en distributie van warmte is zelfs behoorlijk duur.

En zeker, energie efficiency kan een cruciale rol spelen in verduurzaming van de energievoorziening. LED-lampen zijn spectaculair efficiënter dan gloeilampen en hetzelfde geldt voor warmtepompen en elektrische auto’s zoals mooi geïllustreerd in figuur onderaan deze blog. Maar ook efficiënte apparaten en processen kosten geld en gebruiken energie. En energie efficiency maatregelen hebben er last van als energie goedkoper wordt. Dan wordt energiebesparing minder aantrekkelijk. In het extreme geval dat energie gratis zou zijn, dan wordt energieverspilling gestimuleerd. Het kost toch niks…

Er is ook energie nodig als het niet waait en de zon niet schijnt. Daarvoor is opslag en flexibele productie nodig. Ook dat is niet gratis. Sterker nog, de momenten dat er weinig wind en zon is worden waarschijnlijk de momenten dat de elektriciteitsprijs het hoogst is.

Door de spectaculaire kostendalingen hoeft een duurzame energievoorziening niet duurder te zijn dan de huidige op fossiel gebaseerde energievoorziening. Maar gratis zal het niet worden. Het is in mijn ogen absoluut mogelijk om een duurzame energievoorziening voor iedereen betaalbaar te houden. Maar gratis gaat het niet worden. Net als dat bier niet gratis wordt. Ook al bestaat het voor 95% uit water en valt er in Nederland heel veel gratis water uit de lucht.

Warmtepompen en elektrische auto’s zijn veel efficiënter dan CV-ketels en auto’s met een verbrandingsmotor (illustratie uit dit wetenschappelijke artikel)

Guus Berkhout vliegt uit de bocht met de elektrische auto

Afgelopen week mocht Guus Berkhout in de Telegraaf zijn gal spuwen onder de kop ‘Elektrische auto vervuilt en blaast stroomnet op‘. Berkhout roept een en ander over de milieu-effecten van elektrische auto’s, maar durfde de vergelijking tussen elektrische en fossiele auto’s kennelijk niet aan. Zijn uitspraak dat elektrische auto’s het stroomnet opblazen onderbouwt hij in het geheel niet.

Stroomverbruik in ons land in afgelopen jaren niet snel toegenomen

Als je beweert “dat we met de subsidiëring van elektrische auto’s ons mooie stroomnet opblazen“, dan is het natuurlijk lekker om te beginnen met de stelling: “In de afgelopen jaren is het stroomverbruik in ons land snel toegenomen naar 120 miljard kWh”. Dat geeft alvast het gevoel van explosieve ontwikkelingen. Een snelle blik op de cijfers van het CBS laat echter zien dat het verbruik van elektriciteit de afgelopen jaren helemaal niet snel is toegenomen. In de periode 2000-2010 groeide het netto verbruik van elektriciteit gemiddeld met 1,1% per jaar. In de periode 2010-2019 was er zelfs zo goed als geen groei (gemiddeld 0,04% per jaar), zie de grafiek hieronder.

Over 5 jaar komt naar verwachting meer dan 50% van de elektriciteit uit hernieuwbaar

Berkhout legt uit dat in 2019 nog maar 13% van de elektriciteit in Nederland uit wind en zon kwam en de rest uit kolen, gas, biomassa en kernenergie. Dat klopt, maar hij vertelt er niet bij dat over 5 jaar naar verwachting al meer dan de helft van de Nederlandse elektriciteitsproductie uit hernieuwbare bronnen zal komen en in 2030 tweederde. Hij vertelt er ook niet bij dat elektriciteitsproductie met kolen afgebouwd wordt en vanaf 2030 verboden.

Berkhout lijkt te denken dat een elektrische auto op waterstof rijdt

Berkhout heeft in een column van Ronald Plasterk gelezen dat met waterstof 70% energie verloren gaat. Berkhout denkt kennelijk dat elektrische auto’s op waterstof rijden want hij schrijft vervolgens: “Met de waterstofhype als ‘oplossing’ blijft er van die 13% slechts 4% over. Waar zijn we mee bezig?”. Volgens mij is Berkhout bezig elektrische auto’s en auto’s op waterstof door elkaar te gooien.

Berkhout durft vergelijking tussen elektrische auto en dieselauto kennelijk niet aan

Na wat onsamenhangende uitspraken over de milieuprestatie van elektrische auto’s schrijft Berkhout: “De allernieuwste dieselauto blijkt superzuinig te zijn, emitteert nauwelijks nog stikstofoxiden (NOx) en stoot veel minder CO2 uit (TNO). Wist u dat zo’n schone auto even weinig CO2 uitstoot als een jogger (95gr/km)?“. Ik weet niet wat er klopt van deze uitspraak, maar hij lijkt me niet zo relevant als je probeert te onderbouwen dat elektrische auto’s een slecht idee zijn. De relevante vraag is dan hoe een elektrische auto scoort ten opzichte van een auto op fossiele brandstof. Die kwestie is al uitgebreid onderzocht en bij de huidige elektriciteitsmix in Nederland is de CO2-uitstoot van elektrische auto’s over de hele levenscyclus al aanzienlijk lager dan van auto’s op benzine en diesel. De ANWB schrijft daarover bijvoorbeeld: ‘de elektrische auto [heeft] onder de streep 35 tot 55 procent minder CO2-uitstoot dan een vergelijkbare benzineauto’ en: ‘Onder aan de streep heeft een elektrische auto een lagere fijnstofuitstoot: circa 25 tot 40 procent lager dan die van een benzine- of dieselauto’. Meer details in dit wetenschappelijk artikel van Auke Hoekstra. Hij reageerde op twitter ook op de opinie van Berkhout. Op deze website van ‘Transport&Environment’ kunt u zelf de CO2-uitstoot over de hele levenscyclus van elektrische auto’s vergelijken met auto’s met een verbrandingsmotor. De milieuprestatie van elektrische auto’s in Nederland wordt komende jaren nog veel beter door de snelle groei van het aandeel hernieuwbare elektriciteit.

Maar hoe gaan die elektrische auto’s het stroomnet nou opblazen?

Berkhout belooft in de inleiding van zijn opinie dat hij “zal uitleggen dat we met de subsidiëring van elektrische auto’s ons mooie stroomnet opblazen”. Hij legt daar echter niets over uit. Het enige dat hij over dit onderwerp schrijft is: “Er wordt al jaren door TENNET gewaarschuwd dat het bestaande stroomnet al die nieuwe functies niet meer aan kan. De overheid speelt met vuur, want stroomstoringen zijn een ramp voor elke moderne samenleving“. Ik werk nu een jaar of 20 in de energiesector, waarvan het laatste jaar bij TenneT (de beheerder van het landelijke elektriciteitsnetwerk). Ik kan me niet herinneren dat TenneT gezegd heeft dat elektrische auto’s het stroomnet opblazen. Als onderdeel van de energietransitie verandert er veel in de elektriciteitsvoorziening en zeker ook in het netwerk. Dat brengt flinke uitdagingen met zich mee, maar dat elektrische auto’s niet ingepast kunnen worden in het stroomnet heb ik TenneT nooit horen beweren.

Wat heeft TenneT bijvoorbeeld wel over dit onderwerp gezegd en geschreven:

• TenneT COO Ben Voorhorst in De Telegraaf van 18 juni 2019: Als zon en wind in 2030 70% van onze stroom opwekken dan is leveringszekerheid bijvoorbeeld een uitdaging bij ‘Elfstedentochtweer’ met weinig zon en wind. Er is meer flexibiliteit nodig in het systeem. “Een voorbeeld is het laden van de elektrische auto. Het is niet fijn als iedereen om zes uur thuiskomt en om acht uur de batterij vol wil hebben. Dat kan ook gespreid over de nacht. Dat hoef je niet zelf te regelen, dat kunnen jouw energieleverancier en autofabrikant. En als je echt om middernacht weg moet, druk je op een knop: nu laden.”
• In het recente rapport ‘Monitoring Leveringszekerheid 2019‘ is TenneT uitgegaan van een toename van elektrische auto’s van 150.000 nu naar 1.500.000 in 2030.
• TenneT werkt aan platform waarmee huishoudens en eigenaren van bijvoorbeeld elektrische voertuigen de flexibele capaciteit van hun auto’s en huisbatterijen op de energiemarkten kunnen aanbieden voor de stabilisatie van het elektriciteitssysteem.

Kortom, ik ben erg benieuwd waar Berkhout gelezen heeft dat TenneT denkt dat elektrische auto’s het stroomnet opblazen.

Gemakzuchtig

Tussendoor heeft Berkhout ook nog beweert dat we niet weten wat we met afgedankte batterijen moeten doen. Weet u wat ik gedaan heb? Ik heb even gegoogeld op “afgedankte accu’s auto”. Het was 1 minuut werk om te ontdekken dat ook deze uitspraak van Berkhout niet klopt. Dit schrijft de ANWB erover: “Wat gebeurt er met de accu van een elektrische auto als deze zoveel achteruit is gegaan dat de actieradius te klein is geworden? Belandt deze dan op de schroothoop? Nee! Als een accu na lange tijd niet meer bruikbaar is in een auto, dan is hij nog steeds goed genoeg voor een tweede leven. Pas daarna wordt hij gerecycled en wel zodanig dat bijna alle grondstoffen kunnen worden hergebruikt”. NRC Handelsblad schreef in 2017 al over de recycling. NH Nieuws en Trouw schreven over een ondernemer die accu’s uit elektrische auto’s een tweede leven geeft. Ik ontdekte ook dat er een wettelijk regeling is over de inzameling en recycling van accu’s. De recycling is zeker niet zonder problemen, maar schrijven dat we niet weten wat we ermee moeten doen is op zijn minst gemakzuchtig. En dat is mijn conclusie over het hele stuk van Berkhout: gemakzuchtig en niet onderbouwd.

Bouw grote nieuwe Britse kerncentrale Sizewell C kost €24 miljard en duurt 9 tot 12 jaar

In Nederland wordt veel gepraat over de bouw van nieuwe kerncentrales, maar er zijn geen concrete plannen. Daarom is het moeilijk om in te schatten wat het zou kosten en hoe lang het zou duren. Ik denk dat het om die reden nuttig is om de ontwikkelingen in onze buurlanden te volgen. Deze week maakte EDF bekend dat de bouw van een grote nieuwe kerncentrale in het Engelse Sizewell naar verwachting 20 miljard pond gaat kosten. Volgens de planning in de milieueffectrapportage zal de centrale niet eerder dan 2032 operationeel zijn. Dit voorbeeld laat zien dat nieuwe kerncentrales een bijdrage kunnen leveren aan het verminderen van de CO2-uitstoot, maar dat het geen makkelijke of snelle oplossing is. 

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

Nieuwe kerncentrale niet eerder dan 2032 operationeel

Deze week heeft EDF de documenten gepubliceerd voor de volgende stap in de vergunningverlening voor een nieuwe kerncentrale in het Engelse Sizewell. De centrale moet een kopie worden van de nieuwe kerncentrale die in aanbouw is in Hinkley Point en volgens de huidige planning in 2025 af zou moeten zijn. De centrale krijgt twee kernreactoren van het type EPR en totaal vermogen van 3340 MW.

De eerste inspraakronde voor deze nieuwe kerncentrale begon in 2012. Volgens EDF duurt de bouw 9 tot 12 jaar vanaf het moment dat alle noodzakelijke vergunningen verleend zijn. Volgens de samenvatting van de Milieueffectrapportage zou de eerste reactor 11 jaar na de definitieve investeringsbeslissing (FID) operationeel moeten zijn en de tweede reactor na 12 jaar, zie het schema hieronder.

Op dit moment is de definitieve investeringsbeslissing nog niet genomen. Het lijkt me dat de centrale dus niet eerder dan 2032 volledig operationeel zal zijn. In 2017 sprak de scheidend topman van EDF Energy de ambitie uit dat de nieuwe centrale in Sizewell in 2031 operationeel zou zijn. Voor zo ver ik weet heeft EDF nu geen jaartal genoemd.

Bouwkosten geraamd op 20 miljard pond

De Financial Times (betaalmuur) schreef deze week dat EDF (in dit document) de kosten van de nieuwe kerncentrale in Sizewell raamt op 20 miljard pond, omgerekend tegen de huidige wisselkoers ongeveer €24 miljard. Eerder stelde EDF de nieuwe kerncentrale in Sizewell met 20% lagere kosten te kunnen bouwen dan de nieuwe centrale in Hinkley Point omdat Sizewell C een kopie daarvan wordt. Op dat moment (in 2018) werden de bouwkosten van Hinkley Point C geraamd op bijna 20 miljard pond. In september 2019 meldde EDF dat de inschatting van de bouwkosten was opgelopen naar 21,5 tot 22,5 miljard pond, onder andere door tegenvallende bodemcondities. Dat maakt het vergelijken van de bouwkosten van de centrales lastig. Daarnaast meldt EDF dat in de kostenschatting voor Sizewell C de verwachte inflatie tijdens de bouwperiode is meegerekend terwijl de bouwkosten voor Hinkley Point C in ponden van 2015 wordt gerapporteerd. EDF stelt in het artikel in de Financial Times dat de bouwkosten van Sizewell C wel degelijk 20% lager zijn dan de huidige inschatting van de bouwkosten van Hinkley Point C als de inflatie verrekend wordt (een snelle berekening op de achterkant van een envelop lijkt te suggereren dat dat klopt).

Kostenreductie door vaker toepassen zelfde reactortype nog niet spectaculair

Het MIT concludeerde in 2018 in een uitgebreid rapport  dat kernenergie een belangrijke rol kan spelen bij het reduceren van de mondiale CO₂-uitstoot.  MIT stelde in het rapport dat nieuwe kerncentrales in de VS en West-Europa ’spectaculair gefaald’ zijn voor de test die MIT in het vorige rapport in 2009 formuleerde voor het op tijd en zonder grote kostenoverschrijdingen bouwen ervan (zie de grafiek hieronder uit het MIT-rapport). Volgens experts worden de hoge kosten onder andere veroorzaakt doordat in het Westen lange tijd geen nieuwe kerncentrales zijn gebouwd. Bovendien gaat het om nieuwe reactorontwerpen gaat die geplaagd worden door zogenaamde ‘First of a Kind’ problemen. MIT stelt dan ook dat de kosten van nieuwe kerncentrales in het Westen fors omlaag moeten om kernenergie een kosteneffectieve rol te laten spelen. Volgens MIT moet voor kostenreductie de focus niet liggen op het ontwerp van de reactor, maar vooral op de bouwmethode en op het verkorten van de bouwperiode. Standaardisatie van het ontwerp en dat vaak toepassen zou een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan lagere kosten. Dat EDF in Engeland nog een kerncentrale met EPR reactoren wil bouwen past in die filosofie. In China zijn inmiddels 2 reactoren van dit type in gebruik (Taishan 1 en 2) en in zowel Finland (Olkiluoto 3) als Frankrijk (Flamanville) zou op afzienbare termijn een centrale met EPR reactor in gebruik genomen moeten worden. De kernreactoren in Sizewell zouden respectievelijk de 7e en 8e van het type EPR worden. Voorlopig lijkt de kostenreductie door het vaker toepassen van hetzelfde reactortype nog niet spectaculair.

Verenigd Koninkrijk werkt aan nieuwe subsidiemodel voor kernenergie

Na het afsluiten van het contract voor Hinkley Point C ontstond in het Verenigd Koninkrijk een stevige discussie over de hoge kosten. De Britse overheid maakte duidelijk dat de kosten voor de volgende kerncentrales flink lager moeten. Daarnaast doet de Britse overheid onderzoek naar een nieuwe methode om nieuwe kerncentrales te financieren. Hinkley Point C wordt gesubsidieerd via een zogenaamd ‘contract-for-difference’ dat in het Verenigd Koninkrijk ook voor duurzame energie gebruikt wordt.  Daarbij krijgt de ontwikkelaar een vaste stroomprijs gegarandeerd. De overheid vergoed het verschil tussen die gegarandeerde stroomprijs en de daadwerkelijke marktprijs. Hinkley Point C krijgt van de overheid 35 jaar lang een gegarandeerde stroomprijs van omgerekend 11,8 eurocent voor elke geproduceerde kilowattuur elektriciteit, plus inflatiecorrectie. Dat is fors boven de huidige stroomprijs op de groothandelsmarkt. EDF verwacht dat de kerncentrale een levensduur 60 jaar zal hebben. Na afloop van het contract kan de centrale dan nog 25 jaar stroom leveren zonder subsidie. De Britse overheid is voor volgende kerncentrales niet bereid zulke hoge stroomprijzen te garanderen. Daarom overweegt de Britse overheid nu subsidiering van nieuwe kerncentrales via het zogenaamde ‘Regulated Asset Base model’. Daarbij zou de overheid vanaf de start van de bouw inkomsten garanderen voor de investeerders (dus al lang voordat er stroom wordt geleverd). Daardoor zijn de financiële risico’s voor investeerders minder groot en zijn de financieringskosten lager.  Het financiële risico van vertraging tijdens de bouw komt in dit model bij de overheid te liggen.

Wat kunnen we leren van deze plannen?

Als Sizewell C gebouwd wordt, dan is de nieuwe kerncentrale niet eerder dan 2032 volledig operationeel. Dat zou 20 jaar na de start van de eerste inspraakronde zijn. De vergunningverlening en uitwerken van het subsidiemodel kosten veel tijd en daarna zal de bouw volgens EDF 9 tot 12 jaar duren. Als we in Nederland een nieuwe kerncentrale van een vergelijkbaar type zouden willen realiseren, lijkt het logisch dat dat ook minstens 15 tot 20 jaar duurt vanaf het begin van het vergunningentraject.

De bouwkosten van een nieuwe kerncentrale zijn hoog. In het Verenigd Koninkrijk blijkt de bouw alleen mogelijk als de overheid bereid is voor een lange periode een hoge elektriciteitsprijs te garanderen of bereid is een aanzienlijk deel van de financiële risico’s op zich te nemen.

Wat mij betreft geen reden om niet naar kernenergie te kijken. Voor de benodigde reductie van de wereldwijde CO2-uitstoot moeten we zoveel mogelijk opties beschikbaar hebben. Maar dit voorbeeld laat wel zien dat het een illusie is om te denken dat nieuwe kerncentrales een makkelijke of snelle oplossing is.

IEA commentary on nuclear would benefit from a different graph

The International Energy Agency published a commentary on the difficult economic position of nuclear power. It includes a graph with the costs of different forms of power production. The graph uses outdated costs figures for offshore wind and solar PV, especially for a comparison with new nuclear power plants. I think the commentary would be stronger with a more realistic comparison or a different graph.

Yesterday, the International Energy Agency (IEA) published a commentary on the difficult economic position of nuclear power in the context of the Covid-19 crisis and the clean energy transition. As far as I can judge, the commentary gives a good summary of the status of nuclear power in the US and Europe. What surprised me was the graph which is included in the commentary (shown below).

Offshore wind farms in Europe have been auctioned at strike prices as low as $50/MWh

The costs for offshore wind shown in the graph look high and outdated for someone who has been involved in the developments in this sector in Europe. Offshore wind power has shown an impressive cost reduction in recent years. In the UK, the latest auction resulted in contracts for difference for offshore wind with strike prices as low as £39.65/MWh (approximately $50/MWh). In the Netherlands, two offshore wind farms have been auctioned without subsidy in 2018 and 2019. Recently, utility Vattenfall took the final investment decision for these 2 offshore wind farms which will have a joint capacity of 1500 MW and are scheduled to be fully operational in 2023.

Offshore wind LCOE $175/MWh in the IEA graph

Against this background, I was surprised to see a tweet from IEA director Fatih Birol which included this graph with the levelized cost of energy (LCOE) for offshore wind standing out  at $175/MWh. I therefore thought it was time to have a closer look at the data in the graph and compare them with other LCOE estimates.

Global weighted average offshore wind power LCOE was $115/MWh in 2019

A recent report by the International Renewable Energy Agency (IRENA) analysed the costs of renewable power generation. The graph below shows how the global weighted average LCOE of offshore wind declined from $161/MWh in 2010 to $115/MWh in 2019 according to the IRENA analysis. This data is for the year of commissioning. For the coming years, IRENA has calculated that the global weighted average auction price (note that this is not the same as a LCOE) is $82/MWh for projects which have been auctioned and will become operational by 2023.

IEA report on offshore wind shows same declining cost trend

IEA published a report on offshore wind power in November 2019. This report shows an overview of the LCOE of offshore wind and strike prices in Europe which shows the same trend as the IRENA data, see below.

The US is not the most logical reference for offshore wind LCOE in 2018

So why does the IEA graph in the nuclear commentary show a LCOE of $175/MWh for offshore wind? I think part of the answer is in the title of the graph which explains that it shows the LCOE by technology for the United States in 2018. In 2018, the US had 29 MW of offshore wind energy installed, compared to 4833 MW in Asia and 18766 MW in Europe, according to IRENA capacity statistics. With one small offshore wind project operational in 2018, the US does not make a very logical reference for the LCOE of offshore wind in that year. This will change since offshore wind is currently developing rapidly in the US.

Is the 2018 offshore wind LCOE a suitable reference for new nuclear power plants?

Another question with regard to the IEA graph could be whether the LCOE of renewable energy sources in 2018 is the most suitable reference for new nuclear power plants. For life time extension of existing nuclear power plants, one could argue that the current cost of renewables is a suitable reference. For new nuclear power plants however, I would say that given the long lead time, the costs of renewable energy technology will have developed further before the new plants becomes operational.

The IEA commentary includes a link to the report ‘Nuclear Power in a Clean Energy System‘ which IEA published in May 2019. It is interesting that in this report the LCOE of new nuclear power plants is compared to other technologies for 2040, as is shown in the graph below. For the US, the report shows an offshore wind power LCOE of $110/MWh for 2040 and $90/MWh for Europe.

Interesting to note that the IEA report on offshore wind which was published half a year later already showed significantly lower LCOEs for 2040:  $80/MWh for the US and $70/MWh for Europe. Both reports used a weighted average cost of capital of 8%.

Is LCOE of $100/MWh for solar pv not on the high side as well?

When I looked at the IEA graph in the commentary in more detail, I started wondering about the LCOE for solar pv as well. The graph shows a LCOE for solar pv of $100/MWh. This seems high for utility-scale pv. IRENA reports a LCOE of $68/MWh for utility-scale pv in the US in 2019. Lazard gives a range of $32-42/MWh for thin film utility-scale solar pv in the US. One might of course argue that the cost for residential and commercial sector solar pv are much higher (IRENA gives a range of $112-171/MWh depending on location). I would however say that utility-scale pv is the most relevant comparison for nuclear power plants.

Conclusion

I would say that the graph which is included in the IEA commentary raises more questions than it answers. As you can see, it distracted me from the real issue of the commentary. I would say the commentary would be stronger with a different graph.

 

Hoeveel CO2 kost al dat materiaal van een windpark op zee eigenlijk?

Voor de bouw van een windpark op zee is veel materiaal nodig. Vooral veel staal. De vraag is hoeveel CO2 er vrijkomt bij de productie van al die materialen. En of dat opweegt tegen de elektriciteitsproductie van het windpark. Over de hele levenscyclus van windenergie op zee -dus inclusief de productie van alle materialen- is de uitstoot van broeikasgassen ongeveer 10 gram CO2-equivalent per geproduceerde kilowattuur (kWh) elektriciteit. Dat is veel lager dan voor kolenstroom (ca. 1000 gram CO2/kWh) of elektriciteit uit aardgas (ca. 450 gram CO2/kWh). Over de hele levenscyclus gerekend is de CO2-uitstoot van stroom uit een windturbine dus ongeveer 100 keer lager dan van stroom uit een kolencentrale. De CO2-uitstoot voor de bouw van een windpark op zee is daardoor in minder dan een jaar tijd ‘terugverdiend’.

Binnenkant van de stalen fundering voor een offshore windturbine (foto: Ørsted)

Alle onderdelen van windpark op zee meegenomen

Er worden al jarenlang uitgebreide levenscyclusanalyses gemaakt van alle vormen van elektriciteitsproductie. Daarbij wordt de belasting van het milieu in detail berekend ‘van de wieg tot het graf’. Voor een windpark op zee worden daarbij alle onderdelen meegenomen, zie de figuur hieronder. Het gaat natuurlijk om de windturbines en de funderingen, maar ook om de kabels naar het transformatorstation op zee, het transformatorstation op zee, de kabels naar de kust en het transformatorstation op land.

Onderdelen van windpark op zee die worden meegenomen in levenscyclusanalyse en hun bijdrage aan de totale uitstoot van broeikasgassen over de levensduur (bron: SiemensGamesa)

 

Voor elk onderdeel van het windpark wordt berekend welke materialen ervoor gebruikt worden en hoe die materialen geproduceerd of gewonnen worden. Ook de bouw en het onderhoud van het windpark wordt meegenomen in de berekeningen. Net als de ontmanteling van het windpark aan het eind van de levensduur.

Belangrijkste bijdrage aan CO2-voetafdruk komt van de materiaalproductie

In de figuur hierboven is te zien dat de grootste bijdrage aan de uitstoot van broeikasgassen komt van de funderingen (37% in een studie van SiemensGamesa voor een windpark op zee met turbines van 8 MW) en de masten (17%) van de windturbines. Die onderdelen zijn van staal en bij de productie van staal komt veel CO2 vrij.

De grafiek hieronder laat zien dat de uitstoot van broeikasgassen voor een windpark op zee vooral veroorzaakt wordt door de productie van de gebruikte materialen. De bijdrage van de productie van de onderdelen van het windpark, van de installatie en van het beheer en onderhoud van het windpark is veel kleiner. De ontmanteling van het windpark levert een CO2-besparing op doordat veel van de materialen hergebruikt kunnen worden en daarmee de productie van nieuwe materialen uitsparen.

Bijdrage per levensfase aan de totale uitstoot van broeikasgassen over de levensduur van een windpark op zee met turbines van 8 MW (bron: SiemensGamesa)

In de volgende grafiek is te zien wat de bijdrage van de verschillende materialen is aan de uitstoot van broeikasgassen. Zoals gezegd is staal verreweg de belangrijkste.

Bijdrage van verschillende materialen aan de uitstoot van broeikasgassen over de levensduur van een windpark op zee (bron: SiemensGamesa)

Totale CO2-voetafdruk van windenergie op zee

Uiteraard is de CO2-voetafdruk per geproduceerde kilowattuur elektriciteit voor windenergie op zee afhankelijk van een aantal factoren zoals:

• Diepte van de zee (hoe dieper, hoe meer staal nodig is voor de funderingen)
• Het type fundering (voor een funderingspaal ofwel ‘monopile’ is minder staal nodig dan voor een ‘jacket’). Nederlandse windturbines op zee worden tot nu toe allemaal geïnstalleerd op monopiles.
• Afstand tot de kust (hoe verder, hoe langer de kabels)
• De grootte van de windturbines (hoe groter, hoe meer elektriciteitsproductie)
• Windsnelheid (hoe harder het gemiddeld waait, hoe meer elektriciteitsproductie)

De totale uitstoot van broeikasgassen voor windenergie op zee met funderingen op monopiles ligt volgens verschillende levenscyclusanalyses tussen de 6 en 14 gram CO2-equivalent per geproduceerde kilowattuur elektriciteit. Verschillende studies laten zien dat de CO2-voetafdruk lager is voor grotere turbines. Dat komt doordat de elektriciteitsproductie van grotere windturbines meer toeneemt dan het materiaalgebruik.

• Analyse door Amerikaanse onderzoeksinstituut NREL in 2012 van een groot aantal levenscyclusanalyses gaf een mediane CO2-voetafdruk van 14 gram CO2-equivalent per kWh voor windenergie op zee. De offshore windturbines waren destijds nog aanzienlijk kleiner (vermogen van 1 tot 3 MW) dan nu.
• Deze Deense website laat op een kaart de berekende CO2-voetafdruk zien van alle windturbines die er in 2016 in Denemarken stonden. Voor de offshore windturbines die er toen in Denemarken stonden komt de wetenschappelijke analyse uit op een gemiddelde CO2-voetafdruk van 13,6 gram CO2-equivalent per kWh. Ook hier gaat om offshore windturbines van de vorige generatie (met een vermogen van 1 tot 3,6 MW per stuk).
• Een wetenschappelijk artikel van Bonou et al. uit 2016 kwam voor een offshore windturbine van 4 MW op 11 gram CO2-equivalent per kWh geproduceerde elektriciteit en voor een offshore windturbine van 6 MW op 8 gram CO2-equivalent per kWh.
• SiemensGamesa berekende in de eerder genoemde studie voor een windpark op zee met turbines van 8 MW een CO2-voetafdruk van 6 gram CO2-equivalent per kWh.

Toegift voor de liefhebber

De Deense studie laat zien dat de CO2-voetafdruk van windenergie in Denemarken sinds 1980 sterk gedaald is doordat windturbines groter werden en de capaciteitsfactor hoger, zie de grafiek hieronder.

Gaat er 11,4 miljard euro subsidie naar bijstoken van biomassa in kolencentrales?

Korte antwoord: nee.

In de Telegraaf schreef oud-minister Ronald Plasterk deze week “Wij besteden als land 11,4 miljard euro subsidie aan het ombouwen van kolencentrales naar centrales voor biomassa. Dat is gemiddeld 671 euro per persoon.”

Dat getal klopt niet. Plasterk zit er minimaal een factor 3 naast. De maximale subsidie voor de bij- en meestook van biomassa in kolencentrales is namelijk niet 11,4 miljard euro zoals Plasterk schrijft, maar maximaal 3,5 miljard euro. Zie onderstaande tabel uit deze brief (pdf) van minister Wiebes aan de Tweede Kamer.

De bedragen in de tabel zijn de maximale uitgaven over de looptijd van de subsidie. In het geval van bij- en meestook van biomassa is dat 8 jaar. De totale waarde van de subsidiebeschikking is het maximale bedrag als de stroomprijs gedurende hele looptijd op laagste niveau ligt. De minister schrijft in de genoemde brief dat er uitgegaan kan worden dat de daadwerkelijk uitgaven circa 2/3 van het maximum zal zijn.

U kunt in de tabel ook zien dat de totale waarde van subsidiebeschikkingen voor allerlei soorten biomassa veel hoger is dan de 3,5 miljard euro voor bij- en meestook in kolencentrales. Plasterk heeft het in zijn column echter nadrukkelijk over kolencentrales.

Om nog wat preciezer te zijn: de subsidie is niet voor de ombouw van kolencentrales, maar voor het produceren van elektriciteit door het bij- of meestoken van biomassa. Het is dus niet een bedrag dat in een keer wordt uitbetaald, maar gedurende de looptijd van de subsidie en afhankelijk van de hoeveelheid geproduceerde elektriciteit en de elektriciteitsprijs.

U kunt zeggen dat het niet om het bedrag gaat, maar om de vraag of we subsidie moeten verstrekken aan het bij- en meestoken van biomassa in kolencentrales. Dat kan. Ik vind op mijn beurt dat een columnist die het totale subsidiebedrag centraal zet in zijn column, de moeite moet nemen om even het goede getal op te zoeken. Zeker als het een oud-minister is.

Nee, twee moderne kerncentrales produceren niet evenveel stroom als minimaal 3500 windturbines

Geert-Jan de Haas schreef vrijdag in Trouw dat kernenergie moet worden meegenomen als optie voor CO2-reductie. Dat lijkt me terecht gezien de grote uitdaging waar we met de energietransitie voor staat. De vergelijking met windenergie in tweede deel van het artikel van de Haas klopt echter niet. Twee moderne kerncentrales vervangen niet minimaal 3500 windmolens zoals hij stelt. Als de kerncentrales functioneren als regelbaar vermogen om variaties in aanbod van duurzame bronnen op te vangen zoals de Haas voorstelt, dan is de stroomproductie eerder vergelijkbaar met 370 windturbines op zee.

In zijn stuk stelt de Haas: ‘Het is een feit dat je met twee moderne kerncentrales minimaal 3500 windturbines kunt vervangen.’ Ik neem aan dat hij daarmee bedoelt dat twee moderne kerncentrales net zoveel elektriciteit produceren als 3500 windturbines. De Haas heeft het in het artikel nadrukkelijk over windenergie op land en op zee. Het getal klopt niet voor moderne windturbines op land en al helemaal niet voor moderne windturbines op zee.

Windturbines op zee hebben tegenwoordig een vermogen in de orde van 10 MW

Het windpark Borssele 1&2 dat op dit moment gebouwd wordt, krijgt 94 windturbines van 8 MW. De eersten daarvan leveren al stroom. De 77 windturbines in het naastgelegen park Borssele 3&4 hebben elk een vermogen van 9,5 MW. Het Belgische windpark Northwester met dezelfde turbines van 9,5 MW draait al. En het volgende Nederlandse windpark Hollandse Kust Zuid krijgt 140 windturbines van 11 MW. Het prototype van de windturbine van 11 MW draait al in Denemarken.

Nieuwe windparken in de Noordzee halen een capaciteitsfactor van 45-50%

Dat blijkt bijvoorbeeld uit de Klimaat- en Energieverkenning 2019, het persbericht van de bouwers van windpark op zee Borssele 3&4 (47% volgens de gegevens in het persbericht) en van marktleider Ørsted die het windpark Borssele 1+2 bouwt (48% voor een portfolio van nieuwe Europese windparken op zee). Het blijkt ook uit de recente ervaringen in Denemarken en het Verenigd Koninkrijk. Ik reken hieronder met 47,5%.

De jaarlijkse stroomproductie van een windturbine van 10 MW op de Noordzee is ongeveer 42.000 megawattuur (=10 MW*47,5%*8760 uur/jaar).

Moderne kerncentrale heeft een vermogen in de orde van 1600 MW

Bij moderne kerncentrales is in Europa het reactortype EPR het meest relevant. De EPR heeft een vermogen van 1600 MW. Op dit moment worden nieuwe kerncentrales met een EPR reactor gebouwd in Frankrijk (1650 MW), Finland (1600 MW) en Engeland (2×1600 MW). Als we ervan uitgaan dat er twee kerncentrales van 1600 MW op basislast draaien en een capaciteitsfactor van 95% halen, dan produceren ze per jaar ongeveer 27 miljoen megawattuur (=2*1600 MW*95%*8760 uur/jaar).

Ofwel: twee moderne kerncentrales produceren als basislast per jaar evenveel elektriciteit als 640 moderne windturbines op de Noordzee.

De Haas stelt in zijn artikel voor om de nieuwe kerncentrales in te zetten als regelbaar vermogen om variaties in het aanbod van duurzame bronnen op te vangen. Daar is volgens mij minder ervaring mee dan kerncentrales als basislast, maar ik neem aan dat het technisch kan.

Wat betreft de jaarlijkse stroomproductie ziet het plaatje er voor een nieuwe kerncentrale als regelbaar vermogen heel anders uit dan als basislast. Met de grote hoeveelheid wind- en zonne-energie die er in Nederland gepland is, zal de capaciteitsfactor van een nieuwe kerncentrale in 2030  waarschijnlijk niet hoger liggen dan 55%. De kerncentrale draait dan namelijk alleen als het niet waait én de zon niet schijnt. Als regelbaar vermogen zoals de Haas voorstelt, produceren twee nieuwe kerncentrales dan in de orde van 15 miljoen megawattuur elektriciteit per jaar (=2*1600 MW*55%*8760 uur/jaar).

Ofwel: als twee moderne kerncentrales van 1600 MW functioneren als regelbaar vermogen om variaties in het aanbod van duurzame bronnen op te vangen, dan produceren ze per jaar evenveel elektriciteit als 370 moderne windturbines op de Noordzee. 

 

Naschrift 1: offshore windturbines worden waarschijnlijk nog fors groter

Overigens zullen nieuwe kerncentrales er in Nederland hoogstwaarschijnlijk niet voor 2030 staan en dan zijn offshore windturbines waarschijnlijk al weer (fors) groter dan 10 MW. Op de Maasvlakte staat een prototype van 12 MW turbine van GE en SiemensGamesa kondigde deze week 14 MW turbine aan met het prototype gepland voor 2021 om vervolgens vanaf 2024 commercieel leverbaar te zijn. De eerste (voorwaardelijke) contracten voor levering van deze 14 MW windturbine voor een windpark van 2640 MW in de VS en een 300 MW windpark in Taiwan zijn al gesloten.

Naschrift 2: is 1600 MW vermogen een redelijke aanname voor een ‘moderne kerncentrale’?

Op twitter kreeg als reactie op dit sommetje het commentaar dat 2 ‘moderne kerncentrales’ meer vermogen kunnen leveren dan de 3200 MW waar ik mee rekende. Op zich geen geen gekke opmerking, want er bestaan in de wereld kerncentrales met veel meer vermogen (doordat ze meerdere reactoren hebben). Ik ben daarom nog even gaan zoeken. In de ‘Roadmap Kernenergie voor onze toekomst’ van Nucleair Nederland (waar ook NRG bij aangesloten is) wordt gesproken over de bouw van ‘twee of drie moderne lichtwaterreactoren van de derde generatie met een totale productiecapaciteit van 3000 MWe’. De nucleaire brancheorganisatie rekent met nieuwe kerncentrales met een capaciteit van 1000-1500 MW per stuk. Mijn aanname van 1600 MW was dus niet zo gek.

 

Column Ronald Plasterk: mooi verhaal over Scheveningse vissers en veel onzin over windenergie op zee

Ronald Plasterk schreef gisteren in zijn column in De Telegraaf (betaalmuur) een mooi verhaal over Scheveningse vissers en een boel onzin over windenergie op zee. Hieronder een aantal uitspraken over windenergie op zee uit de column (in cursief) en daaronder wat ik van dat onderwerp weet. In algemene zin kan ik de website windopzee.nl van de Rijksoverheid aanraden voor feitelijke informatie over windenergie op zee in Nederland. Ik heb hieronder een aantal illustraties van die website gebruikt.

‘een heel slecht idee is het vol zetten van de Noordzee met windmolens.’
=>Bij de huidige plannen voor 2030 beslaan windparken op zee dan 2,8% van het Nederlandse deel van de Noordzee. Op die 2,8% van het Nederlandse deel van de Noordzee leveren windparken op zee in 2030 naar verwachting circa. 35% van de totale elektriciteitsproductie in Nederland.

Er wordt ook al nagedacht over het klimaat- en energiebeleid voor ná 2030 en het lijkt erop dat de rol van windenergie op zee na 2030 mogelijk nog groter wordt. Het Planbureau van de Leefomgeving heeft scenario’s gemaakt voor windenergie op zee tot 2050. In die 4 scenario’s varieert de hoeveelheid windenergie op zee in 2050 van 12 GW tot 60 GW. Bij 60 GW zal het totale oppervlak circa 6.600 km2 beslaan. Dat is ca. 12 procent van het Nederlandse deel van de Noordzee. Dat betekent niet dat de hele Noordzee vol staat, maar het is wel een groot oppervlakte. Er wordt daarom gewerkt aan het mogelijk maken van andere activiteiten binnen de windparken op zee (zogenaamd ‘medegebruik‘). Windturbines op zee komen steeds verder uit elkaar te staan omdat ze groter worden en voldoende afstand van elkaar moeten hebben om voldoende wind te ‘vangen’. De huidige windturbines staan ongeveer 1 km uit elkaar en er is daardoor veel ruimte tussen de windturbines die in principe voor andere activiteiten gebruikt kan worden.

 

 ‘Daar komt bij dat die windmolens niet het eeuwige leven hebben’

=>Dat klopt (zoals eigenlijk niets het eeuwige leven heeft…). De huidige windparken op zee worden ontworpen voor een levensduur van 25 jaar. Wellicht doelt Plasterk op het verhaal dat windturbines op zee niet lang meegaan en de productie snel daalt door slijtage. Dat is niet het geval, zie deze blog die ik eerder schreef. Sterker nog, windturbines op zee gaan zo lang mee, dat de Minister heeft voorgesteld om de wet zo te wijzigen dat het mogelijk wordt de vergunningen voor windparken op zee met 10 jaar te verlengen.

‘…,dat het energie kost om ze [windturbines] te maken’
=>Ja, het produceren van windturbines kost energie. Over de hele levenscyclus is de hoeveelheid fossiele energie die nodig is echter vele malen kleiner dan voor fossiele elektriciteit. Zie onderstaande grafiek gebaseerd op dit wetenschappelijke artikel. Misschien nog relevanter: het fossiele energiegebruik en de uitstoot van broeikasgassen van windenergie is over hele levenscyclus net zo hoog (of eigenlijk: laag) als van kernenergie waar Plasterk vorige week voor pleitte. Zie de figuur hieronder.

‘en op den duur [de windturbines] weer netjes te slopen’
=>Zeker, het is belangrijk dat installaties aan het eind van hun levensduur netjes worden opgeruimd. De eigenaar van een windpark op zee moet daarom al bij de bouw een bankgarantie stellen voor de ontmanteling aan het einde van de levensduur (zie bijvoorbeeld voorschrift 7 in het kavelbesluit voor het windpark Hollandse Kust (noord)). De materialen in windturbines kunnen aan het einde van hun levensduur voor 85% tot 90% worden hergebruikt. Windturbinebladen (de wieken) vormen nog wel een specifieke uitdaging. Gelukkig wordt ook daarvoor aan verschillende oplossingen gewerkt, waaronder deze.

‘en dat het duur is om de bron van stroom in open zee te hebben staan.’
=>Klopt, aansluiten op het stroomnetwerk is duurder voor windturbines op zee dan voor installaties op land. Daar staat tegenover dat windturbines er meer stroom produceren omdat het er harder waait.

‘Kortom, op zich al genoeg redenen om subsidies en steun voor windenergie te stoppen.’
=>Er is geen subsidie meer voor windparken op zee. De windparken Hollandse Kust 1 t/m 4 worden door Vattenfall gebouwd en geëxploiteerd zonder subsidie. En vorige week bleek dat meerdere partijen bereid zijn het windpark Hollandse Kust (noord) te bouwen en exploiteren zonder subsidie. De aanleg van het netwerk op zee is wel te zien als steun (of zo u wil: subsidie) voor windparken op zee. Zie de grafiek hieronder uit een rapport van de Algemene Rekenkamer.

Plasterk citeert beroepsvissers: ‘Het is onmogelijk te vissen tussen de windmolens’
=>Dat klopt. Binnen windparken is bodemberoerende visserij verboden . Het verlies van visgronden door de aanleg van windparken is daarom reëel en hoe daarmee omgegaan moet worden is dan ook een van de belangrijke punten in het Noordzeeakkoord.

Voor meer informatie over de visie van de visserijsector op windparken op zee, zie bijvoorbeeld hier op de website van brancheorganisatie VisNed. En hier voor cijfers over de visserij van de universiteit Wageningen, waaruit ik dit citaat overneem over de stand van zaken in de sector: ‘Ingrijpende ontwikkelingen in de nabije toekomst zorgen voor veel onzekerheid in de visserijsector. Vissers maken zich op voor een storm aan beperkende maatregelen zoals de naderende Brexit, verbod op de pulsvisserij, aanlandplicht, natuurgebieden en aanleg van windmolenparken.’

‘het is treurig dat er bij de overhaaste plannen voor groene energie zo weinig is stilgestaan bij de gevolgen van windmolens op zee’
=>Uhm, ‘overhaast’ en ‘zo weinig stilgestaan bij de gevolgen’?? Nee en Nee. Heeft u even?

‘Overhaaste plannen’

=>Eerst ‘overhaast’. In 1997 start het denken over een offshore windpark in Nederland met een haalbaarheidsstudie. De locatie is door middel van een milieueffectrapportage (LocatieMER) geselecteerd en in een Planologische Kernbeslissing (PKB) ruimtelijk vastgelegd. In het voorjaar van 2002 is NoordzeeWind (Shell+Nuon) geselecteerd als winnende partij voor dit demonstratiewindpark Egmond aan Zee (OWEZ). Het windpark is in 2007 geopend. Het eerste windpark op zee in Nederland. Omdat het een demonstratieproject is, wordt er een uitgebreid onderzoeksprogramma gekoppeld aan dit windpark. Naar alle denkbare effecten wordt onderzoek gedaan en gepubliceerd in tientallen rapporten. Niet echt ‘overhaast’ dus, de start van windenergie op zee in Nederland, met een demonstratieproject met een uitgebreid monitorings- en onderzoeksprogramma. Voor de liefhebbers: hier een wetenschappelijk artikel met samenvatting resultaten van het ecologische onderzoek bij OWEZ.

Dan de besluitvorming over de windparken op zee die nu gepland zijn. Die besluitvorming begon al in 2009 (!).

• In 2009 wees de Rijksoverheid de gebieden ‘Borssele’ en ‘IJmuiden Ver’ aan voor windenergie op zee. Daarbij werd ook samenhang met ander gebruik van de zee in kaart gebracht, inclusief visserij.
• Het Kabinet Rutte-2 (waarin Plasterk minister van BZK was) stelde in het Regeerakkoord in 2012 een ambitieus doel voor 16% duurzame energie in 2020 en kondigde aan dat windenergie op zee daarin een rol zou spelen.
• In 2013 werd het Energieakkoord gesloten met daarin doel van 3450 MW extra windenergie op zee in 2023.
• In 2014/2016 werden de gebieden ‘Hollandse Kust’ en ‘Ten noorden van de Waddeneilanden’ aangewezen voor windenergie op zee.

De aanwijzing van gebieden voor windenergie op zee gebeurt in zogenaamde ‘nationale waterplannen’. Die volgen de procedure van een rijksstructuurvisie. Ik zou dat haast het tegendeel van ‘overhaast’ willen noemen met een duur van 2,5-3 jaar. Ik denk dat het beeld over de manier waarop de plannen voor windenergie op zee tot stand kwamen inmiddels wel duidelijk is (en dit is eerlijk gezegd niet meer dan een bloemlezing).

Misschien nog dit: pas na het succes van de eerste tenders voor werd besloten een nieuwe doelstelling voor wind op zee t/m 2030 te formuleren. In de Kamerbrief daarover uit 2018 ook aandacht v/d belangenafweging t.o.v. andere functies, waaronder visserij.

‘zo weinig stilgestaan bij de gevolgen’
1) Zoals gezegd werd het eerste windpark op zee in NL gebouwd in 2006 (OWEZ) en was er een uitgebreid onderzoeksprogramma naar de (ecologische) effecten aan gekoppeld .

2) De aanwijzingen van gebieden voor windenergie op zee gebeurt zoals gezegd met zware procedure van een ‘rijksstructuurvisie’. Zie hier bijvoorbeeld de stapel onderzoeken en documenten die de Tweede Kamer kreeg bij de ‘Rijksstructuurvisie Windenergie op zee’ in 2014. Onderdeel van onderzoek voor een rijksstructuurvisie is een uitgebreide milieueffectrapportage (plan-MER). Voor aanwijzing gebied ‘Hollandse Kust’ voor windenergie 204 pagina’s over de gevolgen van windparken op zee aldaar

3) Elk windpark op zee krijgt zijn eigen ‘kavelbesluit’ waarin alle voorschriften staan waaraan moet worden voldaan. Onderdeel van de procedure daarvoor is een milieu-effectrapportage en mogelijkheid voor belanghebbenden om een ‘zienswijze’ in te dienen De milieueffectrapportage voor windpark Borssele 1&2 (het park dat ik het beste ken) is inclusief bijlages 1117 (!) pagina’s. Ik vind dat eerlijk gezegd eerder teveel dan te weinig.

4) Er loopt een het meerjarige ecologisch onderzoeksprogramma naar de gevolgen van windenergie op zee: het Windenergie Op Zee Ecologisch Programma (Wozep).

Tot slot

Afsluitend: de bouw van windparken op zee is ingrijpend voor vissers want die gebieden worden gesloten voor bodemberoerende visserij. Ik zou zeggen dat een columnist daar uitstekend aandacht aan kan geven zonder zulke onzin te verkondigen over windenergie op zee.

Met wachten op thorium gaan we de benodigde CO2-reductie niet halen

Ronald Plasterk schreef vandaag in zijn column in de Telegraaf (betaalmuur) dat een ‘volledig nieuw klimaatplan’ nodig is. Het goede nieuws vind ik dat Plasterk overtuigd is van de noodzaak om de CO2-uitstoot te beperken. Sommige columnisten willen daar -zonder enige kennis van zaken- nog wel eens twijfel over zaaien.

Minder duidelijk is hoe Plasterk de noodzakelijke CO2-reductie zou willen realiseren. Hij wijst in deze column namelijk een heleboel opties af: elektrische auto’s, windmolens op zee, biomassa, zonneparken op zee en ‘Nederland van het gas afbrengen’. Plasterk heeft namelijk de nieuwe film van Michael Moore gezien en ziet daarin zijn afkeer van deze opties bevestigd.

Alle energiebronnen hebben nadelen, zo ook wind- en zonne-energie. Als we echter opties aan de kant zetten zodra er iemand een slechte ‘shock documentary’ over maakt, dan houden we niks over. Er is geen panacee om de CO2-uitstoot voldoende te reduceren om klimaatverandering binnen de perken te houden. Windenergie is geen panacee, zonne-energie niet, biomassa niet, ondergrondse CO2-opslag niet en ook kernenergie waar Plasterk een lans voor breekt niet. We zullen een combinatie van maatregelen nodig hebben.

Het IPCC analyseerde de mondiale scenario’s (‘pathways’ noemen ze het mooi in het Engels) waarmee de wereldwijde temperatuurstijging onder de 1,5 graden kan blijven. Hieronder is de mondiale energiemix aangegeven voor de vier ‘illustratieve scenario’s’ (met de poëtische aanduidingen S1, S2, S5 en LED). U ziet dat in al deze vier scenario’s zowel windenergie (lichtblauw), zonne-energie (geel), biomassa (groen) als kernenergie (rood) een rol spelen. 

Als we zoals Plasterk voorstelt windenergie, zonne-energie en biomassa bij het grofvuil zetten, dan wordt het heel moeilijk om de klimaatdoelen te halen.

Omgekeerd is het in mijn ogen ook onverstandig om kernenergie af te schrijven als optie. Ik ben het dan ook eens met Plasterk dat het verstandig is om te blijven kijken naar de ontwikkelingen op het gebied van kernenergie. Plasterk stelt niet te begrijpen waarom in de huidige klimaatplannen kernenergie geen dragende technologie is. Ik denk eerlijk gezegd dat dat vrij eenvoudig is: het huidige klimaatplan is vooral gericht op het bereiken van CO2-reductie in 2030. Het duurt in het Westen meer dan 10 jaar om een nieuwe kerncentrale te bouwen en een nieuwe kerncentrale kan daardoor geen bijdrage leveren aan de Nederlandse doelstelling voor 2030.

Plasterk pleit voor een nieuwe generatie kerncentrales en noemt daarbij thoriumreactoren. Die technologie heeft de belofte om op een aantal belangrijke punten beter kunnen scoren dan de huidige kerncentrales. De verwachting van experts is echter dat een dergelijke thoriumcentrale met een gesmoltenzoutreactor niet eerder dan 2050 beschikbaar zal zijn om commercieel energie te leveren. Ik vind dan ook dat Plasterk zich er in deze column te makkelijk van afmaakt. Want als we moeten wachten op een nieuwe technologie die hopelijk rond 2050 beschikbaar komt, dan weten we één ding zeker en dat is dat we dan de benodigde CO2-reductie niet halen.

PS als er iets in de buurt komt van een panacee, of in ieder geval een cruciale factor voor mondiale CO2-reductie, dan is het energie efficiency.

Ik zocht de feiten bij de film ‘Planet of the Humans’ van Jeff Gibbs/Michael Moore en gooide halverwege mijn laptop in de tuin

Deze blog is een bewerking van het twitterdraadje dat ik maakte terwijl ik de film ‘Planet of the Humans’ keek. Ik heb hier en daar wat informatie toegevoegd op basis van alle reacties op twitter (waarvoor veel dank!) en ik heb de screenshots verwijderd.

Een grijze dag in de mei-vakantie. In het kader van #blijfthuis keek ik de film ‘Planet of the Humans’ van Jeff Gibbs (executive producer: Michael Moore). Ik maakte een twitterdraadje van de dingen die me opvielen bij het kijken. De film staat gratis op youtube. Vooraf: ik heb niet geprobeerd een samenvatting van de hele film te maken. Ik twitterde de dingen die me opvielen en dat zijn vooral de dingen waar ik zelf verstand van heb (of redelijk makkelijk kon opzoeken).

De film laat een elektrische auto van 10 jaar oud zien
In het begin van de film gaat het over de introductie van de elektrische auto Chevy Volt kort na de financiële crisis. Dat is dus alweer even geleden, want de ontwikkeling van elektrische auto’s en duurzame energietechnologie is afgelopen jaren snel gegaan. De film meldt niet van wanneer deze beelden zijn. Op youtube vond ik dit filmpje van hetzelfde evenement (Kristin Zimmermann van GM heeft dezelfde kleding aan en de Chevy Volt heeft hetzelfde kenteken). Het filmpje is in september 2010 op internet gezet. Dat is relevant omdat de ontwikkeling van elektrische auto’s in de afgelopen 10 jaar snel gegaan is. Het is een beetje alsof je een film maakt over computers of mobiele telefoons en de modellen van 10 jaar geleden laat zien.

In de film vertelt iemand van het lokale energiebedrijf dat het 95% van de stroom uit kolen haalt. Het blijkt een fragment uit 2010 en de elektriciteitsproductie van het bedrijf ziet er inmiddels nogal anders uit. Eind 2020 sluit het bedrijf zijn laatste kolencentrale
De interviewer (Jeff Gibbs) vraagt waar de stroom vandaan komt waar de Chevy Volt mee opgeladen wordt. Een vertegenwoordiger van het lokale energiebedrijf in Lansing (Michigan) zegt dat ongeveer 95% van de stroom daar uit kolen komt. Dat hij dat in 2010 zei en niet nu, is relevant. Inmiddels heeft het lokale energiebedrijf (Lansing Board of Water & Light) namelijk besloten haar laatste kolencentrale te sluiten. Het bedrijf zegt dat het vervangen zal worden door elektriciteit uit gas en duurzame energie. De laatste kolencentrale (Eckert Power Station) van Lansing Board of Water & Light (LBWL) gaat volgens de website eind 2020 dicht. Dat in de film een fragment zit waarin gezegd wordt dat in Lansing ca. 95% v/d stroom uit kolen komt, is dus op zijn minst achterhaald.

De film vertelt over zonnepanelen met een efficiency van minder dan 8% terwijl 15-20% tegenwoordig gangbaar is.
Vervolgens brengt Jeff Gibbs een bezoek aan een zonneparkje van LBWL. Iemand van het bedrijf vertelt dat de efficiency van de (flexibele?) zonnecellen minder dan 8% is. Het eerste wat ik denk is: “8%, hoe kan dat nou??”. Dan realiseer ik me dat deze beelden waarschijnlijk ook van rond 2010 zijn. De efficiency van zonnepanelen heeft zich afgelopen jaren snel ontwikkeld. De efficiency van gangbare zonnepanelen ligt nu rond 15-20%. De efficiency van de zonnepanelen die sinds 2014 bij ons thuis op het dak liggen is 15%. De grafiek van Fraunhofer ISE (‘Duitse TNO’) hieronder laat zien hoe de gemiddelde efficiency van zonnepanelen zich ontwikkeld heeft. Zoals iemand op twitter terecht opmerkte was een efficiency van 8% in 2010 ook al erg laag.

Nee, elektriciteitscentrales hoeven niet altijd te draaien om de variaties van windenergie op te vangen
Verderop in de film zegt iemand dat centrales altijd moeten draaien om variaties in productie van windenergie op te vangen en de CO2-uitstoot daardoor groter wordt. Dat is niet het geval, zie deze blog die ik eerder schreef.

Nee, de CO2-winst van windenergie wordt niet teniet gedaan door lager rendement van conventionele centrales die moeten op- en afregelen
In deze blog ging ik eerder in op het broodje aap dat alle CO2-winst van windenergie teniet wordt gedaan doordat het rendement van conventionele centrales daardoor lager wordt. Ja, het rendement van conventionele centrales wordt lager als ze moeten op- en afregelen, maar het effect daarvan is vele malen kleiner dan de CO2-winst van windenergie.

De film suggereert dat de levensduur van zonnepanelen slechts 10 jaar is. In werkelijkheid geven fabrikanten opbrengstgaranties voor 25 jaar
In de film beweert iemand dat sommige zonnepanelen ontworpen worden voor een levensduur van slechts 10 jaar. Dit wordt niet tegengesproken. In werkelijkheid geven de meeste fabrikanten van zonnepanelen opbrengstgaranties voor 25 jaar. Dit overzichtsartikel uit 2012 van studies naar de prestaties van zonnepanelen in verloop van hun levensduur laat zien dat hun prestatie gemiddeld met 0,8% per jaar ‘degradeert’. De verwachting is dat zonnepanelen ook na 25 jaar nog prima functioneren.
Naar aanleiding van vragen op twitter: 0,8% degradatie betekent dat het vermogen van een zonnepaneel met 0,8% per jaar afneemt. Na 25 jaar is er dan nog 82% van het oorspronkelijke vermogen over.

De Ivanpah zonnecentrale die uitgebreid besproken wordt in de film, is gebaseerd op een andere technologie (CSP) dan overgrote deel (ca. 99%) van de zonne-energie in de wereld (pv-panelen)
Vervolgens gaan we op stap naar de Ivanpah zonne-energie-installatie in Californië. Dit is een zogenaamde ‘Concentrated Solar Plant’ (CSP). Dit exemplaar gebruikt ’s ochtends kennelijk aardgas om op te starten. Volgens wikipedia klopt dat inderdaad. Dat verbaasde me eerlijk gezegd wel (de vraag daarbij is natuurlijk vervolgens hoeveel gas er gebruikt wordt in verhouding tot de totale elektriciteitsproductie van de installatie, maar het gaat me nu te ver om dat uit te gaan zoeken).
De film presenteert deze CSP installatie als de ‘nieuwe technologie’ en als achtergrond voor betoog over milieuscore van zonne-energie. De film vermeldt niet dat de opening van de installatie in 2014 was, dus niet echt de nieuwste techniek. De film vermeldt ook niet dat er wereldwijd circa 6 gigawatt aan ‘concentrated solar power‘ (CSP) staat, terwijl PV (‘zonnepanelen’) met ca. 580 gigawatt de dominante techniek is. Het verhaal over Ivanpah is dus niet erg representatief voor zonne-energie.

Nee, wind- en zonne-parken zijn geen gascentrales zoals de film lijkt te suggereren
De film bouwt voort op de suggestie dat alle zonne-energie-installaties voorzien zijn van gasturbines met een fragment waarin Robert F. Kennedy Jr. lijkt te zeggen dat wind- en zonneparken eigenlijk gascentrales zijn. Lastig te beoordelen wat hij precies zegt, want er is in het fragment geknipt. De film lijkt hiermee te suggereren dat wind- en zonneparken zijn voorzien van gasturbines. Ik u kan verzekeren dat zonnepanelen (PV) noch windturbines een gasturbine bevatten (windturbines hebben wel net als gasturbines een generator -een grote ‘dynamo’- maar dat is echt iets anders).

Nee, de productie van zonne-energie-installaties kost niet meer energie dan ze opleveren
Ozzie Zehner stelt in de film dat het produceren van zonne-energie-installaties meer energie kost dan ze opleveren en dat je de fossiele brandstof die ervoor nodig is beter direct kan verbranden. Zucht….
Dit zijn de feiten: Zonnepanelen verdienen de energie die nodig was voor de productie in 1 tot 4 jaar terug (o.a. afhankelijk van het type en de locatie). Over de hele levenscyclus is de CO2-uitstoot van elektriciteit uit zonnepanelen veel lager (ca. 50 gram CO2 per geproduceerde kilowattuur elektriciteit) dan van stroom uit fossiele brandstoffen (ca. 1000 gram/kWh voor kolen en ca. 450 gram/kWh voor aardgas). Uitgebreide achtergrond hiervan met verwijzing naar de relevante wetenschappelijke artikelen in deze blog die ik eerder schreef onder de titel ‘Draaien zonnepanelen op kolen‘.

Ja, ook voor windturbines zijn grondstoffen nodig. De film gaat echter niet in op de relevante vraag: hoeveel grondstoffen zijn er nodig en hoe verhoudt dat zich tot fossiele energie
In discussies over windenergie komt regelmatig de vraag naar voren hoeveel CO2 er wel niet uitgestoten wordt bij de productie van windmolens. De film suggereert dat er geen aandacht is voor het gebruik van grondstoffen voor hernieuwbare energie installaties. In werkelijkheid is er een hele tak van wetenschap die dit nauwgezet in kaart brengt met behulp van zogenaamde levenscyclusanalyse. Er is inderdaad flink wat staal nodig voor een moderne windturbine. En bij de productie van staal komt CO2 vrij. Daar staat tegenover dat een windturbine geen brandstof nodig heeft om stroom te produceren. Over de hele levenscyclus van een windturbine wordt er per geproduceerde kilowattuur (kWh) elektriciteit circa 10 gram CO2 uitgestoten. Dat is veel lager dan voor kolenstroom (ca. 1000 gram CO2/kWh) of elektriciteit uit aardgas (ca. 450 gram CO2/kWh). Over de hele levenscyclus gerekend is de CO2-uitstoot van stroom uit een windturbine dus ongeveer 100 keer lager dan van stroom uit een kolencentrale. Het hele verhaal in de blog die ik hier eerder over schreef.

Ja, SF6 is een sterk broeikgas. De film vergeet echter steeds de cruciale vraag te stellen: hoeveel of hoe weinig van die (grond)stof wordt er gebruikt? 

In de film komen in rap tempo grondstoffen, chemische formules en filmpjes over de winning van die grondstoffen voorbij. Indrukwekkend, maar eigenlijk zegt het niks. Ik laat dat zien aan de hand van een voorbeeld dat bij mij bleef hangen: SF6. Daarbij staat in de film kort in beeld: ‘23.000 keer erger dan CO2’.  Dat klinkt natuurlijk heel ernstig.

In de film wordt echter bij geen enkele (grond)stof de cruciale vraag gesteld: hoeveel wordt daarvan gebruikt voor windturbines en zonnepanelen? Of in het geval van SF6: hoe weinig?  In levenscyclusanalyses van windturbines wordt de mogelijke lekkage van SF₆ netjes meegenomen. De uitstoot van SF₆ per kilowattuur elektriciteit uit windenergie is extreem laag.  De uitstoot van broeikasgassen (inclusief de lekkage van SF₆) van windenergie over de hele levenscyclus is ongeveer 100x lager dan van elektriciteit uit kolen en ongeveer 50x lager dan van elektriciteit uit aardgas. Dat is geïllustreerd in de grafiek hieronder, waarbij in rood te zien is hoe groot (of eigenlijk: hoe klein) de bijdrage van SF6 is (de grootste bijdrage is CO2 dat vrijkomt bij de productie van staal voor de windturbines en funderingen). Geen reden om het gebruik van SF6 te bagatelliseren overigens. Het laat wel zien hoe belangrijk de vraag is hoeveel er van een (grond)stof gebruikt wordt.

De film laat mensen zien die vertellen hoe hoog het aandeel hernieuwbare elektriciteit in Duitsland is en vergelijkt dat vervolgens met cijfers voor het totale energieverbruik (niet alleen elektriciteit, maar ook al het verbruik van brandstoffen)
De film laat verschillende clips zien van mensen die vertellen hoe groot het aandeel hernieuwbaar is in de elektriciteitsvoorziening in Duitsland. De film laat vervolgens een grafiek zien van het aandeel van wind (3,1%) en zon (1,5%) in het Duitse energieverbruik. Die cijfers heb ik niet gecontroleerd, maar mag ik zeggen dat ik het een goedkope truc vind elektriciteit en energie te verwisselen? Hier een grafiek van het aandeel hernieuwbaar in de Duitse elektriciteitsproductie volgens Fraunhofer ISE: 46% in 2019

En voor iedereen die wil weten of dat allemaal biomassa is hieronder de verdeling van de hernieuwbare elektriciteitsproductie in zon (geel), wind (lichtgroen), biomassa (helder groen) en waterkracht (blauw). Het overgrote deel komt dus uit windenergie.

De film beweert dat de CO2-uitstoot nauwelijks daalt als er meer hernieuwbare elektriciteit komt. Onder andere Duitsland en Denemarken laten zien dat dat niet klopt
In de film zit ook de uitspraak dat het gebruik van fossiele brandstoffen en de CO2-uitstoot niet verminderd als er meer hernieuwbare elektriciteit komt. In deze grafiek kunt u zien hoe de CO2-uitstoot van de Duitse stroomproductie afgelopen jaren daalde

En ja, de CO2-uitstoot van de Duitse elektriciteitsproductie was nog sneller gedaald als de Duitsers niet besloten zouden hebben alle kerncentrales te sluiten.

Ook in Denemarken is afgelopen jaren stevig ingezet op hernieuwbare energie. De totale CO2-uitstoot in het land is afgelopen jaren snel gedaald (voor de duidelijkheid: dit gaat dus niet alleen om de elektriciteitsproductie, maar om de totale CO2-uitstoot van Denemarken). De sterke daling van het gebruik van steenkool speelde daarbij een belangrijke rol. Uiteraard spelen bij de daling van de CO2-uitstoot ook andere factoren mee dan de sterke groei van hernieuwbare energie in Denemarken.

Nee, Duitsland heeft geen LNG-terminal gebouwd en de beelden die de film daarbij laat zien zijn niet van een haven in Duitsland, maar van Dörtyol in Turkije…
Terug naar de film: Ozzie Zehner vertelt dat Duitsland net een grote terminal heeft gebouwd voor de import van aardgas uit de VS. We zien beelden van een vloeibaar aardgas (LNG) tanker in een haven. Ik denk: “Hè, er is toch geen LNG terminal in Duitsland? Of inmiddels wel?” . Ik kan me herinneren dat brancheorganisatie @GIEBrussels van de bedrijven in de gasinfrastructuur een mooie kaart bijhoudt waarop alle LNG terminals in Europa staan. En inderdaad: er is geen LNG terminal in Duitsland. Er zijn wel plannen. Maar welke haven zien we dan op de beelden, zo vroeg ik op twitter. De volgende ochtend bleek de kracht van twitter: verschillende mensen hadden weten te halen dat de haven op de beelden in de film niet in Duitsland ligt, maar in…. Turkije, Dörtyol om precies te zijn. Het filmpje met de beelden v/d LNG tanker blijkt op Youtube te staan. En er staat keurig bij dat het Dörtyol, Turkije is. Bij het maken van de film heeft er iemand niet opgelet, gedacht dat Turkije in Duitsland ligt of een loopje genomen met de feiten.

Laptop in de tuin en pizza’s halen
Ik was inmiddels halverwege de film en ik moet zeggen dat ik de film behoorlijk zat was. Zo’n beetje elke uitspraak die me verbaasde, bleek bij enig nazoekwerk niet te kloppen. De film is wat mij betreft de benaming ‘documentaire’ niet waard, zoveel geweld worden de feiten aangedaan. Het kostte veel tijd om al die punten na te zoeken en te proberen het begrijpelijk op twitter te zetten. Vrij naar Arend Jan Boekestijn gooide ik daarom mijn laptop de tuin in en ging pizza’s op te halen om te vieren dat zoon (19) zijn BSA (=bindend studieadvies) van eerste jaar natuurkunde gehaald heeft.

Toegift: de beelden van de Amerikaanse wind- en zonne-energie projecten die in beeld komen blijken nogal gedateerd en suggestief
Hier een blog van iemand die de Amerikaanse wind- en zonne-energie projecten die in de film voorkomen goed kent en uitlegt hoe weinig er klopt van wat er over verteld wordt in de film.

Conclusie: jammer dat de film zo slecht is want ook over duurzame energie zijn kritische vragen te stellen
Ik vind het niveau van ‘Planet of the Humans’ bedroevend. Ik ben dan ook niet verder gekomen dan de eerste helft van de film. Er zijn daarin zoveel grotere en kleinere dingen die niet kloppen dat voor mij elk idee van een groter verhaal verloren gaat. Dat is jammer, want ook over duurzame energie zijn de nodige vragen te stellen. Duurzame energie is niet heilig en elke vorm van energie heeft nadelen. Goed om daar debat over te voeren. Maar een documentaire die op zóveel punten feitelijk de plank mis slaat, voegt niks toe aan het debat.