Zonne-energie – Page 12 – Weblog Bernard Gerard

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

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

De bouw van zonnepark Azewijn. Dit is gebouwd op een oude stort met mede-financiering door de provincie Gelderland

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.

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

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.

Een zonnepark op bedrijventerrein Heesch-West? dat kan! (update)

In 2008 zag de wereld er nog heel anders uit. De RABO-bank bracht een onderzoek uit, dat goede kansen zag voor het industrieterrein Heesch-West. Daar hebben de huidige gemeenten Oss, ‘s Hertogenbosch en Bernheze een belang in.

In 2015 is Heesch-West nog steeds een onvervulde belofte. Het ligt braak, zoals wel meer beoogde bedrijfsterreinen in Brabant. En het is een financiele molensteen rond de nek van de drie gemeenten.

De gemeenteraad van Bernheze heeft al in 2013 een motie aangenomen om te onderzoeken of het mogelijk is het gebied (voor een deel) te vullen met zonnepanelen. Ook in Den Bosch is daarover gesproken. Tot nu toe echter zijn deze schone ideeën door geldgebrek bij de deelnemende gemeenten blijven liggen.

De Provincie echter heeft een flink energiefonds en heeft in het nieuwe bestuursakkoord grote ambities uitgesproken op het gebied van duur-
zame energie. De gedachte om het een aan het ander te koppelen ligt voor de hand en de provincie Gelderland ging Brabant voor.
De provinciale SP heeft al eerder vragen gesteld over de noodzaak van nieuw natuurwetenschappelijk onderzoek en de onontkoombaarheid van zonneparken in Brabant, alsmede over potentiële lokaties op storten, braakliggende industrieterreinen en vliegvelden. Zie Provinciale SP stelt vragen over toekomstig energiebeleid provincie. Deze vragen zijn dd 9 sept 2015 nog niet beantwoord.

Op 9 september heeft SP-energiewoordvoerder Joep van Meel er vragen achteraan gesteld waarin concreet Heesch-West als ideale locatie voor een zonnepark genoemd wordt. Directe aanleiding was een persartikel in ED en BD, getiteld “Ruim baan voor het zonnepark”.
Zie hier de tekst van deze vragen –> Zonneparken ivm HeeschWest.

Inmiddels zijn deze vragen op 29 sept 2015 beantwoord. Het college van GS is het eens met de vragen, zegt dat grootschalige zonneparken passen op ‘toekomstige bedrijventerreinen’ en dat het Energiefonds daarbij een rol kan spelen. Ook op Heesch-West zou dat kunnen.
Zie verder beantwoording vragen Heesch-west

In de zomervakantie schreef de pers over een rapport van de Anteagroup, waarin gesteld werd dat men in het gebied ook twee grote of drie kleinere windturbines kwijt kon. Naar mijn smaak zijn windturbines en een zonnepark in dit gebied prima te combineren.
Gezien de uitgestrekte oppervlaktes en volumes, die grootschalige duurzame energie nodig heeft, is de toekomst aan meervoudig ruimtegebruik. Misschien kan men er ook nog eens algenbakken neerzetten. Of. tot die tijd, misschien gewoon koeien en schapen.

Zie voor een analyserend artikel van mijn hand Kleinschalige zonne-energie is mooi, grootschalige is beter .

Stroomopslagexperimenten Enexis worden uitgebreid

BN-De Stem kopte op 4 juli 2015 “Batterij in Keen loont nog niet”. Het
artikel is gebaseerd op tussentijdse gegevens. Het project loopt tot eind 2017.

Het grijze blok is de behuizing van de wijkaccu De Keen

De Keen is een wijk in Etten-Leur. Daar staat sinds 2012 een buurtbatterij (het grijze blok steekt overigens zowat twee meter diep de grond in). De wijk telt 240 woningen waarvan er zo’n 40 zonnepanelen hebben. Het ding bevat vier stalen kasten met lithium-ion accu’s, samen goed voor 232 kWh (ruim genoeg om 100 wasmachines een uur op te laten draaien). De batterij kan maximaal met 100kW laden (wat op een zonnige dag niet genoeg is) en met maximaal 400kW ontladen (wat rond de Kerst bijna gehaald werd).

De opslag werkt technisch (na wat kinderziektes) vlekkeloos.
De uitdrukking ‘loont niet’ heeft slechts een financiele strekking en betekent dat op dit moment andere oplossingen om het elektriciteitsnet te ontlasten goedkoper zijn. Zoiets gebeurt wel vaker bij nieuwe ontwikkelingen.
Tijden veranderen en het kan bijvoorbeeld zijn, dat in 2020 de salde-
ringsregeling voor zonne-energie wordt afgeschaft (al dan niet met een overgangsregeling). Nu krijg je voor aan het net geleverde zonnestroom evenveel terug als je zelf betaalt, zolang je niet boven je verbruik uitkomt. Als die regeling vervalt, wordt het een stuk aantrekkelijker om aan je eigen (buurt)accu te leveren. Het financiële verhaal ligt dan in één keer anders.
Tijden veranderen ook in die zin dat er nog steeds technische ontwikkelingen plaatsvinden op accugebied. Bijvoorbeeld die van Tesla.

Inmiddels heeft Enexis aangekondigd na de zomer in de Bredase wijken Meulenspie en Easystreet met een vervolgproef te beginnen/ Hier wordt het een accu per afzonderlijk huis. In deze wijk hebben bewoners in de afgelopen jaren al meegewerkt aan ‘smart grid-experimenten’. Bepaalde vormen van afname (bijvoorbeeld de wasmachine) worden via ICT en met de tijd wisselende prijzen gestuurd naar momenten dat er veel goedkope stroom is.

Met bovenstaande experimenten heb je overigens zo ongeveer wel alles gehad wat er aan smart-grid experimenten met huishoudens in Brabant is. De echte grootschalige ontwikkelingen op dit gebied vinden elders plaats, bijvoorbeeld in Hoogkerk in Groningen, Meppel en Amsterdam. Ik vind het raar dat Brabant zo achterloopt, temeer daar de TU/e een belangrijke speler is. Die moet elders zijn experimenten uitvoeren.
Het zou een goede zaak zijn als het nieuwe College van GS in de provincie meer werk van dit onderwerp zou maken.

Ik heb eerder een artikel geschreven op basis van een TU/e-rapport over de (helaas fictieve) verduurzaming met accuopslag in de Eindhovense wijk Acht. Zie —> Acht

Provinciale SP stelt vragen over toekomstig energiebeleid provincie

Ik heb voor de SP-fractie in PS vragen opgesteld over het toekomstige
energiebeleid van de provincie.
Hieronder staat het persbericht. De vragen zelf en de bijbehorende rekenbijlage zijn als doorklik-bijlagen toegevoegd.

Zonnepark |Azewijn staat op een oude vuilstort en is gerealiseerd met steun van de provincie Gelderland

———————————————————————————————

Persbericht Eindhoven, 25 juni 2015

Provinciale SP stelt vragen over toekomstig energiebeleid provincie

Fractievoorzitter Nico Heijmans van de SP in Provinciale Staten heeft op 25 juni 2015 vragen gesteld over het toekomstige energiebeleid van de provincie Noord-Brabant.

De vragen richten zich op twee onderwerpen.

Op de eerste plaats concludeert de SP, dat de twee wetenschappelijke brondocumenten die ten grondslag aan het huidige provinciale
energiebeleid liggen, updating verdienen (studies Telos en ECN). De jongste daarvan (die van ECN) is al weer vijf jaar oud. In tussentijd is er zoveel veranderd, dat het toekomstig beleid niet meer op deze documenten gebaseerd kan worden. Beide brengen bijvoorbeeld geen serieuze behandeling van zonne-energie. De prijs en de beschikbaarheid van zonnepanelen is in de afgelopen vijf jaar drastisch verbeterd. De noodzaak tot een updating van de wetenschappelijke studies betekent dan ook niet, dat de SP deze studies diskwalificeert.
De vraag is of het College opdracht wil geven tot een dergelijke updating.

Vooruitlopend op deze nieuwe studie heeft de SP geprobeerd in te schatten of er verschil bestaat tussen enerzijds een naar Brabant vertaalde taakstelling, zoals die in het landelijke Energieakkoord genoemd is en die in het recente Brabants Energie Akkoord is overgenomen, en
anderzijds het bestaande Brabantse beleid en een extrapolatie daarvan. Dat leidt tot de constatering dat het bestaande beleid achterblijft bij wat het zou moeten zijn, als Brabant de ambities van het landelijke
Energieakkoord overneemt. Tussen droom en daad zit een flink gat.
De SP wil daarom een techniek in discussie brengen die nog geen deel uitmaakt van het bestaande beleid, namelijk grootschalige zonneparken, om te beginnen op oude vuilstorten, vliegvelden en ongebruikte industrieterreinen. Van alle categorieën heeft Brabant er veel.
Met dergelijke grootschalige zonneparken zijn in Brabant en elders in den lande al ervaringen opgedaan.
De vragen van de SP zijn erop gericht doelgericht kennis bijeen te brengen die als start voor een dergelijk beleid zo kunnen dienen.

De vragen en de rekenbijlage daarbij zijn als bijlage toegevoegd.
SP-vragen over twee aspecten van het provinciale energiebeleid_vs3_alleen vragen
SP-vragen over twee aspecten van het provinciale energiebeleid_vs3_alleen bijlage

Nadere informatie bij Nico Heijmans, nheijmans@brabant.nl, 06-51039743 .

Mogelijke energie-opwekking en -opslag in Eindhoven-Acht

De “thuisbatterij van Tesla” als aanleiding …..
Op 1 mei 2015 kopte de NRC “Tesla wil na de auto ook de energiemarkt vernieuwen”.
Er is vaker gesproken tussen elektrotechnische bedrijven en de autowereld. ABB heeft met General Motors gepraat en BMW met Vattenfall. Na verloop van tijd gaan de accu’s in elektrische auto’s achteruit. Als er nog maar zo’n 80% van de capaciteit over is, krijgt de auto een nieuwe accu. De vrijgekomen accu’s kunnen echter in principe nog een hele tijd dienst te doen in statische opstellingen, bijvoorbeeld als buffer voor zonne- en windenergie.
De stap die Tesla-topman Elon Musk zet is in zoverre nieuw, dat hij rechtstreeks batterijen voor statische opstellingen aanbiedt. En omdat Musk een redelijk krachtdadig type is, kan dat wat worden. Hij is in elk geval bezig om in Nevada zijn ‘Gigafactory’ te bouwen, die de wereldproductie aan lithium-ion batterijen moet geen verdubbelen. Je kunt bij Musk voor 3500 dollar (nu ca €3200) een 10kWh-accu kopen. 10kWh is ongeveer het gemiddelde dagelijkse stroomverbruik van één Nederlands huishouden.

… en hoe dat in praktijk uit zou zien in Eindhoven-Acht
Eindhoven wil in 2045 energieneutraal zijn. Dat is een heftige ambitie en de tijd moet het leren, maar het is in elk geval een goed streven. Daartoe is veel onderzoek nodig.
De TU/e neemt daarvan een deel voor zijn rekening. Het is handig als je een overzichtelijke woonwijk hebt om je modellen op los te laten. Daarvoor gebruikt de TU/e o.a. de woonwijk Acht (zonder de bedrijventerreinen).

Let wel: het betreft hier pure Gedachtenspielerei, geen feitelijk voorstel!

Twee studenten aan de TU/e deden er afstudeeronderzoek aan. Hun professor Bauke de Vries noemde hun werk tijdens de Energy Day op de TU/e van 2 okt 2014.

De productie van duurzame energie
Acht telt 1359 percelen, goed voor 8.605.254kWh/y (dat is jaargemiddeld 982kW). De zon levert er jaargemiddeld 117W/m2 en het waait er jaargemiddeld 4,83 m/sec. De wijk heeft een oppervlakte van 104 hectare (ha).

Student Saleh Mohammadi rekent met 100kW–turbines (ashoogte 35m) en met panelen met een rendement van 15%. Hij rekent over een technische levensduur van 25 jaar. Zie http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1878029614001790

Als je de bestaande elektriciteitsvraag in Acht jaargemiddeld wilt opvangen met alleen zonne-energie, moet je 5,6ha zonnepaneel kwijt in de goede orientatie t.o.v. de zon. Bij 1300 percelen is dat 43m2 of 26 panelen per perceel. Mohammadi’s financiele aannames leiden tot een (ongesubsidieerde) kWh-prijs van 16,6 €cent.

De energievraag valt jaargemiddeld ook op te vangen met vijf windturbines. Waarschijnlijk echter zijn dergelijke molens niet in de buurt van Acht toegestaan vanwege het vliegveld – weer een voorbeeld van economische schade die het vliegveld aanbrengt).

Een combi met 60% zon – 40% wind vereist 3,35ha goed gesitueerd paneel en virtueel twee windturbines van 100kW. Als je bovendien €100/m2 paneel subsidie veronderstelt (dus bij elkaar €3,35 miljoen), wordt de kWh-prijs van zonne-energie 13€cent/kWh en van wind 10€cent/kWh.
De kale kostprijs van grijze stroom op dit moment is ca 5 cent/kWh.

Er valt wel wat af te dingen op de uitkomsten (maar dat was niet de taak van Mohammadi).
Inwoners van Acht gebruiken per huishouden ruim 6300kWh/y (zijnde 8605254/1359), dat is bijna het dubbele van het landelijk gemiddelde van 3500kWh/y. Een fors energiebesparingsprogramma lijkt in Acht mogelijk en zeer gewenst.
Verder: er worden voor zonnepanelen fors hogere rendementen voorspeld dan de huidige 15%-standaard, maar ze zullen dan per m2 ook wel duurder zijn. Tot welke financiële gevolgen dat gaat leiden, valt nog niet te zeggen.

De opslag van duurzame energie
Student Hieu Doan studeerde in aug 2014 af op Energy Storage Technologies in Residential Areas, opnieuw zijnde Eindhoven-Acht. Hij bekeek wat een zinvolle toedeling van accu’s zou zijn in allerlei mogelijke scenario’s. Zie http://alexandria.tue.nl/extra2/afstversl/bwk/Doan_2014.pdf

Het ‘combined scenario’ leidt tot (zie onder).

De mogelijke plaatsing van accu's in Acht — De mogelijke plaatsing van accu’s in Acht

Elk stipje stelt een accu voor. Nadere gegevens –> gegevenstabel_opslag_Acht.
Er zijn samen 104 accu’s, voor 1079 huishoudens, totaal beschikbaar 6288kWh, maximaal collectief op/ontlaadtempo 1641kW. De laatste twee cijfers moeten met een korrel zout genomen worden.

Het is van belang enkele uitgangspunten aan te stippen, omdat deze een politiek karakter hebben:
–              dit systeem veronderstelt een variabele elektriciteitsprijs,
bijvoorbeeld variërend per uur. Deze wordt kort van tevoren bekend gemaakt.
–              Bij slim gedrag kan dit ook buiten de accu om tot individuele consumentenvoordelen leiden
–              Opslag is vooralsnog slechts te betalen bij een collectieve aanpak. Als 1079 huishoudens elk hun eigen accu willen, schiet de kosten-batenanalyse 12 miljoen in de min, misschien ook nog wel met Tesla-
prijzen
–              de truc is dat de accu oplaadt als het goedkoop is en ontlaadt als het duur is. Het accu-systeem kan dan rendabel draaien

Baten (na aftrek van kosten) en kosten. De laatste kolom is het gekozen scenario.

– Acht is jaargemiddeld 982kW. Maar wind en zon kunnen op een goede dag ongeveer 10* zoveel opleveren. Het maximale opslurptempo van de accu’s (dat in praktijk bij lange na niet gehaald wordt) wordt dan ver overschreden. Het accu-systeem is nooit groot genoeg om op zichzelf alleen de lokale productiepieken op te vangen. Daarnaast is ook gedragsaanpassing en koppeling met het grotere elektriciteitsnet nodig.

Nieuwe elektromotor van Siemens voor vliegtuigen kansrijk?

Aan dit artikel is op 9 mei 2015 een update toegevoegd ( update 9 mei )

Ik heb eerder geschreven dat elektrische vliegtuigen mogelijk zijn, maar niet praktisch (zie hier over de Solar Impulse) , en dat kerosine nodig
blijft.

Nu komt Duurzaam Nieuws (30 maart 2015) met het bericht dat Siemens een nieuw type elektromotor ontwikkeld heeft, die voor hetzelfde gewicht 5* zoveel vermogen levert (lees –> Siemens ontwikkelt sterke elektromotor voor vliegtuigen_maart2015 het bericht). Concreet noemt het artikel een motor van 260kW continu, die 50kg weegt. Siemens meent dat je daarmee ooit kunt gaan vliegen. Nog sterker, eind 2015 is de eerste testvlucht gepland met een “hybride elektrisch vliegtuig“.

Nu wordt ik op deze weblog graag tegengesproken en Siemens is niet de eerste de beste, maar bij Solar Impuls staat ABB en dat is ook niet de eerste de beste.
Nu sidder ik so wie so al niet voor autoriteiten, ook niet als ze Siemens heten, dus ik ga het toch maar eens fact checken.
Ik kijk eerst of het Siemens-vliegtuig puur op zonlicht kan vliegen, en dat doe ik door de gegevens van de Solar Impuls erbij te betrekken.
Daarna kijk ik of elektrische energie significant kan meetellen bij een overigens fossiele aandrijving.

Puur op zonne-energie
Ik geloof meteen dat Siemens goede elektromotoren maakt en dat ze zichzelf hier hebben overtroffen. Maar de vraag is of de motor het hoofdprobleem is dat moest worden opgelost.
De Solar Impuls vliegt rond met 270m2 zonnepaneel à 23% rendement, die dus in ideale omstandigheden goed zijn voor ca 0,23kW/m2 * 270m2 = 62kW vermogen. De vier motoren van de Solar Impuls draaien elk 13,5kW maximaal en 11,2kW etmaalgemiddeld. Zeg maar samen rond de 50kW continu. De Solar Impulse houdt dus een beperkt deel van de dag een restant over voor de besturingsfuncties en om de accu’s op te laden (die samen overigens 633kg wegen). De details van de energie-
balans hangen af van de details van de vlucht, maar grofweg lijkt het een consistent systeem. Het dingt heeft feitelijk gevlogen (bij mooi weer).
De Solar Impuls heeft voor zijn zonnepanelen-oppervlakte nu al een spanwijdte nodig van 72 m (dat is meer dan een Boeing 747). Verder moet iets, dat in essentie een zweefvlieguig met hulpmotor is, om aerodynamische redenen relatief smalle vleugels hebben. Het lijkt dus niet goed mogelijk een nog grotere vleugeloppervlakte te maken. Evenmin
lijkt het mogelijk om op korte termijn ultradunne film – zonnecollectoren te maken met een rendement dat ver boven de 23% ligt. Dus lijkt het niet goed mogelijk dat welk zonnevliegtuig op dit moment dan ook boven de (pakweg) 70kW elektrisch continuvermogen uitkomt.
De nieuwe motor van 260kW is niet relevant, omdat de bottleneck elders zit: in de totale oppervlakte en het rendement van de zonnepanelen.

Op basis van genoemde specificaties kan de Solar Impuls de wereld rondvliegen met de snelheid van een auto, één piloot als menselijke bagage in een onverwarmde cockpit zonder overdruk, en dagen de tijd.
Ik geloof niet dat het Siemens-vliegtuig als puur elektrisch vliegtuig reguliere comfortabele lijnvluchten met passagiers en vracht kan uitvoeren.

In combinatie met motoren op fossiele brandstof?
Als het hybride mag, en als het moet met echte mensen en koffers erin, gehuld in een drukcabine, en ongeveer presterend als bestaande
vliegtuigen?

Dan moet het vliegtuig veel zwaarder zijn, veel kleinere vleugels hebben en veel sneller gaan, en dat vraagt om veel grotere vermogens. Een ouwe F27 bijvoorbeeld had een vermogen van grofweg 1500kW, een BombardierQ400 van 6800kW en een Cessna Citation rond de 1000 a 1500kW. Zonnepanelen zouden daarvan (vanwege de kleinere vleugels) slechts een klein deel kunnen leveren (bijvoorbeeld 20kW). Kortom, de zonne-energie levert dan ca 1 a 2% van wat nodig is en het kost je vanwege de accu’s extra gewicht. Je kunt dat natuurlijk hybride noemen, maar dan rek je het begrip wel heel erg op.
Zie voor een update op dit onderdeel ( update 9 mei ).

Conclusie
Ik zie niet dat de nieuwe Siemens-motor praktisch elektrisch vliegen mogelijk maakt. Het is vast een hele mooie motor, maar de hoofdproblemen zitten elders.

Hoezeer het mij ook spijt, van fossiel vliegen zijn we voorlopig niet (en waarschijnlijk nooit niet) af.
Als het goed is, is in 2050 het verbruik van fossiele brandstof teruggebracht tot bijv. de helft van die in 2005, en wordt dat laatste restje zeer selectief gebruikt voor wat niet anders dan fossiel kan. En ik denk dat het vliegen daarbij hoort.

Brabantse energiebalansen en de vertaling van het SER-akkoord naar Brabant (vs2)

Het kan geen kwaad om discussies over duurzame energie in onze provincie te voeden met cijfers over de Brabantse energiebelans. Als regel ontbreekt het daaraan wanneer mensen meningen debiteren over biomassa of zonne-energie.
Ik beperk mij in dit artikel tot een schatting van energiehoeveelheden in Brabant. Ik zal in een apart artikel ingaan op wat ik van het (recent verschenen) Brabants Energie Akkoord vind.

Begripsomschrijvingen en de nationale getallen

Dit is de Energiebalans van Nederland in 2013 (Compendium voor de Leefomgeving)

Ik zal de CBS-balans uit 2006 gebruiken om eerst de begrippen uit te leggen.

Eerst even wat een PJ is. Dat is een eenheid van energie (10¹⁵J, oftewel ongeveer 278 miljoen kWh).

Het is handig om Nederland (cq Brabant) als een ‘black box’ te zien. Ik tel alleen mee wat de black box in gaat (in de vorm van gas, kolen, wind, etc), dus geen export en doorvoer. Dit heet het Primair Binnenlands Verbruik (PBV). In 2006 was dat 3233PJ en hierboven in 2013 is het 3255PJ.

In de black box wordt de inkomende energie omgezet (bijv. in elektrische energie+warmte) en herverdeeld over drie hoofdbestemmingen.
Hoofdbestemming één zijn de eindverbruikers (huizen, kantoren, auto’s etc). Die energie wordt gemeten met gas- of kWh-meters of hoeveelheden benzine etc. Dit heet het Finaal Energetisch Verbruik (FEV). In 2006 bedroeg deze post 2172PJ (67% van het PBV).
Hoofdbestemming twee bestaat uit producten, voor de vervaardiging waarvan energie nodig is (bijv. plastic of aluminium). Deze “onzichtbare” energie heet het finaal niet-energetisch gebruik (FNEV). In 2006 bedroeg dit 579PJ (idem 18%).
Hoofd’bestemming’ drie is afvalwarmte (AW). Warmte wordt zowel bedoeld geproduceerd (bijv. in CV-installaties en stadsverwarmingssystemen) als onbedoeld (bijvoorbeeld in motoren). Warmte die geloosd wordt zonder eerst een nuttige bestemming gepasseerd te zijn, heet afvalwarmte AW. In 2006 was dat op nationale schaal 482PJ (idem 15%).

Nu geldt: PBV = FEV + FNEV + AW.
In 2006 betekent dat 3233PJ = 2172 + 579 + 482 , oftewel 100% = 67% + 18% + 15%.
In 2013 betekent dat 3255PJ = 2166 + 648 + 441 (Comp. Leefomg.)

In het Nationale SER Energie Akkoord staat een jaarlijks percentage besparing, namelijk 1,5% van het Finaal Energetisch Gebruik (FEV) (in 2006 zou dat dus van 2172PJ geweest zijn). Ik schat in dat je dan ook 1,5% op het PBV moet besparen.
Bij het percentage duurzame energie (14% in 2020, 16% in 2023) staat er in het SER-akkoord niet bij van wat dit een percentage is. Logisch is om ook hier het Primair Binnenlands Verbruik (PBV) te nemen (in 2006 dus van 3233PJ).

De Brabantse getallen
Het is moeilijker om Brabantse getallen te vinden dan nationale.
De TELOS-studie ‘Energiek Brabant’ ( Energiek_Brabant_2040_scenario ,2006) noemt getallen. Je kunt ook redeneren dat de Brabantse bevolking 15% van de Nederlandse is en aannemen dat de verdeling 100/67/18/15 ongeveer dezelfde blijft. Deze twee methodes komen in 2006 redelijk op hetzelfde neer. Dit leidt tot
In 2006 is in Brabant 485PJ = 325 + 87 + 73
In 2013 is in Brabant 488PJ = 325 + 97 + 66

Als naar analogie van het nationale SER-Energieakkoord ook in Brabant jaarlijks 1,5% van 488PJ bespaard moet worden (jaarlijks ca 7PJ) tussen 1 jan 2014 en 1 jan 2020, dan geldt:
In 2020 is in Brabant 444PJ = analoog verdeeld

Het Telos-rapport haalt de besparing van 1,5%/y overigens niet. Wat je o.a. mist is een bespreking van het nuttig gebruiken van tot dan toe onnuttige warmte.

De duurzame energie-taakstelling voor 2020
Volgens Telos was in 2006 29PJ duurzaam (15 biomassa, 8 afval, 6 de rest). 29PJ is 6,0% van 485PJ .
Volgens het SER-akkoord moet in 2020 14% van 444PJ duurzaam zijn, dat is 62PJ.

Dus t.o.v. 2006 moet de hoeveelheid duurzame energie in Brabant stijgen van 29PJ naar 62PJ, dus met 33PJ.

Hiervan zal windenergie na realisatie van de 470 MW – taakstelling in 2020 3,1PJ leveren. Dit was 0,3PJ in 2006, dus een bijdrage van 2,8PJ aan de taakstelling.

Het Telos-rapport (blz 66) verwacht dat 8,4PJ door verbranding van afval gerealiseerd kan worden, waarvan ca 8PJ in 2006 al benut werd. Dus een bijdrage van 0,4PJ aan de taakstelling.
Zo ook verwacht dit rapport dat er een realistische taakstelling is van 21,6PJ beschikbaar is voor de gezamenlijke vormen van biomassa, waarvan in 2006 al 15PJ benut werd. Dus een bijdrage aan de taakstelling van 6,6PJ.

Van de overige energievormen in Brabant levert alleen de zon een substantiële bijdrage. Dus moet de zon in 2020 ongeveer 23PJ meer leveren (33-2,8-0,4-6,6) dan in 2006 en in 2006 was het bedrag ongeveer 1PJ.

Wat kan de zon in Brabant?
Een ECN-studie uit 2004 ( potentials and costs for renewable electricity production_ECN_feb2004 ) citeert een IEA-studie uit 2001, die taxeert dat voor Nederland als geheel 357km² effectief dakoppervlak de meest realistische waarde is. Voor Brabant, 15% van Nederland, betekent dat 54km² dak. Volledige benutting hiervan bij de huidige PV-panelen, die bij een rendement van 16% 15W/m² jaargemiddeld leveren, leidt tot ca 25PJ per jaar.
Zou men dezelfde oppervlakte volzetten met zonneboilers, dan geeft dat (bij 1,5PJ/km²*y) ongeveer 80PJ in de minder nuttige warmtevorm. Men kan spelen met combinaties van beide technieken.

Conclusie
Het bovenstaande is een redelijke orde van grootte – schatting. De slotsom is dat de taakstelling voor duurzame energie in 2020 gehaald kan worden als men de nogal drastische gevolgen accepteert: volledige uitvoering van het windprogramma, een flink deel van wat organisch is verbranden of vergisten, en elk dak dat maar een beetje de goede kant op wijst volzetten met boilers of panelen. De berekening biedt namelijk weinig reserve.

Het lijkt verstandig om reservemogelijkheden te verzinnen. Dat lukt alleen bij zonne-energie. Ik zie twee uitwijkmogelijkheden:

Hopen op een hoger rendement van zonnepanelen. Dat zal ongetwijfeld gaan gebeuren, maar de vraag is of het voor 2020 al in praktisch haalbare en betaalbare hoeveelheden gaat lukken
Zonnepanelen ontkoppelen van de gebouwde omgeving en ze in het weiland neerzetten, eventueel in combinatie met windturbines. Ik heb hiervoor wel ideeën, waarover later meer.

Let wel dat het in dit verhaal steeds om jaargemiddeldes gaat. De waarden van moment tot moment kunnen geheel anders zijn. Vroeg of laat worden er extra maatregelen nodig om het elektriciteitsnet beter te beheersen. Dat is stof voor een ander artikel.