Een vraag over infraroodpanelen
Ik vind het altijd leuk om vragen te beantwoorden die op het terrein van deze site liggen. Als ik het niet weet (wat kan gebeuren) zoek ik het op.
Een Brabantse SP-afdeling had vertegenwoordigers van Thermiq ( www.thermiq.com/en/ ) op bezoek gekregen over hoe goed en hoe duur-
zaam infraroodpanelen waren voor woningverwarming. Wat ik daar nou van vond?
Wat zijn infraroodpanelen? Dat zijn vlakke platen die elektrisch verwarmd worden tot iets tussen de 60 en 200°C. Daardoor zenden ze warmtestraling uit in het langgolvige gebied (ergens rond de 10µm). Daar zijn geen gezondheidseffecten van te verwachten.
Bij Thermiq zijn de platen 60 bij 60cm of 120 bij 60cm. Je kunt ze krijgen in wit of zwart of elke andere kleur en, in overleg, met een patroontje. Die kleur maakt overigens, anders dan soms gedacht wordt, voor het functioneren niet uit. Gedrag van een oppervlak in zichtbaar licht heeft geen relatie met het gedrag van datzelfde oppervlak in het verre infrarood.
Je hebt overigens niets aan de website van Thermiq, want er staat alleen propaganda op en geen enkele getalsmatige informatie.
Ook elektrische straalkachels, grill-apparaten etc. verwarmen door warmtestraling. Het verschil is dat die veel heter zijn (en dus kortere golflengtes uitzenden). Roodgloeiend ijzer is ca 500 a 600°C.
Voor beide geldt dat de stralen niet direct de lucht verwarmen waar ze door heen gaan, maar het materiaal waar ze op vallen. Als er genoeg materiaal genoeg verhit wordt en dat lang genoeg aanhoudt, kan daardoor het materiaal indirect ook de lucht in de ruimte verwarmen.
De stralen gaan rechtdoor en worden in principe tegen gehouden door de eerste materie die ze tegenkomen. Alleen dat materiaal wordt dus verwarmd, dat door de stralenbundel getroffen wordt. Het kan dus gebeuren dat je bovenlichaam lekker warm is en je voeten koud.
De reikwijdte van de verwarming is ongeveer drie meter.
Heaterpanel van Thermiq
Welk gat in de markt vullen infraroodpanelen? Alleen bij extreem goed geïsoleerde woningen (zegt Milieucentraal) kun je overwegen om infraroodpanelen in te zetten als hoofdverwarming.
In praktisch bestaande woningen zijn infraroodpanelen bijna altijd aanvullende verwarming. Je hebt er anders gewoon teveel van nodig. Het kan een alternatief zijn voor je vaste leunstoel, een werkplek waar je maar af en toe zit, en kleine ruimtes, waar je maar kort hoeft te zijn (zoals bijvoorbeeld de badkamer). Meestal duurt het opwarmen een paar minuten.
Zijn infraroodpanelen duurzaam? Die vraag hangt zowel positief als negatief van een handvol factoren af en kan daarom niet zonder meer beantwoord worden.
Als je aangewezen bent op elektrisch verwarmen (geen gas meer, geen stadsverwarming), is de eerste vraag waar de stroom vandaan komt. Normaliter is die momenteel een mengsel van een beetje groen en veel grijs, maar je kunt natuurlijk je eigen zonnepanelen inzetten.
Als de overige omstandigheden hetzelfde zijn, is een warmtepomp duurzamer. Een warmtepomp brengt met 1kWh stroom bijvoorbeeld 4kWh warmte in de woning. Een infraroodpaneel komt met 1kWh stroom nooit verder dan 1 kWh warmte.
Maar de omstandigheden blijven niet altijd hetzelfde. Als iemand alleen thuis is, het infraroodpaneel op zijn favoriete leunstoel zet en de rest van het huis op 16°C zet, zal de persoon in kwestie netto wel besparen. Er komen dan life style – overwegingen in beeld.
Het voert te ver om dit allemaal precies uit te leggen. De website van Milieucentraal gaat er dieper om in en geeft bijvoorbeeld ook een financieel plaatje.
Idefix
Mijn vrienden in de milieuhoek spreken zich op emotionele wijze uit tegen de gedachte dat je aan energie kunt komen door hout te oogsten. Het lijkt een beetje op het gejoenkel van het hondje Idefix als Obelix weer eens een Gallische eik uit het bos trekt.
Het duurt wel vijftig jaar, heet het, voor een geplante boom weer aangegroeid is (langer, overigens), dus voor de korte termijn kan het nooit een oplossing zijn – een bekende denkfout waar een bos bestaat uit heel veel bomen van allerlei soort en leeftijd. Bij goed beheer is een bos is als het ware een statistische boom.
Natuurbehoud en zakelijkheid
Nu ben ik vóór natuurbehoud, ik doe aan acties mee en ik ben lid van Natuurmonumenten, maar ik ben ook van de zakelijke en voor mij vertegenwoordigt een partij hout ook een hoeveelheid TeraJoule en timmerhout.
Ik ben in energiezaken een typische sprokkelaar. Gezien de giga-omvang van de duurzame energie-taak (in Brabant ca 290PJ als er niet bespaard zou worden) vind ik, dat je geen enkele mogelijkheid buiten beschouwing moet laten. Ook geen hout. Per slot van rekening draait de stadsverwarming in Meerhoven en Strijp S (Eindhoven) op houtsnippers uit het MRE-gebied. Elke PetaJoule (=1000 TeraJoule) is er een.
Ik ben van plan om binnenkort een verhaal te schrijven over een lezing van Nabuurs (professor in Wageningen, bosbeheerexpert) over de EASAC-studie, die hij hield voor de KNAW. Maar ik wil graag een voorbeeld, waarop ik vooraf wat uitgebreider in kan gaan, zodat straks dat andere verhaal niet zo massief wordt.
De Groote Heide kort na 1900 (In Brabant, Horst en Spek)
Het Leenderbos Mijn vrouw en ik gaan regelmatig in het Leenderbos en de aangrenzende natuurgebieden fietsen. Het Leenderbos is een mooi voorbeeld hoe je gecombineerd naar bossen kunt kijken.
Het Leenderbos, en aangrenzende natuurgebieden als De Plateaux en de Groote Heide en beekdalen, zijn enerzijds een Natura 2000 – gebied. Het beheerplan van de provincie (dat o.a. nodig is vanwege de Programmatische Aanpak Stikstof, PAS), telt 340 pagina’s.
Dat laatste is de overgang naar het “anderzijds” in de redenering. Op bovenstaand plaatje zoals het hele gebied er kort na 1900 uitzag. Het was toen één grote kale verwaarloosde heide, waarvan het restant nog steeds de Groote Heide heet. En ongetwijfeld heeft het er in voorgaande eeuwen weer anders uitgezien. Het landschap verandert door de eeuwen heen en zal dat blijven doen. Toekomstige landschappen bevatten zonneparken en windmolens.
Anderzijds dus kan men het Leenderbos een verwilderd productiebos noemen. De enerzijds- en de anderzijds-aanduiding zijn beide waar.
Het Leenderbos is gestart als werkverschaffing (In Brabant, Horst en Spek)
Het grootste deel van het Leenderbos is als werkverschaffingsmaatregel aangelegd in de jaren ’30 van de vorige eeuw, beeindigd in 1941. De betaalkeet is nu rijksmonument.
En het dennenhout (grenen) was voor de Limburgse mijnen. Mijnwerkers hebben graag stutten van dennenhout, want dat kraakt op tijd voor het het begeeft.
Voor zijn tijd was het een progressieve aanpak. Flinke delen van het oude heideland werden niet bebost, maar toen al door een professorale commissie aangewezen als natuurmonument (rond het begin van WOII 140 hectare).
Ook de recreatie was een bewust doel. Daarom lopen de paden in het Leenderbos niet in een saai dambordpatroon, maar met bochten.
Maar de geschiedenis brengt ook met zich mee, dat de gemiddelde begin-boom in het Leenderbos nu zo’n 80 jaar oud is. Zie over de grove den https://nl.wikipedia.org/wiki/Grove_den .
Als je bij het rondfietsen niet alleen kijkt naar wat er leeft, maar ook naar wat er dood is, zie je ook een heleboel. Alles wat dood is, is bezig om zijn koolstof weer af te geven.
Grove dennen kunnen in gunstige omstandigheden een paar honderd jaar oud worden en soms groeien ze nog lang door (en zo lang ze groeien nemen ze CO2 op), bestanden moeten regelmatig gedund worden en een vaak gekozen kapleeftijd ligt ergens tussen de 50 en de 120 jaar – maar dat is situatieafhankelijk en van boom tot boom verschillend.
Hoe dan ook, het is logisch om bij het Leenderbos aan kap te denken. Daar is verder niets onethisch aan.
In praktijk wordt er al decennia gekapt en herontwikkeld, soms tot nieuw bos en soms tot ander natuurgebied zoals zandverstuiving – leuk overigens voor de biodiversiteit, maar slecht voor de koolstofvastlegging. Niet alle goede doelen verdragen zich onderling goed.
Energetica en koolstofbalans en biomassa-ethiek Staatsbosbeheer (SBB), de belangrijkste instantie in dit gebied, zegt op zijn site dat men al jaren 6000m3 hout per jaar oogst, waarbij de context erop wijst dat dat uit het gebied Leenderbos-Groote Heide is. Samen is dat goed voor zo’n 2000 hectare. Heel nauwkeurig is SBB niet: op die 2000 hectare staat niet overal bos. Er is niet meer mogelijk dan natte vinger- werk.
Die 6000m3 is een nevendoel bij de natuurgerichte ontwikkeling in het gebied.
Kun je die 6000m3 ecologisch verantwoord oogsten?
Stel als natte-vingeroefening dat de helft van het gebied bebost is.
Dan haalt SBB per hectare 6 m3 per jaar op, en dat is ongeveer de aangroei van de grove den (die langzaam groeit). Andere bomen echter groeien een stuk harder en die kom je ook tegen in het Leenderbos.
Als je het in koolstof op elementbasis uitrekent:
Volgens het CBS vangt een gemiddeld Nederlands bos met zijn fotosynthese 1900kg koolstof (op elementbasis) per hectare per jaar (maar het Leenderbos zal het op zijn kwaaie grond wel slechter doen dan gemiddeld).
6m3 hout per hectare per jaar betekent ongeveer 850kg koolstof (op elementbasis) per hectare per jaar.
Ecologisch lijkt het erop dat SBB jaarlijks minder koolstof uit het Leenderbos weghaalt dan de fotosynthese er jaarlijks in stopt. (Maar dit alles met de natte vinger).
Het zou dus ecologisch moeten kunnen.
Koolstofvastlegging per ecosysteemtype, afgezet tegen het areaal van dit ecosysteemtype, en de koolstofvastlegging per hectare (2013). De grootte van de bollen is recht evenredig met het aandeel in de totale vastlegging in Nederland.
Wat kun je als gebruiker met 6000m3 hout (3120 ton)? En is dat veel?
Als je die hoeveelheid helemaal zou opstoken, levert je dat ongeveer 52TeraJoule warmte op (0,052PJ). Ter vergelijking: als de stadsverwarming in Meerhoven 50 weken per jaar non- stop zou draaien (wat niet zo is), zou hij 30TJ elektriciteit en 170TJ warmte leveren ( zie De biomassacentrale Meerhoven en het overige Eindhovense biomassaprogramma ). Dat zou (volgens de gemeente Eindhoven) 18000 ton houtchips eisen.
Met andere woorden: het Leenderbos zou goed zijn voor 2 a 3 maand biomassacentrale in Meerhoven in vol bedrijf. De centrale heeft dan ook niet alleen het Leenderbos als leverancier.
Het bevestigt mijn stelling over biomassa: je kunt er wel wat mee, maar zeker niet alles. Maar het heeft geen zin om vanwege emotionele redenen, zonder analyse, die beperkte mogelijkheden af te wijzen.
Je kunt natuurlijk ook het hout deels niet verbranden. Stel, je gebruikt de helft voor timmerhout dat langdurig uit de circulatie blijft. Je legt dan jaarlijks ruim 400 ton koolstof vast op elementbasis (goed voor zo’n 1500 ton CO2).
Vanuit gebruikersstandpunt gezien, is 6000m3 hout per jaar dus niet heel veel. Je zou eigenlijk voorzichtig denken dat daar nog wel wat rek in zit.
Koolstofvastlegging in planten waaronder bos_per jaar_over 2013
In een eerder artikel op deze site heb ik aandacht besteed aan het energieverbruik, eerst van de bitcoin en daarna, meer algemeen, aan de restwarmte van datacenters. Zie www.bjmgerard.nl/?p=5709 .
Sindsdien komt er regelmatig nieuw nieuws voorbij, waarbij ik mijn waardering wil uitspreken voor de nieuwsbrief van Duurzaam Bedrijfsleven (in dit geval van 14 maart 2018, zie www.duurzaambedrijfsleven.nl/ict/27679/perfecte-combinatie-datacentra-en-restwarmte ). Ik heb het eerdere artikel al een paar keer ge-updated, maar daar kun je niet mee bezig blijven. Vandaar een apart artikel, dat men lezen kan als een vervolg op het eerdere artikel.
Eerst wat klein bier. Duurzaam Bedrijfsleven noemt ( www.duurzaambedrijfsleven.nl/ict/6343/hoe-een-datacentrum-en-viskwekerij-kunnen-samenwerken ) een herontwikkelingsproject in Cleveland (VS), waar de afvalwarmte van een datacenter gebruikt wordt voor een viskwekerij, waarvan de stront weer gebruikt wordt voor een boomgaard en een kassencomplex, waarvan de biomassa weer gebruikt wordt voor stroom voor het datacenter. Het lijkt wel alsof er over nagedacht is…. Het originele project heet het Foundry Project en dat is te vinden op www.projectfoundry.com/ .
Berenschot
Duurzaam bedrijfsleven besteedt ook aandacht aan een recente studie van Berenschot. Die studie is redelijk leesbaar en uitermate de moeite waard. De studie is geschreven voor RVO en dus openbaar. Zie hier (de link is inmiddels vervallen): restwarmte-uit-datacenters_Berenschot_mrt2018
Ik pik er wat bladzijden uit als illustratie van het belang voor het verwarmen van woningen die van het gas af zijn.
Finland heeft het beste beleid m.b.t. restwarmtegebruik. Daar is het hergebruik van restwarmte wettelijk verplicht, want het dumpen van warmte in de atmosfeer verboden. Zodoende wordt de nabijheid van een warmteafnemer een verplichte vestigingsvoorwaarde.
Bovendien is het gas er veel duurder, waardoor de business case sneller sluit. Er zijn Finse datacenters die meer verdienen aan de warmtelevering dan aan de ICT-diensten.
Het voert te ver om de hele studie hier af te drukken.
Er staat bijvoorbeeld een goede uitleg in van de APG-server die aan het Limburgse Mijnwaterproject gekoppeld is, over het Previder datacenter in Hengelo en over het lauwwaternet op de High Tech Campus in Eindhoven (dat bij vol vermogen goed zou zijn voor ca 0,08PJ per jaar).
Commentaar mijnerzijds
Er staat een schat aan aanbevelingen in de Berenschot-studie. Een kleine greep eruit.
Een belangrijke moraal is dat dit voorbeeld bewijst dat collectieve warmtelevering in stedelijk gebied aan belang moet winnen als alternatief voor aardgas.
Dit ondanks, soms begrijpelijke, ressentimenten m.b.t. de ongunstige financiele afwikkeling en (een enkele keer) de technische staat van stadsverwarmingssystemen. Daarvoor moet een politieke oplossing komen.
Men zou zich kunnen voorstellen dat het aanbieden van warmte bij 25°C aan een woonwijk, in combinatie met een individuele warmtepomp met een relatief laag vermogen, en bij een redelijk financieel plaatje, een politiek denkbare optie zou kunnen zijn.
Een andere belangrijke les is dat overheidsbeleid nodig is, dat over lange tijd consequent wordt volgehouden. Je praat over lange terugverdientijden.
Berenschot schat in dat het totaal opgestelde vermogen in Nederland 1256MW is. Die dingen staan non stop aan, dus ze produceren ongeveer 40PJ warmte per jaar. Daarvan ongeveer 2/3 deel rond Amsterdam, blijft over voor de rest van Nederland 13PJ en als Brabant daarvan ruim 1/7 deel is, is dat in Brabant zo’n 2PJ. Redelijk in lijn met wat ik in mijn eerdere artikel schatte.
Fotonica De SP-fractie in Provinciale Staten heeft n.a.v. mijn eerdere artikel bij de begrotingsbehandeling gevraagd of er voor Brabant kansen liggen in de restwarmte van datacentra. Warmtebeheer is een taak die typisch bij een provinciale overheid past en de provinciale warmtepolitiek is een van de meer succesvol uitgevoerde taken.
Gedeputeerde Spierings (D66) beantwoordde de vraag nogal bagatelliserend. De efficiencyverbetering en de opkomst van de fotonica zouden het probleem snel de wereld uit helpen. Fotonica-servers zouden veel minder stroom verbruiken en dus minder warmte leveren.
De door Guelbenzu ontwikkelde schakelaar, één van de meest compacte ter wereld
Ook na een halvering van het energieverbruik is er nog steeds veel restwarmte over.
Het aantal datacenters groeit sterk (en soms zijn die heel groot), en de groei van het energieverbruik van bestaande datacenters is 4% per jaar. De fotonicahalvering is waarschijnlijk in minder dan een decennium weggecompenseerd.
Het blijft mijns inziens een interessante input voor duurzame warmte en het minste, dat de provincie zou kunnen doen, is bevorderen dat de Brabantse datacenters in de Warmteatlas worden opgenomen. De gemeente Amsterdam heeft dat al gedaan.
Elk jaar vindt in Den Bosch in oktober de driedaagse Vakbeurs Energie plaats. Ik ga daar altijd een dag naar toe.
Het is een ontzettend grote beurs, dus je moet selecteren. Ik ga de laatste jaren meestal naar stands en workshops die over warmtelevering en opslagtechniek gaan.
Nu een keuze uit de vele warmteprojecten.
Itho Daalderop Arco Knoester gaf een beeld van 20 jaar ervaring met een grillige leercurve.
De Itho Energiewoning 1998Ventilatie en comfort_Itho Daalderop
Het begon 20 jaar geleden met de Itho Energiewoning op “all electric” basis (boven). Van daaruit is doorontwikkeld tot de kennis van nu (onder).
De afnemers (ruim 10000) zitten in een dbase en daar is nauw contact mee. Over monitoring, onderhoud, over softwareupdates, gebruiksaanwijzingen van het type “zet de thermostaat ’s nachts niet lager, want een warmtepomp wil gelijkmatig draaien.”
De Amsterdamse Hermitage (een dependance van de Russische Hermitage) is sinds gevestigd in een bejaardenhuis uit de 17de eeuw. Er hangt het nodige van waarde en, zoals alle in musea, geldt er een strenge klimaatbewaking.
Daarbij bleek, zoals in wel meer musea, dat het probleem vooral was dat er teveel warmte was. Het pand moet vooral gekoeld worden en waar laat je die warmte? Die kun je natuurlijk weggooien met een koeltoren, maar dat is ook zonde. Vandaar dat directeur Facilitaire Zaken Lagendaal van de Hermitage op zoek ging naar een afnemer van warmte. Op een infrarood beeld sprong er een naburig complex uit en dat bleek de Hortus Botanicus bij Artis, ook uit de 17de eeuw en grotendeels Rijks-
monument. En glas, en niet isoleerbaar. Daar kwam de restwarmte van pas.
Het project bleek al gauw een oefening bureaucratie en fondsenwerving voor gevorderden, maar slaagde uiteindelijk toch. Sinds 2016 ligt er een dubbele pijp tussen Kunst en Kas, zoals het nu heet.
Gezien de lange afschrijftermijn van dit type investeringen, is er een samenwerkingscontract voor 25 jaar getekend. Die lange termijnen is een van de vaste problemen met warmte-infrastructuur.
Leiding van de Hermitage Amsterdam naar de Hortus Botanicus
Een aantal bedrijven hadden samen 250TJ aan warmte per jaar over, waarvan 70TJ/y van de chemische fabriek van de Burg Groep, die in de volksmond De Azijnfabriek schijnt te heten. De warmte van Burg komt o.a. vrij bij de bacteriele processen waarmee men azijn maakt.
Azijnfabriek Burg in Heerhugowaard
250TJ/y is best veel. Als je die warmte all-electric zou willen leveren, had je daar een zonnepark op de grond voor nodig van ongeveer 80 hectare (afhankelijk van de inrichting). Het scheelt 18000 ton CO2/jaar.
De gedachte is juridisch ondergebracht in het Waerdse Energie Circuit .
De gedachte is technisch gerealiseerd door vier bronnen voor Warmte Koude Opslag (WKO) te boren tot 170m diep, die elk 185m3/uur omhoog of omlaag kunnen brengen. Duratherm mocht die bronnen boren en zodoende kwam de meneer op de Energiebeurs terecht.
Er hangen bedrijven, instellingen en 7500 woningen aan het project.
Ik vind het een goed voorbeeld van een zinvolle stadsverwarming.
De plattegrond van het Waerds Energie Circuit (Zie www.waerdse-energie.nl ).
Gaten boren onder je huis Diezelfde meneer van Duratherm, en ook meneer van Bokhoven van KWA Bedrijfsadviseurs, gingen in op wat er wel en niet kon met Warmte Koude Opslag (WKO) onder bestaande woningen. Hun beweringen samengevat:
Ga uit van 1 meter diep boren per 1m2 verwarmd oppervlak, maar in praktijk gaat men meestal niet dieper dan 250 a 300m
Blijf 3 meter uit de fundering
Er kan onder de woning worden geboord
Glycol is overbodig geworden
Het kan zonder ventilator (die je anders zou horen)
Afgrouten moet verplicht worden gesteld
Afstand tussen twee putten minstens 8 m
Het kan op diverse schaalniveau’s van zeer klein (één kavel), via midden (bijv. een flat) tot heel groot (een wijk)
Een individuele installatie kost ca 10 tot 12 mille.
Warmte Koude Opslag (Mark Johnson op Wikipedia)
Een Comfortpaal De IJB-groep (die vooral in funderingen zit) had bij zijn kraam een flyer waarvan ik me beperk tot een afbeelding van een heipaal met daarin over de volle lengte een warmtewisselaar in de vorm van een dubbele lus. Leuk om een plaatje van te zien.
De Energiebeurs 2017 Ik ga in oktober altijd naar de Energiebeurs in Den Bosch. Ik mag er voor Milieudefensie en de SP voor niets in en deze keer was Joost van Mill van de Eindhovense SP meegegaan.
Je kunt daar met gemak dagen doorbrengen, want het is een hele grote beurs en er gebeurt van alles. Je moet kiezen en de laatste jaren kies ik meestal voor warmteonderwerpen en opslagtechnieken.
Nu een verhaal over energieopslag.
De Big Four bij de beheersing van het elektriciteitsnet
Waarom energieopslag en hoe gaat dat? Het verhaal gaat eerst over stroom.
Er wordt meer duurzame energie opgewekt en daarvan wisselt het gedrag veel sterker over de dag dan in het vroegere systeem. Ook de vraag van afnemers wisselt over de dag, maar dat gaat vooral nog ouderwets.
Naast de door iedereen altijd aangehaalde problemen als er te weinig wind en zon is, zijn er ook periodes dat er daarvan te veel is. Soms zoveel te veel, dat er duurzame energie wordt weggegooid omdat er geen vraag naar is of omdat het stroomnet het niet aankan. Nederland heeft een goed elektriciteitsnet en tot op zekere hoogte heeft ons dat een remmende voorsprong bezorgd, maar die tijden veranderen. Het stroomnet kan er uit knallen, en niet alleen omdat er een Apache tegen aan vliegt.
Je kunt drie kanten op (al dan niet in combinatie):
je kunt de vraag meer aanpassen aan het aanbod (de wasmachine aanzetten als de zon schijnt). Daartoe loopt er in woonwijken een proef in Hoogkerk (Groningen) en Amsterdam-west, en een klein proefje in Breda, en verder nog niet.
Je kunt het stroomnet flink verzwaren, maar dat kost een hoop geld
Je kunt opslagsystemen ontwikkelen. Mondiaal zijn die tussen 2014 en 2016 vervijfvoudigd. In Nederland niet.
De mondiale groei van de energie-opslagcapaciteit
Ecofys heeft uitgerekend (april 2016) wat het aan een gemiddeld huishouden jaarlijks extra kost (extra betekent dat de kosten van het bestaande net er niet in zitten) als je de pieken van de toekomst op gaat vangen met flexibiliteitsopties (waaronder vraagverschuiving en opslag), en als je die gaat opvangen met zwaardere netten. (te vinden via www.ecofys.com/nl/publications/waarde-van-congestiemanagement/ )
Dit voor drie scenario’s in 2050:
Die waarbij massaal aanwezige Elektrische Voertuigen (EV) de dominante factor zijn (94% van de huishoudens heeft zo’n ding)
Die waarbij warmtepompen dominant zijn (69% heeft zo’n machine)
Die waarbij PV-panelen dominant zijn (3,3kWp per huishouden)
Je krijgt dan onderstaand plaatje. Lees: als 94% een Elektrisch Voertuig heeft, kost het €320 extra om het net te verzwaren, en €170 extra om de pieken op een meer intelligente wijze te ondervangen.
Overigens kan ook Ecofys de toekomst niet voorspellen, en de club houdt slagen om de arm.
Een balanceeract met financiele technieken Ons stroomnet kent een natuurkundige hierarchie: het hoogspanningsnet (ook wel transmissienet), het middenspanningsnet (van uw kant uit achter het transformatorhuisje), en het laagspanningsnet (van uw kant gezien aan deze kant van het trafohuisje).
In heel Nederland is de overheidsonderneming Tennet de baas over het hoogspanningsnet. Tennet moet de spanning en de frekwentie met grote precisie constant houden en slaagt daar tot nu toe goed in.
In Brabant gaat Enexis over het midden- en laagspanningsnet.
Sinds de scheiding van netbeheer en opwekking mogen netbeheerders zelf geen energie opwekken of er in handelen.
De diverse elektriciteitsmarkten
Omdat Nederland nog maar weinig opslag heeft en Tennet zelf niet mag opwekken, moet Tennet voortdurend goochelen met bij anderen uitstaande reservecapaciteit, bijvoorbeeld een windpark, een centrale of een grote fabriek. Die krijgen geld als ze onder precies geformuleerde condities leveren of standby staan. Tennet mag niet meer en niet minder dan voor het hoogspanningsnet nodig is. In bovenstaand plaatje is dat de zwarte rechthoek “Onbalansmarkt”. Tennet was in 2016 een kleine 6cent/kWh kwijt.
OTC (de donkerblauwe rechthoek) betekent dat een producent rechtstreeks aan een afnemer levert (Over The Counter), bijvoorbeeld het zonnepark bij Delfzijl aan Google. Dit blijft buiten het financiele systeem en de rest van de wereld staat daar financieel buiten.
Voor het publiek is de lichtblauwe pijl van belang, want daar kopen Greenchoice en NUON energie en verkoopt uw windmolen. Hier bestaat een hierarchie in de tijd: lang van tevoren via de ENDEX; tot 12.00 uur een dag van tevoren via de APX (Day Ahead); en na 12.00 uur (op de dag zelf, tot vijf minuten van tevoren, de Intra Day). De Day Ahead handelt met blokken van een uur en de Intraday in Nederland ook, maar in Duitsland met al blokken van een kwartier.
De APX zit momenteel ergens rond de 3 tot 5 cent/kWh en de Intraday kan wildwest zijn (op 31 juli 2016 tussen de -8 en +35 cent/kWh).
En als men nou denkt “maar ik betaal veel meer”: dat klopt. Daar leeft uw stroomboer van en nog veel meer de Staat der Nederlanden.
Als huishouden of groep huishoudens besparen of verdienen met flexibele technieken Ik zeg hier bewust één keer, maar niet de hele tijd “in principe”. Anders blijf ik bezig.
Als je als huishouden je stroom per uur of zelfs per kwartier zou kunnen betalen, zou je je wasmachine aan kunnen zetten als de stroom weinig kost en in principe zelfs (sorry) als de prijs negatief is. Idem de koelkast, want een goede koelkast staat meestal niet aan en kan zijn momenten kiezen. Het is alleen een beetje lastig als je er de hele tijd met je mobiel naast moet staan voor de elektriciteitsprijzen, dus dat moet automatisch.
Over dat soort dingen gaan de proeven in Amsterdam-West en Hoogkerk.
Het grijze blok is de behuizing van de wijkaccu De Keen in Etten-Leur
Verder kun je als huishouden (realistischer is als groep huishoudens of als energiecoöperatie) kunnen gaan inkopen als de stroom goedkoop is, en verkopen als hij duur is. Jullie verdienen daarmee en Enexis en Tennet zijn er een klein beetje beter mee. Er moet het een en ander gecoördineerd worden en daar zit werkgelegenheid.
Het gemiddelde verschil tussen inkoop en verkoop was in 2015 2,2 cent/kWh.
Dit is de experimenteeropslag van Enexis in De Keen in Etten-Leur. In opgeladen toestand zit daar 232kWh in. Het is dan ook vooral een technische proef. Zie Stroomopslagexperimenten Enexis worden uitgebreid .
De sociale aspecten zitten soms op andere plaatsen dan de politiek vermoedt.
Boer De Jong uit Odoorn bijvoorbeeld heeft fors zonnepanelen en slaat de elektriciteit op in een zeecontainer. Men moet daar maar eens aan denken inhet flankerend beleid voor de Brabantse landbouw.
Steen en been De branche (bestaande uit bedrijven in de elektrotechnische hoek) is in deze verenigd in Energy Storage NL, met ex-VVD Kamerlid Ineke Dezentjé als baas. Ze hebben het Nationaal Actieplan Energieopslag uitgebracht (okt. 2016) en dat werd op de beurs in Den Bosch uitgedeeld. Het duurde even, maar ik ben er nu dan toch aan toe gekomen.
De branche klaagt steen en been. Er zijn ruim 30 knelpunten en daar moet wat aan gedaan worden. Het zijn allemaal kapitalisten, maar soms hebben ze een punt (en soms niet). Ik zal de kritiek in Italic weergeven.
Je betaalt zowel bij het opladen als bij het ontladen belasting, en bij het inkopen meer. Verder is er ander juridisch, fiscaal en betaaltechnisch gedoe. Hebben ze op zich een punt, maar de VVD (en anderen) hebben het zelf zo ingewikkeld gemaakt door netbeheer en energielevering te scheiden. Het huisje in Etten-Leur is van Enexis, maar Enexis mag niet zelf in- en verkopen.
Kleinverbruikers hebben steeds dezelfde stroomprijs en hebben er daarom geen belang bij om de wasmachine op een gunstig moment aan te zetten.
Klopt op zich en dat moet er van gaan komen. Maar ik zou als consument wel even naar de kleine lettertjes kijken.
Weg met de salderingsregeling want die is zo goed dat de mensen hun overtollige stroom gratis op het net dumpen!Kunnen wij naar fluiten.
Zit iets in, maar nog niet nu. De regeling is overzichtelijk en geeft heel hard nodige stimulansen in den breedte. De meeste mensen houden toch niet heel veel over en dat betekent, dat je allerlei collectieve toestanden uit moet halen om al die kleine beetjes bij elkaar te schrapen. Daar is de tijd niet rijp voor.
Maar in Duitsland staan al >25000 home storage systems van gemiddeld 7kWh per stuk (ca 18 uur in een gemiddeld Nederlands huishouden). Met een beetje mazzel overbrug je daar een etmaal mee, maar niet met genoeg zekerheid om je te laten afsluiten. (Is trouwens sowieso een romantisch anarchistisch idee dat nergens op slaat.)
Maar elke subsidie moet ooit beëindigd worden.
Gebrek aan kennis bij installateurs en netbeheerders; schrik bij investeerders; veel te veel kleinschalig gepeuter waardoor geen schaal- en leereffecten; geen grootste visie; standaardisatie.
Klopt op zich, maar dat is precies waarom de overheid, die zo nodig van de VVD en CDA en PvdA en D66 moest terugtreden, nu faalt. Dat moet de markt doen en die verrekt het uit schijterigheid. De overheid is de grootste uitvinder en laat die dan uitvinden.
Ik ben dus voor een krachtige industriepolitiek zijdens de overheid, maar dan ook de baas!
De Bitcoin een ecologische ramp? Mijn interesse begon met een kop boven een artikel in een Belgische krant De Standaard van 19 oktober 2017 “De bitcoin is een ecologische ramp”. Er werd betoogd dat voor de winning van bitcoins ontzettend veel rekenkracht nodig was, dat dat inherent in competitie plaatsvond, dat je er goed mee kon verdienen en dat daarom computers in zeer korte tijd werden afgeschreven (en nieuwe aangeschaft). Het klonk een beetje als de goudwinning in Klondike en het proces heet van ook niet voor
niets “mining”.
De journalist zei een beetje slordig dat het stroomverbruik voor de bitcoin de helft was van het totale stroomverbruik van Vlaanderen, waardoor het net leek (voor mensen die gewend zijn om gelijksoortige grootheden te vergelijken) alsof half Vlaanderen niks anders deed als bitcoins mijnen, maar de bedoeling was dat het mondiale stroomverbruik van de bitcoin de helft was van dat van Vlaanderen.
Vervolgens zette de journalist er de verkeerde website bij zodat je het niet kon controleren, en mijn scepsis was groot.
Een bitcoin vreet stroom en andere betaalwijzen zeer veel minder. Het mondiale vermogen, dat het bitcoinsysteem vraagt, is genoeg om iets meer dan 2 miljoen huishoudens in de VS van stroom te voorzien. Het mondiale VISA-systeem wikkelt zeer veel meer transacties af en vraagt daarvoor 40* minder vermogen.
In absolute getallen kost één bitcointransactie (volgens Brosens) 200kWh.
Maar. Het bitcoinsysteem groeit als een idioot.
Groei van het stroomverbruik van de bitcoin
De verticale eenheid TWh/jaar is een beetje moeizaam bij een dergelijk groeitempo. Maar een jaar is 8760 uur dus de omrekening is gauw gemaakt: 18,0TWh/y = 2050MW en 22,0TWh=2510MW. Ter vergelijking: de kolencentrale op de Maasvlakte is 1070MW . Nogmaals voor de duidelijkheid: de 2510MW is mondiaal en de 1070MW is één Nederlandse centrale.
2510MW zit al een eindje boven het totale energieverbruik van bijv. Azerbeidzjan .
Onrustbarender is het groeitempo. Over de looptijd van bovenstaande grafiek stijgt het benodigde bitcoinvermogen lineair met 0,86% per dag. Gaat dit een jaar door, dan staat er in de linkerkolom in plaats van 18 nu ca 60TWh/jaar. Mogelijk zelfs iets meer, want het gaat in de afgebeelde maand iets harder dan lineair.
Nu vraagt de bitcoin 0,11% van de mondiale stroomproductie. Volgend jaar is het percentage (lineair redenerend) ongeveer 3* zo hoog, enz.
Ik vind het nog geen ecologische ramp, als je naar het stroomverbruik kijkt, maar dat kan het over bijvoorbeeld een decennium wel worden. Gemeten aan het materiaal hangt het er van af hoe men na het afdanken met de computers omgaat.
Men zou kunnen zeggen dat daar waar de ecologische nadelen van de bitcoin aantoonbaar zijn, en de voordelen van de bitcoin voor niet-criminelen en niet-speculanten afwezig, de kosten-baten analyse van het systeem per definitie negatief is.
Je leest in de krant soms reacties, waarin mensen uitspreken dat kritiek op de bitcoin ingegeven is door banken, die hun monopoliepositie bedreigd zien.
Zonder sympathie te willen uitspreken voor de banken, moet ik toch zeggen dat het bericht waarschijnlijk op complotdenken neerkomt. Ook onafhankelijke onderzoekers komen op vergelijkbare getallen uit.
Harald Vranken, universitair hoofddocent informatica bij de Faculteit Management, Science & Technology van de Open Universiteit, haalde met het onderwerp bitcoin mining en duurzaamheid de laatste weken een aantal malen de internationale pers. Het laatste artikel is te vinden op de website van de Open Universiteit op www.ou.nl/-/bitcoin-mining-en-duurzaamheid-ou-wetenschapper-internationaal-in-de-belangstelling . Vranken zegt daarin dat hij in een eerder artikel dd mei 2017 (wat achter de betaalmuur zit) nog opgeschreven had dat het mondiale gemiddelde vermogen, dat aan bitcoins besteed werd, op 100 tot 500MW inschatte. Dat vond hij toen nog wel meevallen. Goud smelten en bewerken vraagt ook heel wat energie, voegde hij als voorbeeld toe. In bovenstaand persbericht dd december 2017 zegt hij, dat tussen zijn eerste artikel en dit persbericht (dus tussen begin en eind 2017) het stroomverbruik van de bitcoin ruim vervijfvoudigd is. In het recente artikel spreekt hij nu van “een serieus probleem”.
De wereld verbruikt gemiddeld aan stroom ca 2,5 a 3 TW, de bitcoin ongeveer 0,1% daarvan (dat is al een klein land).
In het december-artikel van Vranken wordt doorgelinkt naar enkele andere publicaties. Deze zijn vanuit het artikel op de OU-site vrij toegankelijk. In een artikel op spectrum.ieee.org (de IEEE is een soort mondiale organisatie van elektrotechnisch ingenieurs) wordt beschreven hoe een gezelschap van 11000 Venezolanen samen bitcoins aan het mijnen was (ongetwijfeld aangemoedigd door de wanhopige positie van hun land), tot de politie er een eind aan maakte. Door de illegale stroomaftap ontstonden er problemen op het net.
Datacentra en hun afvalwarmte in Nederland
(Ik heb de schatting van het winbare aantal PJ in Brabant bijgesteld van 3,5PJ naar 2,0PJ. In 3,5PJ zitten ook activiteiten waarvan de restwarmte moeilijk te oogsten lijkt, bijv. omdat ze decentraal zijn. De 2,0PJ zijn een wat betrouwbaarder schatting van de grote, centrale machines waarvan de restwarmte in praktijk mogelijk te oogsten valt.)
Toen het toch over computers en energie ging, het ik eens zitten kijken naar de energetische aspecten van de reguliere ICT-sector, waar ze ook nog wel eens dingen uitrekenen die voor de gewone mens wel nut hebben, bijvoorbeeld mijn pensioen. Die sector als geheel groeit ook sterk wat betreft de verwerkte bits (datacentra met zo’n 17,5% per jaar), maar omdat daar veel energiebesparende maatregelen genomen zijn, is het energiegebruik veel minder hard gegroeid en soms gedaald. De vraag is hoe het na, zeg maar, 2020 verder gaat. Het laaghangend fruit raakt gaandeweg geplukt.
Je hebt vier categorieën die voor de levering van restwarmte van belang zijn:
I) de commerciele datacenters, voor wie dataopslag en -beheer de hoofdactiviteit vormen
II) Telecommunicatiebedrijven
III) (Semi)publieke rekencentra (bijv. van de universiteiten)
IV) Commerciele ondernemingen met een groot datacentrum dat dienstig is aan een ander hoofddoel van de onderneming (bijv. de Rabobank)
(Uit het MJA-sectorrapport 2014)
De 37 grootste bedrijven uit categorie I en II vallen onder de industriele MJA-regeling en moeten 2% per jaar energiebesparen (en dat deden ze over de rapportageperiode, zo blijkt uit een controlestudie MJA3-Sectorrapport ICT-sector 2014 waaruit bovenstaande tabel). Vanaf 2011 tot 2014 kon je (alle bedrijven opgeteld) de volumegroei ongeveer wegstrepen tegen de besparingen. Zo zit deze groep ondernemingen al enkele jaren op 16,2PJ/jaar over al hun activiteiten. Een deel van deze activiteiten is van belang voor hun restwarmte.
De hele categorie I (alle datacenters samen, dus ook de niet-MJA) is goed voor 1247MW. Die dingen draaien non -stop en als dat op vollast zou zijn, zou dat 39PJ/jaar opleveren. In praktijk draaien ze geen vollast, maar grofweg 45% (zegt CE Delft). Zie Energiegebruik Nederlandse commerciële datacenters 2014-2017_CE Delft .
CE Delft kent aan de commerciele datacentra in 2017 ca 5,8PJ toe, welk aantal na 2014 weer is gaan groeien (met 23% per jaar).
(CE Delft Energiegebruik Nederlandse commerciele datacenters 2014-2017)
Van categorie III en IV afzonderlijk heb ik geen expliciete totaal-statistiek kunnen vinden.
Wel is er een studie, ook van CE Delft, Trends ICT en Energie 2013-2030 (dd feb 2016), die deze categorieën in ander verband onderbrengt en kwantificeert. Te vinden op www.ce.nl/publicatie/trends_ict_en_energie_2013-2030 .
Het blijft natte vingerwerk, maar om de gedachten te bepalen: in 2020 is er in Nederland grofweg 15PJ stroom-input waarvan men in theorie de restwarmte zou kunnen oogsten. Als die gelijkmatig over het land verdeeld zou zijn, zou 1/7de daarvan, dus ca 2,0PJ, in Brabant te vinden zijn.
Energetisch gezien is een datacentrum/telecommunicatie/enz bedrijf iets waar stroom ingaat en ongeveer evenveel afvalwarmte uitkomt. Het in de sector veelvuldig gebruikte begrip “groen” kan dan ook drie dingen betekenen: dat er niet meer stroom ingaat dan nodig, dat die stroom groen is, en dat de afvalwarmte zinvol gebruikt wordt.
Het eerste gebeurt standaard (want dat bespaart geld), het tweede soms (niet te achterhalen valt wat precies ‘soms’ en ‘groen’ is), en het derde heel af en toe. Binnen de sector zelf is warmtelevering aan de buren regelmatig in discussie.
KPN levert bijvoorbeeld afvalwarmte aan de warmtering op de Eindhovense Hightech-campus (zie voor een artikel www.emerce.nl/nieuws/kpn-opent-eerste-tier-iv-datacenter-nederland ) en de TU/e heeft een befaamde Warmte-Koude opslag (WKO) (zie TU/e: Hoofdgebouw wordt uitzonderlijk duurzaam gerenoveerd en het lange termijn-duurzaamheidsbeleid )
Het datacenter van de Rabobank in BoxtelDatacenter KPN Hightech campus Eindhoven
Het datacenter van de Rabobank in Boxtel Een case study is het datacenter van de Rabobank in Boxtel.
Dat trekt bij vol vermogen ongeveer 20MW stroom naar de computers, en ongeveer 25MW naar het complex als geheel – welke 25MW er dus ook weer uitkomt als warmte. Dat volgt uit de publiek bekende ontwerpspecificaties. Het belastingspercentage is onbekend.
25MW een jaar lang zou betekenen 0,79PJ aan afvalwarmte. Als je de 45% van CE Delft zou gebruiken, produceert het complex ongeveer 0,35PJ aan warmte. Dat zou op papier genoeg zijn om alle woningen in Boxtel te verwarmen als die goed geïsoleerd waren.
Binnen de gemeente Boxtel is hier al eens over gesproken.
In de projectbeschrijving (zie Datacenter Rabobank art TVVL 2011-1 ) wordt zelfs met zoveel woorden gewag gemaakt van de mogelijkheid om het nabij gelegen bedrijventerrein te verwarmen.
In praktijk vraagt dit om buizen, organisatie, en geld, dus er is op dit vlak nog niets gerealiseerd. De Boxtelse SP liet mij weten, dat de gemeente Boxtel in zijn woningbouwopgave probeert de restwarmte van bovenstaand datacenter, en van de RWZI, mee te nemen. Daarbij wordt samengewerkt met oa engie, Enexis, Alliander, Heijmans, Brabant Water en het Waterschap. Het benodigde warmtenet wordt in eerste instantie ingezet om een nieuwbouwwijk van 600 woningen van warmte te voorzien. Men wil later een groter deel van Boxtel gaan verzorgen.
Ik heb de Boxtelse SP aangeraden wel goed de rechtspositie van de nieuwe bewoners in de gaten te houden. In het verleden is daar nog wel eens wat fout gegaan (zie bijv. De Warmtewet moet anders!of de verhalen op deze site over de stadsverwarming in Meerhoven.
Na het schrijven van dit artikel heb ik een ander artikel geschreven over Ecovat en het integreren van elektrische en warmtenetwerken. Dat kan in dit verband ook nuttige kennis zijn. Zie Energy Day TU/e bespreekt Ecovat-systeem .
ICT-bedrijven en Warmte in Brabant De 2,0PJ warmte, waarvan hierboven sprake is, is in Brabantse verhoudingen een niet onaanzienlijk getal.
Ter vergelijking: in het Brabants Warmteplan, dat kort voor de zomervakantie in PS besproken is, (zie Het Brabantse warmteplan nader geanalyseerd ), staat bijvoorbeeld dat men gebruik wil maken van de 2 tot 5PJ afvalwarmte van het industrieterrein Moerdijk. De gezamenlijke warmteproductie door de Brabantse ICT-bedrijven ligt aan de onderkant van deze range.
Of: de totale geothermieverwachting ligt rond de 1,3PJ.
De Moerdijk en de geothermie staan wel in het Brabantse Warmteplan.
Zo men een andere vergelijking wil: 2,0PJ is genoeg om ca 100000 goed-geisoleerde huizen te verwarmen, zijnde ongeveer 1/10de deel van de Brabantse woningvoorraad.
Of: het is de helft van de opbrengst van het totaal Brabantse windenergieprogramma na voltooiing.
Maar in het Brabants Warmteplan zie je de ICT-bedrijven als potentiele bron van afvalwarmte niet terug. Dat is een gemis.
Nu zitten er tussen droom en daad in warmtezaken nogal wat wetten in de weg en praktische bezwaren. Er zouden buizen gelegd moeten worden en contracten getekend met een looptijd van decennia, en subsidies verstrekt. Die problemen zijn niet gering.
Toch zou het interessant kunnen zijn om op zijn minst in Brabant op korte termijn een inventarisatie van de warmte-leverende mogelijkheden van de ICT-sector in kaart te brengen.
Brabant in 2030 energieneutraal als je het alleen maar wilt?
Op 28 september 2017 zette Marjan Minnesma van Urgenda een enthousiasmerend opinieartikel in het Eindhovens Dagblad “Brabant kan snel energieneutraal zijn”.
Dat was de verbijzondering van het missiedocument van Urgenda “Nederland op 100% duurzame energie in 2030. Het kan als je het wil!”. In elk geval deze verbijzondering blijkt teveel te berusten op zichzelf overschreeuwende bluf. Naar het missiedocument zelf kijk ik een andere keer wel.
Minnesma stelt dat de Brabantse steden de massale overstap naar elektrisch rijden makkelijk te verwezenlijken is door diesel- en benzineauto’s vanaf 2025 de toegang tot de stad te verbieden “net als Utrecht doet”.
Nu doet Utrecht dat niet. Utrecht (zie www.utrecht.nl/wonen-en-leven/milieu/luchtkwaliteit/milieuzone-utrecht/ ) verbiedt momenteel aan diesels van voor 2001 de toegang tot een deel van de stad. Minnesma is hier veel te slordig.
Minnesma stelt ook dat je een woning standaard voor €35000 Nul Op de Meter kunt maken, en voert daartoe een klein aannemertje Thuisbaas in Amsterdam op die dat nu voor elkaar zou krijgen. Je hoefde dit alleen maar een beetje op te schalen.
Ik ga nu verder op dit woning-verhaal in.
Thuisbaas Ik naar de website van Thuisbaas ( www.thuisbaas.nl ). Het bedoelde project (dat €35800 blijkt te kosten, dus afgerond 36 mille) springt meteen in het oog als het ‘huis van Rik en Milda’. De website toont acht ervaringen van individuele huizen. Tot schaalgrootte is Thuisbaas niet in staat.
Wat documentatie van de website.
——————
Meer zonnepanelen Het huis van Rik en Milda is uitgebreid met een dakkapel en een aanbouw en ook voorzien van isolatie. In 2013 zijn de eerste 12 zonnepanelen geplaatst, waar 4 zonnepanelen aan zijn toegevoegd en 10 speciale panelen die voor elektriciteit en warmte zorgen.
In het boilervat in de schuur wordt warm water opgeslagen dat na verwarmd wordt met een instant heater. De HR-gasketel is vervangen door een lucht/water warmtepomp en de woonkamer wordt verwarmd via een lage temperatuur radiator.
‘Oude huizen zijn juist geschikt.’
“Bij het isoleren van ons huis kwamen we erachter dat de investeringskosten wel meevielen, ons wooncomfort verhoogd zou worden en de energiekosten direct terugliepen. Met de eerste set zonnepanelen zagen we ook dat we meer energie opwekten dan we gebruikten en dus geld terug aan het verdienen waren. We kookten al op inductie, maar gebruikten nog wel gas voor de verwarming en het warme water. Als je dan de berichten over de aardbevingen in Groningen hoort, dan heb je wel plaatsvervangende schaamte en denk je: als ik langer douche, dan staat hun huis langer te schudden.”
——————
In het getoonde prijsoverzicht (en uit een hier niet afgebeeld deel van de website) valt op
Thuisbaas werkt alleen voor koopwoningen
In dit geval is er sprake van een vrijstaande woning
Isolatie ontbreekt (klopt, die zat er al in, de kwaliteit is niet benoemd)
De 12 panelen ontbreken die al vóór het proces aanwezig waren
De inductieplaat was al aanwezig
Er zit één lage T-radiator in, dus blijkbaar wordt alleen de benedenverdieping structureel verwarmd
Thuisbaas doet alleen aan installatietechniek (althans, in het modelvoorbeeld en ook in de andere voorbeelden).
Het bestaat dus niet dat deze situatie maatstafgevend kan zijn voor een gemiddelde stadswoning in een Brabantse stad. Momenteel kost het Nul Op de Meter maken van een gemiddelde woning veel meer dan de €35000, die Minnesma noemt.
Een actiegroep mag van mij een beetje overdrijven en simplificeren. Maar deze financiele overdrijving gaat zo ver, dat ze de grenzen van de geloofwaardigheid ruim overschrijdt. De calculatieafdeling van een woningbouwvereniging gaat er niet serieus naar kijken.
Bovendien zegt Minnesma met zoveel woorden “Een stad als Tilburg of Eindhoven heeft vele miljoenen m2 die geschikt zijn om zonnepanelen op te plaatsen. Bij dit project worden woningen niet voorzien van een extra, en daardoor kostbaarder, schil zoals die bij de tot nu toe ontwikkelde NOM-woningen.”
Om precies te zijn heeft volgens de Zonatlas in Eindhoven 9,4 miljoen m2 geschikt dak op woningen, publieke gebouwen en bedrijven (zie Zonatlas_persbericht_5juni2015 en deel evenredig naar het aantal woningen af), waarvan in praktijk een deel gebruikt kan worden. Dit kan als theoretische bovengrens opleveren zo’n 3PetaJoule, maar in praktijk minder.
Labels in Nederland (totaal aantal huizen is ca 7,1 miljoen)
Het maatstafgevend maken van een bedrijfsmodel dat geen aandacht besteedt aan isolatie betekent dat Minnesma genoegen neemt met het bestaande isolatieniveau van woningen (80% is label C of slechter). Dit nu is een uitermate schadelijk standpunt en het is te hopen dat de stadsplanners deze aanbeveling van Minnesma niet opvolgen.
Een gemiddelde woning op dit moment vraagt ongeveer 12GJ stroom en 48GJ gas. In de aanpak van Minnesma en Thuisbaas wordt dezelfde, soms tochtige woning omgebouwd tot all electric en zal dan rond de 25GJ stroom per jaar vragen. Er zijn ruim 106700 woningen in Eindhoven, ergo gaat dan bovenstaande 3PJ bijna helemaal op aan de energievoorziening van de dan nog steeds slecht geïsoleerde woningvoorraad.
Daarnaast heeft Eindhoven ook elektrische auto’s, scholen, fabrieken, ziekenhuizen enzovoort, en die krijgen dan geen stroom. Althans niet van Eindhovense zonnepanelen.
Het NOM-beginsel is in essentie een aftreksom: de energievraag – de energieopwekking. Zelfs een labelG – doortochtwoning krijg je wel Nul Op de Meter als je er honderd zonnepanelen op gooit. Maar het NOM maken van een woning is geen doel in zich, maar onderdeel van een groter geheel. Als er honderd panelen op een woning zouden kunnen, zouden die bij een label A-woning een fors overschot leveren dat aan de maatschappelijke omgeving ten goede zou komen.
Wat kost een NOM-woning in de praktijk wel? Ik heb wat zitten zoeken op Internet. Dat vervangt niet dat er een grondiger onderzoek nodig is, maar als eerste indicatie geeft het wel een beeld.
Het loopt uiteen, maar het deskundigenstandpunt dat een Nul Op de Meter-renovatie in standaardsituaties op rond de €65000 uitkomt (incl. BTW), lijkt een goede keuze.
NOM-gemaakte jaren ’70 tussenwoning in de Bilt
De Stroomversnellingsbrochure (zie hieronder) meldt dat woningbouwverenigingen voorzichtig zijn en graag een tussenstap zetten, bijvoorbeeld eerst een Label B – overgang. Dat kost in standaardsituaties rond de €40000 (zegt de brochure). De auteur is daarna van mening dat dit niet veel minder geld is dan een NOM-renovatie voor wel veel minder resultaat, en dat de woningbouwvereniging beter af is met in één keer de stap te zetten naar Nul Op de Meter.
Van deze bewering kan ik op dit moment de waarde niet inschatten.
Kijk op http://stroomversnelling.nl/publicatie/ en kies “Business Case an financiering …”.
Deskundigen menen dat voor een woningbouwvereniging de business case voor een NOM-renovatie sluit als een bus. Het kost wat, maar de woning kan weer 40 jaar mee en is beter dan hij ooit was.
En de huurders gaan er netto in de voorbeelden tot nu toe niet op achteruit of soms vooruit.
Afgezet tegen beide strategieën is de strategie van Minnesma en haar organisatie Urgenda stom en bovendien minstens in veel gevallen overbodig stom.
Ik deel haar inzet op een spoedige verduurzaming van de bestaande woningbouw in Brabant, maar de gekozen koers om daar te komen is prutswerk.
De situatie schreeuwt om een langdurig volgehouden, systematische voorfinanciering zijdens het Rijk. Stel dat je aan €65k per woning uitgeeft aan de 4,5 miljoen woningen, die in de Stroomversnellingsbrochure genoemd worden, dan ben je een kleine 300 miljard kwijt. Spreid dat over 2018 – 2050, schiet het Rijk een dikke 9 miljard per jaar voor die het op termijn weer terugkrijgt. Valt mee. Pensioenfondsen zouden ook interesse kunnen hebben.
Inleiding Mark Z. Jacobson is een hoogleraar aan Stanford University. Hij is verbonden aan een onderzoeksgroep op energiegebied die zich al jaren bezig houdt met het ontwikkelen van modellen, die moeten bewijzen dat het mogelijk is de hele aarde in of kort na 2050 op duurzame energie te laten draaien. Jacobson heeft zelf vooral verstand van modellering op de computer en verschijnt in publicaties vaak als lead author.
Jacobson (en zijn groep, maar kortheidshalve laat ik dat hierna weg) hanteren daarbij een nauwe definitie van “schone energie”.
De primaire winning moet plaatsvinden uit wind, waterkracht of zon, een beetje geothermie en golf- en getijdenenergie (WindWaterSolar afgekort tot WWS).
Het wisselende karakter van het aanbod wordt beheerst met Warmte-Koude Opslag (WKO), Phase Change Materials (PCM) in combinatie met Concentrated Solar Power (CSP), de productie van waterstof, en het openzetten van de kraan bij stuwdammen, al dan niet in combinatie met oppompen. Verder kan het gunstig zijn (in die zin dat het minder kost) om de vraag naar stroom af te stemmen op het aanbod (zet de wasmachine aan als de zon schijnt).
Het schema van Jacobson
Jacobsons ambities gaan verder dan alleen energieneutraliteit. Hij ziet zijn project als iets dat ook schade en doden door luchtverontreiniging tegengaat, netto banen oplevert, en op termijn minder kost. Hij levert dus een soort totaalpakket.
Dat is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) van december 2015. Zie www.pnas.org/content/112/49/15060 .
Jacobson presenteert dit pakket voor de wereld als geheel, en ook voor 139 landen in het bijzonder. (Ik heb hierover eerder op deze site geschreven onder Hoe 139 landen in 2050 volledig van duurzame energie kunnen leven ).
In het hierna volgende zal ik het voorstel van Jacobson voor Nederland bespreken. Eerst echter de VS.
Jacobson in de VS en het proces.
De VS-versie van Jacobson leidde in de sterk gepolitiseerde VS tot heftige debatten.
Het pakket viel in de smaak bij mensen als Bernie Sanders, diverse filmische grootheden en andere naamsbekende personen, en allerlei milieugroepen. In hoeverre hun mening gedeeld wordt door de samenleving in de VS als geheel, kan ik niet beoordelen. Dat kon wel eens een flink deel zijn.
Het riep ook veel verzet op, ook onder deskundigen en andersgelovige politici, waarvan vooral de meningen van deskundigen in de vakpers terecht kwamen (voor zover ik die gelezen heb).
Dat leidde tot een artikel dd 27 juni 2017, ook in PNAS, “Evaluation of a proposal for reliable low-cost grid power with 100% wind, water, and solar” met als lead author Christopher T.M. Clack (en daarna 20 andere namen, waaronder, naar men zegt, nogal wat beroemdheden). Het is te vinden op www.pnas.org/content/114/26/6722.full . Dit tweede artikel (uitvoerig peer reviewed) hakte in stevige, maar binnen de grenzen van de wetenschappelijke betamelijkheid blijvende, bewoordingen in op het eerste artikel.
De beer was los. Beer Jacobson stapte naar de rechter en eiste ruim 10 miljoen dollar schadevergoeding voor reputatieschade, te betalen door PNAS en door de lead author Clack (de andere 20 werden niet voor de rechter gedaagd). Met name de passage over “modeling errors” bij een professor die daar nu juist zijn brood mee verdiende stampte op de zere teen. Het proces loopt.
Je hebt wetenschappelijke vragen, politieke vragen en juridische vragen.
Zowel het eerste stuk van Jacobson als het tweede van Clack vallen in het wetenschappelijke domein. Ze gaan er over wat er natuurkundig kan, onder welke voorwaarden, en met welke economische kosten en baten. Binnen het wetenschappelijke domein gelden, ook voor linkse professoren die het beste met de wereld voor hebben, de wetenschappelijke regels en dat is in dit geval gewoon een verder doorgevoerde discussie in PNAS.
Vragen over wat wenselijk is, en welk doel hoeveel mag kosten, en wat de prioriteiten horen te zijn horen in het politieke domein thuis. Helaas is het politieke klimaat sterk verziekt en zit er een president (met aanhangende kliek) aan wie dit soort subtiliteiten ook niet besteed is.
Juridische vragen gaan pas spelen als er concrete mensen of rechtspersonen concreet geschaad worden door acties in het politieke domein.
Ik vind het een idiote actie van Jacobson.
Header van het proces van Jakobson
Ik ken de situatie in de VS te slecht om diep op de VS-versie van Jacobson en zijn critici in te gaan. Een minieme steekproef uit de Amerikaanse pers lijkt op te leveren:
de Trumpisten hebben er geen zin in en gebruiken bijvoorbeeld het elektriciteitsnet als argument (dat in de VS een stuk beroerder is dan in Europa)
op papier vindt de wetenschap het scenario van Jacobson uitvoerbaar
de zeer smalle focus van Jacobson op WWS is schadelijk en overbodig, welke bewering vanuit uiteenlopende belangen uitgesproken wordt ‘kernenergie’ ‘CCS’ ‘biomassa’
Jacobson veronderstelt technieken die er nog niet of nauwelijks zijn en/of trekt deze technieken veel verder door dan gerechtvaardigd is
Sommige dingen kunnen gewoon niet (een vertienvoudiging van de stuwdamcapaciteit)
Het kost teveel
Het is veel realistischer om in 2050 80% van de dan nodige energie uit hernieuwbare bronnen te halen, aldus een door velen aangehaalde NREL-studie
Ik kom er op terug in de paragraaf over Nederland.
Jacobson in de geanalyseerde 139 landen samen
Jacobsons energietransitieschema
Wat uitleg bij deze figuur, die dus over de 139 landen samen gaat.
De ‘TW’ die er staan zijn jaargemiddelde Terawatten (Tera = 1012 = 1000miljard). Dus als je dit *8760 uur per jaar doet en *3600 sec/uur, geeft het de geproduceerde energie in een jaar.
Voor Jacobson is 2012 het basisjaar. In dat jaar verbruikten de geanalyseerde 139 landen samen 11953TW vermogen (jaargemiddeld).
Dat is ‘bruto’ omdat er fossiele brandstof deel van uitmaakt.
De binnenkomende (deels fossiele) energie gaat richting drie bestemmingen:
Een deel wordt kracht of beweging of bedoelde warmte
Een deel gaat in materie zitten (bijv. in plastic of kunstmest). Hiervan telt Jacobson 10% mee.
Een deel wordt ongebruikte afvalwarmte.
Als je uit de fossiele brandstof stapt, wordt er geen afvalwarmte meer gemaakt. Dat scheelt uiteraard en die besparing staat in bovenstaand plaatje als bovenste (lichtstgrijze) driehoek.
Verder hoef je geen kolen en olie meer uit de grond te halen en rond te sjouwen en dat scheelt ook (de onderste grijze driehoek).
Tenslotte bespaart Jacobson een beetje als gevolg van menselijk beleid en gedrag. Mondiaal is dat 6,9% in 38 jaar.
In de grafiek betekent ‘BAU’ ‘Business As Usual’. Met andere woorden: men blijft op basis van ongewijzigd beleid fossiele brandstof gebruiken. De BAU-term is dus bruto (dus inclusief de drie grijze driehoeken).
De WWS-term is als alle energie rechtstreeks als elektriciteit wordt opgewekt of rechtstreeks als bedoelde warmte. De omweg via fossiele brandstof vervalt en de WWS-term is dus netto. Dat is het gekleurde deel van de grafiek. In 2050 is dus bruto = netto geworden.
Al met al komt het mondiaal op neer dat Jacobson de groei, die anders plaatsgevonden zou hebben, wegvangt door het fossiele deel eruit te
snijden. Per saldo is bij hem het energiegebruik in 2012 (bruto) nagenoeg gelijk aan dat in 2050 (bruto = netto).
Jacobson in Nederland (Eerst even een punt van aandacht. Let wel dat in Nederland bij zon en wind andere ‘Watt-en’ in omloop zijn.
Bij zon in Nederland geeft men de kiloWatt-piek en het aantal kWpiek * 950 heeft het aantal kWh , en dat * 3,6 miljoen het aantal Joule.
Bij wind in Nederland geeft men het nominale vermogen (dat boven een bepaalde windsnelheid niet meer toeneemt) en doet dat * ca 2200 uur op het land en * ca 4000 uur op zee, waarna verder als boven.
Dit systeem komt bij Jacobson ook voor en het kan tot verwarring leiden, dus let er even op.)
De mondiale cijfers (grafiek boven) worden door Jacobson omgezet in nationale cijfers (tabel onder). Hierin die voor Nederland en voor enkele andere landen ter vergelijking.
Vermogenstabel van enkele landen
Je moet dit dus lezen als:
In Nederland zou het BAU-scenario in 2050 leiden tot een jaargemiddeld vermogen van 114,7GW, en het WWS-scenario tot 63,3GW. Het laatste cijfer is 44,84% lager dan het eerste cijfer (laatste kolom).
Het probleem met deze tabel is dat het vermogen in het basisjaar 2012 niet vermeld wordt. Met andere woorden: als Jacobson apart voor Nederland een gekleurde grafiek getekend had als boven, had je wel het rechtereindpunt van de rode en de stippellijn geweten, maar niet het linkereindpunt van beide samen.
Nu hebben wij een CBS en dat zegt dat Nederland in 2012 een jaargemiddeld vermogen had van 103,3GW (bruto), waarvan 61,4GW netto. Het systeem echter van het CBS is niet precies hetzelfde als dat van Jacobson, maar voor de grote lijn van de redenering maakt dat niet heel veel uit. In een gekleurde grafiek voor Nederland apart zou de rode lijn fors omlaag lopen: zo’n 40% in 38 jaar, dus een besparing van 1% per jaar. De huidige praktijk is dat de stippellijn de laatste jaren grofweg om een horizontale lijn wappert. Misschien dat je een beetje daling ziet als je goed kijkt en een beetje optimistisch doet.
Hoe dan ook, als Jacobson zijn zin krijgt, hebben wij in 2050 te verdelen 63,3GW, geheel in de vorm van emissieloze technieken.
De wereld wordt er trouwens een stuk schoner door. Jacobson denkt dat er in Nederland per jaar 6600 mensen minder vervroegd sterven aan Fijn stof (PM2.5) en ozon.
Jacobson stelt voor om de 63,3GW volgens de onderstaande percentages te verdelen (maar verschuivingen binnen dezelfde totaalsom zijn mogelijk). De percentages tellen op tot 100% en dat is die 63,3GW vermogen (over een jaar ca 2000PJ aan energie).
percentages vormen van duurzame energie (Jacobson)
Een voorbeeld.
Wind op het land zou goed zijn voor 5,73% van 63,3GW = 3,63GW.
Let wel: dat is jaargemiddeld. Jacobson voorziet dus 3,63GW * 8760 * 3600 = 114,5PJ.
Het Nederlandse beleid voor wind op het land wil naar 6,00GW, maar dat is nominaal.
Het Nederlandse beleid voorziet 6,00 * 2200 *3600= 47,5PJ.
Op basis van onderlinge afstand tussen de turbines komt Jacobson tot een energiedichtheid van 7,1W/m2 voor windenergie, te land en ter zee.
Jacobson hanteert voor zonnepanelen op het dak 201W/m2 en op de grond 0,30PJ/km2 .
Het is mij een raadsel hoe je in Nederland CSP wil doen, want die installaties staan tot nu toe alleen maar in hete woestijnen, maar laat ik eens aannamen dat Jacobson weet wat hij zegt. Hij gebruikt deze techniek ook als energieopslag.
Ik neem dan de gegevens van Gemasolar bij Sevilla.
Gemasolar bij Sevilla (0,40PJ op 185 hectare) (recente CSP-inrichting)
Dit alles geeft de volgende overzichtstabel:
Van de 2000PJ moet dus ca 1170PJ op het land opgewekt worden (rest wind op zee).
Deze site focust op Brabant, en dat is indicatief ca 1/7de deel van Nederland, dus een kleine 170PJ voor Brabant.
Mijn mening Dit is heftig en de vraag is hoe je dat er politiek doorheen krijgt. Ik ga dit in een aantal statements afwerken.
Het doel is dat Nederland zijn bijdrage levert aan het Akkoord van Parijs. Daartoe moet de CO2 – concentratie (en die van andere broeikasgassen) niet veel meer stijgen. Dit doel moet bereikt worden.
Overgaan op duurzame energie is voor het klimaat een middel. Als je van Poetin en meneer Saoedi af wil, is het een doel.
Men zou kunnen proberen meer te besparen, zodat we in 2050 nog lager dan 63GW uitkomen.
Het WWS-puritanisme van Jacobson leidt in een dichtbevolkt land als Nederland tot grote spanningen, gaat te ver en hoeft niet zo extreem doorgevoerd te worden. Sommige milieugroepen in Nederland hanteren een vergelijkbaar puritanisme: wind en zon zijn halal en de rest is haram. Die dichotomie geeft een lekker gevoel van politieke zuiverheid, maar richt in de praktijk schade aan.
Men moet niets op principiele gronden bij voorbaat verbieden en altijd eerst te analyseren hoe dingen in elkaar zitten en of een potentiele energiebron, al dan niet na het oplossen van praktische problemen, niet toch een bijdrage aan een oplossing kan bieden.
Er is weinig op tegen om het pakket te verbreden met een portie biomassa, een portie CO2-opslag onder de grond, een portie restwarmte van de industrie, een portie zoet-zoutwateropbrengst, en mogelijk een portie kernenergie in een nieuw technisch concept dat de huidige problemen sterk vermindert.
Ik ben steeds minder iemand van het grote, zuivere gebaar, maar ik word steeds meer een sprokkelaar. Op deze site staan artikelen over de potentiële opbrengst van mestvergisting, over de potentiele opbrengst van bossen, over restwarmte van datacenters, enz. Geen van deze posten lost op zichzelf alleen het probleem op. Silver bullets bestaan niet.
Ik voel bijvoorbeeld voor een kritiek in de VS van Dodge (New York, The Energy Collective, zie Critique of the 100 Percent Renewable Energy for New York Plan_nov2013_Dodge ) dat New York (welke stad plus ommelanden best wel te vergelijken zijn met Nederland als geheel) zich lang niet in die mate leent voor zonneenergie als Jacobson zegt, maar ondertussen wel over grote hoeveelheden vergistbaar afval beschikt waar Jacobson niets mee wenst te doen.
Als Jacobsons logica breed ingang zou vinden (het doel van zijn werk), zullen er dunbevolkte landen zijn met veel zon, die meer elektriciteit kunnen opwekken dan ze zelf nodig hebben. Met andere woorden: ze kunnen exporteren, waaronder naar Nederland. Nederland importeert nu ook netto energie en ook zonder verduurzaming zal dat steeds meer worden. Waarom geen duurzame stroom importeren over HVDCkabels uit Griekenland of Marokko?
Wie weet verbetert dat de financiele onevenwichtigheid tussen Noord- en Zuid-Europa.
Jacobsons aannames over de mogelijkheden van zon op daken lijken een lichte onderschatting.
Maar hoe men het ook wendt of keert, er is nu al behoefte aan forse oppervlakten zonnepark op de grond.
Men zou er in Brabant goed aan doen om een beleid te ontwikkelen, dat er op gericht is meerdere voordelen tegelijk te bewerken: naast de energieopbrengst ook een rol als flankerend beleid in de landbouwtransitie, en voor de ontwikkeling van extensief grasland dat een natuurwaarde zou kunnen hebben voor weidevogels en insecten.
Zonnepark Bockelwitz-Polditz aan de Mulde (Dld) (foto bgerard) (Dit park telt 14000 panelen, samen goed voor 3,15MW piek, en was daarmee in 2010 het 130ste park van Duitsland).
Koolstofopname door ecotypes Het CBS en Wageningen hebben onderzocht hoeveel koolstof C (uitgedrukt als element) vastgelegd wordt in verschillende ecotypes, en hoeveel koolstof (C) er ontwijkt uit veen. Daarover is een populariserend artikel uitgebracht en dat is te vinden op www.cbs.nl/nl-nl/nieuws/2017/45/bossen-en-bodems-stoten-meer-co2-uit-dan-ze-vastleggen . Vandaar kan doorgelinkt worden naar het achterliggende wetenschappe-
lijke werk.
Dit wetenschappelijke werk is nog experimenteel en de resultaten zijn vers van de pers.
Koolstofvastlegging per ecosysteemtype, afgezet tegen het areaal van dit ecosysteemtype, en de koolstofvastlegging per hectare (2013). De grootte van de bollen is recht evenredig met het aandeel in de totale vastlegging in Nederland.
Dit resultaat is het vertrekpunt voor geografische verdelingen.
Men moet deze figuur als volgt lezen:
In bos wordt jaarlijks ongeveer 1,9 ton elementaire koolstof (C) vastgelegd per hectare (de vertikale as). Bos beslaat ca 9% (horizontale as) van de Nederlandse landoppervlakte (in totaal is er 356000 hectare bos). De combinatie leidt tot een uitkomst van 0,68Mton (M = miljoen en een ton = 1000kg) koolstofopslag in het verzamelde Nederlandse bos en dat getal is goed voor 60% van alle in bodems en gewassen vastliggende koolstof. Die 60% wordt weergegeven door de grootte van de cirkel. De 100% bij de 60% is dus 1,13Mton.
De cijfers zijn wat jaarlijks, min of meer blijvend, wordt vastgelegd (deze getallen zijn uit 2013) (dus een ‘flow’ in het vakjargon).
De landbouw haalt veel meer koolstof uit de lucht, maar het grootste deel daarvan keert binnen korte termijn ook weer terug in de atmosfeer. Dit kortlevende deel telt niet mee. Het langlevende deel zit vooral onder oud grasland.
De details kan men vinden in www.cbs.nl/nl-nl/achtergrond/2017/45/the-seea-eea-carbon-account-for-the-netherlands en dan de download aan-
klikken.
Om van het element C naar de verbinding CO2 te komen, moet je * 44/12 doen (dus *3,67). Dus de weergegeven Nederlandse ecosystemen haalden in 2013 4,1Mton CO2 uit de lucht.
Na correctie voor houtkap en overige biomassa-onttrekking blijft de 3,6Mton CO2 over, die hierna genoemd wordt.
De koolstofopnamekaart van Nederland volgt dus grofweg de bosverdeling over Nederland.
Koolstofvastlegging in planten waaronder bos_per jaar_over 2013
Men zou hier een beetje blij van worden, ware het niet dat er een ander proces is dat dubbel zo sterk precies het omgekeerde doet, namelijk de oxidatie van veen. ‘Veen’ is afgestorven plantenmateriaal dat onder water niet wegrot. Als het maar lang genoeg samengeperst wordt en uitdroogt, wordt het turf en dat kan branden.
Als de bodem ontwaterd wordt (bijvoorbeeld omdat boeren met machines hun land op willen), komt het veen boven de grondwaterspiegel te liggen. Het oxideert (meestal niet onder vuurverschijnselen, maar het resultaat is hetzelfde): de koolstof vliegt als CO2 de atmosfeer in.
Overigens vliegt zonder ontwatering ook een deel de lucht in als methaan (CH4, moerasgas).
Het koolstofverlies uit veen blijkt ongeveer het dubbele te zijn (ongeveer 7Mton CO2). Per saldo is het Nederlandse plantenwezen dus een bron van CO2.
Koolstofemissie uit veen per jaar (2013)
Bosstrategieën Nu vast staat dat de Nederlandse bossen jaarlijks ergens rond de 0,7Mton koolstof op elementbasis vastleggen in de vorm van pakweg 1,5 a 2Mton jaarlijks gevormd nieuw hout, doet zich de vraag voor in hoe-
verre dit oogstbaar is voor diverse doeleinden onder inachtname van klimaatoverwegingen.
Een goed werkstuk hierover is het Actieplan Bos en Hout van Staatsbosbeheer (okt. 2016). Dat is te downloaden op www.staatsbosbeheer.nl/Over-Staatsbosbeheer/Nieuws/2016/10/plan-bos-en-houtsector-levert-bijdrage-aan-klimaatdoelen . In dit werk probeert Staatsbosbeheer (SBB) in kaart te brengen wat de organisatie zou kunnen bijdragen aan de energie- en klimaatdoelen, terwijl de uitkomst daarvan ook anderszins nuttig is. Het is een interessant werkstuk.
Staatsbosbeheer (SBB) neemt de bossen van andere terreinbeherende instanties mee in de beschouwingen.
Het werkstuk kwam vooral in de krant omdat SBB er voor pleitte om 100.000 hectare extra bos aan te leggen – dit plan geheel inhoudelijk en financieel onderbouwd. Plan zag er leuk uit, maar is bij mijn weten nog niet in beleid omgezet.
SBB heeft het werkstuk opgesteld in nauw overleg met een flink aantal belanghebbende, private organisaties, maar bijv. ook in samenwerking met Natuur en Milieu.
De praktijkorganisatie SBB zit met zijn cijfers meestal wat hoger dan de theorietechneuten uit Wageningen. Wageningen laat de Nederlandse bossen ongeveer 2,4Mton CO2 uit de lucht halen en SBB ongeveer 2,9Mton. Waar die verschillen vandaan komen, heb ik niet met zekerheid kunnen achterhalen. Waarschijnlijk verspringen de definities af en toe en SBB is een beetje rommelig met zijn cijfers.
Voor de basale lijn van de redenering maakt het nauwelijks verschil.
Er is dus ruimte om te oogsten. Ik deel de mening van de fanatieke biologische dynamici niet dat alle koolstof perse terug de grond in moet. Tot op zekere hoogte is bos gewoon een gewas. Je oogst bloemkool en stukken dennenboom.
Hout
“Wij” (dus alle boseigenaren) oogsten nu landsbreed, zegt SBB, 2,25 miljoen m3 hout, goed voor ongeveer 1,8Mton hout. 1,2 miljoen m3 komt uit het bos, de rest uit het landschap en de gebouwde omgeving.
Van die 2,25 miljoen m3 wordt ongeveer 1,3 miljoen m3 (afvalhout) direct weer afgebroken door compostering of in haarden en kachels ( dus 1,1 Mton afvalhout). Ongeveer 1,0 miljoen m3 hout krijgt dus een langer durende bestemming.
Omdat het Nederlandse bos, naar de maatstaven van de houtopbrengst, niet optimaal beheerd wordt zou de opbrengst hoger kunnen zijn, zegt SBB. Bij bossen wordt nu ongeveer de helft van de jaarlijkse bijgroei gebruikt (er staat niet bij hoe het met hout uit het landschap en de gebouwde omgeving zit).
SBB schat in dat de opbrengst uit alleen bos van 1,2 op 1,8 miljoen m3 gebracht kan worden (dus van zowat 1 op zowat 1,5Mton hout). Er wordt geen schatting gemaakt van wat de post landschap en gebouwde omgeving eventueel meer zou kunnen opbrengen, want daar gaat SBB cum suis niet over.
Als je dat ongeveer gelijk houdt, gaat de Nederlandse houtoogst van ongeveer 2,25 miljoen naar 2,85 miljoen m3 (dus van 1,8 naar 2,3Mton hout).
Als SBB zijn zin zou krijgen, stond er op het einde van het traject een kwart meer bos in Nederland. Het houtmanagement zou dus een netto positieve klimaatscore hebben.
SBB houdt zich op de vlakte over hoe de oogst getalsmatig verdeeld moet worden over de bestemmingen. SBB hanteert het cascaderingsbeginsel, dat inhoudt dat hoogwaardige bestemmingen (timmerhout en groene chemie en zo) vóór laagwaardige gaan als verbranden, en het langdurigheidsbeginsel, inhoudend dat zolang het hout hout blijft, de koolstof erin niet in de atmosfeer terugkeert. SBB pleit dus bijvoorbeeld voor houtskeletbouw.
Zie ook Nogmaals over wolkenkrabbers van hout – update
Een van de concrete actiepunten is dat hierover een ‘dialoogvoering bio-energie’ moet komen, een ander actiepunt om 10 regionale biomassa hubs op te richten die samen 0,31 miljoen m3 hout (0,25Mton hout) mogen opmaken.
Wat betekent dit voor Brabant? De nieuwe Wageningse onderzoekstechniek kan voor Brabant grote betekenis hebben.
De situatie in Brabant schreeuwt om een betrouwbare koolstofbalans. Vanwege de mest, vanwege de biobased economy, wegens mogelijk scheuren van grasland of juist niet, vanwege de bodemkwaliteit waarover steeds meer boeren zich (eindelijk) zorgen maken, vanwege het klimaat.
Ik heb een degelijk academisch onderzoek laten opnemen in het provinciale verkiezingsprogram van de SP. Nu blijkt dus dat een dergelijk onderzoek mogelijk is. De belangrijkste kengetallen zijn al gepubliceerd.
Gedeputeerde Staten zouden Wageningen moeten vragen om Brabant op te delen in logische percelen en daar een dergelijk koolstofonderzoek te doen. Zal ongetwijfeld leiden tot nuttige inzichten en prestigieuze wetenschappelijke publicaties.
Als de Chinezen zoiets in heel China kunnen, moet Wageningen het ook in heel Brabant kunnen (zie Chinese geleerden berekenen koolstofbalans in en op de bodem )
De klimaatafspraken in Brabant zijn geformuleerd in termen van energie (dus Tera- en PetaJoules) en niet in termen van CO2. Men kan daar van alles van vinden, maar dat doe ik nu niet. Ik ga de MTon-nen hout of CO2 in Joules omzetten zodat de uitkomst in de Brabantse Energie alliantie of in de POSAD-studie kan worden ingepast.
Volgens de RVO-lijst levert hout een energieopbrengst van 15,1MJ/kg (=15.1PJ/Mton), en hoort bij 1GJ 109,6 kg CO2.
SBB geeft expliciet of impliciet extremen aan in een continuum.
De ondergrens is de 0,25Mton hout voor de 10 kleinschalige biomassahubs. Dat is landsbreed goed voor 3,8PJ.
De tussenpositie (de 1,1Mton afvalhout die nu ook verstookt wordt) zou leveren 16PJ.
De bovengrens is alles (2,3Mton hout) in warmte omzetten (waarvan eventueel een deel in stroom). Dat zou leveren 34PJ.
Zeg het maar.
Dit was landelijk. Hoe vertaal je dit naar Brabant?
De gemeente Boxtel (weet ik uit een vroeger werkbezoek) zou erg graag zo’n kleinschalige biomassahub zijn. Bij evenredige afdeling dus goed voor 0,38PJ.
Stel dat Boxtel een van de tien zou zijn.
De totale duurzame energie in Boxtel was in 2014 0,13PJ en de totale energie in dat jaar 3,3PJ (zegt de Klimaatmonitor), dus 0,38PJ zou een niet te verwaarlozen bedrag zijn. Dit allemaal op papier!
Zie Boxtel, BMF, biomassa of Energieneutraal Boxtel: goede intenties, onzekere plannen
Vanwege de hoeveelheid bos kan Brabant hier het beste op 1/6 deel van Nederland geschat worden. De tussenpositie zou dan bijvoorbeeld 2,5PJ warmte zijn. Dat is meer dan de opbrengst van het 100MW-windproject langs de A16 of de gasopbrengst van 4 ton mest vergisten, afhankelijk van hoe je telt. In elk geval zou het niet verwaarloosbaar zijn.
Dus toch maar de bosbouw als een serieuze economische tak van sport gaan bekijken en niet ideologisch alle hout de grond in wensen.
De noodzaak van opslag David Smeulders stelde dat het grootste probleem met duurzame energie de opslag is. Periodes waar zon en wind goed hun best doen worden afgewisseld met periodes waarin dat niet zo is, en daartoe moeten er forse opslagtechnieken komen om het tekort met het overschot te vullen.
De van oorsprong Udense onderneming Ecovat (kantoor nu in Veghel) biedt een van de mogelijke oplossingen.
Een van de sprekers tijdens genoemde Energy Day, Wiet Mazairac, is zowel onderzoeker aan de TUE als ingenieur bij Ecovat. Uiteraard sprak hij met het belang van het bedrijf in het achterhoofd, maar daar is in dit geval niets mis mee.
Ecovat Als je het zo eenvoudig mogelijk uitlegt, is een Ecovat een grote thermosfles die in de grond wordt ingegraven, en die door een slimme aan- en afvoer van warmte met weinig verlies opgeslagen warmte over de winter heen kan tillen.
Dit doet echter het systeem tekort. Het is een hele geavanceerde thermosfles en die geavanceerdheid wordt met patenten beschermd. Ecovat geeft op zijn website www.ecovat.eu een goede uitleg.
Wat daar ontbreekt is informatie over omvang van de thermosflessen (die kan in beginsel allerlei groottes hebben) en de prijs van het systeem. Het meest logisch lijkt om het systeem op wijkniveau uit te voeren (dus met een collectief verwarmingssysteem). Zo legde Mazairac het uit.
Over de prijs zei hij, dat die zodanig van de concrete omstandigheden afhing, dat men niet met standaardprijzen naar buiten kwam.
Temperatuurverdeling in een Ecovat
De truc van het vat zelf is vooral dat men de natuurlijke gelaagdheid van warm en koud water in stand houdt. Er gaat geen water in en uit het vat, maar alleen (door de binnenwand heen) warmte. Dat gaat een stuk efficienter.
De volgende truc is dat dergelijke vaten in een groter systeem ingebouwd kunnen worden, dat uit aan elkaar gekoppelde warmte- en stroomnetwerken bestaat. De vaten zorgen voor de opslag, warmtepompen gebruiken stroom om warmte uit het vat naar de woningen te brengen of andersom, en elektrische elementen kunnen het water verhitten als er teveel stroom is (dat heet Power to Heat). Ook restwarmte van bedrijven kan toegevoegd worden.
Men bedenke zich dat bijna de helft van de Nederlandse energievraag uit warmte bestaat.
Schema van een kleine wijk rond een Ecovat
Meer schematisch weergegeven ziet het er zo uit:
En
Waarbij in roze punten stroom in warmte kan worden omgezet (dus Power to Heat), in blauwe punten stroom opgeslagen wordt en in rode punten warmte.
De systeemintegratie, bediend met gespecialiseerde software, is gunstig voor het beheer van het elektriciteitsnet en dat kan gunstige effecten hebben voor de consument (maar bij gebrek aan overige gegevens valt geen financieel totaalplaatje te tekenen).
Als er veel wind en zon op het net zit, kan het aanbod zo groot worden dat de netbeheerder niet meer weet waar hij met de stroom naar toe moet. Dat gebeurt nu al af en toe. Het uit- en weer aanzetten van een centrale kost ook geld, en het kan goedkoper zijn om de stroom voor niets weg te geven of zelfs geld toe. Dit was bijvoorbeeld het verloop van de stroomprijs op 8 mei 2016 in Duitsland:
Capaciteiten en stroomprijs in Duitsland op 08 mei 2016
(Merk op dat de rechtse as in €/MWh is. Dus 25€/Mwh = 2,5 cent per kWh. De groothandelsprijs voor stroom is waanzinnig laag, zelfs zonder wind en zon).
In zo’n geïntegreerd warmte-elektriciteitssysteem gaan alle verwarmingselementen als een gek werken bij de piek omlaag, en dan krijgt de exploitant dus geld toe. In bovenstaand plaatje schuift de rode lijn (die de vraag weergeeft) in no time omhoog, waardoor de bestaansoorzaak voor de negatieve piek verzwakt of opgeheven wordt.
Met andere woorden, het systeem stabiliseert het elektriciteitsnet.
En dat alles onder de grond – je ziet er niets van.
Natuur- en milieumensen in Brabant zouden zich veel meer met energieopslag bezig moeten houden.
