Commentaar op windenergie in PBL-notitie

Het PBL (Planbureau voor de Leefomgeving) heeft onlangs de kosten van  de plannen van de regering om de CO2-uitstoot terug te dringen berekend.

CO2-uitstootvermindering is een tussendoel. Het uiteindelijk doel is vermindering van de opwarming van de aarde. Over het uiteindelijke doel zwijgt de PBL-studie in alle talen. Dat is een theoretisch, modelmatige berekende temperatuurreductie. Die is zó klein is dat die onmeetbaar is.

Dit is cruciale informatie die wordt achtergehouden. Als een bedrijf dat zou doen, bijvoorbeeld in een emissieprospectus, zouden de verantwoordelijken achter de tralies verdwijnen. Maar bij de klimaatvoorlichting is het achterhouden van cruciale informatie de gewoonste zaak van de wereld.

Een bijdrage van Fred Udo.

De notitie van het PlanBureau voor de Leefomgeving gaat over de CO2-reductie na de periode van het energieakkoord in 2023 in alle sectoren van de maatschappij.

Minister Wiebes schrijft in een begeleidende brief aan de Tweede Kamer, dat dit document leidend zal zijn in de berekeningen voor een CO2-vrije energievoorziening in Nederland in 2050.

Dit commentaar bespreekt windenergie als zijnde de belangrijkste pijler van de vergroening van ons energiesysteem

De notitie van het PBL bespreekt vele scenario’s voor de inpassing van windstroom, maar hier wordt alleen de stroomproductie door wind in het meest waarschijnlijke scenario geanalyseerd, namelijk het plaatsen van 5,4 gigawatt (GW) extra wind op land en 5,3 GW extra wind op zee in de periode 2023 tot 2030.

Deze vermogens moeten worden opgeteld bij de ambities ven het energieakkoord.

Het energieakkoord beoogt in 2023 6 GW wind op land en 4,5 GW op zee te hebben staan. Samen levert dit vermogen dan al 25% van het stroomverbruik in Nederland.

Na het oprichten van zwaaipalen in de periode 2023 tot 2030 staat er dan 11,4 GW wind op land en 8,8 GW wind op zee.

De capaciteitsfactor (Cf) op land is 0,25 en de Cf van wind op zee is 0,40.

In 2030 moet er dan 11,4 + 8,8 = 20,2 GW windvermogen zijn gebouwd met een gemiddelde Cf van 0,315.

Opmerking 1

De notitie rept met geen woord over energieopslag. Zelfs windstroom adepten erkennen nu, dat grootschalige productie van wind en zon niet kan worden ingepast in het stroomnet zonder bijbehorende grootschalige energieopslag.

De inpassing in het stroomnet

De eerste twee kolommen van onderstaande tabel zijn ontleend aan tabel 6 van de PBL-notitie. De kolom “MtonCO2 volgens PBL” bevat de CO2-besparingen, zoals berekend door het PBL, naar eigen zeggen rekening houdend met inpasverliezen en netaanpassing.

Optie	MtonCO2 volgens PBL	Mton CO2 nominaal	Cap factor	Inpassing	Aandeel wind
5,4 GW extra WoLand	5,7	5,9	0,25	0,97	25% + 10%
5,3 GW extra WoZee	8,3	9,3	0,40	0,89	25%+15%

De nominale besparing wordt berekend door aan te nemen dat een kilowattuur windenergie een kilowattuur fossiel vervangt met bijbehorende CO2-besparing. Een gigawattuur stroom opgewekt in het Nederlandse net gaat gepaard met een uitstoot van 500 ton CO2. De nominale besparing in kolom  3  voor 5,4 GW wind op land wordt dan:

5,4 GW x 0,25 x (500 tonCO2) x 8760 (het aantal uren per jaar) = 5,9 miljoen ton CO2 per jaar.

De kolom “inpassing” toont het gedeelte van de nominale CO2-besparing, dat volgens het PBL kan worden ingepast. 5,4 GW extra wind op land levert een besparing van 5,7/5,9 = 97% van de nominale waarde en 5,3 GW extra wind op zee levert een CO2 besparing van 8,3/9,3 = 89% van de nominale besparing.

Opmerking 2

De lage verliezen tonen dat voor het PBL curtailment de belangrijkste verliesfactor is (curtailment is dat gedeelte van de windproductie, dat niet kan worden ingepast in het stroomnet) maar dat rendementsverliezen van de klassieke centrales niet of nauwelijks zijn meegenomen.

Onze berekeningen laten zien *), dat 16% windbijdrage in een stroomnet zonder energieopslag niet meer dan 33% van de theoretische brandstofbesparing oplevert. Grotere bijdragen leveren relatief minder besparing.

De PBL notitie berekent het aandeel windstroom door alleen extra wind op land of extra wind op zee op te tellen bij de 25% die geleverd wordt door de bestaande (in 2023) 6 GW op land en 4,5 GW op zee. Het realistische scenario, dat wind op land en wind op zee tegelijkertijd worden gebouwd, wordt in het rapport niet besproken.

De werkelijke windbijdrage komt dan uit op 25%+10%+15% = 50% van de stroomproductie.

In 2030 staat er dus 11,4 GW op land en 8,8 GW op zee. Het totale windvermogen van 20,2 GW is groter dan de maximale stroomvraag in Nederland, dus zelfs als alle centrales inclusief Borssele worden stilgezet wordt er bij windkracht zes teveel stroom geproduceerd. Afzet naar het buitenland is over 10 jaar zeker onmogelijk, omdat door het onbesuisd neerzetten van zwaaipalen heel Europa dan met hetzelfde probleem kampt

De curtailment neemt  zeer snel toe wanneer de bijdrage van wind groter wordt dan de gemiddelde capaciteitsfactor van 31,5%. Dit is in het rapport vermeden door alleen de afzonderlijke bijdragen te beschouwen. Volgens de tabel zou 97% en 89% van de productie van 5,3 GW en 5,4 GW extra vermogen ingepast worden in het net. Dit is zeker niet waar voor de som van beide.

Uit  andere scenario’s  van het rapport zelf kan worden afgeleid, dat in dat geval de curtailment meer dan 30% bedraagt zonder rekening te houden met  het niet volledig kunnen stoppen met de klassieke opwekking. Deze factor leidt tot een 30% verhoging van de prijs per ton vermeden CO2-uitstoot.

Zie hiervoor ook het artikel van Gert-Jaap van Ulzen op de website van de Groene Rekenkamer.

Opmerking 3

Het totaal aan inpasbare stroom is zelfs aanzienlijk kleiner dan de totale vraag naar stroom. Er is een groot “must run” vermogen in Nederland dat de inpasruimte verkleint. Een voorbeeld is de industriële warmte-kracht koppeling (WKK). Deze verkleining van de inpasruimte wordt in het rapport niet in rekening gebracht.

De berekening van de kosten voor de burger is niet te controleren omdat getallen voor CO2-beprijzing en kostprijs per kWh niet worden gegeven. Het PBL ziet zelfs winst voor de gemeenschap in het geval van het bijplaatsen van overbodige zwaaipalen op land. Dit kan alleen door een hoge CO2-belasting in te voeren, zodat fossiele stroom onbetaalbaar gemaakt wordt. De notitie rept hier niet over hoewel een CO2-belasting vele miljarden euro’s per jaar gaat kosten.

Wel is een algemene opmerking te maken over de gehanteerde prijzen.

Opmerking 4

Het rapport stelt ten onrechte een kilowattuur windstroom gelijk aan een kilowattuur uit een klassieke vraaggestuurde centrale. Dit ontkracht de kostprijsberekeningen van het PBL over de CO2-besparing per ton door wind- en zonnestroom.

De effecten van curtailment van windenergie en de rendementsverliezen van de klassieke centrales kunnen worden samengevat in de volgende conclusie:

De prijzen in euro’s per ton CO2 uit het rapport zijn minstens een factor 3 en waarschijnlijk een factor 4 te laag.

*) F. Udo, C. le Pair, K. de Groot, A. H.M. Verkooijen en C. van den Berg, De besparing van brandstof en CO2 uitstoot door windenergie.