Een miljard zonnepanelen en tien keer meer windenergie dan nu gepland. Die zijn nodig als we in het jaar 2050 alles op duurzame energie willen laten draaien.
Energiegebruik 1950 tot 2016
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) en 118 miljard kWh in 2015 (zie figuur 2 voor een verdeling naar de energiebronnen).
Tot en met 1976 steeg het elektriciteitsverbruik elk jaar sneller 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.
We gebruiken energie in allerlei vormen. Aardgas verwarmt ons huis. Een auto rijdt op benzine of diesel die van olie gemaakt is. 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.
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 in het jaar 1980.
Het primaire energiegebruik is het gebruik zonder omzettingsverliezen. Het rendement van de beste Nederlandse elektriciteitscentrales is zo’n 60%: van de 100% zogeheten primaire energie wordt 60% omgezet in elektriciteit en 40% via het koelwater geloosd.
Figuur 3
Bron: http://www.compendiumvoordeleefomgeving.nl/indicatoren/nl0054-Energieverbruik-per-energiedrager.html?i=6-40, september 2014.
Tabel 1
Aandeel energiedragers in de energievoorziening in procenten
Op naar 2050
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. Kan dat in 2050 wel? De vraag is ook of er genoeg ruimte in Nederland is voor de plaatsing van de benodigde zonnepanelen en windmolens. En vooral is van belang hoe hoog het energiegebruik in het jaar 2050 zal zijn.
In de periode 1990-2015 nam het primaire energiegebruik toe. Dit gebruik wordt uitgedrukt in Peta Joule (PJ, dat is een 1 met 15 nullen erachter). In 1990 was dit gebruik 2723 PJ. In 2015 was het bijna 12% hoger, te weten 3040 PJ.
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 som 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 procent van de energie verloren. Aldus komt Turkenburg op 2300 PJ in 2050, waarvan de ene helft afkomstig is van de zon en de andere helft van de wind.
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 Megawatt (MW) moet zijn (90.000 MW op zee en 10.000 MW op land). Ter vergelijking: in 2015 stonden 139 windmolens op zee en ruim 2000 windturbines op land; ze zorgden voor 6% van de elektriciteitsproductie. In de plannen voor 2023 staat nu iets meer dan 10.000 MW (4.450 MW op zee, 6.000 MW op land).
Het op te stellen zonne-energievermogen zal 400.000 MW moeten zijn, dat is ongeveer een miljard zonnepanelen. Eind 2014 stond er 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.”
Bronnen zijn te verkrijgen bij ondergetekende
