Energie – Page 33 – Weblog Bernard Gerard

Helpt een warmtepomp het klimaat? Dat hangt ervan af.

Inleiding
Er zijn in de milieuwereld veel goedbedoelde, maar onjuiste meningen. Ik probeer als sympathiserend, maar ook kritisch lid van die beweging te analyseren wat wel en niet waar is.

Een standaardbeweringen wil dat warmtepompen goed zijn voor het klimaat. Ik beperk mij nu tot atmosferische pompen. Die onttrekken in de winter warmte aan de atmosfeer en stoppen die rechtstreeks in de lucht van een woning (lucht/lucht), of in het water van de CV (lucht/water).

Ik heb eerder over warmtepompen geschreven (zie Wat je wel en niet kunt met warmtepompen in woningen ). Ik herhaal de daar uitgebrachte waarschuwing: wil je iets met een warmtepomp, zorg dan eerst voor een goed geïsoleerde woning en daarna voor een uitgebalanceerd systeem. Een warmtepomp kost veel geld en vraagt nogal wat gedoe in huis, dus laat u voorlichten door een vakman. Zie de links in het andere artikel.

De berekening
Het is een relatieve vraag. Produceert een warmtepomp meer of minder CO₂ dan een alternatief?
Eerst een plaatje.
CO2-balans warmtepomp
Ik ga uit van een atmosferische warmtepomp met een COP van 4,0.
Deze voert 4,0GJ aan een woning toe (een gemiddelde woning verbruikt jaarlijks 49GJ aan aardgas). Overigens eindigt die 4,0GJ uiteindelijk allemaal in de buitenlucht.
Die 4,0GJ komt voor 3,0GJ uit bodem of buitenlucht en 1,0GJ uit het elektriciteitsnet.

Het elektriciteitsnet wordt met iets gevoed. Ik neem daarvoor a) een kolencentrale, b) een standaard gascentrale en c) zonne-energie. Het verschil is dan wat er bij de letters D en E komt te staan.
a) Een typische kolencentrale heeft een rendement van 40%. Om er 1,0GJ elektrisch uit te krijgen, moet je er dus 2,5GJ chemische energie instoppen. Kolen zijn goed voor 100 kg CO₂ per GJ, dus is D = 2,5GJ chemisch en E = 250kg CO₂en 1,5GJ afvalwarmte.
b) Een moderne gascentrale heeft een rendement van 60%. Om er 1,0GJ elektrisch uit te krijgen, moet je er dus 1,7GJ chemische energie instoppen. Gas is goed voor 56 kg CO₂ per GJ, dus is D = 1,7GJ chemisch en E = 95 kg CO₂en 0,7GJ afvalwarmte.
c) De zon vraagt geen chemische energie en produceert een beetje afvalwarmte (nl wat het paneel meer absorbeert dan de dakpannen gedaan zouden hebben). Dit is niet zonder meer te becijferen. Ik schat dat het verschil ergens rond de 1 a 2GJ zit.
Dus D = 0,0GJ chemisch en E = 0,0kg CO₂ en 1 a 2 GJ afvalwarmte.

Dit is de ene kant van de vergelijking.

De andere kant van de vergelijking wat de bijeffecten zouden zijn als je geen warmtepomp gebruikt had. Je hebt dan de keuze uit d) een gewone gasgestookte HR-ketel en e) de stadsverwarming.
d) In een gewone HR-ketel komt bij de verbranding van aardgas ter waarde van 4,0GJ vrij 4*56 = 224kg CO_{2 .}
Dus B = 224 kg CO₂.
e) Bij de stadsverwarming komt idealiter geen extra CO₂ vrij, maar de facto wel omdat er verliezen zijn en pompen en er soms bijgestookt moet worden. Het netto-effect is afhankelijk van de specificaties van de stadsverwarming en zolang die onbekend zijn, is het antwoord op de gok dat B = enkele tientallen kg CO₂ .

De conclusie
Als de elektriciteitsmix geheel uit kolen zou bestaan, zou een warmtepomp het voor het klimaat slechter doen dan een gewone HR-ketel (250kg CO₂ > 224).
Als de warmtepomp geheel met aardgas gevoed zou worden, doet een warmtepomp het beter dan een HR-ketel (95kg CO₂ < 224).
Zo uiteraard ook de groene stroom ( 0 kg CO₂ <224).

Als de warmtepomp geheel groen gevoed zou worden,zou hij beter werken dan de stadsverwarming (0 kg CO₂ < enkele tientallen).
Als de warmtepomp slechts beperkt groen gevoed zou worden (in 2012 was macro ruim 12% van de elektriciteitsmix duurzaam), wint de stadsverwarming afgetekend van de atmosferische warmtepomp. Micro (per milieubewust individu) kan dat anders liggen.

Dan is er ook nog de situatie denkbaar, dat lage temperatuur-afvalwarmte (bijv. van bedrijven) gecombineerd wordt met warmtepompen. Dat zou wel eens een aantrekkelijk idee kunnen zijn, maar ik kan er op dit moment geen verstandig woord van zeggen. Ik weet in Brabant dat bijvoorbeeld de gemeente Boxtel daaraan denkt.

Overigens zal de elektriciteitsmix in de loop der jaren verschuiven richting duurzaam. In een min of meer verre toekomst

Airco’s
Sommige atmosferische warmtepompen kunnen andersom draaien en werken dan als airco. De logische vergelijking is dan ‘geen airco’. De CO₂-balans van een warmtepomp die ook als airco kan werken is dus slechter als wanneer die warmtepomp alleen voor verwarming gebruikt wordt.

Wat zegt het CBS?
In ‘Hernieuwbare Energie in Nederland 2014’ (blz 63) staat de volgende tabel:
buitenluchtwarmte_CBS_hern-en-NL-2014
De CO₂ – balans van atmosferische warmtepompen is dus al tien jaar nul of negatief. Blijkbaar zitten er te veel kolen in de elektriciteitsmix en
stijgt dat aandeel zelfs (wat klopt met andere berichten).
Overigens maakt het CBS de kanttekening dat er maar weinig bekend is van het feitelijk functioneren van buitenluchtwarmtepompen.

Bodemwarmtepompen doen het overigens (volgens het CBS) beter dan atmosferische. Ze besparen netto wel CO₂ .

De moraal
De moraal is dat vooralsnog de stadsverwarming voor het klimaat het beste is.
Of hij ook voor het geld en de rechtspositie van bewoners het beste is, is een ander verhaal.

Ranking List zonnestroom per inwoner Nederlandse gemeenten

De Stichting Natuur en Milieu heeft op 15 juli 2015 de ranking list afgedrukt van alle Nederlandse gemeenten op basis van drie criteria: het totaal geplaatste vermogen aan zonnestroom, het totaal geplaatste vermogen per inwoner en de groei van dat vermogen per inwoner. Ik heb hier gekeken naar het tweede criterium en er de Brabantse gemeenten uitgelicht (die ik kortheidshalve niet allemaal opschrijf). De eenheid van het eerste getal is Wp per inwoner (Watt-piek) (om het getal te plaatsen: een modern goed commercieel paneel is 245Wp). Het tweede getal is de rangorde binnen de 393 Nederlandse gemeenten.

Meegeteld is het totaal opgesteld vermogen, ook als dat op scholen, bedrijfsgebouwen etc ligt.

Het rapport is hier te vinden –> rapport_ranking_zonne-energie_gemeenten_15juli2015_Nat&Mil

Natuur en Milieu geven aan dat gunstig voor veel Wp per inwoner in een gemeente zijn:
– Veel eensgezinswoningen, weinig flats (flats hebben minder dakoppervlakte)
– Veel koopwoningen (daar zijn de bewoners zelf de baas over)
– Een hoger dan gemiddeld inkomen
– Soms geluk als er veel asbestdaken van boerderijen vervangen zijn door zonnepanelen
– Goed stimulerend beleid (als de eerste vier factoren ongeveer hetzelfde zijn, zie je soms toch verschillen)

Ik heb een selectie gemaakt en die ziet er zo uit:

De bottom line bestaat uit verschillen die je kunt verwachten.
De grote steden scoren slecht op de eerste drie factoren, Eindhoven wat minder slecht.
Landelijke gemeenten hebben een voorsprong, die ze niet in gelijke mate benutten

Er zijn ook een stel verschillen die volgens mij te verklaren zijn uit beleid en/of uit de aanwezigheid van een sterke energie-coöperatie:
– dat Tilburg en Den Bosch het duidelijk beter doen dan Eindhoven. De Brainportsteden hebben meer praatjes dan prestatie
– dat Nuenen het veel beter doet dan Son en Breugel
– dat Eersel en Reusel-de Mierde het beter doen dan Bergeijk
– dat Boxtel het beter doet dan Best
– dat Eersel goed beleid heeft, een systematisch door de gemeente ondersteunde coöperatie, en mazzel met de VENCO-campus (energieneutraal en 12000m² PV-paneel.

Aan deze indrukken ligt geen krachtig wetenschappelijk bewijs ten grondslag. Wie er iets tegen in wil brengen, moet dat maar doen.

Duurzame energie in Schijndel en de grenzen van de kleinschaligheid (update dd 14feb2016)

Inleiding
Ik wil hier twee boodschappen brengen:
– energiecoöperaties doen onmisbaar werk, maar door hun kleinschaligheid kunnen ze de noodzakelijke opbrengsten niet halen. Ze zijn noodzakelijk, maar niet voldoende. Hun werk moet gecombineerd worden met een groter geheel
– dat uitleggen aan de hand van een overzichtelijk dorp, namelijk Schijndel

Waarom Schijndel?
Dat is toeval. Ik was aanwezig bij Energiecafé’s van gedeputeerde Spierings en raakte daar met een mevrouw uit Schijndel aan de praat, die trots meldde dat ‘haar’ Energiecoöperatie Schijndel 10 miljoen kWh bespaard had. Die trots is op zijn plaats.
Maar de vraag lag op tafel of dat genoeg was. Schijndel is een overzichtelijke casus dus dat moest uit te rekenen zijn.

Eerst wat Schijndelse statistiek (dd 2013).
– 23353 inwoners, zijnde 0,94% van NBrabant, verdeeld over ruim 9300 huizen
– Volgens http://www.lokaleenergieetalage.nl/ en http://klimaatmonitor.databank.nl/jive/jivereportcontents.ashx?report=home&inp_geo=gemeente_307 is het energieverbruik 1600TJ (Een TeraJoule=1.000.000.000.000J = ruim 31000 m³ aardgas)
– Die 1600TJ komt voor 826TJ uit 25,8 miljoen m³ gas, voor 325TJ uit 90,1kWh stroom, voor 153TJ uit duurzame warmte en voor 290TJ uit autobrandstoffen
– Schijndel kent als duurzame bronnen:
stroom: 22,5TJ uit de Hout Industrie Schijndel (HIS), 11TJ uit stortgas, en 6TJ uit zonnepanelen
warmte: 124TJ van de HIS en 29TJ uit houtkachels in woningen (het CBS vindt dat duurzaam)
biobrandstoffen voor auto’s 19TJ
Samen 211TJ.
Schijndel is dus voor 13% duurzaam, voor tweederde vanwege de Houtindustrie.

Wat wil de Energie Coöperatie Schijndel (ECS)?
De ECS is soms slordig in zijn uitspraken.

De ECS wil in 2020 in Schijndel 35% energie bespaard zien, waarna het restant voor 65% duurzaam moet zijn (zie http://www.energieschijndel.nl/faq/ ) Er staat alleen niet bij waarvan dit percentage genomen wordt, met name of het autoverkeer meetelt.
Als het exclusief het autoverkeer is (dus over 1600-290 =1310TJ), moet er in 2020 over zijn 852PJ, waarvan 553TJ duurzaam moet zijn.
De website spreekt niet over mobiliteit en daarom ga ik uit van “exclusief”.

Ook in het persbericht “Schijndelaren hebben 1 miljoen kWh opgewekt met zonnepanelen” (http://www.energieschijndel.nl/schijndelaren-hebben-1-miljoen-kwh-opgewekt-met-zonnepanelen/ ) is slordig. Er staat niet bij dat de hoeveelheden per jaar zijn, en over welk jaar.
Met de titel “1 miljoen kWh” doet de ECS zichzelf in feite tekort, want dat zou 3,6TJ zijn en volgens het CBS is het 6TJ.
Uiteindelijk verschijnt hier ook de 10 miljoen kWh van mijn Schijndelse mevrouw. Omrekenen geeft 36TJ en dat lijkt op 22+11+6 = 39. Waar-
schijnlijk wordt daar dus de totale jaarlijkse duurzame elektriciteitsproductie mee bedoeld.
Elektriciteit en energie worden wel vaker ten onrechte als synoniem opgevoerd.

De ECS zou eens met de stofkam door zijn teksten moeten gaan.

Hout Industrie Schijndel (van hun website)

Kan de ECS op eigen kracht zijn doelen bereiken?
De ECS leunt op drie onbeïnvloedbare steunpilaren, nl de HIS (waarvan de opbrengst schommelt rond de huidige waarde), het stortgas en de houtkachels in woningen.

Als besparing voert de ECS een spouwmuurisolatieprogramma op voor zo’n 2000 woningen. Er worden geen bespaarde energiehoeveelheden genoemd, maar wel bespaarde bedragen (ca €200/jaar, wat omgerekend ruim 300m³ gas per woning betekent). Over 2000 woningen kom je dan (met een ruime onzekerheidsmarge) op 20TJ/jaar uit.
De besparingstaakstelling is 35% van 1310TJ, dus 459TJ per jaar.

Voor de duurzame opwekking leunt de ECS vooral op zonne-energie. Het eerste concrete project bestaat uit 224 panelen op het dak van de gemeentewerf. Daar wordt mee gestart als die panelen verkocht zijn. Men is een heel eind.
Update dd 14 febr 2016: de gemeente Schijndel maakte begin februari bekend dat zij ruim €11000 subsidie geeft om dit project te voltooien. Dat is mooi. Op 18 febr wordt de overeenkomst over het gebruik van het dak van de gemeentewerf ondertekend.
Het project zal jaarlijks ruim 50.000kWh opbrengen, een kleine 0,2TJ. De taakstelling is de (gewenste 553TJ– de aanwezige 211TJ), dus 342TJ. Dat vraagt om rond de 400.000 panelen.
Daarvoor is niet genoeg dak in Schijndel. De cijfers van Sungevity(die ik het betrouwbaarst vind), komen voor heel Brabant uit op ongeveer 10000TJ op de daken van alle in aanmerking komende woningen, instellingen en nutsgebouwen. Omdat Schijndel 0.94% van Brabant is, zou dat voor Schijndel ongeveer 94TJ betekenen.
Anders geredeneerd: er staan in Schijndel nog geen 10000 huizen en men telt nutsdakoppervlakte meestal als de halve woningdakoppervlakte, dus zou dat zowat 30 panelen gemiddeld per huis betekenen. Dat kan nooit.
Je kunt wel meer panelen kwijt, maar die moet je dan op de grond zetten.

Een andere gedachte: een 3MW-turbine zou bij 1800 vollasturen ongeveer 19TJ opbrengen. Daarmee zou de ECS er ook niet zijn.

Mijn conclusie
De ECS kan zijn plannen niet op eigen kracht realiseren.
Dat is geen schande. Dat geldt voor andere coöperaties ook. Het streven is goed en de activiteiten zinvol, maar het probleem is gewoon te groot voor hen.

Het werkt alleen in verbinding met een grote, rijke en professionele instelling met doorzettingsmacht als bijvoorbeeld de provincie. Het gaat om grote investeringen, beslissingen over landgebruik (minder koeien, meer panelen?) en ruimtelijke ordening.
Nodig is een vorm van samenwerking waarin het beste van groot en klein verbonden worden: de grote blik en het grote geld van de bijvoorbeeld provincie en de grass roots-opzet en de ideële beginselen van de coöperaties.

Stel niet als eis dat energieprojecten kleinschalig moeten zijn!
Het is een soort onderbuikgevoel bij delen van de milieubeweging dat projecten kleinschalig moeten zijn. Dat is een stom idee, want dan brengen ze niks op.
De actiegroepen, die de band met de bevolking verzorgen, moeten kleinschalig zijn want dat is essentieel voor hun functioneren. De projecten waarbij die actiegroepen ingeschakeld worden, moeten grootschalig zijn.

In dit spanningsveld moet een modus vivendi worden gevonden.

Wat kun je met zonnestroom in Nederland en Brabant?

Men wordt de laatste tijd in de vakpers om de oren geslagen met getallen over hoeveel zonne-energie er in Nederland jaarlijks geproduceerd kan worden. Die cijfers lijken echter nogal uiteen te lopen, waarbij Sungevity aan de lage kant zit en Holland Solar aan de hoge, en DNV en de Zonatlas er tussen in. In mijn verhaal over 14% duurzame energie in Noord-Brabant heb ik die van Sungevity gebruikt. Ik leg uit waarom.

Zonnepanelen op het dak van hotel Reiterhof Zierow aan de Oostzee (vakantie 2015). OP de grond onze fietsen.

Eerst wat uitleg
Een paar technische termen voor niet-ingewijden.
Bij zonnepanelen (PV-panelen) definieert men als standaardomstandigheden dat er 1000Watt/m² zonlicht loodrecht op een paneel valt bij 25⁰C. De nu gangbaar verkrijgbare panelen zetten daarvan ongeveer 1/6^de deel in elektrische energie om. Die 167W/m² elektrische opbrengst in ideale omstandigheden heet de piekopbrengst, aangeduid met ‘p’. Deze panelen zijn dus 167Wp/m² = 0,167kWp/m² .
Omdat er, naast direct licht, ook diffuus licht is kunnen panelen het in optimale condities wat beter doen dan standaard. Daar staat tegenover dat panelen in niet-optimale condities het dus slechter doen dan standaard.

De zon schijnt niet altijd even hard en het is niet altijd 25⁰C (PV-panelen kunnen best wel heet worden en dan gaan de prestaties omlaag), en ze staan ook niet altijd optimaal. Men moet dus middelen. Dat gaat het eenvoudigst door de vuistregel te hanteren die de Universiteit van Utrecht in 2014 ontwikkeld heeft, nl dat 1kWp in Nederland gemiddeld leidt tot 875kWh = 3,15GJ = 0,00000315PJ (Petajoule).
Dit kan preciezer, maar voor deze context is dit goed genoeg.

Een gangbaar PV-paneel is netto 1,46m². Ik heb er drie op mijn dak, onder ongeveer 45⁰ en pal op het Zuiden. Na enig gecijfer leveren mij die idealiter 689kWh/jaar op. Maar mijn buurman heeft zo’n hoge, conische dwergcypres, dus is het iets minder. Al met al zal de 600kWh/jaar, mijn leverancier beloofde, wel ongeveer kloppen. Wil je de financiele consequenties weten, kijk op mijn jaarafrekening .

Zoals wel vaker zitten de verschillen niet in het gebruikte model (dat is niet erg diepzinnig en daarover is men het eens), maar in de aannames.

Om de volgende cijfers te plaatsen:
Nederland verbruikt bijna 3300PJ aan primaire energie, voor het overgrote deel fossiel. Daarvan wordt ongeveer 650PJ voor producten van de chemische industrie gebruikt, 500PJ wordt als afvalwarmte gedumpt en 2150PJ om aan de netto vraag van de afnemers tegemoet te komen.
Van die 2150PJ heeft 432PJ de vorm van elektrische energie, en daarvan gaat 83PJ naar de gezamenlijke huishoudens.

Nu wat er in de vakpers staat over Nederland
De branche-organisatie Holland Solar roept het hardst.
Zij gaan uit van 400km² dak, 200km² civiele werken, 200km² parkeerterrein en geen opstellingen in open terrein. Als je hun becijferingen even laat voor wat die zijn en uitgaat van 800km² horizontaal oppervlak bij 1kW/m² instraling en rendement 1/6^de en geen beschaduwing, dan komt men op de 400PJ die zij als bovengrens geven. Hun uitkomst heeft een range van 200 – 400PJ/y. Het is een macroverhaal.

Sungevity als leverancier heeft een andere insteek (https://www.sungevity.nl/).
Sungevity rekent met satellietopnames en Lidar en hyperlokale weerdata uit wat er feitelijk kan. Ze zien dus de dakkapellen en de schoorstenen en gaan dan rekenen. Zodoende komen ze, alleen op woningen, tot 50PJ/y, maar die gegevens hebben dan ook een offerte-kwaliteit.

Het bureau DNV en de Zonatlas zitten rond de 129PJ op woningdaken. Als ook daken van bedrijven en openbare gebouwen worden meegeteld, komt er de helft bij (wordt bij DNV 184PJ). Zie –> DNV GL PBL – PV Potentieelstudie_daken_aug2014
De Zonatlas geeft voor mijn eigen huis (http://www.zonatlas.nl ) het volgende plaatje:

Ik zou niet graag op basis van dit plaatje een offerte uitbrengen. In elk geval is die 31m² veel te veel. Er ligt nu zo’n 5,0m² PV-paneel en ca 2,0m² zonneboiler, en voor de rest drie Veluxramen, een flinke dakkapel en schoorstenen. Met wat geschuif zou ik er nog wel een PV-paneel bij krijgen, maar dan houdt het wel op.

Het essentiele verschil is dus welke netto-brutoverhouding je aanneemt. Ik denk dat Sungevity dat pessimistischer, maar beter, inschat. Dus hou ik het uiteindelijk op Sungevity.

De vakpers over Noord-Brabant
DNV meent, dat van genoemde Nederland-brede 184PJ op woningen, bedrijven en utiliteitsgebouwen in Noord-Brabant 29PJ gerealiseerd kan worden (ruim15%). Dat spoort heel aardig met de Brabantse bevolking als deel van de Nederlandse.

Sungevity meent in Noord-Brabant, alleen op woningen, 6,5PJ opgewekt kan worden (dat is 13% van Nederland). Met bedrijven etc erbij zit je dan rond de 10PJ.
In mijn verhaal over 14% duurzame energie in Brabant in 2020 heb ik ongeveer driekwart hiervan ingeboekt als autonome ontwikkeling.

Vervolgens is dat veel te weinig, dus je hebt zonneparken nodig op de grond.
In ideale omstandigheden vangt 1km² paneel met het huidige 1/6de rendement jaarlijks 0,65PJ. Dat is netto, bruto zul je voor deze hoeveelheid wel wat meer km² nodig hebben. En dan is de vraag hoeveel km² beschikbaar zijn.

Westmill Energy Farm, Watchfield. In aanvulling op de traditionele gewassen als tarwe en lijnzaad heeft de farm ook een zonnepark en windturbines — Westmill Energy Farm, Watchfield.
In aanvulling op de traditionele gewassen als tarwe en lijnzaad heeft de farm ook een zonnepark en windturbines

Industrie ontduikt massaal MJA-verduurzamingsafspraken

Ik heb een tijdje geleden, nadat ik op de Energiebeurs in Den Bosch met een paar mensen van het Stroomplatform, een verhaal geschreven Van stoom, stoom, stoom dat concreet over de stoomtechniek ging (een verwaarloosde, maar zeer belangrijke sector), en in zijn algemeenheid over de ontduiking door de industrie van de MJA-2 afspraken. Dat verhaal eindigde met het volgende (zelf)citaat:

Nu heeft de regering met de industrie MeerJarenAfspraken (MJA) gemaakt over energiebesparing. In MJA-2, dat liep van 1998 t/m 2012, zijn convenanten gesloten waarin de deelnemende bedrijven zich verplichtten om investeringen door te voeren die zichzelf binnen vijf jaar terug zouden verdienen. In ruil daarvoor werd hen de energiebelasting kwijtgescholden.
De vraag is of die vijf jaar-investeringen werkelijk gedaan zijn. De Rijks-
dienst voor Ondernemend Nederland heeft geen eigen politie die (in dit specifieke geval) controleert of de investeringen met een terugverdientijd van bijvoorbeeld drie, vier of vijf jaar feitelijk uitgevoerd zijn. Er bestaat twijfel. De kennis vloeit geheel voort uit zelfrapportage.

Hier was het nog een vraag, omdat een formele bewering zegslieden schade had kunnen berokkenen.

Het is nu treffend om in de NRC van 22 dec 2015 te lezen dat Ed Nijpels, hoofdtoezichthouder op de uitvoering van het Energieakkoord, hetzelfde zegt. De NRC schrijft ‘Er bestaat een wet die bedrijven verplicht om te investeren in verduurzaming als die investering in vijf jaar kan worden terugverdiend “maar niemand doet het omdat er niet wordt gehandhaafd” aldus Nijpels‘ . Nog sterker, de bedrijven kunnen er subsidie voor beuren en voeren de voorwaarde dan nog niet uit.

Het wordt hoog tijd dat die handhaving er komt!

Hoe 139 landen in 2050 volledig van duurzame energie kunnen leven

In een Scientific American-artikel dd 19 november 2015 beschrijft redacteur Mark Fischetti het werk van Mark Jacobson van Stanford University (http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/) en Mark Delucci (University of California) (http://www.its.ucdavis.edu/about/single/?person=delucchi-mark). Die hebben voor 139 landen op aarde uitgerekend hoe deze in 2050 geheel van duurzame energie op basis van wind, zon en water zouden kunnen worden voorzien.
Hieronder de uitkomst voor Nederland:

Zo zou Nederland duurzaam kunnen zijn in 2050 volgens Jacobson en Delucchi.

Als men dit zelf wil proberen: ga naar https://100.org/wp-addons/maps/embed-large.html en dan met de muis over het scherm. Een kind kan de was doen.

Voor Nederland staat hier
1,6% zonne-energie op woningdaken
1,6% zonne-energie op overheidsgebouwen en fabrieken
31,4% zonne-energie in parken
0,3% energie uit golfslag
5% uit windenergie op het land
60% windenergie op zee

Uiteraard is nagedacht over het variabele vermogen van de bronnen. Jacobson en Delucchi menen dat een goede combinatie van bronnen de opslagnoodzaak relatief beperkt kan houden. Opslag maakt het systeem extra duur en ingewikkeld.

Er staan waanzinnig veel details op http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/WWS-50-USState-plans.html . Bijvoorbeeld een Excel-bestand met gegevens per land. Voor Nederland: cijfers NL
waarin BAU Business As Usual betekent en WWS Wind|Water|Solar , en end use de netto afgeleverde energie is in GW in beide scenario’s. Men kan hier heel lang in grasduinen.
Er staat bijvoorbeeld in genoemde spreadsheet wat dat allemaal zou kosten.
Wereldwijd zou het netto 22 miljoen banen opleveren en rond de 4 miljoen mensen een voortijdige dood besparen door luchtvervuiling.

Het is en blijft een exercitie waarbij men vragen kan stellen. Er wordt bijvoorbeeld geen gebruik gemaakt van biomassa, terwijl 70% van de Nederlandse duurzame energie nu in biomassa zit. Daar is overigens niet iedereen blij mee.
Misschien bewaren J en D de biomassa voor cascadering (voedsel voor mensen, voedsel voor dieren, vezels, chemische stoffen etc). Het staat er niet bij.Er staat ook niet bij hoe het met schepen en vliegtuigen moet.
Ik lees ook niets over hergebruik van afvalwarmte.

Desalniettemin een inspirerende gedachtenoefening.

Hoe 14% duurzame energie in Brabant in 2020 haalbaar is

Joep van Meel (SP-woordvoerder energie in Provinciale Staten) en ik hebben op 10 december 2015 een gastopinie aangeboden aan de Brabantse kranten. Ik ben fractiemedewerker.
De gastopinie beschrijft hoe het mogelijk is om in Brabant in 2020 de 14% duurzame opwekking te halen, waartoe de provincie zich verplicht heeft. Lees het maar als een voorstel.
De gastopinie staat hieronder.

Op het eind verwijst de opinie naar een artikel dat al eerder op deze site gestaan heeft.

Kaart opstelling windturbines Kabeljauwbeek

Inleiding
In september 2013 hebben instellingen (werkgevers, vakbonden, overheid, milieuorganisaties) het Nederland Energie Akkoord getekend. Ook de provincies. Daarna heeft de provincie Noord-Brabant ook het Brabants Energie Akkoord ondersteund. Dat ligt ten grondslag aan het huidige coalitieakkoord.

De uitvoeringsdiscussie echter verloopt chaotisch. Technische, economi-
sche en politiek-filosofische argumenten raken verward, evenals het verschil tussen besparing en opwekking. Dat schaadt de dringend nodige vooruitgang.

Volgens ondergetekenden komt dat vooral omdat er geen rangorde in de argumenten aangebracht wordt en omdat bruikbare kwantitatieve targets nog ontbreken. Dat leidt tot schimmige betogen waarin percentages op percentages gestapeld worden en ondertussen fouten gemaakt.
Het is beter, en bovendien zeer veel simpeler, om energiebudgetten te noemen met concrete getallen in de gangbare maat PetaJoule (PJ). Eén PetaJoule is de energie in 23 miljoen kg ruwe olie (acht standaard binnenvaarttankers). Onze prioriteit is op de eerste plaats technisch.
De vragen zijn dan simpel: wat verbruikt Brabant nu? Waar moet Brabant in 2020 uitkomen op basis van het Energieakkoord? Wat verbruikt Brabant in 2020 op basis van Business as usual? Conclusie: wat er gebeuren moet om het verschil op te lossen?

Hierbij nemen we aan dat de inverdieneffecten, de SDE+subsidie en het provinciale energiefonds afdoende zijn, en kijken we nu niet naar de maatschappelijke vormgeving van de energieopwekking.

Wat verbruikt Brabant nu?
Het CBS geeft geen energiecijfers per provincie. Die zijn echter in rede-
lijke benadering te schatten op basis van de bevolkingsomvang, zijnde 15% van Nederland. Zodoende werd er in Brabant in 2014 verbruikt 488PJ, grotendeels in de vorm van fossiele energie. Daarvan ging 97PJ in producten zitten (zoals plastic) en 66PJ ongebruikt geloosd. Netto werd er dus in 2014 afgeleverd 325PJ. Die hoeveelheid dient hier verder als berekeningsgrondslag.

Waar moet Brabant zijn in 2020?
Het Energieakkoord eist dat er zes jaar lang jaarlijks 1,5% bespaard wordt, en dat van wat overblijft 14% duurzaam wordt opgewekt. Eenvoudig rekenwerk leert dat de besparingstaak tot 2020 29PJ is, dat 296PJ overblijft en dat daarvan 41,4PJ duurzaam moet zijn.
Wij behandelen hier alleen de opwekking van die 41,4PJ.

Waar komt Brabant in 2020 uit op basis van Business As Usual?
Wij maken de volgende keuzes:
1) Voor zonnestroom op woningdaken zijn de Brabantse cijfers van Sungevity gebruikt. Het daar genoemde maximum van 6,5PJ is in 2020 voor driekwart ingezet.
De totale dakoppervlakte op nutsgebouwen is de helft van die op woningen
2) Windenergie op het land: het bestaande Brabantse 470MW-programma is af
3) Windenergie op zee einde 2019 wordt voor 15% aan Brabant toege-
kend
4) Energiehoeveelheden worden gebaseerd op CBS- en Compendium-
cijfers
5) Meerjarige trends daarin worden doorgetrokken

Het resultaat is dan dat Brabant in 2020 30,9PJ duurzaam opwekt. Dit getal bestaat uit zonnepanelen op woningen en nutsgebouwen, zonneboilers, wind op land en zee, bodem- en buitenluchtwarmte via warmtepompen, geothermie en centrale warmtelevering, en vooral biomassa.

Waarschijnlijk is in Brabant nu ongeveer 22PJ van die 30,9PJ al ingevuld.

Hoe krijgt Brabant het gat van 10,5PJ tussen realiteit en ambitie opgevuld?
Business as usual schiet dus 10,5PJ tekort. Ergo is dat de target van het nieuwe provinciale opwekkingsbeleid.
Wij hanteren nu de volgende overwegingen:
1) de daken liggen al grotendeels vol.
2) voor veel meer windenergie is weinig ruimte en draagvlak
3) bodem- en buitenluchtwarmtepompen stuiten technische bezwaren
4) de meeste biomassa wordt al gebruikt, behalve mestvergisting (die op papier veel energie kan opleveren)
5) geothermie is in Brabant nog onontwikkeld
6) er wordt veel warmte weggegooid
7) er ligt rond de 10 a 20km² incourante bodem (vuilstorten, ongebruikte molensteen-industrieterreinen, vliegvelden, geluidsschermen) waarvan een flink deel plaats biedt aan zonnepanelen.

Kaart met vuilstorten in Brabant. Die is te vinden op http://kaartbank.brabant.nl/viewer/app/Stortplaatsen

Voorstel t.b.v. de provinciale politiek:
De provincie zet zich in voor (doeljaar 2020)
a) 5PJ uit zonneparken. Met genoemde incourante terreinen komen we een heel eind.
b) 2PJ extra uit afvalwarmte, met aandacht voor de belangen van afnemers van de stadsverwarming
c) 2PJ extra uit geothermie
d) 2PJ uit mestvergisting. Daarvoor is voldoende covergistingsmateriaal aanwezig en het vraagt ongeveer om de stalmest van 5% van de Brabantse dieren
e) GS gaan niet zitten afwachten tot de initiatieven zich melden, maar werken outreachend

Onze analyse is zeker niet precies, maar we hebben er vertrouwen in dat de cijfers zo robuust zijn dat het voor de uiteindelijke keuzes weinig uitmaakt.

Voor de onderbouwing zie https://www.bjmgerard.nl/?p=1934

Joep van Meel SP-woordvoerder energie in Provinciale Staten
Bernard Gerard SP-fractiemedewerker

Hoeveel zonnestroom kan opgewekt worden langs wegen?

De behoefte aan locaties, waar zonder veel bezwaren flinke oppervlakten kunnen worden voorzien van zonnepanelen, neemt toe. Een van de ideeën is om geluidsschermen massaal uit te rusten met zonnepanelen. Maar hoeveel kWh levert dat op?

Sander Meppelink, die Sustainable Development doet aan de Universiteit van Utrecht, heeft een deel van die vraag beantwoord in “The potential of photovoltaics along the Dutch national and expressways – an analysis of the potential of PV noise barriers”(sept. 2015) . De technische beperkingen van WordPress staan niet toe om deze afstudeerscriptie te koppelen, maar googles op ‘Sander Meppelink thesis’ levert meteen resultaat.

Eerst wat technische dingetjes:

Je kunt op verschillende manieren PV-panelen op een geluidsscherm aanbrengen.
Het kan als een soort bushokje:

Voordeel is dat de panelen min of meer dwars op de zon kunnen staan (behalve als de weg noord-zuid loopt) en dat ze enigszins beschermd zijn tegen vandalisme, nadeel dat de panelen niet erg breed kunnen zijn.
Men kan de panelen ook op het rechtopstaande vlak monteren. De stand is dan niet ideaal en ze zijn wat graffiti-gevoeliger, maar de panelen kunnen breder zijn. Als de weg noord-zuid loopt, kunnen de panelen aan weerszijden geplaatst worden (‘bifacial’).

De A27 bij De Bilt
De zonne-instraling wordt in ‘scores’ weergegeven. Van 959-1044kWh/m²*jaar heet score 3, van 1044-1128 score 4 en van 1128-1213 score 5.
Vanuit dit zonneaanbod wordt de jaarlijkse elektriciteitsproductie in kWh berekend door *0,158 te doen in 2015 en *0,188 in 2030 (er zit nog steeds veel technische vooruitgang in zonnepanelen)
Langs de wegen van Rijkswaterstaat (RWS) waartoe Meppelink zich beperkt heeft, ligt in Nederland 641km geluidsscherm.
Daarvan bestaat 187km uit stukken van meer dan 500 m lang. Om praktische en economische redenen heeft Meppelink zich in zijn berekeningen daartoe beperkt. De opbrengst van de 641km wordt hieruit afgeleid door extrapolatie.
Een deel van die 187km bestaat uit stukken waar de bezonning score 3 of slechter is.
Weer een deel hiervan bestaat uit stukken die binnenkort vervangen moeten worden.
Al die stukken kunnen met technieken als GIS netjes bepaald worden.
Op basis van dit alles noemt Meppelink voor 2015 een opbrengst van de totale lengte van 641km van 211GWh (0,76PJ). Alleen de 500 m – stukken kunnen samen jaarlijks 61,4 GWh (=0,22PJ) opbrengen. Verdere aanscherping van de voorwaarden leidt uiteraard tot een steeds lagere opbrengst.

Voor 2030 zijn diezelfde cijfers 251GWh (0,90PJ) resp. 73,2GWh (=0,26PJ).

Voor Brabant krijg je deze overzichten:

Het is in beginsel mogelijk het helemaal door te rekenen, want de gegevens zijn per wegvak bekend, maar dat is me teveel werk. Ik gebruik nu even de standaard vuistregel dat Brabant 15% van Nederland is. Dat leidt er toe dat de volle lengte aan zonnepanelen langs RWS-wegen in Brabant ongeveer 0,11PJ per jaar kan leveren in 2015 en 0,14PJ in 2030.

Is dat veel? Op zich niet.
In mijn gastopinie voor het ED over mogelijkheden om in 2020 in Brabant de 14% duurzaam te halen, schat ik in dat men ongeveer 5PJ zonneparken weg moet zetten. De geluidsschermen langs de RWS-wegen dragen dus maar weinig bij.

Er zitten echter een paar ‘maren’ aan het verhaal die het geheel positief kunnen bijstellen.
– Behalve 641km geluidsscherm ligt er ook 346km geluidswal. Die is niet meegeteld.
– De mogelijkheden in de berm zijn niet meegeteld (maar RWS heeft aan weerszijden meestal maar een paar meter). Onderstaand plaatje als voorbeeld.

– De mogelijkheden in het wegdek zijn niet meegeteld (maar dat is nog zeer experimenteel)
– De gemeentelijke en de provinciale geluidsschermen zitten er niet in. De lengte daarvan weet ik op dit moment niet.
– Ik neem aan dat je ook “afdakje” en vertikaal kunt combineren.
– De berekening gaat alleen over bestaande schermen of schermen die al in de pijplijn zitten. Nieuwe ruimtelijke ontwikkelingen voegen lengte toe, zo ook een eventuele verdere aanscherping van de geluidsregels.
– Overkappingen zitten er niet in, Zie die in Aschaffenburg (idee waar de N279 langs of door Helmond moet?)

– op Noord-Zuidwegen kunnen ‘bifacial’ schermen tot flink hogere opbrengsten leiden. Voorbeeld zou de A50 bij Uden (genaamd de ‘Solar Highways’) kunnen worden, als die schermen inderdaad worden aangelegd (dat was in augustus 2015 nog niet duidelijk, dus ze zitten nog niet in het overzicht).

Een ‘bifacial’ design zou op die locatie 2,4* zoveel opleveren als het ‘bushokjesmodel’ met een horizontaal dak. De grotere oppervlakte wint ruim van de slechtere stand in de ruimte. De drie delen samen zouden goed zijn voor ca 1000MWh per jaar (0,0036PJ)

Overigens kunnen er ook schermen langs spoorwegen uitgerust worden met PV-panelen. Zie dit voorbeeld bij Brandevoort in Helmond.

Geluidsschermen langs het spoor in Helmond

Kortom, het is mogelijk om hoger uit te komen. Dit verdient onderzoek.

Ruimte voor zonneparken in Brabant op incourante grond

Algemeen
Het College van GS heeft de vragen beantwoord, die de SP-fractie in PS gesteld heeft over de energiebalans van Brabant en de noodzaak van nieuw onderzoek. Voor deze vragen zie http://noord-brabant.sp.nl/nieuws/2015/06/sp-stelt-vragen-over-toekomstig-energiebeleid-provincie

De vragen en hun onderbouwing bevatten drie hoofdonderdelen:
1) De notie dat het huidige provinciale energiebeleid gebaseerd is op statistiek uit 2006 en politiek van voor 2010
2) Een door mij voor de SP gemaakte energiebalans om in 2020 het Brabantse deel van het SER-energieakkoord te bereiken, waaruit blijkt dat dat niet zonder een flinke oppervlak zonneparken kan
3) een gevraagde inventarisatie van de oppervlakte van de gezamenlijke Brabantse vuilstorten, braakliggende industrieterreinen en ruimte op vliegvelden

Er komen regelmatig vragen binnen over de mogelijkheden om zonneparken op te richten. Als voorbeeld noemt GS het project Zonnewijde in Breda en een voorgesteld project van 13ha binnen de gemeente Moerdijk (grenzend aan Zevenbergen).

GS staan in principe positief tegenover zonneparken. Het huidig ruimtelijk beleid biedt mogelijkheden binnen gebieden met de aanduiding
– zoekgebied verstedelijking
– VAB-locaties tot 5000m² (Vrijkomende Agrarische Bedrijfsbebouwing)
– overige hergebruiksocaties zoals bijvoorbeeld vuilstorten
Er heeft in 2014 al onderzoek plaatsgevonden naar de mogelijkheden van landschappelijke inpassing van grootschalige zonneparken. In 2015 voert de provincie een aantal verkenningen uit op het gebied van energie en ruimte, waaronder grootschalige zonneparken.

Het overleg met Rijk en IPO gaat vooral over problemen waar de provincies tegenaan lopen bij hun medewerking aan het SER-energieakkoord:
– ruimtelijke vraagstukken
– blokkerende wet- en regelgeving
– te weinig geld in de SDE-regeling
– te veel fiscale beperkingen (postcoderoosregeling en saldering)

De provincie meent dat de aanleg van zonneparken in beginsel de Brabantse economie kan ondersteunen.

Ruimte op incourante grond
Er liggen in Brabant ca 600 stortplaatsen van voor 1996 van gemiddeld zo’n 2 ha per stuk.
Daarnaast liggen er 8 stortplaatsen waar na 1996 afval is of wordt gestort. Deze zijn gezamenlijk 300ha.
Er zijn twee, inmiddels gesloten, baggerdepots (Dintelsas en Nyrstar). Nyrstar is 43ha.
Bruto zou er dus ruim 1500ha (15km²) op storten beschikbaar zijn.
Netto is dat minder, omdat er soms een andere functie op zit, omdat ze nog in gebruik zijn of nog niet afgedicht, of omdat (de baggerdepots) ze onder water staan.
De zeggenschap ligt bij de eigenaar en de omgevingsvergunning ligt bij de gemeente.

Op 1 januari 2015 lag er in Brabant 1079ha direct bebouwbare industriegrond die nog niet uitgegeven is. De prognose tot 2020 is dat daarvan 939ha voor het bedoelde gebruik nodig zal zijn. Er is dus 140ha die de prognose te boven gaat.
Daarnaast is er ook industrieterrein dat al wel uitgegeven is, maar nog niet bebouwd. Bij GS bestaat geen inzicht hoeveel dat is.
Het besluit om zonneparken te realiseren ligt bij de eigenaar, als het bestemmingsplan dat toestaat. De provinciale Verordening Ruimte is geen probleem.

GS hebben er geen zicht op hoeveel ruimte op vliegvelden mogelijk is.

De provincie richt zich op zuinig of meervoudig ruimtegebruik, maar heeft geen beleid voor meervoudig ruimtegebruik specifiek voor energiedoelen.

Nieuw wetenschappelijk onderzoek naar energiebalans Brabant geagendeerd
GS zijn het met de SP eens dat er nieuw wetenschappelijk onderzoek nodig is en laten daarom nog in 2015 een nieuwe scenario duurzame energie opstellen.

Ter afsluiting
De antwoorden van GS zijn welwillend en bieden goede aanknopingspunten voor het vervolg. Een paar conclusies en aandachtspunten:
– op papier is er bruto all-in ergens tussen de 15 en 20km² beschikbaar. Netto is moeilijk in te schatten. Als er 10 a 15km² netto beschikbaar zou zijn, ben je een heel eind met het Brabantse deel van het SER-energieakkoord voor 2020.
– de eigendomsverhoudingen van de Brabantse storten zouden in kaart gebracht moeten worden en er zou zicht moeten ontstaan op de bereidheid van die eigenaren om mee te werken, en onder welke condities
– idem de gebruiksbeperkingen van die storten
– er moet contact gezocht worden met de vliegvelden om hun mogelijkheden in kaart te brengen
– de antwoorden van GS klinken wat afwachtend ‘tot de grondeigenaar met een voorstel komt’. Een wat meer activistische houding van GS zou op zijn plaats zijn.
– de verschillende provinciale initiatieven moeten tot samenhangend beleid omgebouwd worden

Tenslotte: ik heb voor de SP een nieuwe schatting opgesteld, die gebruik maakt van recente statistiek en toegenomen kennis. Deze vindt u Schatting opwekking duurzame energie Brabant 2015 – 2020 .
Dit is goed amateurwerk. Ik ben blij dat er een echte professionele organisatie aan gaat werken.

Opwekking duurzame energie Brabant 2015 – 2020

In september 2013 is op nationaal niveau het SER-energieakkoord ge-
sloten. Daarin zijn o.a. de volgende kwantitatieve afspraken gemaakt:
– een jaarlijkse besparing op het Finaal Energetisch Verbruik van 1,5%, deels autonoom en deels door een aantal extra besparingen die gezamenlijk 100PJ opbrengen
– 14% van het energieverbruik in 2020 moet duurzaam opgewekt worden
– voor 2023 moet er nog drie jaar langer 1,5% bespaard worden en 16% duurzaam opgewekt.

De taakstelling op nationaal niveau werkt door op provinciaal niveau. In Noord-Brabant hebben maatschappelijke partijen in het Brabants Energie Akkoord (BEA) uitgesproken de nationale taakstelling naar het provinciale niveau te willen vertalen. In het Bestuursakkoord heeft het huidige College deze intentie overgenomen. Deze Statenperiode duurt tot 2019, hetgeen betekent dat de uitvoering van de intenties op het einde van deze Statenperiode voor een groot deel moet zijn uitgevoerd of in de steigers gezet.

Er is daarom behoefte aan een kwantificering van de intenties in het BEA. Helaas voorziet het BEA daar zelf onvoldoende in.
Eerdere kwantificeringen van de hand van Telos (december 2008) en van ECN (april 2010), beide op basis van statistiek uit 2006, zijn sterk achterhaald. Toch is het bestaande Brabantse energiebeleid op deze twee studies gebaseerd.

Het maken van een schatting op provinciale schaal is niet eenvoudig. De gegevensbestanden van bijv. het CBS zijn meestal op nationale schaal en geven lang niet altijd informatie, uitgesplitst naar provincie. Het CBS doet dat mede omdat aan een dergelijke uitsplitsing de nodige haken en ogen zitten.
Hiervoor valt begrip op te brengen, maar aan de andere kant kan een provinciale taakstelling slechts op provinciaal uitgesplitste cijfers gebaseerd worden.

Daarom heb ik toch geprobeerd, bij gebrek aan beter, zelf een dergelijke provinciale schatting te maken. Dat heb ik al eens eerder geprobeerd (zie Brabantse energiebalansen en de vertaling van het SER-akkoord naar Brabant en Het Brabants Energie Akkoord: een goed idee, maar het had een betere uitwerking verdiend). Inmiddels is mijn kennis vergroot en is er bovendien nieuw statistisch materiaal gekomen.
Bij deze dus een verbeterde en geupdate versie. Dat is een verhaal dat te lang is om hier af te drukken. De tekst is hier te vinden –> Opbouw schatting opwekking duurzame energie Brabant 2015-2020 vs3_nov2015 . Daar staat de volledige verantwoording.

Dit verhaal beperkt zich tot de opwekking van energie. De besparing vraagt een apart verhaal, dat ik tzt wel eens zal schrijven.

De opwekking dus van duurzame energie komt neer op het volgende staatje.

De ‘taakstelling’ geeft aan wat het van het BEA zijn moet. Het geeft aan hoe groot het duurzame energiebudget netto en bruto moet zijn.
De cijfers per categorie (11 categorieën) geven een aannemelijke prognose op basis van opgerekt bestaand beleid. Deze tellen op tot 30,9 resp 50,3PJ, Beide getallen zitten onder de taakstelling. Er is dus een gat dat met extra maatregelen gesloten moet worden.
De letters a) t/m k) geven een toelichting per regel die in het stuk ‘Opbouw schatting…’ na te lezen valt.
Bij de met PM aangeduide grootheden liggen er daartoe mogelijkheden die binnen de provinciale invloedssfeer liggen. Daaruit kan een keuze gemaakt worden die in zijn totaliteit het gat vult

Mijn voorkeur zou zijn om het netto gat van 10,5PJ te vullen met ongeveer 2PJ geothermie, 2PJ restwarmte van centrales en industrieën, 1,8PJ mestvergisting en ongeveer 5PJ zon, grotendeels in zonneparken in het buitengebied.
Het bruto gat is dan vanzelf ingevuld.

Uiteraard kunnen andere mensen andere keuzes maken.

Luchtfoto Nyrstar Budel. Men zou zich hier een zonnepark kunnen voorstellen. De bekkens zijn 0,43km2 groot.

Voor 5PJ zon is een netto oppervlakte van 10km² nodig, waarbij een bruto oppervlakte hoort die wat groter is.