Vier scenario’s voor Het energiesysteem van de toekomst

Inleiding
In het Klimaatakkoord is afgesproken dat ““Gasunie en TenneT samen met de regionale netbeheerders in 2019 het initiatief nemen om een integrale infrastructuurverkenning 2030-2050 op te stellen waarin inzichten vanuit de energiesector, vraagontwikkeling in de industrie en bevindingen vanuit de regionale energiestrategieën (RES’en) worden meegenomen. …. . Deze infrastructuurverkenning 2030-2050 dient als leidraad voor onder andere de investeringsplannen van de netbeheerders en voor investeringen door marktpartijen. De verkenning is gereed in 2021.”
Dit gebeuren heet inmiddels in de volksmond II3050.
Dit project verondersteld dat de afspraken in het Klimaatakkoord voor 2030 afgewerkt zijn, en meer specifiek dat de Regionale Energie Strategieën (RES-sen) hun doel bereikt hebben.

Het proces II3050 is in drie etappes verlopen, waarvan fase 1 en fase 3 tot een openbaar rapport geleid hebben.
Het rapport na fase 1 is van Berenschot en Kalavasta en heet “Klimaatneutrale energiescenario’s 2050”. Tegelijk met fase 1 is er, ook op 31 maart 2020, een rapport uitgebracht, in lijn met het eerdergenoemde,  door PosadMaxwan en Generation Energy “Ruimtelijke uitwerking Energiescenario’s”. Je zou dat, met een beetje goede wil, fase 1A kunnen noemen.
Beide rapporten zijn te vinden op www.rijksoverheid.nl/documenten/kamerstukken/2020/04/15/kamerbrief-klimaatneutrale-energiescenarios-2050 .
Het rapport na fase 3 is van de Gasunie, TenneT en de regionale netbeheerders (in Brabant Enexis). Het is gedateerd 29 apr 2021 en heet “Het energiesysteem van de toekomst”. Het is een fors rapport en zelfs de samenvatting is nog fors. Het is te vinden op www.tweedekamer.nl/kamerstukken/brieven_regering/detail?id=2021Z07126&did=2021D15759 of op de site van de Gasunie www.gasunie.nl/energietransitie/energiesysteem-van-de-toekomst .

Dit artikel gaat over alle drie tegelijk.

Zienswijzeprocedure ‘Het energiesysteem van de toekomst’
Tegelijk met het verschijnen van ‘Het energiesysteem van de toekomst’ start het Rijk met een grote procedure, het “Programma Energiehoofdstructuur”. Op 20 mei 2020 gaf (toen nog) minister Wiebes in een Kamerbrief aan wat hem daarbij voor ogen stond. De brief en de Startnotitie voor dit programma zijn te vinden op www.rijksoverheid.nl/documenten/kamerstukken/2020/05/20/kamerbrief-over-afbakening-programma-energiehoofdstructuur .
Inmiddels is de Notitie Reikwijdte en Detailniveau bij dit Programma Energiehoofdstructuur uit, waarop men een zienswijze kan indienen van 30 april t/m 10 juni 2021. De formaliteiten, alsmede toegang tot deze NRD-notitie, kan op www.rvo.nl/onderwerpen/bureau-energieprojecten/lopende-projecten/overige-projecten/programma-energiehoofdstructuur .
Ik raad iedereen aan om alvast van zich te laten horen. Dat houdt ook mogelijkheden open voor de toekomst.

De hier besproken documenten over de energiescenario’s, alsmede de recente publicatie  van het PBL over het toekomstig ruimtegebruik in Nederland ( www.bjmgerard.nl/?p=15349 ), kan men zien als een soort onderlegger voor deze zienswijze op de NRD.

De vier scenario’s en ga er niet niet alleen op het gevoel mee om
Berenschot en Kalavasta hebben er voor gekozen om vier scenario’s te ontwikkelen, die zich onderscheiden door wie er de belangrijkste zeggenschap heeft: de regio, de Nederlandse Staat, de EU of de wereldmarkt.
De scenario’s zijn bedoeld als denkexercities. Je hoeft niet voor een van de vier te kiezen. Zie ze als cornervlaggen bij een voetbalveld: ze markeren de uiterste posities, maar ertussen in speelt zich het spel af. Combinaties zijn mogelijk.

Bij elk scenario hoort een set kenmerken, waarvan hierna een overzicht.

Alle scenario’s bevatten slechts zakelijk-energetische kenmerken als Watt-en, Watt-en per km2 , omzettingsrendementen, kunstmestproductie, kosten en dergelijke.
Voor veel mensen zijn uiteraard ook niet-energetische argumenten van belang als de objectieve staat van de natuur en de menselijke beleving daarvan (dat zijn twee verschillende dingen), windmolenherrie en slagschaduwen, recreatiemogelijkheden, het landschap, niet-energetische toepassingen als mais en koeien. Dat geeft spanningsvelden die momenteel uitvoerig naar voren komen.

De scenario’s zelf zijn niet politiek of ideologisch – het is alleen maar een gedachtenoefening. Maar de mensen die er iets van vinden, kunnen wel een politieke of ideologische achtergrond hebben. Ik denk dat de gemiddelde Milieudefensie- of Greenpeace-aanhanger mentaal dichtbij scenario Regionale Sturing zit, en dat scenario Internationale Sturing aantrekkelijk is voor mensen die een groene versie van een neoliberale energiemarktaanpak zoeken.
Maar de gemiddelde Milieudefensie-activist heeft, behalve interesse in energie en klimaat, vaak ook interesse in het landschap en dat botst, want het Regionale Sturingscenario heeft ook de meeste wind- en zonneparken. Waartegen over staat dat in dit scenario de kringlooplandbouw verondersteld wordt, en daarmee dat de kunstmest grotendeels afgeschaft wordt.

Ik kan dus lezers dezes uit milieu-activistische kring slechts aanraden de primaire politieke reflexen even te onderdrukken, en serieus na te denken of toch niet een grotere import van stroom of stroom, verpakt in waterstof, aanvaardbaar is. En of je toch niet, nolens volens, na moet denken over onderwerpen die minder ruimtebeslag  vragen als biomassa uit reststromen.
En ik zou deze lezer willen aanraden de reflex te onderdrukken dat klein altijd fijn is, en dat elk bedrijf even verwerpelijk is, en dat CO2 onder de grond per definitie van de duivel is. De lezer heeft minder keus dan hij wellicht denkt.

Persoonlijk denk ik dat de toekomst zit in een mix van het meeste regionaal, met ambitie en organisatie van nationaal en zekere importmogelijkheden uit de EU (en het ETS als stok achter de deur). En persoonlijk zou ik politieke oordelen vellen over de wenselijkheid van sommige activiteiten, zoals de verkoop van de halve opbrengst van een wind op zee-park aan Amazon ( https://nos.nl/artikel/2367804-amazon-koopt-halve-stroomproductie-nederlands-windpark ) of hoe ver de wenselijkheid van datacenters gaat en wie daar de baas over is (weinig dingen zo slecht voor het energiebudget als Netflixen), en of wij inderdaad onze windmolens op zee voor 30% moeten inzetten om synthetische kerosine voor Schiphol te maken.

Dit gaat niet over de scenario’s zelf (die zijn redelijk objectief), maar over de omgang ermee. Ik pleit hier voor een doordachte, rationele en geïnformeerde omgang die verder gaat dan alleen maar gevoelens van diverse aard.

Sankeydiagrammen
Het werkstuk van de netbeheerders geeft een presentatietechniek, die Berenschot en Kalavasta niet geven, namelijk Sankeydiagrammen. Die zijn erg fijn om dingen uit te leggen.
 

De diagrammen geven de energiestromen inclusief de energie die in producten verwerkt zit (bijvoorbeeld in plastic of kunstmest), en inclusief dat deel van de synthetische brandstof voor scheep- en luchtvaart dat binnen Nederland gemaakt wordt.
De cijfers zijn voor 2050.
Links komt de energie het systeem binnen, naar onderen lopen de omzettingsverliezen, en rechts komt de energie het systeem weer uit. Het systeem is het Nederlandse energiebudget.

Wat betekenen de energiescenario’s in hectares op de grond?
Voor als iemand wil rekenen wat een TWh of een PJ betekent hebben PosadMaxwan en Generation Energy vuistregels gegeven.

(Bij zon moet kW als kWpiek gelezen worden. In Nederland komt 1 kWpiek –> 950kWh/y redelijk uit.
Bij wind op land komt 1kW –> 2500kWh redelijk uit, maar dat wisselt hoever men van zee woont en naargelang de omgeving. Op zee komt 1kW –> 4500kWh redelijk uit.
Als er bij wind op land staat 4MW/km2 , moet men dat in gedachten lezen dat één forse turbine van 4MW op een cirkel  staat van 564m. )
( Dit schema is vanwege de leesbaarheid incompleet. De cijfers bij de twee niet-getoonde scenario’s zijn echter een stuk lager.
Het is van Posad en dus zitten er slordigheidsfouten in dit schema.
Lees dit als volgt: panelen op het dak halen 195MWpiek per km2 (dat is netto). Op bestaande gebouwen is in theorie 1250km2 dak beschikbaar, maar in praktijk 26% daarvan dus 325km2, genoeg voor 63MWpiek. In het Regionale Sturing – scenario wordt 42MWpiek gewenst. Dus deze wens past op 66% van de realiter beschikbare dakoppervlak.
Zonneparken brengen per km2 minder op, omdat daar een deel niet bebouwd is (bruto). Enz.)

Brabant spreekt in de gezamenlijke RES-sen 7,0TWh (25PJ) af aan wind en grootschalige zon.
Een aannemelijke invulling zou zijn 1,2TWh wind (volledige uitvoering van het Brabantse deel van de 470,5MW uit de Structuurvisie Wind op Land) en 5,8TWh grootschalige zon (in de wei en op het dak alleen als dat dak groot genoeg is).
Aan wind zou dat vragen in Brabant ca 160 turbines van 3MW.
Aan zon vraagt dat om ongeveer 6000MWpiek en dus om 100km2 als de opstelling geheel extensief in de wei is, om 40km2 als de opstelling geheel intensief in de wei is, en 30km2 als de opstelling geheel op grootschalig dak zou staan. Waarschijnlijk wordt het combi.
Brabant is ruim 5000km2 , dus een dergelijke invulling zou 1 a 2% van de oppervlakte vragen – een typische waarde in de RES-sen.
Extensieve zonneparken zijn zeer wel met andere functies te combineren.

Men moet het leed niet overdrijven.


De industrie
Hier treden soms interessante effecten op.
Grofweg wordt die geacht jaarlijks te groeien met -1, 0, 1,1 % per respectievelijk scenario.
Bij industrieën waar niets speciaals mee gebeurt, zoals aluminium en voeding, leidt dat tot bovenstaande percentages.
Raffinage neemt sterk af. Bij de twee laagste scenario’s verdwijnt alle ruwe olie uit de circulatie en wordt vervangen door pyrolyse van afvalplastic (waarvoor waarschijnlijk import nodig is), en bij de twee hoogste scenario’s blijft fossiele olie in gebruik als feedstock voor producten, maar dat is wel fors minder.
Kunstmest duikelt in de laagste twee scenario’s omdat de landbouwpraktijk geacht wordt circulair te worden, waardoor veel minder nodig is.

In het regionaliseringshoofdstuk zijn er de vijf belangrijkste clusters apart uitgelicht.
Dat betreft in mijn deel van de wereld Rotterdam-Moerdijk, maar dat valt niet uit te splitsen naar alleen Moerdijk, en Chemelot bij Geleen (wat men vroeger het DSM-terrein noemde).
Chemelot is een bedrijfsterrein met een heleboel bedrijven erop, die een onderlinge wisselwerking hebben. Het is een beetje geforceerd om die in categorieën op te splitsen die handig zijn in de indeling van Berenschot en Kalavasta, maar als je dat toch doet, geeft dat interessante energiecijfers.

De verschillen tussen de vier scenario’s zijn niet gering.

Vliegtuigen en schepen
In Nederland getankte brandstof voor grensoverschrijdende vliegtuigen en schepen (de zogenaamde “bunkers”) valt niet onder het Nederlandse energiebudget en is daarmee extraterritoriaal. Dat is een van de redenen waarom er niet gewoon BTW en accijns voor betaald wordt.
Omdat de Rotterdamse haven en Schiphol erg groot zijn, gaat het om veel energie : in 2015 160PJ voor de luchtvaart en 510PJ voor de scheepvaart. In 2019 was het 714PJ (ter vergeljking: het totale primaire energiegebruik in Nederland in 2019, zonder lucht- en scheepvaart, was 3047PJ (CBS))
Berenschot en Kalavasta wagen zich niet aan de politieke vraag waarom Nederland zou moeten opdraaien voor het verduurzamen van een extraterritoriale energie waarvoor geen belasting betaald wordt. Evenmin stellen ze vragen bij de groeipercentages van (opnieuw) -1, 0, +1, +1% in de respectievelijke scenario’s voor de scheepvaart en -1, 0, +1 en +2% voor de luchtvaart.

Ze benaderen het probleem slechts technisch:”zijn wij in staat dit budget binnen Nederland te verduurzamen?”. Hun antwoord is “grotendeels niet” en voor het deel wat niet lukt, is extra import nodig en die heeft geen gevolgen voor Nederlands handelen.

Het deel wat wel lukt, komt tamelijk arbitrair tot stand. In het scenario Nationale Sturing staat de Noordzee ingeboekt voor 51,5PJ wind en het Klimaatakkoord staat 72PJ toe. Men kent nu het verschil van 21,5PJ (40% van 51,5) geheel aan synthetische brandstoffen voor lucht- en scheepvaart toe. Vervolgens wordt die 40% ook (arbitrair) aan de andere scenario’s toegerekend.
Uit het gehanteerde voorbeeld voor 2019 blijkt dat Kalavasta rekent met een omzettingsrendement van stroom in waterstof van 66%, en van stroom in brandstof van 52% . Er zijn mensen die dat optimistisch vinden, maar Kalavasta geldt hier wel als een authoriteit.
TNO hanteert in andere studies vergelijkbare percentages.

Vervoer
Wat plaatjes die voor zichzelf spreken.

Verbruik totale mobiliteit in absolute getallen.
De verdeling van het personenvervoer (boven) en vrachtvervoer (onder) over categorieën)


Huishoudens
Huishoudens gebruiken elektriciteit voor apparaten, elektriciteit voor warmte (via, al dan niet hybride met groen gas of waterstof, warmtepompen), en warmte uit andere bronnen. Onderstaand diagram bevat al deze posten.

Deze afbeelding vraagt enige uitleg.
De posten zonder streepjeslijn erom heen zijn individueel, die met een streepjeslijn erom heen komen via een warmtenet. Ongestreept lichtgrijs is een individuele gasketel, gestreept lichtgrijs is warmte via een gasgestookt warmtenet. Geothermie, AVI en restwarmte zijn altijd warmte en altijd via een warmtenet. Zonthermie is in praktijk individueel, maar het kan ook een warmtenet voeden.
Warmtepompen verplaatsen vooral warmte. Met bijvoorbeeld 1GJ stroom kan een warmtepomp 4GJ warmte een huis binnenbrengen. De resterende 3GJ komen uit de omgeving (atmosfeer, oppervlaktewater of bodem). Die verplaatste warmte wordt voorgesteld door witte omstreepte hokjes.

Onderstaande tabel geeft de aannames, die ten grondslag liggen aan bovenstaand diagram.

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.