Fossiele energie blijft nodig

De alternatieve bronnen, zoals wind-, zonne- en kernenergie, leveren niet genoeg


___________________________________________________

Ook Nederland heeft in Parijs beloofd de uitstoot Van koolstofdioxide (Ca) te beperken. Het is de aanleiding voor een energierevolutie, zei het Planbureau voor de Leefomgeving. We zullen onze energie op andere manieren moeten opwekken. Toch zal Nederland voor zeker de helft van zijn energiebehoefte afhankelijk blijven van fossiele bronnen.
____________________________________________________

In 2015 werd door 195 landen een klimaatakkoord in Parijs afgesloten. Afgesproken werd de CO, uitstoot te beperken en wel zodanig dat de verdere opwarming op aarde beperkt blijft tot maximaal twee graden Celsius.

De mogelijkheden om over te schakelen naar een koolstofarm energiesysteem in Nederland verschillen aanmerkelijk met die in andere EU-lidstaten. In ons vlakke deltagebied zijn nauwelijks mogelijkheden voor toepassing van waterkrachtcentrales en ook die van biomassa zijn in ons land beperkt door de hoge bevolkingsdichtheid. Om te komen tot de gewenste reductie van de uitstoot van koolstofdioxide zullen wij vooral ook het gebruik van de energie drastisch moeten inperken. In het SER Nationaal Energie Akkoord wordt uitgegaan van 1,5 procent per jaar, dat wil zeggen circa vijftig procent reductie tot 2050. Echter bevolkingsgroei en economische groei werken dit tegen.

Groei

Voorzichtigheidshalve gaan we ervan uit dat de energievraag slechts voor de helft van de economische groei doorwerkt. Uitgaande van een (beperkte) economische groei van 1,5 procent per jaar en een bevolkingstoename van 0,3 procent per jaar zal de uiteindelijke energiereductie nog geen twintig procent bedragen, dat wil zeggen een reductie van 3254 PJ in 2013 naar 2665 PJ in 2050.

De belangrijkste duurzame energiebronnen in ons land zijn windenergie en zonne-energie.

Ons uitgangspunt voor windenergie op zee is de Rijksstructuurvisie, waarin negen gebieden op de Noordzee worden aangewezen. Het beschikbare oppervlak bedraagt een kleine drieduizend vierkante kilometer. Hierop zouden zo'n 5650 moderne windturbines met elk een vermogen van 7,5 MWatt kunnen worden geplaatst, dat wil zeggen met een totaal vermogen van 42 GWatt, waarmee op de winderige Noordzee een kleine twintig procent van de verwachte energievraag in 2050 kan worden geoogst. Let wel : dit is tien maal hetgeen we volgens het SER-akkoord denken te realiseren tot 2023.

Op land en IJsselmeer zullen niet meer dan enige duizenden turbines worden geplaatst met een totaal vermogen van 6 GWatt. Deze turbines leveren jaarlijks zo'n twee procent van de energievraag in 2050. De prognoses voor zonne-energie lopen zeer sterk uiteen. Uitgaande van het volledig benutten van alle beschikbare daken van woningen en utiliteitsbouw kunnen we een jaarlijkse bijdrage met tweehonderd miljoen standaard zonnepanelen ongeveer 200 PJ opwekken, zeven procent van de toekomstige energievraag.

Wordt hier aan toegevoegd de bijdrage van zon-thermisch, geothermisch, biomassa en afval, dan leveren al deze koolstofarme bronnen circa veertig procent van de verwachte energievraag in 2050. Wind- en zonne-energie zijn sterk fluctuerend. Wanneer hun aandeel in het energiesysteem dominant wordt, kunnen de verschillen in vraag en aanbod niet langer zonder extra maatregelen worden opgevangen.

Aardgasnet

Daarvoor is een opslagsysteem van grote capaciteit nodig.
De beste oplossing blijkt de via elektrolyse gegenereerde waterstof op te slaan in het bestaande aardgasnet. Dit gebeurt als het aanbod van wind- en zonne-energie de capaciteit van het hoogspanningsnet overschrijdt. Eventueel kan de waterstof worden omgezet in methaan of ammoniak ('power to gas, P2G).

Door de opslagmogelijkheid kan de leveringszekerheid en betrouwbaarheid van elektriciteitsnet gehandhaafd worden, maar dit gaat wel ten koste van het rendement. Voor de productie van elektriciteit via P2G is het rendement 42 procent.

Wij hebben aangenomen dat de op land geproduceerde wind- en zonne-energie direct aan de gebruiker kan worden geleverd, maar dat de windenergie van zee niet altijd door het E-net kan worden opgenomen. Als maximaal een vermogen van 3 GWatt rechtstreeks door het E-net kan worden opgenomen en de rest via P2G op een later tijdstip beschikbaar komt, dan zou de bijdrage van de koolstofarme bronnen aan de Nederlandse energievraag in 2050 komen te liggen tussen de dertig en veertig procent.

Kernenergie

Onze verwachting is dat er na 2020 weer draagvlak ontstaat voor kernenergie. De ontwikkeling van kernenergie staat niet stil, denk aan de ontwikkeling van kleine modulaire kernreactoren en de optie van thorium als nucleaire brandstof met zijn voordelen wat betreft radioactieve restproducten. Zouden er in 2050 drie kerncentrales met elk een elektrisch vermogen van 1,5 GWatt zijn opgenomen in het energiesysteem; dan wordt de bijdrage van de koolstofarme energiebronnen vermeerderd met zo'n vijf procent. Rekening houdend met de verwachte bevolkingsgroei en economische groei blijven we halverwege deze eeuw, zeker nog voor de helft afhankelijk van fossiele energiebronnen. Dit ondanks maximalisering van de bijdragen van de beschikbare koolstofarme energiebronnen in ons land.

Ir. N. van der Kleij 
Drs. J.E. de Vries

Ir. N. van der Kleij en drs. J.E. de Vries zijn oud-medewerkers van het ECN in Petten met expertise op het gebied van wind- en zonne-energie, kerntechniek en brandstofcellen.


Noordhollands Dagblad