Drastische stijging zon en wind nodig in Nederland

Zo’n 700 miljoen tot een miljard zonnepanelen en zeven tot tien keer meer windenergie dan nu gepland. Dat hebben we nodig als we in het jaar 2050 alles op duurzame energie willen laten draaien.

Energiegebruik 1950 tot 2015
Het Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS) heeft op 9 februari 2015 gegevens uitgebracht over het elektriciteitsgebruik in Nederland. Dat verbruik is nu maar liefst 16 keer hoger dan in 1950, een groei van gemiddeld 4,5% per jaar (figuur 1). Het elektriciteitsgebruik in 2013 was 119 miljard kilowattuur (kWh); zie figuur 2 voor een verdeling naar de energiebronnen.
Tot en met 1976 steeg het elektriciteitsverbruik elk jaar meer dan de economie. Dit had te maken met de groei van toepassingen die werkten op elektriciteit en met het feit dat deze toepassingen op steeds grotere schaal gebruikt werden. Gemiddeld steeg van 1950-1976 het elektriciteitsverbruik met 8,2% per jaar, de economie groeide in die periode met gemiddeld 4,6% per jaar. Na 1976 groeide het elektriciteitsverbruik gemiddeld genomen mee met de economie. In de periode 1977-2013 groeiden zowel het elektriciteitsverbruik als de economie met gemiddeld ongeveer 2% per jaar. Het totale energiegebruik in Nederland was in 2015 zo’n 5,2 keer zo hoog als in 1950. Dit gebruik wordt uitgedrukt in Peta Joule (PJ, een 1 met 15 nullen erachter).
We gebruiken energie in allerlei vormen. Aardgas verwarmt ons huis. Een auto rijdt op benzine of diesel die beide van olie gemaakt zijn. Onze huishoudelijke apparaten hebben elektriciteit nodig. Elektriciteit is dus maar een deel van het totale energiegebruik. Uit gegevens van onder meer het CBS volgt dat elektriciteit 25-34% is van het totale energiegebruik. Die uitkomst hangt af van de gebruikte rekenmethode.

Figuur 1: Ontwikkeling Nederlands elektriciteitsverbruik

Bron: https://www.cbs.nl/nl-nl/nieuws/2015/07/elektriciteitsverbruik-16-keer-hoger-dan-in-1950, 9 februari 2016

Figuur 2

Bron: https://www.cbs.nl/nl-nl/nieuws/2016/26/elektriciteitsproductie-uit-steenkool-opnieuw-hoger, 28 juni 2016.

Figuur 3: Nederlands energieverbruik per energiedrager in de periode 1975-2013 in PJ

Bron: http://kennisbank.isso.nl/docs/overig/energievademecum/2015/1; Onder ‘overig’ valt duurzame energie, kernenergie, invoersaldo elektriciteit en afval

Energiegebruik 2014 tot 2016
Het primaire energiegebruik is het gebruik zonder omzettingsverliezen. Het rendement van de beste Nederlandse elektriciteitscentrales is zo’n 60%: van de 100% primaire energie wordt 60% omgezet in elektriciteit en 40% via het koelwater geloosd. Omdat kolen-, gas- en kerncentrales warmte omzetten in elektriciteit worden ze ook wel thermische centrales genoemd.
Het aandeel aardgas in het primaire energiegebruik was de afgelopen drie jaar gemiddeld 43%. Olie zorgde voor 39%, naast kolen (11,5%), duurzame energie (5,5%) en kernenergie (1%); voor de periode 1990-2013: zie figuur 3. In tabel 1 staat ook de verdeling voor het jaar 1980, evenals de
verwachte verdeling voor 2050. Het elektriciteitsgebruik in 2015 was 118 miljard kWh. In 2015 stonden 139 windmolens op zee en ruim 2000 windturbines op land; ze zorgden voor bijna 6% van de elektriciteitsproductie.
Begin 2016 hadden de Nederlandse elektriciteitscentrales een opgesteld productievermogen van 27.800 Megawatt (MW). Daarvan is 22.300 MW kolen- en gascentrales, 500 MW de kerncentrale Borssele en 5.000 MW vooral wind- en zonne-energie. De gemiddelde leeftijd van de grote centrales is 15 jaar.

Tabel 1: Aandeel energiedragers in de energievoorziening in procenten

Op naar 2020 tot 2023
In Nederland krijgen we jaarlijks van de zon gemiddeld 35 keer zoveel energie als we nodig hebben voor verwarming, industrie, auto’s en de opwekking van elektriciteit. Er is niet zozeer een energieprobleem in de betekenis dat er onvoldoende voorraden zijn. Het gaat om een omzettingsprobleem, het nuttig gebruiken van zonne- of windenergie. Echter, de Nederlandse energievoorziening draait op dit moment niet volledig op de zon of de wind.
De regering wil dat het percentage duurzame energie groeit van 5,5% nu “tot 14% in 2020 en 16% in 2023. In 2050 moet de energievoorziening helemaal duurzaam zijn.” Kan dat wel? De vraag is ook of in Nederland genoeg ruimte is voor de plaatsing van de benodigde zonnepanelen en windmolens. En vooral is van belang hoe hoog het toekomstige energiegebruik zal zijn.
Welke stappen willen de energiebedrijven en de regering zetten tot het jaar 2023?
Netbeheerder Tennet heeft op 13 oktober 2016 een rapport uitgebracht over de leveringszekerheid van elektriciteit tot het jaar 2031. In 2023 zal het opgesteld vermogen van de thermische centrales dalen van 27.800 Megawatt naar 18.200 MW door sluiting van sommige centrales.
Tennet verwacht daarentegen een groei van het opgesteld vermogen uit wind en zon van 5.000 MW in 2016 naar 17.200 MW in 2023. Het totaal opgesteld vermogen groeit daarmee van 27.800 MW nu naar 35.400 MW. Volgens Tennet “levert dit maar een beperkte bijdrage aan de leveringszekerheid”. Door de weersafhankelijkheid van zonne- en windenergie spelen deze slechts “een beperkte rol in de modellen die als basis dienen om leveringszekerheid te kunnen bepalen.” Het beschikbare thermische productievermogen van 18.200 MW komt volgens Tennet in 2023 dicht in de buurt van de piekvraag in Nederland, die ruim 18.000 MW bedraagt. Als centrales uitvallen wanneer in de wintermaanden de vraag naar elektriciteit groot is kan een situatie ontstaan dat we afhankelijk zijn van import, concludeert Tennet.
Het Tennet-rapport gaat alleen over elektriciteit. Minister Kamp heeft op 14 oktober 2016 een rapport uitgebracht over de gehele energievoorziening voor de komende periode. Dit rapport heet de Nationale Energieverkenning 2016 (NEV 2016). Minister Kamp stelt: “Het doel van 14% hernieuwbare energie in 2020 wordt volgens de NEV 2016 vooralsnog niet behaald. De
belangrijkste reden hiervoor is dat het doel van 6.000 MW wind op land in 2020 nog niet volledig gerealiseerd zou zijn. In de NEV 2016 wordt verwacht dat in 2020 ruim 5.000 MW wordt gerealiseerd. In de meest recente Monitor Wind op Land van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland wordt uitgegaan van ruim 5.200 MW wind op land in 2020.” Daarom wil de minister “intensief overleg” om meer windenergie van de grond te krijgen en zo de doelstelling van 16% duurzame energie in 2023 wel te halen.

Op naar 2050
In de periode 1990-2015 nam het primaire energiegebruik toe. Zoals hierboven aangeven wordt dit gebruik uitgedrukt in Peta Joule (PJ). Terwijl het in 1950 nog om 582 PJ ging, is het sindsdien sterk toegenomen. In 1990 was dit gebruik 2843 PJ. In 2015 was het bijna 10% hoger dan in 1990, te weten 3144 PJ (zie Tabel 2 voor een overzicht).
De vraag is hoe het energiegebruik zich zal ontwikkelen en daar zijn verschillende visies op, die te maken hebben met de manier waarop wordt aangekeken tegen de samenleving. De stichting Urgenda heeft een berekening gemaakt waarbij energiebesparing op allerlei gebieden grootschalig wordt aangepakt. In de studie “Nederland 100% op duurzame energie in 2030” rekent Urgenda voor dat het primaire energiegebruik van Nederland kan worden teruggebracht naar 1560 PJ in 2030. Dit is een afname met gemiddeld bijna 4% per jaar.
Wim Turkenburg, emeritus hoogleraar Natuurwetenschap & Samenleving, heeft een rekensom gemaakt, uitgaande van een versnelde energiebesparing tot 2050. In dat jaar komt alle energie van zon en wind en omdat de zon niet altijd schijnt en het ook niet altijd waait, is opslag noodzakelijk. De zonne-energie die vooral in de zomerperiode gewonnen wordt, moet men dus voor een zeer groot gedeelte opslaan. Daarbij gaat zo’n 30% van de energie verloren. Zo komt Turkenburg op 2300 PJ in 2050, waarvan de ene helft afkomstig is van de zon en de andere helft van de wind.

Tabel 2
Primair energiegebruik tussen 1950 en 2050 in PetaJoule (PJ)

Een jaar kent 8760 uren. De wind waait een deel van die uren en soms ook maar een beetje. Een windmolen draait soms op vol vermogen, dan weer op een deel daarvan. De productie per jaar wordt omgerekend naar het aantal uren dat de windmolen op vol vermogen zou draaien. De term
daarvoor is “vollast-uur”.
Voor de berekening is Turkenburg ervan uitgegaan dat windturbines op land een gemiddelde bedrijfstijd van 1750 vollast-uren per jaar realiseren en op zee gemiddeld 3500 vollast-uren per jaar, terwijl bij zonnepanelen een gemiddelde bedrijfstijd van 800 vollast-uren per jaar wordt verondersteld.
De conclusie is dat het op te stellen elektrisch vermogen aan windenergie ongeveer 100.000 MW moet zijn (90.000 MW op zee en 10.000 MW op land). Het op te stellen zonne-energievermogen zal 400.000 MW moeten zijn, dat is ongeveer een miljard zonnepanelen. Eind 2014 stond 1.000 MW opgesteld. Turkenburg: “Mij lijkt ongeveer 100.000 MW zonne-energie haalbaar met het beschikbare dakoppervlak. Als je dan toch naar 400.000 MW wilt gaan, zul je ander oppervlak dan de daken moeten gebruiken in Nederland, tenzij grootschalige import van zonne-energie een optie wordt.“
Turkenburg concludeert: “Dit laat zien dat er een gigantische vermogen bij moet komen om energie te kunnen opslaan, vooral ook om het zomer-winterregime te kunnen overbruggen, bijvoorbeeld door stroom van zonne-systemen te gebruiken om waterstof te produceren en deze waterstof langdurig op te slaan. Het gaat dan wel om gigantische hoeveelheden waterstof. Hoe die hoeveelheden veilig en duurzaam te hanteren zijn, weten we niet.”
Turkenburg komt met 2300 PJ uit op een hoger energiegebruik in 2050 dan Urgenda berekent voor het jaar 2030. Als het energiegebruik van 1560 PJ dat Urgenda veronderstelt gelijk blijft tot het jaar 2050, is dat bijna 70% van het energiegebruik volgens Turkenburg. Dan zouden er niet een miljard maar 700 miljoen zonnepanelen moeten komen en niet tien maar zeven keer zoveel windenergie als nu gepland. Ook dan gaat het om forse aantallen, die onderstrepen voor welke opgave Nederland staat.

Auteur: Herman Damveld

Herman Damveld woont in Groningen en is zelfstandig onderzoeker en publicist over energie. Vanaf 1976 houdt hij zich bezig met plannen voor ondergrondse opslag van kernafval. Hij heeft daar veel over gepubliceerd. In 1996 kwam hij ook rapporten tegen over ondergrondse opslag van CO2 en ziet veel overeenkomsten tussen hoe de overheden omgaan met kernafval en met CO2. De zonnepanelen van Damveld maken meer stroom dan hij gebruikt en hij is dus stroomproducent. Toon alle berichten van Herman Damveld