De donkere kant van zonnepanelen

De kernvraag blijft of zonnepanelen geschikt zijn om de vereiste vraagvolgende energie te leveren aan onze complexe maatschappij, willen we niet onbedoeld op het welvaartspeil van de 19^e eeuw of eerder, belanden.

Het antwoord is nee.

De donkere kant van zonnepanelen

Zondag 6 november 2016

Gastbijdrage van Jeroen Hetzler

De afgelopen tijd mocht het begrip EROI van zonnepanelen ruime belangstelling genieten vanwege een artikel van Karel Knip en de reacties daarop.
Die waren weliswaar heftig, maar de kernvraag blijft desondanks of zonnepanelen geschikt zijn om de vereiste vraagvolgende energie te leveren aan onze complexe maatschappij, willen we niet onbedoeld op het welvaartspeil van de 19^e eeuw of eerder, belanden.

Het antwoord is nee.

Eigenlijk is het simpel. Immers, het moge dan aardig lijken om bijvoorbeeld voor het oppompen van 1 liter olie, iets minder energie nodig te hebben dan de energie-inhoud van die opgepompte liter, waar het echter om gaat is dat er ook voldoende energie beschikbaar moet zijn om die opgepompte liter te vervoeren, te raffineren, opnieuw te vervoeren en tot slot de energie op te leveren om onze maatschappij op zijn minst in stand te houden (aan de pomp of de petrochemische industrie). Eender geldt voor zonnepanelen. Hier gaat de IEA-norm aan voorbij bij de beoordeling van zonnepanelen. De correctere norm is de extended. Ik citeer:

• ERoEI(IEA)
• ERoEI(Ext)

Where IEA = methodology employed by the International Energy Agency and Ext = extended boundary as described by Murphy and Hall, 2010 [2,3]. The difference between the two is that the IEA is tending to focus on the energy used in the factory process while the extended methodology of Murphy and Hall, 2010 includes activities such as mining, purifying and transporting the silicon raw material.

In my opinion, Ferroni and Hopkirk correctly follow the extended ERoEI methodology of Murphy and Hall and include the following in their calculations:

• Materials to make panels but also to erect and install panels
• Labour at every stage of the process from mining manufacture and disposal
• Manufacturing processe. the energy used in the various factories
• Faulty panelsthat are discarded
• Capital which is viewed as the utilisation of pre-existing infrastructure and energy investment
• Integration of intermittent PV onto the grid

And that gives us the result of ERoEI:

2203 / 2664 kW he/m^2 = 0.83

Hier gaat dan ook de discussie over: hoe past dit in onze maatschappij? Laten we eerst eens kijken naar, de interactieve figuur hieronder voor zonenergie van november 2015 t/m februari 2016.

Het geïnstalleerde vermogen is 39,5 GW in 2015. Men moet wel zelf het sommetje maken. Zie hier en hier.
Dit leert ons dat de levering van zonnestroom 10,7% bedroeg over 2015. Maar nu de wintermaanden. Die laten een gemiddelde dagelijks vermogen zien van 1,5 GW, waar 39,5 GW vereist is, dus 3,8% van het vereiste.
Dit is slechts een deel van het verhaal.

Belangrijker is namelijk de vraagvolgendheid. We kunnen zien dat fossiele back-up de ‘gaten’ moet opvangen. Zonder deze back-up was het zitten in het donker geblazen.

Een regressieanalyse van het verband tussen dagvraag naar elektriciteit en daglevering door zonnepanelen over die 4 maanden laat een negatieve correlatiecoëfficiënt zien van -0,07672. De vergelijking luidt: y = -0,0109x + 2,2284 bij R² = 0,0059.

Er is dus geen sprake van vraagvolgendheid.

Zonnestroom, alsmede overigens ook die van wind, leveren slechts bij toeval in luttele procenten van de tijd de vereiste stroom.

Deze weersafhankelijke onbetrouwbaarheid is reden om zonnepanelen, net als wind, als inferieur element in de energievoorziening te beschouwen. De oorzaak, naast genoemde weersafhankelijkheid, is hun inferieure vermogensdichtheid waarop de Middeleeuwse maatschappij was gebaseerd.

Ter illustratie. In de afgelopen 2 maanden heeft het niet voldoende gewaaid. Was Nederland volledig op wind aangewezen, dan was het vrijwel volledig in het donker zitten geblazen gedurende die 2 maanden.

Tja, je wasmachine laten draaien op windstoten, is niet iets om naar uit te kijken, laat staan een aluminiumsmelterij gaande houden.

Wat wij ook kunnen leren is dat de kreet: het waait altijd wel ergens, onzin is, want Duitsland had het beetje wind zelf hard nodig om te voldoen aan de verplichte opname op het net. Het wensdenkend vertrouwen in zonnepanelen en wind is dan ook onterecht.

Dit geconstateerd hebbende keren wij terug naar de EROI. We kunnen vaststellen dat de vereiste 90% vraagvolgende stroomlevering door wind en zon onmogelijk is zonder de back-up van fossielgestookte of kerncentrales, bruinkool in Duitsland, met bijbehorende oplopende CO2-emissie naarmate het geplaatste vermogen aan windmolens en zonnepanelen stijgt.

Om alsnog fossiel gestookte en kerncentrales buiten bedrijf te stellen, zoals de milieubeweging eist, treedt noodzakelijkerwijs de enig overblijvende mogelijkheid naar voren, namelijk opslag van elektriciteit teneinde aan de 90%-leveringseis van vraagvolgendheid te voldoen.
Hier in ons vlakke land kan geen sprake zijn van stuwmeeropslag. Dus zullen we het van accubatterijen moeten hebben zoals de NAS-battery als beste. De energie die de productie, exploitatie en afbraak van die NAS-battery kost (gaat 10 jaar mee) is interessant. NAS heeft een ESOEI van 20. ESOEI is een term die wordt gebruikt als de EROI onder de 1 komt te liggen op een schaal van 1.000, iets waar de heren Ferroni en Hopkirk bedekt aan refereerden in het hierboven genoemde. Er moet nu energie bij meer dan wat het oplevert. Zie verder:

Storage Technology	ESOEI[7]
Lithium ion battery	32
NaS battery	20
Lead acid battery	5
Vanadium redox battery	10
Zinc bromide battery	9
CAES	792
Pumped hydroelectric storage	704

Als we kijken naar opslag in een NAS-battery van € 5 miljoen (2 MW en 12 MWh) dan kom je uit op feitelijke opslag vanwege rendementsverlies van 10% en een oplaadcapaciteit van 70% op ca. 8 MWh (Fred Udo), op € 6,25/kWh, hetgeen de marktstroomprijs van € 0,025/kWh met een factor 250 overtreft.
Dit lijkt mij geen reden om onze elektriciteitsvoorziening volledig op zonnepanelen te baseren. Alleen dit al laat zien dat hernieuwbaar niet in staat is om onze beschaving in stand te houden, ondanks alle praatjes van Urgenda, Greenpeace en Milieudefensie.
De minimale drempel is 8. Hernieuwbaar zonder opslag komt niet in de buurt.

Voor de Nederlandse stroomproductie uit 13 GW opgesteld vermogen zijn voor de genoemde 2 maanden windstilte 1.344 uren aan opslag nodig. Dus 17,5 TWh. Dit delen door 8 MWh geeft 2,2 miljoen vereiste batterijen = € 10.920 miljard = € 1.092 miljard per jaar = per huishouden inclusief 2,5% rentelasten € 144.680/jaar.

Dit lijkt mij alles bij elkaar reden genoeg om zonnepanelen, hernieuwbare energie in het algemeen, af te wijzen als serieus te nemen energiebronnen van onze moderne maatschappij. Alleen ideologisch verblinde lieden ontberen het zicht op het geheel zoals helaas schering en inslag blijkt bij velen van onze volksvertegenwoordigers.
Het fundamentele verschil tussen hernieuwbaar enerzijds en fossiel en kerngestookte centrales anderzijds is dat hernieuwbaar 100% onbetrouwbaar levert en ruim 250 maal duurder is, indien de onvermijdelijke opslag wordt meegerekend.

Dit feit niet onder ogen willen zien is het gevolg van verkokerd groepsdenken mede door misleidende informatie van de milieubeweging, en getuigt niet van het vereiste wetenschappelijk inzicht en gezond verstand dat van een volksvertegenwoordiger mag worden verlangd. Men dient zich te realiseren dat hernieuwbaar thuishoort in het pre-industriële tijdperk. Zo bezien lijkt het gewenst voor onze waakzame waardevrij denkende en lobbycratieloze geachte Overheid om eindelijk eens met een Maatschappelijke Kosten-Baten Analyse te komen die rekening houdt met het hierboven geschetste.

Het is mogelijk dat ik op democratische gronden te veel vraag omdat dit niet past binnen het lobbycratische groepsdenken van de gevestigde orde van VVD, PvdA, CDA, GroenLinks en D66.

De fysica van wind- en zonenergie is geen onderwerp van discussie bij deze partijen, omdat men er niets van begrijpt of er niets van wilt weten edoch slechts liever het politiek correcte groepsdenken volgt.

Dit is niet de eerste keer in de historie. Ooit was Malleus Malificarum, ofwel de Heksenhamer, het handboek van heksenvervolging. Dit geschrift heeft tienduizenden onschuldigen het leven gekost op de brandstapel. De huidige versie is het 5-jaarlijkse rapport van het IPCC. Dit geschrift kost honderden miljarden aan verspillingen aan een sociaal-democratische ideologie die de Ontwikkelingslanden al jaren geleden op een hoger welvaartsniveau hadden kunnen helpen. De ironie kan niet groter zijn.

De conclusie is dat hernieuwbare energie in de huidige vorm geen deel behoort uit te maken van de energievoorziening, anders dan op locaal niveau en op eigen kosten. In mijn wilde jaren als kredietanalist bij een bekende grootbank kenden wij een afkorting toe aan een bepaalde bank. Ik moet hier nu aan denken: IPCC: International Panel of Crooks and Criminals. Want dit is het. Lees Hubris van Michael Hart (een recensie van dit indrukwekkende boek volgt).