De Energietransitie, waar willen we naartoe met wind en zon? Cijfers die nooit genoemd worden.

De Energietransitie, waar willen we naartoe met wind en zon? Cijfers die nooit genoemd worden.

Maandag 22 mei 2017

Gastbijdrage van A. Noniem

Er wordt veel over gesproken en heftig gediscussieerd: “De Energietransitie”, het over gaan naar een volledig duurzaam energiegebruik, CO2 neutraal. We moeten “van ’t gas los”, “elektrificeren”. Auto’s rijdend op fossiele brandstoffen mogen vanaf 2025 niet meer verkocht worden. Hoewel dit alles nog niet volledig vast ligt en besloten is hoe en of dit uitgevoerd gaat worden, zijn er toch een aantal die dit het liefst bij wet vast willen leggen. Dit terwijl de exacte route nog onbekend is en de technieken hiervoor nog lang niet toereikend zijn om dit ook daadwerkelijk te bereiken.

Ik maak vaak mee dat mensen roepen dat het met de huidige middelen en technieken goed te realiseren is en dat we als mensheid zo slim zijn dat we voor de obstakels die er nog zijn oplossingen vinden en creëren.

Om niet ook gewoon als tegenactie te roepen dat het niet kan zonder onderbouwing ben ik aan de hand van de praktijk gaan bekijken waar we het nu daadwerkelijk over hebben. Wat hebben we nu echt nodig om de windturbines en zonnepanelen als een echte vervanging te kunnen zien voor de conventionele elektriciteitscentrales? Hoe realistisch is het en is het haalbaar? Hoeveel opslag hebben we nu echt nodig, want hoe je het ook wendt of keert, zolang die er niet is zul je niet zonder de conventionele centrales kunnen.

Veel gehoorde kreten, noem het reclameslogans, zijn:

“Om onze doelstellingen te realiseren moeten we nu handelen en extra windturbines en zonneparken bouwen”

“Deze windturbines leveren energie voor X-aantal huishoudens!”

“Met een Smart Grid kunnen we ons energiegebruik goed afstemmen aan de fluctuaties van het energieaanbod (wind en zon)”

“We kunnen de accu’s van elektrische auto’s gebruiken om energie in op te slaan bij overschotten en te gebruiken bij tekorten”

“Het waait altijd wel ergens en wanneer het niet waait schijnt de zon”

Wat erg jammer is, is dat er bijna geen echte discussie meer mogelijk is met de voorstanders voor vergroening en wanneer je kritisch bent en je vraagtekens zet bij het huidige beleid ben je per definitie al veroordeeld voor milieucrimineel. Laatst kwam ik een mooie tekst tegen die pijnlijk waar is.

“Laten we het demoniserende denken vermijden waarbij iedereen die vragen durft te stellen bij de kosten of richting van de klimaattransitie, verdacht is en iedereen die ‘groen’ voorstaat, het morele gelijk aan zijn zijde heeft.” – Louise O. Fresco

Of je de problematiek van de hogere CO2 concentratie in de atmosfeer nu onderschrijft of niet, de trein naar een CO2 –arme productie dendert hard door en wordt een dure reis zonder eindbestemming. Het grote discussiepunt is voornamelijk de route naar het eindpunt en de hindernissen die hiervoor gepasseerd moeten worden. Wanneer er getwijfeld wordt aan de ingeslagen route, die we nu nog kunnen aanpassen, is het meestal direct einde discussie. De bedragen die we de komende decennia gaan uitgeven zijn astronomisch en hierdoor eveneens de belangen die er spelen, met andere woorden; er wordt grof geld verdiend aan deze overgang naar DUUR-zaam. De burger gaat dit allemaal betalen, maar deze krijgt niet een eerlijk verhaal en wordt vaak vals voorgelicht door feitelijke onwaarheden zoals de quotes hierboven, vooral omdat deze quotes uitgesproken worden door politici, hoogleraren die vaak in een andere discipline afgestudeerd zijn en BN’ers die een groot bereik hebben, maar alleen de hiervoor genoemden napraten.

Wat bijvoorbeeld misleidend is voor de meeste burgers is als er gezegd wordt dat een bepaald windturbinepark energie opwekt voor 100.000 huishoudens. Wanneer er met de gemiddelde opbrengst en het gemiddelde verbruik gerekend wordt zal dit de werkelijkheid redelijk benaderen. Wat niet iedereen zal weten, is dat wanneer het waait met windkracht 8 er energie wordt opgewekt voor ongeveer 400.000 huishoudens en als het nagenoeg niet waait er energie wordt opgewekt voor 0 huishoudens. De benodigde energie komt dan gewoon uit de conventionele centrales, zolang er geen grootschalige energieopslag is kunnen we niet zonder conventionele centrales. Dit wordt verderop duidelijk geïllustreerd.

Ook de stelling dat het overal wel ergens waait en daar de energie geproduceerd wordt zal vaak waar zijn, maar net zo vaak ook niet. Ook dit zal aan de hand van een aantal voorbeelden duidelijk worden.

Het idee dat we de accu’s van elektrische auto’s kunnen gebruiken om de fluctuaties in de opbrengst van de wind- en zonne-energie op te vangen is totaal onhaalbaar en onrealistisch. Het gebruik van opslag cq. back-up capaciteit in de vorm van batterijen om wind- en zonloze dagen te compenseren is sowieso een utopie, volledig onhaalbaar. Ook dit zal aangetoond worden.

Het totale energieverbruik in Nederland in 2015

Om te kijken of de huidig route die we momenteel zijn ingeslagen haalbaar is en of er op deze manier niet belastinggeld gebruikt wordt zonder enig zicht op resultaat, volgt hier eerst een globaal overzicht van het energieverbruik van Nederland. Op deze manier is alles wat beter in perspectief te plaatsen. Er wordt hier gebruik gemaakt van de gegevens van 2015. Hiervoor is gekozen omdat de meeste gegevens beschikbaar zijn wat niet het geval is/was voor 2016. Wanneer er geen behoefte is voor een globaal overzicht kan dit overgeslagen worden.

Het energiegebruik in Nederland in 2015 was bruto 3.094 PJ  (1). Bij het omzetten van de energie is er 760 PJ gebruikt wat het netto energieverbruik op 2.334 PJ brengt [1]. Wanneer we ook het niet-energetisch gebruik van 542 PJ hiervan afhalen blijft er een netto energieverbruik over van 1.792 PJ. Bij niet-energetisch gebruik wordt de energiedrager gebruikt als grondstof. Voorbeelden zijn het gebruik van olie als grondstof voor plastic of aardgas voor kunstmest.

[1] 1 PJ (Peta Joule) is 1.000.000.000.000.000 Joule en 1 W (watt) = 1 J/sec

De totale hoeveelheid energie die in het systeem is gegaan en gebruikt is om energieproducten van te maken, zoals het gebruik van steenkool, gas en biomassa voor de productie van elektriciteit, maar ook ruwe aardolie waarvan weer diverse aardolieproducten van zijn gemaakt. Schematisch is de verdeling in figuur 1 zichtbaar gemaakt.

Figuur 1 – Inzet energie voor omzetting in PJ.

Wanneer we wat verder inzoomen op de hoeveelheid energie die we in de elektriciteitsproductie stoppen zien we in figuur 2 het volgende.

Figuur 2 – Inzet energie voor elektriciteitsproductie

Hier zagen we de hoeveelheid energie die in het systeem gebruikt is om elektriciteit en warmte te produceren. Wanneer we weer verder inzoomen naar wat we er voor terug krijgen aan elektriciteit zien we het volgende in figuur 3. Het lijkt dat we een hoop verliezen bij de productie, maar hier is puur gekeken naar de elektriciteit, terwijl er eveneens een hoop warmte geproduceerd wordt. In totaal werd er ook 192 PJ (1) aan warmte geproduceerd. Deze warmte is in de vorm van stoom voor diverse processen in de (petro)chemie industrie en/of in de vorm van warmwater voor bijv. stadsverwarming.

Figuur 3 – Totale elektriciteitsproductie, zonder warmte.

Om alles in perspectief te zetten is het wellicht goed om te weten dat we voor vervoer ongeveer dezelfde hoeveelheid aan energie verbruiken als we aan elektriciteit verbruiken. Goed is om in gedachte te houden dat er geopperd wordt dat er geen auto’s die rijden op fossiele brandstoffen verkocht zouden mogen worden vanaf 2025. Hierdoor zal het elektriciteitsverbruik drastisch toenemen.

Figuur 4 – Energieverbruik voertuigen

We hebben nu een beeld van de energiehuishouding van Nederland.

Opgesteld vermogen van wind- en zonne-energie

In Nederland hadden we in 2015 het volgende aan wind- en zonne-energie opgesteld staan:

  • windvermogen 3.391 MW (1)
  • zonvermogen 1.515 MW (1)

De totaal opgewekte hoeveelheid energie in 2015

  • windenergieproductie 24,9 PJ (6.917 GWh)
  • Zonnenergieproductie 4,04 PJ (1.122 GWh)

Wanneer we gaan kijken hoeveel deze productiemiddelen gemiddeld hebben geproduceerd moeten we de hoeveelheid delen door het aantal uur in het jaar, want GWh betekend een 1 Gigawatt voor 1 uur lang (1 Gigawatt = 1.000 Megawatt = 1.000.000 Kilowatt)

Voor wind zien we het volgende:

6.917 GWh / (365*24) = 0,790 GW = 790MW

We zien hier dus dat er met een opgesteld vermogen van 3.391 MW slechts 790 MW gebruikt wordt. De capaciteitsfactor is hier dus 790 MW / 3.391 MW =0,23. Dit is dus de nuttig gebruikte capaciteit van het geïnstalleerd vermogen, het vermogen van een 1 grote kolen- of gascentrale.

Voor zon zien we het volgende:

1.122 GWh / (365*24) = 0,128 GW = 128MW

We zien hier dus dat er met een opgesteld vermogen van 1.515 MW slechts 128 MW gebruikt wordt. De capaciteitsfactor is hier dus 128 MW / 1.515 MW =0,08. Ook hier komt naar voren dat van het nominale vermogen maar 8% nuttig gebruikt wordt. Dit is komt overeen met het vermogen van een 1 kleine gascentrale.

Gezamenlijk komt dit op een vermogen van 918 MW.

Aangezien de uur-gegevens van de wind- en zonneproductie van Nederland niet voorhanden zijn, is voor de berekening gebruik gemaakt van de beschikbare gegevens van Duitsland. In Duitsland is dit bij de vier verschillende netbeheerders (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) te downloaden. Deze gegevens zijn de actuele productiewaarden van de windenergie en van de zonne-energie van 2015 in een resolutie van 15 minuten. Deze zijn vervolgens herleid naar het opgestelde vermogen van Nederland in 2015. Om het wat werkbaarder te houden zijn deze 15 minuten teruggebracht naar uurwaarden.

Om een idee te geven wat er in Duitsland in 2015 aan vermogen opgesteld stond aan wind- en zonne-energie (9):

  • Windvermogen 44.947 MW
  • Zonne-energie 39.763 MW

Op de volgende grafieken (figuur 5 en 6) is de productie van de wind- en zonne-energieproductie te zien. De volgende grafiek (figuur 7) geeft de gezamenlijke productie van wind- en zonne-energie weer. Een kanttekening moet hier gemaakt worden dat er nu aangenomen is dat de wind in Nederland gelijk was aan de wind in Duitsland en dat de zon in Duitsland gelijk was aan die in Nederland. Uiteraard is dat niet het geval, maar zoals gezegd zijn de exacte waarden voor Nederland niet beschikbaar en door de gegevens van Duitsland te schalen naar de Nederlandse omvang is geprobeerd om een realistische benadering te maken.

Figuur 5 – Herleid windenergieproductie Nederland 2015, 790 MW gemiddeld vermogen.

Figuur 6 – Herleid zonne-energieproductie Nederland 2015, 128 MW gemiddeld vermogen.

Figuur 7 – Herleid wind- en zonne-energieproductie gezamenlijk 2015, 918 MW gemiddeld vermogen

Voor de wind en zon kunnen we een duration curve (figuur 8) maken om op deze manier te kunnen bepalen wat de zekere capaciteit is, hier smokkelen we al, want in principe kunnen we bij zonne-energie niet spreken van een zekere levering, want die is er gewoonweg niet. In de nacht is er geen zonne-energie aanwezig. Bij een duration curve sorteren we de opbrengst van hoog naar laag. Vervolgens bepalen we wat de minimale productie was gedurende 99% van de tijd. Hier kunnen we dan stellen dat we 99% van de tijd zeker kunnen beschikken over 83 MW, zouden we de zon niet meerekenen is de zekere levering 53 MW. NB: 99% is erg laag aangezien dat betekent dat dit dus 1% van het jaar niet beschikbaar zou zijn en dat is toch al weer ruim 3,65 dagen dat het niet beschikbaar is!

Figuur 8 – Durationcurve wind- en zonne-energie samen 2015

U leest het goed, 83 MW is de gestelde zekere minimale productie van een opgesteld vermogen van 4.906 MW! NB. De maximale productie van wind- en zonne-energie in 2015 was 3.281 MW[b]. Voor het ontbrekende vermogen van 4.906 MW – 83 MW = 4.823 MW, want het kan uiteraard ook wel eens niet waaien zoals in de grafieken naar voren komt, moet resterende opwekkingscapaciteit achter de hand gehouden worden.

[b] Dit is gebaseerd op de herleide gegevens van Duitsland. Wanneer we de daadwerkelijke gegevens van Nederland zouden gebruiken kan dit uiteraard anders uitkomen. De gemiddelde opbrengst en de capaciteitsfactor zijn echter wel gebaseerd op de Nederlands cijfers.

Opslag voor wind- en zonne-energie

Wat we nu duidelijk hebben gesteld is dat de gezamenlijke gemiddelde capaciteit hebben van 918 MW van een opgesteld vermogen van 4.906 MW! Ter vergelijking, deze 918 MW is ongeveer gelijk aan een van de grootste kolencentrales van Nederland, 1.070 MW. Het grote verschil hierin is dat deze 1.070 MW beschikbaar is wanneer je het nodig hebt, dit in tegenstelling tot de 918 MW duurzaam opgewekte wind- en zonne-energie. Deze levert veel meer of juist nagenoeg niets. De centrale is vraag gestuurd, de wind- en zonne-energie is productie gestuurd. Het is dus nodig om de pieken op te slaan voor de perioden dat de wind/zon niet levert om deze 918 MW ook daadwerkelijk als zodanig te kunnen gebruiken.

Om in perspectief te zetten waarover we het hebben nemen we een volstrekt absurd idee, we maken van het IJsselmeer een energiebuffer. Het IJsselmeer heeft een oppervlakte van 1.100 KM2 en hier bouwen we een dijk omheen en dit gebruiken we als energiebuffer. Dit principe is uiteraard niet nieuw, want in landen met hoogteverschil wordt dit al lang gebruikt. Wanneer er een overschot aan energie is wordt het water in het bassin gepompt en bij een tekort aan energie stroomt het water via turbines uit het bassin. Om nogmaals te verduidelijken over welke afmeting we het hebben is hieronder nog de kaart van Nederland weergegeven met in het groen het IJsselmeer.

Figuur 9 – Overzicht van Nederland met IJsselmeer (bron: Google Maps)

Wanneer we hiervan dus daadwerkelijk een energiebuffer zouden maken zien we het volgende.

Figuur 10 – IJsselmeer als energiebuffer

Hier zien we dat we beginnen met 25 m in de gecreëerde energiebuffer en het niveau eerst oploopt tot net onder de 30 m door het hoge windaandeel in januari. Hierna zien we het niveau steeds verder aflopen door de lagere wind- en zonne-energie productie. In de herfst zien we dat er weer een veel groter aanbod van de windenergie is waardoor we weer energie kunnen opslaan om vervolgens op het oude niveau uit te komen.

Wat we hier zojuist hebben gezien, is dat we dus van het IJsselmeer een energiebuffer moeten maken met een dam van 30 meter hoog! Hiervoor hebben we dan echt 918 MW productievermogen gekregen die we dan ook als zodanig kunnen rekenen. Met deze opslag is 1 grote elektriciteitscentrale van 918 MW daadwerkelijk vervangen. NB. Bij de berekening is uitgegaan van een ideale energieomzetting, dus zonder verliezen.

Wat zo’n opslag zou gaan kosten is mij niet bekend en of dit technisch mogelijk zou zijn, misschien wel. In 1981 is al eens zo’n soort plan uitgewerkt door ir. J.W. Lievense. Het idee was destijds dat het markermeer gebruikt zou worden met een ringdijk van 12 meter hoog.

De kans dat we dit daadwerkelijk zouden gaan uitvoeren, lijkt mij zeer klein ook vanwege de gevolgen van een eventuele dijkdoorbraak.

Om toch de energie op te slaan en de fluctuaties op te kunnen vangen is er vervolgens gekeken naar batterijen. Wellicht is dit een wat realistischere oplossing. Hoeveel batterijen hebben we nodig om de windturbines en zonnepanelen die in 2015 opgesteld stonden, daadwerkelijk als vervanging van conventionele productie te kunnen zien? Hierbij is uitgegaan van de beschikbare accu van Tesla voor thuisgebruik, de Tesla Powerwall. Deze heeft een opslagcapaciteit van 14 KWh en kost op het moment van schrijven € 6.300,- excl. de ondersteunde hardware en installatiekosten (10).

Figuur 11 – Tesla Powerwall als energiebuffer

Net zoals bij de opslag van de energie in het IJsselmeer wordt het overschot aan wind- en zonne-energieproductie opgeslagen in de accupakketten en wanneer er minder wind- en zonne-energie beschikbaar is worden de accu’s ontladen en wordt de energie hieruit gebruikt. Er is vervolgens gerekend dat er zo min mogelijk accu’s nodig zijn, dat de accu’s dus daadwerkelijk geheel leeg zijn. Daarna is gekeken wat de maximale capaciteit moet zijn om alle energie in op te slaan. Hieruit komt naar voren dat de maximale capaciteit 1.069.062 MWh (1.069.062.000 KWh) moet zijn om het gehele jaar gemiddeld 918 MW te kunnen leveren. Dat zijn 1.069.062.000 KWh / 14KWh = 76.361.572 Tesla Powerwalls. Dit kost ongeveer € 481 miljard!

Ook heeft Tesla grotere systemen die geschaald kunnen worden. Op de website van Tesla staan een aantal casestudy’s van een aantal gerealiseerde projecten (11). De grootste was 20 MW power met 80 MWh opslagcapaciteit. Kosten staan daar niet vermeld, maar duidelijk is wel dat deze systemen niet bedoeld zijn om langdurige periodes te kunnen overbruggen zoals hier in Nederland het geval is. Ook is er in Feldheim (D) een accu geplaatst van 10 MWh capaciteit en een vermogen van 10 MW. De prijs hiervoor was € 10 miljoen. Dit is echter per KWh nog duurder dan de Tesla Powerwall.

Wat we hier zien is dat het gebruik van accu’s bijna net zo onrealistisch, zo niet, onrealistischer is, als de te creëren energiebuffer in het IJsselmeer. En ook hier is geen rekening gehouden met verliezen, dus in werkelijkheid zou de gemiddelde productie op minder dan 918 MW uitkomen aangezien het laad/ontlaadcyclusrendement 80 a 85% is.

We hebben nu dus gezien hoe groot de opslagcapaciteit moet zijn om 1 grote centrale te kunnen vervangen, om nog geen 10% van onze gemiddelde energievraag van 2015 te kunnen dekken. Maar hoe ziet het er dan uit wanneer we dit opschalen naar een volledige energieopwekking van wind- en zonne-energie. Dus volledig zonder de conventionele kolen- en gascentrales en alle elektrische energie die we verbruiken opwekken met wind en zon. Wat zouden we dan nodig hebben, over welke proporties hebben we het dan? Hoe realistisch is dit?

Een Nederland totaal voorzien met wind- en zonne-energie

De berekening die we hiervoor hebben gemaakt maken we nu nog een keer, maar nu gaan we juist bekijken wat we nodig zouden hebben om Nederland volledig te dekken zonder conventionele elektriciteitscentrales, dus volledig CO2-vrij. Ook hier is het jaar 2015 als uitgangspunt gebruikt, ook hier omdat hier alle gegevens voor beschikbaar zijn.

Hieronder een grafiek (figuur 12) van het jaarprofiel van het elektriciteitsverbruik van Nederland (12). In de grafiek eronder (figuur 13) is voor de duidelijkheid een tijdschaal van 14 dagen gekozen, hier is het dag en nacht profiel goed en duidelijk te zien.

Figuur 12 – Elektriciteitsverbruik van Nederland 2015

Figuur 13 – Typisch profiel van het dag/nacht elektriciteitsverbruik in Nederland. Tijdsperiode 2 weken.

Het gemiddelde elektriciteitsverbruik voor geheel 2015 in Nederland was 12.928 MW.

Wanneer we nu vervolgens de elektriciteitsvraag zetten tegen een gecreëerde wind- en zonne-energie productie. Kunnen we zien wat er in de praktijk nodig is om volledig duurzaam op te wekken in periode met en zonder wind en zon. De wind- en zonne-energieproductiegegevens zijn wederom afkomstig vanuit Duitsland en zijn herleid naar de Nederlandse benodigde hoeveelheid om Nederland te kunnen voorzien van volledig CO2-vrij opgewekte elektriciteit.

Wat wellicht grappig of interessant is om te weten is dat de benodigde hoeveelheid opgesteld vermogen aan wind- en zonne-energie nagenoeg gelijk is aan het opgestelde vermogen aan wind- en zonne-energie in Duitsland in 2015. Nederland zou 5% meer nodig hebben dan er in Duitsland in 2015 opgesteld stond. Om het in nog andere getallen te vermelden is dat we ongeveer het 10-voudige aan windenergie zouden moeten opstellen en ruim 20-voudig aan PV-systemen ten opzichte van Duitsland.

Hieronder is in meerdere grafieken het Nederlandse elektriciteitsverbruik te zien met de wind- en zonne-energieproductie. Heel goed zijn de overproductie (boven het Nederlandse verbruik, zwarte lijn) en de onderproductie (onder het Nederlandse verbruik) te zien. Tijdens deze over- en onderproductie moet de energie dus opgeslagen of ontladen worden, dit is de paarse lijn met aan de rechterkant van de grafiek de benodigde opslagcapaciteit in GWh. De hoogste waarde is voor 2015 de maximaal benodigde capaciteit. Gedurende het jaar wordt er continu geladen en ontladen. Voor de duidelijkheid, de grafieken zijn in principe naast elkaar te leggen maar om het te kunnen presenteren verdeeld over 6 periodes van 2 maanden.

Figuur 14 – Herleid wind- en zonne-energieproductie afgezet tegen elektriciteitsverbruik (zwarte lijn) met gesimuleerde opslagcapaciteit (paarse lijn), periode jan/feb.

Figuur 15 – Herleid wind- en zonne-energieproductie afgezet tegen elektriciteitsverbruik (zwarte lijn) met gesimuleerde opslagcapaciteit (paarse lijn), periode mrt/apr.

Figuur 16 – Herleid wind- en zonne-energieproductie afgezet tegen elektriciteitsverbruik (zwarte lijn) met gesimuleerde opslagcapaciteit (paarse lijn), periode mei/jun.

Figuur 17 – Herleid wind- en zonne-energieproductie afgezet tegen elektriciteitsverbruik (zwarte lijn) met gesimuleerde opslagcapaciteit (paarse lijn), periode jul/aug.

Figuur 18 – Herleid wind- en zonne-energieproductie afgezet tegen elektriciteitsverbruik (zwarte lijn) met gesimuleerde opslagcapaciteit (paarse lijn), periode sep/okt.

Figuur 19 – Herleid wind- en zonne-energieproductie afgezet tegen elektriciteitsverbruik (zwarte lijn) met gesimuleerde opslagcapaciteit (paarse lijn), periode nov/dec.

De benodigde opslagcapaciteit zou 8.923 GWh zijn, om ook dit in perspectief te zetten komen we uit op 637.421.140 Tesla Powerwalls, dat kost ruim €4 biljoen (€4.000 miljard). Wanneer we het IJsselmeer wederom tot energieopslagmeer zouden omdopen moet de dijk ruim 77 meter hoog worden!

Uiteraard is dit alles totaal onhaalbaar en in deze berekeningen is er gerekend zonder enige verliezen, dus alle energie die we in de opslag zouden stoppen zou er met exact de zelfde hoeveelheid weer uitkomen, de zogenoemde ideale opslag wat uiteraard niet bestaat.

De enige “realistische” opslag is de overproductie van energie om te zetten in H2 (waterstof) en/of CH4 (Methaan). Het grote probleem hierbij is dat de omzetting Stroom -> Gas -> Stroom een laag rendement heeft, te weten ongeveer 50%. Hieruit volgt dus dat de productiecapaciteit nog veel groter moet worden dan we hiervoor al berekend hadden.

Hoe alle over geproduceerde energie getransporteerd moet worden naar opslagcapaciteiten is een ander probleem, maar niet te onderschatten. Wanneer er volledig duurzaam opgewekt zou worden, wordt er op winderige dagen met relatief veel zon een piekvermogen van meer dan 40.000 MW geproduceerd. Ook daar moet een net op berekend zijn om dat allemaal te kunnen transporteren.

Autopark moet ook nog elektrisch

Wanneer we dit alles in gedachte houden en dan bedenken dat we alle auto’s ook nog eens willen elektrificeren en we aan motorbrandstoffen 452 PJ hebben verbruikt moeten we ook die energie nog opwekken. 452 PJ = 125.556 GWh => 14,3 GW gemiddeld het hele jaar door, iets meer dan het elektriciteitsverbruik van Nederland momenteel. Uiteraard zijn voertuigen op fossiele brandstoffen niet echt efficiënt met de brandstof en is het rendement globaal genomen zo’n 25% en van een elektrisch aangedreven auto zo’n 90%. Hierdoor is er ca. 4 GW extra aan gemiddelde productiecapaciteit nodig. Dit komt dan uiteraard boven op het huidige verbruik, het gemiddelde verbruik komt dan op een kleine 17.000 MW.

Het waait altijd wel ergens

Heel vaak wordt de opmerking gemaakt dat de back-up capaciteit niet zo’n probleem moet zijn, we moeten de stroom gewoon kunnen transporteren. Want het waait altijd wel ergens. Als het op zee niet waait, waait het op het land wel en andersom. Ook heeft de regering het voornemen om de grenscapaciteiten te vergroten, want als het hard waait, moeten we de opgewekte energie doorschuiven naar onze buurlanden en andersom. Uit de geproduceerde windenergiegrafieken van onze omliggende buurlanden (figuur 20) is te zien, dat de pieken en de dalen van de geproduceerde elektriciteit regelmatig overeen komen. De tijdschaal in de grafiek loopt van 01-01-2017 t/m 08-05-2017. Duidelijk is in ieder geval dat de stelling “het waait altijd wel ergens” niet echt opgaat en we hierop absoluut niet kunnen vertrouwen. En dat het simpel uitbreiden van het net op de grenzen niet de beloofde uitwerking zal hebben.

Figuur 20 – Windproductie omringende buurlanden. Periode 01-01-2017 t/m 08-05-2017

Conclusie

We hebben gezien dat alleen al voor Nederland gigantische opslagcapaciteit nodig is om de fluctuaties over de dag, maar ook voor de seizoenen, te compenseren. Wanneer we domweg alleen maar verder gaan met het uitbreiden van windturbineparken en PV-systemen, zonder dat we een echt goede oplossing hebben om de overcapaciteit op te slaan en te leveren wanneer er een ondercapaciteit is, zitten we op een “Road to Nowere”.

Feit is wel dat de opgewekte wind- en zonne-energie niet geproduceerd is met fossiele brandstoffen en dus is er minder broeikasgas uitgestoten. Wat echter goed is om over na te denken is dat deze energietransitie bedoelt is om volledig onafhankelijk te worden van fossiele brandstoffen. Op de manier waarop we momenteel bezig zijn is er, ondanks wind- en zonne-energie, nog steeds draaiende reserve nodig en heeft als effect dat:

  • centrales op een lager rendement draaien en daardoor een hogere uitstoot hebben per opgewekte KWh;
  • het financieel niet meer aantrekkelijk zal zijn om centrales beschikbaar te houden, hierdoor zal de netbeheerder back-upcapaciteit gaan contracteren om deze centrales open en beschikbaar te houden;
  • bij dagen van veel wind zullen windturbineparken afgeschakeld gaan worden zoals dat nu ook al in Duitsland gedaan wordt door de netbeheerder, afschakelen van productie en deze capaciteit terugkopen kost de netbeheerder geld wat door berekend wordt aan de burger (14);
  • miljarden aan subsidies betaald worden zonder noemenswaardige resultaten.

Duitsland is voorloper op het gebied van de transitie en deze exporteren al veel overproductie van wind en zon, maar wanneer we hier in Nederland ook steeds meer wind- en zonne-energie gaan bijbouwen zonder voor grootschalige opslag te zorgen dreigt er ook hier een overschot te ontstaan op winderige dagen. Dit kan niet altijd zomaar geëxporteerd worden naar onze buurlanden, omdat de kans groot is dat daar dezelfde problemen heersen.

Het makkelijkste is duurzame productie bijbouwen, aan het moeilijkste wordt volledig voorbij gegaan; een voorziening om de energie op te slaan voor langere periodes! Zolang we hier niet eerst naar kijken en dit probleem tackelen zijn we totaal zinloos bezig en verkwanselen we miljarden van argeloze burgers!

Bronnen

1. http://www.cbs.nl. [Online]

2. TenneT. http://www.tennettso.de/site/Transparenz/veroeffentlichungen/netzkennzahlen/tatsaechliche-und-prognostizierte-windenergieeinspeisung. http://www.Tennettso.de. [Online] http://www.tennettso.de/site/Transparenz/veroeffentlichungen/netzkennzahlen/tatsaechliche-und-prognostizierte-windenergieeinspeisung.

3. —. http://www.tennettso.de/site/Transparenz/veroeffentlichungen/netzkennzahlen/tatsaechliche-und-prognostizierte-solarenergieeinspeisung. http://www.tennettso.de. [Online] http://www.tennettso.de/site/Transparenz/veroeffentlichungen/netzkennzahlen/tatsaechliche-und-prognostizierte-solarenergieeinspeisung.

4. 50Hertz. http://www.50hertz.com/de/Kennzahlen/Windenergie/Archiv-Windenergie. http://www.50hertz.com/. [Online] http://www.50hertz.com/de/Kennzahlen/Windenergie/Archiv-Windenergie.

5. Hertz, 50. http://www.50hertz.com/de/Kennzahlen/Photovoltaik/Archiv-Photovoltaik. http://www.50hertz.com/. [Online] http://www.50hertz.com/de/Kennzahlen/Photovoltaik/Archiv-Photovoltaik.

6. Amprion. http://www.amprion.net/windenergieeinspeisung. http://www.amprion.net/. [Online] http://www.amprion.net/windenergieeinspeisung.

7. —. http://www.amprion.net/photovoltaikeinspeisung. http://www.amprion.net/. [Online] http://www.amprion.net/photovoltaikeinspeisung.

8. BW, TransNet. https://www.transnetbw.de/de/transparenz/marktdaten/kennzahlen. https://www.transnetbw.de/. [Online] https://www.transnetbw.de/de/transparenz/marktdaten/kennzahlen.

9. Energie, Bundesministerium fur Wirtschaft und. Erneuerbare Energien im Jahr 2015. [Online] http://www.erneuerbare-energien.de/EE/Redaktion/DE/Downloads/erneuerbare-energien-in-zahlen-2015.pdf?__blob=publicationFile&v=2.

10. Tesla. https://www.tesla.com/nl_NL/powerwall. https://www.tesla.com/. [Online] https://www.tesla.com/nl_NL/powerwall.

11. —. https://www.tesla.com/nl_NL/utilities. https://www.tesla.com/. [Online] https://www.tesla.com/nl_NL/utilities.

12. Entsoe. http://www.entsoe.eu. https://www.entsoe.eu/db-query/production/monthly-production-for-a-specific-year. [Online] https://www.entsoe.eu/db-query/production/monthly-production-for-a-specific-year.

13. Wikipedia. https://nl.wikipedia.org/wiki/Power-to-gas. https://nl.wikipedia.org/. [Online] https://nl.wikipedia.org/wiki/Power-to-gas.

14. Bundesnetzagentur. https://www.bundesnetzagentur.de/DE/Sachgebiete/ElektrizitaetundGas/Unternehmen_Institutionen/unternehmen_institutionen-node.html. https://www.bundesnetzagentur.de/. [Online] https://www.bundesnetzagentur.de/DE/Sachgebiete/ElektrizitaetundGas/Unternehmen_Institutionen/unternehmen_institutionen-node.html.

15. TSO, TenneT. http://www.tennettso.de/site/Transparenz/veroeffentlichungen/netzkennzahlen/tatsaechliche-und-prognostizierte-windenergieeinspeisung. http://www.Tennettso.de. [Online] http://www.tennettso.de/site/Transparenz/veroeffentlichungen/netzkennzahlen/tatsaechliche-und-prognostizierte-windenergieeinspeisung.

16. —. http://www.tennettso.de/site/Transparenz/veroeffentlichungen/netzkennzahlen/tatsaechliche-und-prognostizierte-solarenergieeinspeisung. http://www.tennettso.de. [Online] http://www.tennettso.de/site/Transparenz/veroeffentlichungen/netzkennzahlen/tatsaechliche-und-prognostizierte-solarenergieeinspeisung.

17. Elia. http://www.elia.be. http://www.elia.be/en/grid-data/power-generation/wind-power. [Online] http://www.elia.be/en/grid-data/power-generation/wind-power.

2013 © De Groene Rekenkamer - Website gehost door Vertixo