Robert Kleiburg, Recoy: "Nu voorbereiden op toekomst met veel zon en wind"
Hoe meer we gebruik maken van variabele hernieuwbare energiebronnen, hoe groter de kans op overschotten. In zijn bijdrage ‘Honderd procent hernieuwbare energie is een misleidend doel' gaf Pieter Boot aan dat 14 gigawatt extra wind op zee in 2030 per megaton CO2-reductie bijna tweemaal zo duur is als 2 gigawatt bovenop wat in de Nationale Energieverkenning is voorzien, omdat "die extra molens vaak stilgezet moeten worden wanneer het elektriciteitssysteem geen raad weet met alle aangeboden elektriciteit". Dat schiet natuurlijk niet op: het is niet efficiënt om eerst allemaal windmolens en zonnepanelen neer te zetten om ze vervolgens weer uit te zetten als het hard waait en de zon schijnt.Hoe groot wordt het probleem? Heel groot als het scenario van Urgenda ‘100% duurzame energie in 2030' gerealiseerd wordt. Er wordt dan in Nederland 42 gigawatt aan windenergie geplaatst en 26,5 gigawatt aan zonnestroom, samen dus 68,5 gigawatt aan vermogen. Dat is 5 keer méér dan de huidige gemiddelde Nederlandse elektriciteitsvraag. Nogal wiedes dat er dan vaak te veel stroom wordt geproduceerd.
In het Urgenda-rapport worden batterijen in huishoudens en auto's ingezet, wordt stroom omgezet in waterstof voor de kunstmest- en transportsector en worden warmwaterbuffers gebruikt. Na inzet van deze flexibiliteitsopties zullen er nog steeds ongeveer 3.600 uren per jaar overschotten zijn, oftewel 41% van het jaar! In totaal wordt dan 98 petajoule aan elektriciteit geëxporteerd of ‘gecurtailed', dat is bijna 3 keer zoveel als de hoeveelheid wind- en zonnestroom die Nederland in 2016 opwekte. Zoals het rapport al aangeeft: de kans dat wij tegen 2030 deze overtollige elektriciteit kunnen exporteren is gering, omdat de ons omringende landen ongetwijfeld ook verder gaan met hun plannen voor zon en wind en op die dagen waarschijnlijk ook vaker zelfvoorzienend zullen zijn. En 98 petajoule aan elektriciteit ongebruikt laten is natuurlijk zonde.
““politiek heeft zeer beperkt aandacht voor de integratie van variabele duurzame bronnen in het energiesysteem””
De vraag is relevant wanneer dit probleem gaat spelen: hoe lang hebben we nog om dit probleem op te lossen? In 2016 was het aandeel wind- en zonne-energie in de totale Nederlandse energievoorziening 1,7%, waarmee het op sommige momenten wel al 30% van de Nederlandse elektriciteitsvraag afdekte. De Nationale Energieverkenning gaat uit van een verviervoudiging van het aandeel zon en wind tussen 2016 en 2023, zie onderstaande figuur. En 30% keer 4 is op sommige momenten 120%, waardoor er dan al op veel momenten er een overschot zal zijn.
Nederland heeft een aantal mogelijkheden om te voorkomen dat waardevolle duurzame energie verloren gaat:
1. Het flexibiliseren van elektriciteitscentrales. Op korte termijn kan dit door het op- en afregelen van fossiele centrales, met name gasgestookte centrales. Als we naar een CO2-arme stroomvoorziening willen gaan is die mogelijkheid beperkt, tenzij grootschalige afvang en opslag van CO2 mogelijk wordt. Voor wat betreft de duurzame energie-opties is het van belang om ook schakelbare bronnen zoals biomassa en geothermie te stimuleren.
2. Het leggen van stroomkabels tussen landen (interconnectors) om elkaars overschotten en tekorten op te kunnen vangen. Dit heeft echter beperkingen omdat er een zekere correlatie is tussen de momenten waarop landen deze overschotten en tekorten hebben: zeker bij zon-PV maar bijvoorbeeld ook bij een hardnekkig hogedrukgebied boven heel Noordwest-Europa.
3. De vraag naar energie flexibel maken (demand-response) zodat maximaal energie wordt geconsumeerd op momenten van veel aanbod, en minimaal als 's nachts de wind niet waait.
4. Energieopslag, bijvoorbeeld via elektriciteitsopslag in batterijen, compressed air energy storage, valmeren, warmteopslag of conversie van elektriciteit naar andere producten (power-to-gas, power-to-products).
5. Het afschakelen van zon-PV en windmolens op momenten van overschot ("curtailment"). Dit moeten we zien als een laatste redmiddel om het systeem tijdelijk in balans te houden. We hebben de duurzame energie nodig om de verduurzaming van de energievoorziening te realiseren.
De aandacht vanuit de politiek is nu nog bijna exclusief gericht op het neerzetten van duurzame productiecapaciteit, bijvoorbeeld via de € 12 miljard die in 2017 via de SDE+ wordt gecommitteerd. De overheid faciliteert de aanleg van een ‘stopcontact op zee' voor het aansluiten van offshore wind, maar heeft zeer beperkt aandacht voor de integratie van al deze variabele duurzame bronnen in het energiesysteem aan de vraagzijde. Het is bijvoorbeeld heel goed mogelijk om in de industrie elektriciteit om te zetten in warmte, bij voorkeur via een warmtepomp of anders via een electrodenboiler. Menig studie wijst uit dat dit voor de industrie vaak nog niet rendabel is omdat de aan de klant doorberekende kosten voor netverzwaring niet kunnen worden opgebracht. Ik pleit voor een flexibiliteitsfonds waar bedrijven een beroep kunnen doen om flexibiliteitsopties te financieren. We moeten ons voorbereiden op een toekomst met veel wind- en zonne-energie en zoveel mogelijk voorkomen dat deze bronnen moeten worden uitgeschakeld als er tijdelijk te veel van is.
Het is bovendien slimme industriepolitiek om in Nederland flexibilteitsopties te stimuleren (met name power-to-products). Als Nederland met haar sterke chemische en procesindustrie vooroploopt met dergelijke stimuleringsmaatregelen, treedt naast vergroening van deze sectoren nog iets anders op: de Nederlandse industrie bouwt een voorsprong op en kan meer waarde creëren uit overtollige stroom dan bedrijven in omliggende landen. Daar plukt de Nederlandse industrie later de vruchten van.
Robert Kleiburg is oprichter van Recoy, dat zich specialiseert in het reduceren van energiekosten door gebruik te maken van flexibiliteit. Daarvoor was hij verantwoordelijk voor ECN Duurzaam en bij Shell verantwoordelijk voor strategie en planning van Shell Renewables & Hydrogen. Op Twitter is hij actief onder @RobertKleiburg
