Burgers schriftelijke zienswijze voorstel Akkoord van Groenlo 3.0 geanonimiseerd.pdf
Tekst van het document
21
Deze aanname gaat voorbij aan de productieprofielen van wind en zon. In de praktijk is het vanwege de volatiliteit van wind en zon nuttig om ook elektrolysers op land te hebben. Deze kunnen overschotten van elektriciteit omzetten in waterstof. Dat kunnen deze elektrolysers bij de windparken op zee niet. In de praktijk zijn deze dus niet direct inwisselbaar.
42
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
5
Wat is het effect op de importbehoefte van Nederland? Nederland is op dit moment in hoge mate (ongeveer 65%) afhankelijk van import van energie in de vorm van olieproducten, aardgas en steenkolen. Met de opkomst van hernieuwbare energiebronnen kan Nederland richting 2050 een groter deel van zijn eigen energiebehoefte invullen, maar volledig zelfvoorzienend zijn op het gebied van energie is ook in 2050 niet mogelijk. In welke mate Nederland, en de EU, zelfvoorzienend wil zijn op het gebied van energie is een politieke keuze. In dit hoofdstuk brengen we de afweging tussen het zelf produceren en import van energie in kaart. In welke mate Nederland zelfvoorzienend kan zijn is afhankelijk van welke binnenlandse energiebronnen gebruikt worden. Hoe meer binnenlandse bronnen gebruikt worden, hoe meer energie je in Nederland kan produceren en hoe minder import noodzakelijk is. Daarmee heeft de keuze om wel of geen extra windmolens en zonneparken op land te plaatsen na het realiseren van de doelstelling van 35 TWh hernieuwbare opwek op land impact op de importbehoefte. We maken een kwantitatieve inschatting van de importbehoefte in elk van de scenario's voor 2050.
5.1
Wat zijn de afwegingen tussen zelf produceren en importeren van energie? Er zijn verschillende afwegingen tussen het zelf produceren of importeren van energie. Een belangrijk argument voor een grotere mate van zelfvoorzienend zijn is dat je dan minder afhankelijk bent van andere landen en daarmee een deel van je autonomie opgeeft. Dit kan een risico zijn bij een essentieel onderdeel van je economie als de energievoorziening. Dit risico wordt aangetoond door de huidige gascrisis in de EU door de oorlog van Rusland met Oekraïne. Hierbij is het wel belangrijk om hier de nuance aan te brengen dat de huidige crisis ontstaan is door de grote afhankelijkheid van Nederland van één land, namelijk Rusland. Het is de verwachting dat Nederland in de toekomst vooral waterstof of afgeleide producten van waterstof, zoals methanol of ammoniak, zal importeren. Deze producten kunnen overal op de wereld geproduceerd worden, aangezien het geen grondstof is, en kan geïmporteerd worden per schip. Met goed beleid kan je daarmee voorkomen dat je te afhankelijk wordt van één land en daarmee de risico's van importafhankelijk reduceren. Het maximaal gebruikmaken van binnenlandse energiebronnen heeft een ruimtelijke neerslag op Nederland, terwijl de beschikbare ruimte beperkt is.
Daarnaast is het risico op effecten van binnenlandse energieproductie op omwonenden in Nederland aanwezig doordat we in zo'n dichtbevolkt land leven, wat kan leiden tot externe kosten (zie ook Hoofdstuk 4). Geimporteerde waterstof zal vermoedelijk geproduceerd worden in grote, dunbevolkte gebieden waar voldoende ruimte is en de impact van de energieproductie op de omgeving een stuk lager is. Geïmporteerde waterstof zal geproduceerd worden in specifieke gebieden waar tegen zeer lage kosten hernieuwbare energie geproduceerd kan worden, bijvoorbeeld in woestijnen waar het hele jaar door de zon schijnt en het mogelijk ook hard waait. De productiekosten voor waterstof zullen in die gebieden lager liggen dan in Nederland.
43
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Daar staat tegenover dat van waterstof afgeleide (vloeibare) producten of synthetische brandstoffen getransporteerd moeten worden naar Nederland, wat kosten met zich meebrengt. Daardoor is het onzeker of import van waterstof tot lagere of hogere kosten leidt dan binnenlandse productie van waterstof (zie Hoofdstuk 4 voor de totale kosten van elk van de scenario's).
5.2
Hoe groot is de importbehoefte bij elk scenario? Figuur 12 geeft een overzicht van de energiebalans voor de drie scenario's. In elk van de scenario's zijn de binnenlandse bronnen voldoende om te voldoen aan de elektriciteitsvraag, en ook de binnenlandse waterstofvraag, met name vanuit de industrie, kan hiermee gedekt worden. Er is echter onvoldoende binnenlandse productie van energie om ook de vraag naar synthetische brandstoffen voor de internationale lucht- en scheepvaart te dekken. Hier is in elk scenario import voor nodig. De (netto-) import is het grootst bij het scenario Extra wind op zee en zon op dak aangezien in die scenario's een minder groot aandeel van de potentie voor binnenlandse productie van energie wordt aangeboord doordat er geen extra windmolens en zonneparken op land bij komen. In dat scenario wordt ongeveer 30% van de binnenlandse energievraag (inclusief conversieverliezen) ingevuld met import tegenover 25% bij het scenario Extra Wind op land en zonneparken waar de potentie voor extra windmolens op land wel wordt ingezet. Met inzet van kernenergie kan de importbehoefte van energie nog verder teruggebracht worden, al is in dat geval wel import van uranium noodzakelijk (dat is niet meegenomen in deze analyse).
Figuur 12 - Totale energiebalans op jaarbasis scenario's Nationale Sturing 1
Totale energiebalans - Nationale Sturing 900
Aanbod
800
l
700 1 600 r
500
3:
1-
400
i ·as
- -- -
/vros
1 1 __ 1 1
Is-, 1os
194 ----
-~ I -_ - 169
300
}, 4ons
1 -1--
±B '"
1
268
---
I
191
268
273 100OExtra wind op land en zonneparken
1
266
239
239
_ __,1 1
1
Extra wind op zee en zon op dak
Productie elektriciteit wind/zon/kernenergie a productie waterstof (directe conversie WoZ) n Productie groengas m Productie warmte ma (Netto-) Import
44
1
239 ---'--- 258
Î
--,
_J ___
--1--1 1
-
-
1
200
'
t----1
1 1 1
l
Kernenergie
Vraag elektriciteit • Vraag waterstof Vraag groengas vraag warmte Conversieverliezen -----
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
il r [ ____J
De importbehoefte van Nederland is in grote mate afhankelijk van de ontwikkeling van de energievraag richting 2050 en het wel of niet blijven van de huidige energie-intensieve industrie en de internationele lucht- en scheepvaart. Daarnaast is het afhankelijk van de potentiële productie van windmolens (op zee). Deze zaken behandelen we in gevoeligheidsanalyses in Hoofdstuk 6.
45
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
6
Gevoeligheidsanalyses Er zijn verschillende mogelijke ontwikkelingen en politieke keuzes die niet meegenomen zijn in de scenario's en de doorrekeningen daarvan, maar die wel relevant zijn voor de afweging om wel of geen extra windmolens en zonneparken op land te plaatsen. Om de effecten van deze ontwikkelingen in te schatten voeren we gevoeligheidsanalyses uit. Er zijn vijf mogelijke ontwikkelingen waarvoor we een gevoeligheidsanalyse uitvoeren: 1.
Krimp energie-intensieve industrie in Nederland. Nederland heeft op dit moment een relatief grote energie-intensieve industrie in vergelijking met andere Europese landen. Dit komt door historisch gunstige condities, waaronder een eigen gasvoorraad en de haven van Rotterdam. Zo is Nederland één van de grootste kunstmestfabrikanten van de wereld en heeft Nederland een forse raffinagesector. Nederland voorziet met deze industrieën niet alleen in de binnenlandse vraag, er vindt ook een fors aandeel export plaats. Beide energievraagscenario's gaan uit van een gelijke omvang of groei van de industrie in Nederland?? en nemen dus aan dat er geen industrie uit Nederland vertrekt. Dit is echter geen zekerheid. In de toekomst kan in sommige landen een stuk goedkoper CO,vrije energie, zoals waterstof, geproduceerd worden dan in Nederland. Dit kan betekenen dat een deel van de energie-intensieve industrie in Nederland vertrekt naar die landen, behalve als de Nederlandse overheid bewust de keuze maakt om actie te ondernemen om deze industrie hier te houden. De energie-intensieve industrie in Nederland houden of te laten vertrekken is een politieke keuze. Dit is een breder vraagstuk en hierin spelen niet alleen aspecten vanuit het energiesysteem. We gaan niet op de afwegingen bij deze politieke keuze in.
We brengen alleen in kaart wat de effecten op het energiesysteem en het behalen van de klimaatdoelstellingen zijn als een deel van de energie-intensieve industrie, zoals de kunstmestindustrie, vertrekt uit Nederland.
2.
Krimp brandstofbehoefte internationale scheeps- en luchtvaart in Nederland. Nederland heeft op dit moment een forse brandstofbehoefte voor de lucht- en scheepvaart. Voor scheepvaart worden grote hoeveelheden stookolie gebunkerd in de Nederlandse havens. De luchtvaart heeft een forse vraag naar kerosine, voornamelijk door de vluchtbewegingen bij Schiphol. Beide energievraagscenario's gaan uit van een groei van de omvang van de internationale scheeps- en luchtvaart. Dit leidt tot een forse energievraag voor synthetische brandstoffen. Een groei van deze sectoren is echter geen zekerheid, niet op mondiaal niveau en ook niet op nationaal niveau. Dit is afhankelijk van politieke keuzes en mondiale prijsontwikkelingen. Daarnaast is het de vraag of deze brandstoffen in de toekomst ook in Nederland getankt gaan worden, aangezien deze brandstoffen mogelijk goedkoper geproduceerd kunnen worden in andere landen. In deze gevoeligheidsanalyse brengen we in kaart wat de effecten op het energiesysteem en het behalen van de klimaatdoelstellingen zijn als de internationale scheeps-
22
46
In de scenario's is wel een krimp van de raffinage- en kunstmestsector voorzien aangezien de vraag naar deze producten afneemt door verduurzaming. Maar de omvang van andere sectoren blijft gelijk of groeit.
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
en luchtvaart in Nederland krimpt. We gaan niet in op de afwegingen die spelen bij deze politieke keuze. 3.
Meer vollasturen wind op zee en wind op land. Windmolens produceren elektriciteit op momenten dat het waait. Hoeveel elektriciteit geproduceerd kan worden per MWwindmolen wordt uitgedrukt in het aantal vollasturen. Het aantal vollasturen hangt onder meer af van de locatie van de windmolen (aan de kust waait het harder en vaker dan in het binnenland) en van de techniek (hogere, nieuwe windmolens produceren meer per MW). In onze analyses gaan we uit van 3.000 vollasturen voor wind op land en 4.500 vollasturen voor wind op zee, conform de officiële berekeningen van het PBL. Er zijn echter discussies of het aantal vollasturen in de praktijk niet hoger zal komen te liggen. Volgens de Nederlandse Vereniging Duurzame Energie (NVDE) en de Nederlandse Windenergie Associatie (NWEA) ligt het gemiddeld aantal vollasturen voor wind op land op 3.114 in 2030 en 3.863 uur in 2050 en voor wind op zee op 4.814 uur in 2030 en 4.902 in 205072. 00k in een onderzoek naar de opbrengsten van het nieuwe windpark op zee Hollandse Kust noord wordt uitgegaan van een hoger aantal vollasturen, namelijk 4.800 (ECN, 2018). We brengen in kaart wat de effecten zijn als je rekent met dit hogere aantal vollasturen.
4.
Grotere potentie wind op zee. We nemen in alle varianten aan dat de ambitie van 70 GW wind op zee in 2050 gerealiseerd wordt. Uit recent onderzoek volgt dat er mogelijk tot 100 GW wind op zee gerealiseerd kan worden (zie Paragraaf 2.1 ). We brengen in kaart wat de effecten zijn als 100 GW wind op zee gerealiseerd wordt in 2050.
5.
Uitstellen klimaatdoelstelling van 2030 naar 2031. In 2031, een jaar na de klimaatdoelstelling van 2030, wordt een forse hoeveelheid extra wind op zee gerealiseerd, 4 GW extra wind. Het uitstellen van de klimaatdoelstelling betekent dat er in 2030 minder extra CO,-vrije elektriciteitsproductie gerealiseerd hoeft te worden. Het uitstellen van de klimaatdoelstelling is een politieke keuze. We gaan niet op de afwegingen bij deze politieke keuze in. We brengen alleen de effecten op het behalen van de klimaatdoelstelling in kaart.
We kijken bij deze gevoeligheidsanalyses naar de effecten van de ontwikkelingen op het behalen van de klimaatdoelstellingen van 2030. Dit doen we voor de ontwikkelingen Krimp industrie in Nederland en Meer vollasturen wind op zee en wind op land en Uitstellen klimaatdoelstelling van 2030 naar 2031. De ontwikkeling Grotere potentie wind op zee is voor 2030 niet relevant. Daarnaast brengen we de effecten van Krimp industrie in Nederland, Meer vollasturen wind op zee en wind op land en Grotere potentie wind op zee voor 2030 op de energiebalans en de importbehoefte van Nederland in 2050 in kaart. De effecten op de onderlinge verhouding van de maatschappelijke kosten zijn beperkt, dus deze laten we buiten beschouwing. Elk van deze mogelijke ontwikkelingen en keuzes leidt tot een lagere importbehoefte in Nederland. Combinaties van deze ontwikkelingen en keuzes leiden tot een nog lagere importbehoefte en kunnen er in potentie zelfs toe leiden dat bijna geen import meer noodzakelijk is.
23
47
Zie rekentool NWEA.
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
6.1
Krimp energie-intensieve industrie in Nederland Nederland heeft op dit moment een relatief grote energie-intensieve industrie in vergelijking met andere Europese landen. Dit komt door historisch gunstige condities, waaronder een eigen gasvoorraad en de haven van Rotterdam. Beide energievraagscenario's gaan uit van een gelijke omvang of groei van de industrie in Nederland. Dit is echter geen zekerheid. In de toekomst kan in sommige landen een stuk goedkoper CO,-vrije energie, zoals waterstof, geproduceerd worden dan in Nederland. In deze gevoeligheidsanalyse bekijken we de effecten van krimp van de energie-intensieve industrie in Nederland. Dat kan door bewust beleid, maar ook doordat in andere landen goedkopere energie beschikbaar is. We gaan niet in op de afwegingen rondom krimp van de energie-intensieve industrie, we kijken alleen naar de effecten indien dit zou gebeuren. Voor 2030 kijken we naar de effecten als de kunstmestindustrie verdwijnt uit Nederland. Voor 2050 kijken we naar de effecten als de kunstmestindustrie en de raffinagesector volledig verdwijnen en de omvang van de staal- en metaalindustrie en de chemie halveert. We bekijken dit ten opzichte van de basisscenario's voor 2030 en 2050. Voor het basisscenario voor 2050 is al een krimp aangenomen voor de kunstmestsector en raffinagesector. Tabel 8 geeft een overzicht van de aannames.
Tabel 8- Aannames krimp energie-intensieve industrie Sector
Omvang 2030
Omvang 2050
(t.o.v. basisscenario)
(t.o.v. basisscenario)
Kunstmest
0%
0%
Raffinage
100%
0%
Chemie
100%
50%
Staal en overige metalen
100%
50%
Voedsel
100%
100%
Overig
100%
100%
2030 De totale waterstofvraag in Nederland is op dit moment ongeveer 50 TWh. Hiervan komt ongeveer een derde, 16 TWh, van de kunstmestindustrie (CE Delft, 2022). De elektriciteitsvraag van de kunstmestindustrie is relatief beperkt (zie cijfers 2050) en laten we buiten beschouwing. In de cijfers voor de elektriciteitsvraag in 2030, vanuit het rapport 'Alles uit de kast', is 39 TWh elektriciteitsvraag voor de productie van waterstof middels elektrolyse opgenomen. Deze waterstof is noodzakelijk om te voldoen aan de voorgestelde herziening van de Europese Renewable Energy Directive (RED 111), waarin eisen worden gesteld aan het gebruik van Renewable Fuels of Non-Biological Origin in de industrie en mobiliteitssector. In het huidige voorstel staat de doelstelling dat 50% van het waterstofgebruik in de industrie groen moet zijn (CE Delft, 2022). Als de waterstofvraag in Nederland afneemt, door het vertrek van de kunstmestindustrie, neemt ook de hoeveelheid groene waterstof die geproduceerd of geïmporteerd moet worden af. Bij een vertrek van de kunstmestindustrie is 8 TWh minder groene waterstof nodig om de doelstelling voor 50% groene waterstof te halen (16 TWh vraag en doelstelling 50% groen).
48
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
We nemen aan dat bij 8 TWh minder waterstofvraag ook 8 TWh minder waterstof binnenlands geproduceerd wordt24. Hierdoor neemt de verwachte vraag naar elektriciteit en groene waterstof met 14 TWh af25. Deze komt dan uit op 192 TWh, in plaats van 206 TWh. In dat geval zou slechts 27 TWh extra CO,-vrije energieproductie nodig zijn om de klimaatdoelstellingen voor de elektriciteitssector te halen, in plaats van 41 TWh bij het blijven van de kunstmestindustrie in Nederland. In dat geval zou, bij het illustratieve pakket van 'Alles uit de kast' geen extra hernieuwbare opwek op land nodig zijn
2050 De volgende figuren geven een uitsplitsing van de energievraag van de industrie in 2050. In Bijlage O zijn ook de effecten op het scenario Internationale Sturing te vinden, met een grotere omvang van de industrie. In deze scenario's wordt al aangenomen dat de kunstmestindustrie en raffinagesector fors zullen krimpen door een afname van de vraag naar hun producten. Figuur 13 - Uitsplitsing energievraag industrie scenario Nationale Sturing
Energievraag industrie - Nationale Sturing )
50
------
1
40 r
3 30
-- •• -- - - ----- -- -----·
}-
20
- -- - -
--- - -- -
1
10 --- --f.l- --0
_,
__
Kunstmest
--'
L__
Raffinage
Chemie
Elektriciteitsvraag
Staal en overige metalen
Voedsel
Overig
Waterstofvraag
Het grootste deel van de elektriciteitsvraag komt van de overige industrie (bijvoorbeeld papier- of maakindustrie). De waterstofvraag komt voor een groot deel van de kunstmestindustrie, de raffinagesector en de chemie. De volgende figuren geven een overzicht van de effecten van krimp van de energieintensieve industrie in Nederland op de energievraag van de industrie. De elektriciteitsvraag
24
25
49
In de praktijk hangt de productie van groene waterstof ook af van het aantal uur met overschotten aan elektriciteit. Maar als meer waterstof geproduceerd wordt kan deze gebruikt worden voor inzet in regelbare centrales of hoeft minder waterstof geïmporteerd te worden. Uitgaande van een efficiêntie van elektrolysers van 57%, conform 'Alles uit de kast' (TNO, 2022b).
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
van de industrie neemt hierdoor 20% af. De waterstofvraag van de industrie neemt door krimp van de energie-intensieve industrie in Nederland met 60% af. Figuur 14- Effecten krimp energie-intensieve industrie
Energievraag industrie - Nationale Sturing 120
100
80 r ~
60
-·-· --- --------------!
,-40
1
[ ,
20
0
--- -- ---Elektriciteitsvraag Elektriciteitsvraag na krimp
Kunstmest
Raffinage
Chemie
Waterstofvraag
Staal en overige metalen
Waterstofvraag- na krimp Voedsel
Overig,"A
Figuur 15 geeft een overzicht van de energiebalans bij een krimp van de energie-intensieve industrie. Ten opzichte van de reguliere scenario's, met een grotere energievraag van de industrie, is vanzelfsprekend minder import nodig. Met een krimp van de energie-intensieve industrie is tussen de 17,5% (bij scenario Kernenergie) en 25% (bij scenario Extra wind op zee en zon op dak) import nodig. Zonder krimp van de energie-intensieve industrie ligt de importbehoefte tussen de 25 en 30%. De importbehoefte neemt dus iets af hierdoor. Het verschil tussen de scenario's verandert weinig.
50
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Figuur 15 - Totale energiebalans op jaarbasis - krimp industrie
Totale energiebalans - Nationale Sturing 900 800 700
óOO 118
126
500 c
E b
113
143
9'~
~ ----
400
200 273 f-------
220
236
l
-- -
100
191
236
236 300
0
104
258
220
266
220
Extra wind op land en z0nneparken
Extra wind op zee en zon op dak
Kernenergie
Productie elektriciteit wind/zon/kernenergie Vraag elektriciteit Productie waterstof (directe conversie WoZ) u Vraag waterstof Vraag groengas Productie groengas Vraag warmte n Productie warmte Conversieverliezen (Netto-) Import
6.2
Krimp internationale scheeps- en luchtvaart in Nederland Nederland heeft op dit moment een forse brandstofbehoefte voor de lucht- en scheepvaart. Voor scheepvaart worden grote hoeveelheden stookolie gebunkerd in de Nederlandse havens. De luchtvaart heeft een forse vraag naar kerosine, voornamelijk door de vluchtbewegingen bij Schiphol. Beide energievraagscenario's gaan uit van een groei van de omvang van de brandstofvraag van internationale scheeps- en luchtvaart. Dit leidt tot een forse energievraag voor synthetische brandstoffen. Een groei van deze sectoren is echter geen zekerheid, niet op mondiaal niveau en ook niet op nationaal niveau. Daarnaast is het de vraag of deze brandstoffen in de toekomst ook in Nederland getankt gaan worden, aangezien deze brandstoffen elders mogelijk goedkoper geproduceerd kunnen worden. In deze gevoeligheidsanalyse bekijken we de effecten van krimp van de internationale scheeps- en luchtvaart in Nederland. We gaan uit van een krimp van de omvang van deze beide sectoren van 50%. Een krimp van de energievraag van deze sectoren kan ook komen doordat brandstoffen in andere landen getankt worden. Bij een krimp van beide sectoren neemt de vraag naar synthetische brandstoffen fors af ten opzichte van het referentiescenario. Figuur 17 geeft een overzicht van de energiebalans bij een krimp van de internationale scheeps- en luchtvaart in Nederland.
Ten opzichte van de reguliere scenario's is vanzelfsprekend minder import nodig. Er is tussen de 10% (bij scenario Kernenergie) en 15% (bij scenario Extra wind op zee en zon op dak) import nodig. Zonder krimp van de internationale scheeps- en luchtvaart ligt de importbehoefte tussen de 25 en 30%.
51
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Figuur 16- Totale energiebalans op jaarbasis - krimp internationale scheeps- en luchtvaart
Totale energiebalans - Nationale Sturing 900
ono4
800
vas
} eros
;r»
vos
1 1 1 t
700
-1 --·-
'
600
-
500 i,---
64
-
1
400 }
1 1 1 1 1 1
113,'
1
E
1-
'
1 1 --tl 1
\-
vons
g
{ 1
191
191 162!I
300
162
1
200
--'-273
100 0 Extra wind op land en zonneparken
j--
'1
239
1 _ _!_ __ 1 1 1
258
-
239
' Extra wind op
266
239
Kernenergie
zee en zon op dak
Productie elektriciteit wind/zon/kernenergie Vraag elektriciteit Productie waterstof (directe conversie WoZ) u Vraag waterstof Productie groengas Vraag groengas a Productie warmte ■ Vraag warmte (Netto-) Import Conversieverliezen
Als de internationale scheeps- en luchtvaart verdwijnt (of deze energievraag niet meegeteld wordt bij de importbehoefte) is er in elk van de scenario's geen (netto-) import van energie nodig in Nederland. Bij het vraagscenario Internationale Sturing is er dan nog wel een klein aandeel import van energie nodig, voor de verduurzaming van de industrie.
6.3
Meer vollasturen wind op zee en wind op land
2030 Met meer vollasturen van wind op zee en wind op land produceren de bestaande en geplande windmolens meer elektriciteit dan geprognotiseerd door het PBL in de KEV (PBL, 2021). Uitgaande van het aantal vollasturen van de reken tool van NWEA (gemiddeld 3.114 vollasturen voor wind op land en 4.814 voor wind op zee) ligt de productie van wind op zee in 2030 op 82 TWh (ten opzichte van 77 TWh in de KEV) en van wind op land op 23,5 TWh (ten opzichte van 22,5 TWh in de KEV). Dit betekent dat de gezamenlijke productie van wind op zee en wind op land in dat geval 6 TWh hoger ligt en dat de opgave voor extra CO,-vrije productie in 2030 ook lager ligt, op 35 TWh in plaats van 41 TWh. In dat geval zou, bij het illustratieve pakket van 'Alles uit de kast', slechts 4 TWh extra hernieuwbare opwek op land nodig zijn in plaats van 10 TWh. Deze 4 TWh kan, zoals ook voorzien in het illustratief scenario van 'Alles uit Kast', worden ingevuld door extra zon op grote daken.
52
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
2050 Als de windmolens op zee en land meer vollasturen hebben kan meer energie geproduceerd worden in Nederland. Hierdoor kan meer waterstof in Nederland geproduceerd worden, om de directe waterstofvraag en de vraag naar synthetische brandstoffen in te vullen26• Figuur 17 geeft een overzicht van de energiebalans bij extra vollasturen voor wind op zee en wind op land in 2050 (4. 902 vollasturen volgens rekentool NWEA). Ten opzichte van de reguliere scenario's is minder import nodig. Met het hogere aantal vollasturen voor wind op land en wind op zee is tussen de 20% (bij scenario's Kernenergie en Extra wind op land en zonneparken) en 25% (bij scenario Extra wind op zee en zon op dak) import nodig. Met het oorspronkelijke aantal vollasturen ligt de importbehoefte tussen de 25 en 30%. De importbehoefte neemt dus significant af met meer vollasturen van wind op zee en wind op land. Het verschil tussen de scenario's verandert niet significant. Figuur 17- Totale energiebalans op jaarbasis - extra vollasturen windmolens
Totale energiebalans - Nationale Sturing 900 800 700 +r
óOO
-
z ;-
130
133
164
118
127
111
268
208
268
500 400
208
268
184
300 200
302 100
239
278
239
284
239
0 Extra wind op land en zonneparken
Extra wind op zee en zon op dak
Productie elektriciteit wind/zon/kernenergie
■Productiewaterstof (directe conversie WoZ) ■ Productie groengas ■ Productie warmte (Netto-) Import
26
Kernenergie
Vraag elektriciteit a Vraag waterstof Vraag groengas ■ Vraag warmte Conversieverliezen
Ook in de scenario's met minder vollasturen kan voldoende elektriciteit geproduceerd worden om aan de binnenlandse vraag te voorzien in Nederland. De extra productie wordt daarom volledig ingezet voor de productie van waterstof.
53
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
6.4
Grotere potentie wind op zee Met meer windmolens op zee kan meer energie geproduceerd worden in Nederland. De extra windmolens kunnen gebruikt worden om waterstof te produceren om de directe waterstofvraag en de vraag naar synthetische brandstoffen in te vullen27. Figuur 18 geeft een overzicht van de energiebalans bij 100 GW wind op zee in 2050, voor de Nationale Sturing-scenario's. Ten opzichte van de reguliere scenario's, met 70 GW wind op zee, is vanzelfsprekend minder import nodig. Met 100 GW wind op zee is tussen de 10% (bij scenario Kernenergie) en 15% (bij scenario Extra wind op zee en zon op dak) import nodig. Bij 70 GW wind op zee ligt de importbehoefte tussen de 25 en 30%. De importbehoefte neemt dus flink af door extra wind op zee. Het verschil tussen de scenario's verandert amper hierdoor.
Figuur 18- Totale energiebalans op jaarbasis scenario's Nationale Sturing - extra wind op zee
Totale energiebalans - Nationale Sturing 900 800 700
79
-
E f--
~~.:::>
500 ! 400
65
104
171
600
326 268
300
r---
158
150
9P
9
304 268
----
326 268
200 273 100
239
258
239
266
239
0 Extra wind op land en zonneparken
Extra wind op zee en zon op dak
Productie elektriciteit wind/zon/kernenergie
■Productiewaterstof (directe conversie WoZ) Productie groengas ■ Productie warmte (Netto-) Import
2
7l
Kernenergie
Vraag elektriciteit Vraag waterstof Vraag groengas ■ Vraag warmte Conversieverliezen
ook in de scenario's met 70 GW wind op zee kan voldoende elektriciteit geproduceerd worden om aan de binnenlandse vraag te voorzien in Nederland. De extra productie wordt daarom volledig ingezet voor de productie van waterstof.
54
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
6.5
Uitstellen klimaatdoelstelling 2030 naar 2031 Windparken op zee kunnen in 2050 voldoende elektriciteit produceren voor een klimaatneutraal energiesysteem, ook zonder extra wind op land en zonneparken (scenario Extra wind op zee en zon op dak). Maar de uitrolsnelheid van windparken op zee is een beperkende factor bij het halen van de te verwachten klimaatdoelen voor 2030. Het is naar verwachting niet mogelijk om meer dan de geplande 17 GW wind op zee te realiseren in 2030. Echter, in 2031, een jaar na de klimaatdoelstelling van 2030, wordt een forse hoeveelheid extra wind op zee gerealiseerd, 4 GW extra. Dit leidt tot 18 TWh extra CO,-vrije elektriciteitsproductie, wat een aanzienlijke bijdrage kan leveren aan de opgave voor extra CO,vrije elektriciteit. Als de doelstelling voor 50% groene waterstof in de industrie uitgesteld wordt van 2030 naar 2031, en deze extra productie van windparken op zee meegerekend wordt, dan is slechts 23 TWh extra CO-,-vrije energieproductie nodig. In dat geval zou, bij het illustratieve pakket van 'Alles uit de kast', geen extra wind op land en zonneparken nodig zijn. Door de klimaatdoelstelling een jaar op te schuiven kan tijd gewonnen worden, waardoor er meer ruimte is om een keuze te maken voor een mix aan CO,-vrije energiebronnen in 2050.
Zo wordt het door het uitstellen van de klimaatdoelstelling makkelijker om te kiezen voor de scenario's Extra wind op zee en zon op dak of Kernenergie. Het uitstellen van de doelstelling van 50% groene waterstof van 2030 naar 2031 is een keuze die Nederland niet zelf kan maken. Op dit moment vinden nog onderhandelingen plaats over de hoogte van de groene waterstof doelstelling binnen de EU (naar verwachting 50 %) en het specifieke doel en tijdspad voor Nederland. Het kan een politieke keuze zijn om uitstel aan te vragen, maar deze keuze kan niet alleen door Nederland gemaakt worden. Voor uitstel is overleg nodig met de Europese Commissie. Of Nederland deze toestemming krijgt is onzeker. Bij de keuze van het uitstellen van de klimaatdoelstelling moet ook in acht worden genomen dat de elektrificatie van de energievraag na 2030 doorzet. De binnenlandse elektriciteitsvraag zal door verdere verduurzaming van de vraag ook fors toenemen richting 2050, van 206 TWh in 2030 tot 450-500 TWh in 2050 (inclusief vraag elektriciteit voor binnenlandse productie waterstof, zie energiebalansen in Paragraaf 2.2.3). Dit komt overeen met een toename van de elektriciteitsvraag van ongeveer 15 TWh per jaar.
55
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
7
Conclusies Het doel van dit onderzoek is om een beeld te schetsen op welke wijze het Nederlandse energiesysteem klimaatneutraal kan worden in 2050 en van de afwegingen tussen verschillende CO,-vrije energiebronnen zoals wind op land, zonneparken, wind op zee, zon op dak of import van waterstof. De hoofdvraag die hieruit volgt is: Hoe kunnen de klimaatdoelen voor 2030 en 2050 behaald worden, met en zonder extra windmolens op land en zonneparken, en wat zijn de afwegingen tussen de verschillende CO,-vrije energiebronnen? In de voorgaande hoofdstukken zijn we ingegaan op de verschillende deelvragen die gesteld zijn in de inleiding (zie Hoofdstuk 1) om deze hoofdvraag te beantwoorden. Hieronder geven we een overzicht van de belangrijkste conclusies van deze hoofdstukken.
7 .1
Mogelijke scenario's klimaatneutraal energiesysteem 2050 In 2050 moet de Nederlandse energievoorziening klimaatneutraal zijn. Dit betekent dat er uitsluitend gebruik gemaakt moet worden van CO--vrije energiebronnen. We stellen drie scenario's op voor de invulling van de energievraag. In elk van de varianten nemen we aan dat de ambitie van de RES voor 35 TWh hernieuwbare opwek op land gerealiseerd wordt. En in elk van de scenario's nemen we aan dat de ambitie van 70 GW wind op zee in 2050 gerealiseerd wordt. Maar verder verschillen de scenario's. We onderscheiden de volgende drie scenario's: 1. Extra windmolens op land en zonneparken. In deze variant gaan we uit van groei van het opgestelde vermogen aan windmolens op land en zonneparken bovenop de doelstelling van 35 TWh hernieuwbare opwek op land. 2. Extra wind op zee en zon op dak. In deze variant gaan we ervanuit dat er geen groei komt van het opgestelde vermogen aan windmolens op land en zonneparken na het behalen van de doelstelling van 35 TWh hernieuwbare opwek op land. In plaats daarvan wordt extra zon op dak ontwikkeld en wordt een groter aandeel van de energie van windparken op zee gebruikt voor de elektriciteitsvoorziening. 3. Kernenergie.
In deze variant gaan we ervanuit dat er geen groei komt van het opgestelde vermogen aan windmolens en zonneparken na het behalen van de doelstelling van 35 TWh hernieuwbare opwek op land. In plaats daarvan worden kerncentrales geplaatst. In elk van deze scenario's gaan we uit van zoveel mogelijk productie van elektriciteit met wind-, zon- en kernenergie (binnen de voorwaarden van de scenario's), totdat het niet meer efficiënt is om extra vermogen van deze bronnen toe te voegen omdat een groot deel van de extra productie dan niet meer direct gebruikt kan worden voor de invulling van de elektriciteitsvraag. Zo is het bijvoorbeeld niet efficiënt om meer dan 100 GW (90 TWh) zon te realiseren tot 2050, ook al is er meer potentie. Daarnaast is het niet efficiënt om alle energie van de 70 GW aan wind op zee als elektriciteit aan land te brengen.
56
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Figuur 19 - Totale energiebalans op jaarbasis scenario's Nationale Sturing
Totale energiebalans - Nationale Sturing 900 800
l
l[ lot
}, +ons
700 126
- i }
-
1-
500 400 300
1~3,
1
194
d
155
1
~mm
l-----~1--:- -
-l
$
200 ! 100
-~-B= 1
69 -- 600 ; -R-
r
/vos
1
1
l} i
273
239
i 258
239
7__'.
-fPr_j
l 266
239 J__
Extra wind op zee en zon op dak
Productie elektriciteit wind/zon/kernenergie m Productie waterstof (directe conversie WoZ) Productie groenga ■ Productie warmte (Netto-) Import
:Os
-
__ !__
Extra wind op land en zonneparken
1
1
j _;
Kernenergie
Vraag elektriciteit Vraag waterstof Vraag groengas Vraag warmte Conversieverliezen
Figuur 19 geeft een overzicht van de energiebalans voor elk van de scenario's. De belangrijkste conclusies zijn: Er zijn voldoende binnenlandse energiebronnen om te voorzien in de eigen elektriciteitsvoorziening voor elk van de scenario's. Door ongelijktijdigheid van vraag en aanbod zijn opslag van energie, conversie van overschotten in elektriciteit en productie met regelbare waterstofcentrales nodig. Er zijn echter niet voldoende binnenlandse energiebronnen om de totale binnenlandse energievraag in te vullen. In elk van de scenario's is import van energie nodig, vermoedelijk in vorm van waterstof of afgeleide producten van waterstof, zoals methanol of ammoniak. De omvang van de import verschilt per scenario. Het is de verwachting dat elk van de scenario's haalbaar is. Het is niet efficiënt om meer dan 100 GW aan zon (op dak, infrastructuur of veld) in te passen in het energiesysteem. Extra productie kan amper gebruikt worden om de elektriciteitsvraag in te vullen; er ontstaan dan voornamelijk extra overschotten. Deze overschotten kunnen opgeslagen worden in batterijen of omgezet worden in waterstof, maar beide opties zijn bij zon erg duur. 100 GW aan zon kan naar verwachting volledig ingevuld worden met zon op daken en infrastructuur.
Bij extra windmolens op land hoeft een kleiner aandeel van de windparken op zee gebruikt te worden voor elektriciteitslevering en kunnen op zee meer waterstof of synthetische brandstoffen gemaakt worden. In essentie komt het dus neer op een afweging tussen windmolens op land en extra import van synthetische brandstoffen. De wijze van invulling van de toekomstige energievraag heeft ook effect op de benodigde energie-infrastructuur. Hoeveel en welke nieuwe energie-infrastructuur nodig is in de toekomst hangt af van de precieze invulling van het energiesysteem en is niet
57
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
kwantitatief in te schatten voor de scenario's. Dit hangt namelijk ook in grote mate af van de ruimtelijke uitwerking van de scenario. Er kunnen wel enkele algemene conclusies getrokken worden. Zoals dat er meer elektriciteitsinfrastructuur op zee nodig is als meer wind op zee ingezet wordt voor de elektriciteitsvoorziening, dat uitbreidingen van de elektriciteitsinfrastructuur op land nodig zijn om nieuwe windmolens en zonneparken op land aan te sluiten en dat er extra uitbreidingen aan laag- en middenspanningsnetten nodig zijn als er extra zonnepanelen op daken of op infrastructuur geplaatst worden.
7.2
Haalbaarheid klimaatdoelstelling 2030 Nederland heeft de doelstelling om zijn uitstoot van broeikasgassen in 2030 met tenminste 55% terug te brengen ten opzichte van 1990. Om deze doelstelling te halen is forse elektrificatie van de energievraag nodig. Maar elektrificatie van de energievraag leidt alleen tot significante reductie van de CO,-uitstoot als hier ook extra CO,-vrije elektriciteitsproductie tegenover staat. In het onderzoek 'Alles uit de kast' is onderzocht (Werkgroep Extra Opgave, 2022) hoeveel CO,-vrije elektriciteit en groene waterstof nodig is om de doelstelling van 55% reductie te kunnen halen. Uit dit onderzoek volgt dat naar verwachting ruim 40 TWh extra CO,-vrije energie nodig is, bovenop de huidige plannen voor 2030. Een verdere versnelling van de uitrol van windparken op zee voor 2030 is naar verwachting niet mogelijk, waardoor andere bronnen nodig zijn om deze doelstelling te halen. Deze extra energie moet dus geleverd worden door andere bronnen. De belangrijkste bronnen zijn zon op dak, zonneparken, wind op land, waterstofproductie bij windparken op zee, import van waterstof of ombouw van gascentrales. In het illustratieve pakket van 'Alles uit de kast' wordt 9 TWh ingevuld met productie van waterstof met windparken op zee, 4 TWh met extra kleinschalig zon-pv, 13 TWh met extra (CO,-vrije) regelbare productie en 5 TWh met waterstofimport.
Er is dan nog 10 TWh nodig om de benodigde 41 TWh extra aanbod van CO,-vrije energie te behalen. Deze 10 TWh wordt in het illustratieve pakket ingevuld met grootschalige zon (op dak op of op land) of wind op land (Werkgroep Extra Opgave, 2022). Deze 10 TWh kan ook ingevuld worden met import van groene waterstof, maar het is onzeker of de mondiale markt voor groene waterstof in 2030 al van de grond gekomen is. Tegelijkertijd is het niet de verwachting dat al deze groene waterstof in Nederland geproduceerd wordt. De verwachte elektriciteitsvraag voor elektrolysers is 14 TWh, uitgaande van de ambitie van 4 GW aan elektrolysers28 in plaats van de 7,5 GW die nodig is bij het illustratieve pakker van Alles uit de kast. De verwachte elektriciteitsvraag is dan ongeveer 180 TWh. In dat geval is 15 TWh extra CO,-vrije elektriciteitsproductie in Nederland nodig. De resterende vraag naar groene waterstof moet dan opgevangen worden met import. In dat geval zou in het illustratieve pakket van 'Alles uit de kast' geen extra wind en zon op land nodig zijn. In de scenario's Extra wind op zee en zon op dak en Kernenergie zou de 10 TWh grootschalige zon (op dak op of op land) of wind op land uit het illustratieve pakket vanuit 'Alles uit de kast' (met 7,5 GW elektrolysecapaciteit) ingevuld moeten worden met extra grootschalige zon op dak.
Om dit te kunnen realiseren is additioneel stimulerend beleid nodig. Daarnaast zijn extra maatregelen nodig om inpassing in het elektriciteitsnet mogelijk te maken, zoals het aansluiten van zonnepanelen op 50% van het paneelvermogen (nu al een eis bij en het plaatsen van batterijen bij zonnepanelen. Als gekozen wordt om deze 28
58
ze beslisnotabij Kamerbrief inzake voortgang waterstofbeleid. We rekenen met 3.500 draaiuren (TNO, 2022b).
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
additionele productie in te vullen met alleen zon dan kan 70% van deze productie gebruikt worden voor het invullen van de elektriciteitsvraag, de rest is overschot. Bij een combinatie van wind op land en zon kan een iets groter aandeel van de additionele productie gebruikt worden voor het invullen van de elektriciteitsvraag, ongeveer 75%. Er zijn enkele onzekerheden en politieke keuzes die impact hebben op benodigde hoeveelheid extra CO,-vrije elektriciteitsproductie in 2030. Dit gaat onder meer om de onzekerheid rondom het aantal vollasturen van wind op land en wind op zee. Als deze hoger uitvallen dan nu aangenomen wordt in de berekeningen van het PBL, dan is minder extra CO,-vrije energieproductie nodig (6 TWh minder). Daarnaast is het een politieke keuze of alle energie-intensieve industrie in Nederland blijft en of de doelstelling uitgesteld wordt naar 2031. Deze keuzes kunnen zorgen dat minder CO,-vrije energieproductie gerealiseerd hoeft te worden richting 2030. Indien de kunstmestindustrie uit Nederland vertrekt, is 28 TWh minder CO,-vrije energieproductie nodig en bij het uitstellen van de doelstelling naar 2031 is 18 TWh minder CO,-vrije energieproductie nodig.
7.3
Afwegingen
7.3.1
Maatschappelijke kosten De negatieve effecten van wind en zon op land op omwonenden vertalen zich in een daling van huizenprijzen van nabijgelegen woningen. Deze externe kosten zijn in grote mate afhankelijk van de locatie en de mate van clustering van de windmolens en zonneparken. Bij een grote mate van clustering in dunbevolkte gebieden is sprake van veel minder externe kosten. Dit heeft vanuit maatschappelijk kostenperspectief dus de voorkeur. Door de externe kosten van wind en zon op land zijn de externe kosten het hoogst voor het scenario Extra wind op land en zonneparken. In vergelijking met de totale productiekosten zijn de externe kosten relatief beperkt. Het gaat dan om enkele procenten. Als je naar de totale maatschappelijke kosten van energieproductie kijkt, dan lijkt het scenario Extra wind op zee en zon op dak het goedkoopst uit te vallen. Maar dit is in grote mate afhankelijk van het verschil in kosten tussen binnenlandse productie met windmolens op land en import van waterstof. Er is nog veel onzekerheid over de ontwikkeling van de prijs van transport van geïmporteerde waterstof. Als binnenlandse productie van energie relatief goedkoop wordt ten opzichte van import van waterstof of synthetische brandstoffen, dan heeft het scenario Extra wind op land en zonneparken iets lagere maatschappelijke kosten.
7.3.2 Importbehoefte Als er gekozen wordt om geen wind op land en zonneparken meer te realiseren, bovenop de ambitie van de RES, dan heeft dit impact op de importbehoefte van energie in Nederland. In elk scenario is import van energie nodig, maar de importbehoefte is het grootst in het scenario Extra wind op zee en zon op dak. In het scenario Extra wind op zee en zon op dak, waar geen extra wind en zon op land gerealiseerd worden, is de importbehoefte bij het vraagscenario Nationale Sturing 30%. In het scenario Extra wind op land en zonneparken is de importbehoefte 25%. Met inzet van kernenergie kan de importbehoefte van energie nog verder teruggebracht worden, al is in dat geval wel import van uranium noodzakelijk (dat is niet meegenomen in deze analyse). De omvang van de importbehoefte is afhankelijk van de energievraag en de binnenlandse productie, maar ook van bepaalde ontwikkelingen en politieke keuzes. In een gevoeligheids-
59
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
analyse hebben we gekeken naar de effecten van het aantal vollasturen van wind op land en wind op zee, krimp van de energie-intensieve industrie en een grotere potentie van wind op zee op de importbehoefte. Tabel 9 geeft een overzicht van de importafhankelijkheid bij elk van de gevoeligheidsanalyses, als aandeel van de totale energievraag. Tabel 9- Aandeel importafhankelijkheid energievraag 2050 Gevoeligheidsscenario
Extra wind op land en
Extra wind op zee en zon
zonne parken
op dak
Kernenergie
Basisscenario
25% 1
30%
25%
Krimp energie-intensieve
20% 1
25%
17,5%
10%
15%
10%
20%
25%
20%
10%
15%
10%
industrie Krimp internationale scheeps- en luchtvaart Meer vollasturen wind op zee en wind op land Grotere potentie wind op zee
Elk van deze ontwikkelingen verlagen de importbehoefte, maar in elk geval blijft Nederland deels afhankelijkheid van import. En de verschillen tussen de drie scenario's (Extra wind op land en zonneparken, Extra wind op zee en zon op dak en Kernenergie) veranderen hierdoor niet. Dit betekent dat het uitsluiten van wind en zon op land altijd leidt tot meer importbehoefte.
7.3.3 Overige afwegingen Bij de afweging tussen CO,-vrije energiebronnen spelen ook sociale overweging. Wind en zon op land kunnen zorgen voor verminderd draagvlak voor de energietransitie, aangezien ze door omwonenden als last worden ervaren. Dit geldt een stuk minder voor wind op zee, zon op daken en import van energie. Lokaal eigenaarschap van windmolens op land, zon op daken en zonneparken kan mogelijk ook sociale voordelen opleveren. Zo kan het mogelijk bijdragen aan de gemeenschapszin van lokale gemeenschappen, voordelen opleveren voor lokale economieën en bijdragen aan een eerlijkere verdeling van de opbrengsten van de energietransitie (Horstink, L. et al., 2019). Tegelijkertijd kan het ook, bij onvoldoende draagvlak en rechtvaardige verdeling van lusten en lasten, leiden tot tweespalt in lokale gemeenschappen. De sociale aspecten zijn verder niet onderzocht in dit onderzoek.
60
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Literatuur Berenschot & Kalavasta, 2020.Klimaatneutrale Energiescenario's 2050 : Scenariostudie ten behoeve van de integrale infrastructuurverkenning 2030-2050, Utrecht: Berenschot. Buck Consultants & CE Delft, 2021.Potential for Hydrogen hub Schelde-Delta region. CE Delft, 2018.Waterstofroutes Nederland: Blauw, groen en import, Delft: CE Delft. CE Delft, 2020a.Kosten zontoepassingen: Methode om private en maatschappelijke kosten te vergelijken, Delft: CE Delft. CE Delft, 2020b.Potentieel van lokale biomassa en invoedlocaties van groengas : Een verkenning voor 2030, Delft: CE Delft. CE Delft, 2020c. Verkenning ontwikkeling CO2-vrije flexibele energietechnieken, Delft: CE Delft. CE Delft.2021. Windenergie voor elektrificatie: Bij welke elektriciteitsprijzen gaat het elektrificatiepotentieel in de industrie maximaal benut worden?, Windenergie voor elektrificatie. CE Delft, 2022.50% green hydrogen for Dutch industry : Analysis of consequences draft RED3, Delft: CE Delft. Decisio & Witteveen+Bos, 2018.Integrale kosten-batenstudie vervolgroutekaart windenergie op zee, Amsterdam: Decisio. Delft., C. & Pondera Consult, 2023.Integrale Effectenanalyse Programma Energiehoofdstructuur. Dröes, M. I. & Koster, H. R. A., 2021. Wind turbines, solar farms, and house prices. Energy Po/icy, 155, 112327.
ECN, 2018.Scoping analysis of the potential yield of the Hollandse Kust (noord) wind farm and the influence on the existing wind farms in the proximity, Petten: ECN. Ecofys, 2018.Kostprijs van zon-pv en wind in 2030: Ecofys. EFTI & Decisio, 2016. Toeristisch-economische potentie windparken gemeente Emmen ; Onderzoek naar de impact van windparklocaties op het toerisme: European Tourism Futures Institute (EFTI) ; Decisio. Generation.Energy.2021.Ruimtelijk potentieel van zonnestroom in Nederland", TKI Urban Energy www.topsectorenergie.n!_-Ruimtelijk_potentieel van zonnestroom_in_Nederland.pdf. Generation.Energy & PosadMaxwan, 2020.Ruimtelijke uitwerking Energiescenario's, Den Haag: PosadMaxwan. Horstink, L., Luz, G., Soares, M. & Ng, K.2019.Review and characterisation of collective renewable energy prosumer initiatives. PROSEU-Prosumers for the Energy Union:
61
220235 - Nut en noodzaak extra wind op tand in 2030 en 2050 - December 2022
Mainstreaming active participation of citizens in the energy transition (Deliverable N"2.1). Horizon 2020 (H2020-LCE-2017) Grant Agreement N" 764056, University of Porto /UPORTO 15-5-2019 www.ec.europa.eu/ research/ participants/documents/. IRENA.2020. Webinar Wind and Solar [Online] www.irena.org mei 2021. NAO, 2017.Hinkley Point C, London: National Audit Office (NAO). Netbeheer Nederland.2021.Het Energiesysteem van de Toekomst: Integrale Infrastructuurverkenning 2030 - 2050, Netbeheer Nederland www.netbeheernederland.nl/Toekomstscenario's.pdf.
PBL, 2021.Klimaat- en energieverkenning (KEV) 2021, Den Haag: Planbureau voor de Leefomgeving (PBL). PBL, 2022.Klimaat- en Energieverkenning (KEV) 2022, Den Haag: Planbureau voor de Leefomgeving (PBL). Quintel.2021.Energy Transition Model, ww_pro.energytransitionmodel.com. TNO, 2022a.De verwachte impact van windturbines op huizenprijzen in Nederland. Een ruimtelijke analyse voor de periode 2020-2030, Den Haag: TNO. TNO, 2022b.Extra opgave elektriciteitsvoorziening 2030, Amsterdam: TNO. Van Dorp, J.2019.The Hinkley Point C case: is nuclear energy expensive?, 23 decmber 2019, www. medi urn .com /generation-atomic/the-hinkley- point_c-case-is-nuclear-energyexpensive. Werkgroep Extra Opgave.2022.Alles uit de kast : Een verkenning naar de opgaven voor het Nederlandse elektriciteitssysteem van 2030, Uitvoeringsoverleg Elektriciteit, www.open .overheid. n l/ rapport-alles-uit-de-kast-eindrapportage-werkgroep-extraopgave. pdf.
62
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
A Modellering energiescenario's In deze bijlage gaan we uitgebreid in op de modellering van de energiescenario's. We geven een beschrijving van de werking van het model. Vervolgens gaan we in op de aannames rondom energievraag en bespreken we de optimalisatie van energieproductie.
A. 1
Werking model Figuur 20 geeft een schematische weergave van de modellering van de elektriciteitsvoorziening en de waterstofvoorziening. De elektriciteitsvoorziening rekenen we door op uurbasis. Dit is noodzakelijk om de ongelijktijdigheid van vraag en productie en de effecten daarvan op de inzet van waterstofcentrales en elektrolysers goed mee te nemen. Bij waterstof is er ook ongelijktijdigheid tussen vraag en aanbod, maar het is de verwachting dat daar vraag en aanbod gebalanceerd kan worden met waterstofopslag, zonder dat dit grote effecten heeft op de energiebalans (alleen kleine energieverliezen bij opslag). Daarom is het daar niet noodzakelijk om een doorrekening op uurbasis te maken. Figuur 20 - Schematische weergave energiemodel elektriciteit en waterstof Import waterstof Productie waterstof (directe conversie wind op zee)
Totale beschikbaarheid wind op zee
Productie waterstof uit overschotten
waterstof (op jaarbasis)
Waterstofvraag synthetische brandstoffen Waterstofvraag regelbare centrales
Overschotten elektriciteit
Productie elektriciteit wind-/zonkernenergie (op uurbasis) Overschotten en tekorten Vraag elektriciteit (op uurbasis)
Tekort aan
Basisvraag waterstof
Overschotten en tekorten- na balancering
Tekorten elektriciteit
Inzet batterijen (op uurbasis)
Het doel van het model is om de inzet van verschillende productiebronnen voor het invullen van de energievraag te bepalen. Het model balanceert vraag en aanbod van elektriciteit op uurbasis en vraag en aanbod van waterstof op jaarbasis.
63
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Het model heeft enkele inputs: De vraag naar elektriciteit (op uurbasis) en waterstof op jaarbasis is een input voor het model, uit het ETM?? (Quintel Intelligence, 2022). De uurlijkse elektriciteitsvraag is gebaseerd op het weerjaar 2015. Het gaat hier om de directe vraag naar elektriciteit en waterstof. De vraag naar waterstof voor elektriciteitsproductie (met regelbare centrales) en de vraag naar elektriciteit voor waterstofproductie (met elektrolyse) worden berekend in het model en zijn afhankelijk van de productie. Vermogens van niet-regelbare elektriciteitsproductie (wind op zee, wind op land, zon op dak/infra, zonneparken, kernenergie). Productieprofielen voor alle niet-regelbare bronnen, uit het ETM (Quintel Intelligence, 2022). Deze productieprofielen zijn ook gebaseerd op het weerjaar 2015. Het totale beschikbare vermogen voor wind op zee. Hierna geven we een omschrijving van de stappen die doorlopen worden in het model: Op basis van de vermogens van niet-regelbare elektriciteitsproductie en de productieprofielen van al deze bronnen , wordt de productie van niet-regelbare elektriciteitsbronnen per uur berekend. Dit wordt gecombineerd met de elektriciteitsproductie per uur. Per uur wordt zo berekend of er overschotten of tekorten van elektriciteit zijn en wat de omvang daarvan is.
Op basis van de uurlijkse tekorten en overschotten wordt een inschatting gemaakt de inzet van batterijen, op uurbasis. Deze batterijen vlakken de overschotten en tekorten van elektriciteit af, maar kunnen niet alle overschotten en tekorten uitbalanceren. Op basis van de overschotten en tekorten per uur, na balancering met batterijen, wordt een inschatting gemaakt van de overschotten en tekorten van elektriciteit op jaarbasis. De overschotten van elektriciteit worden omgezet in waterstof. Dit wordt meegenomen als aanbod aan de waterstofkant van het model. Hier gaat een deel van de energie verloren. We gaan uit van een efficiëntie van 67%, conform 113050 (Netbeheer Nederland, 2021). De tekorten van elektriciteit moeten worden ingevuld met productie van waterstofvraag. Dit wordt meegenomen als vraag aan de waterstofkant van het model. Hier gaat een deel van de energie verloren. We gaan uit van een efficiëntie van 73%, conform 113050 (Netbeheer Nederland, 2021). Bij de inputs is bepaald welk vermogen aan windparken op zee ingezet wordt voor productie van elektriciteit. De rest van de windenergie wordt ingezet voor waterstofproductie. Op basis van het totale beschikbare vermogen voor wind op zee en het vermogen wind op zee voor elektriciteitsproductie wordt bepaald hoeveel vermogen wind op zee ingezet wordt voor waterstofproductie op zee. Hier gaat een deel van de energie verloren.
We gaan uit van een efficiëntie van 67%, conform 113050 (Netbeheer Nederland, 2021) . Vervolgens wordt de energiebalans van waterstof opgemaakt. Het verschil tussen de vraag naar waterstof (directe vraag en vraag waterstofcentrales) en het aanbod van waterstof (elektrolyse met overschotten elektriciteit en directe conversie van wind op zee). Het verschil tussen de vraag en aanbod van waterstof wordt ingevuld met import. Daarnaast bepalen we in het model de vraag en het aanbod van groengas en warmte. Hiervoor nemen we direct de cijfers vanuit het ETM over (Quintel, 2021).
29
64
Energietransitiemodel.
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
A. 2
Optimalisatie energieproductie Bij het energiemodel, omschreven in de vorige paragraaf, zijn de vermogens van nietregelbare elektriciteitsproductie een input. Bij een inefficiënte verdeling tussen de verschillende bronnen kan een groot deel van de elektriciteit niet direct gebruikt worden. Om realistische en efficiënte scenario's te modelleren, hebben we een optimalisatie gedaan voor de vermogens van verschillende bronnen, en dan met de vermogens voor wind (op land en op zee) en zon. De optimalisaties worden hieronder beschreven. Bij de optimalisatie van verschillende bronnen kijken we naar de marginale benutting van de elektriciteitsproductie. Bij de marginale benutting bepalen we welk deel van het laatste kWh-elektriciteitsproduct (de marginale productie) direct gebruikt kan worden voor invulling van de elektriciteitsvraag. Het overige deel van de additionele productie is overschot en kan worden weggegooid, opgeslagen in batterijen of omgezet worden in waterstof.
A.2.1
Nationale Sturing Bij de Nationale Sturing-scenario's gaan we uit van zoveel mogelijk productie van elektriciteit met wind, zon en kernenergie, totdat het niet meer efficiënt is om extra vermogen van deze bronnen toe te voegen (omdat een groot deel van de extra productie dan niet meer direct gebruikt kan worden voor de invulling van de elektriciteitsvraag). Voor het Nationale Sturing-scenario Extra wind op land en zonneparken nemen we voor zon op dak (49 GW), zon op veld (57 GW) en wind op land (20 GW) de aannames van het oorspronkelijke scenario van 113050 over (Berenschot & Kalavasta, 2020). Vervolgens kijken we hoeveel wind op zee hierbij nog efficiënt ingezet kan worden voor de productie van elektriciteit, met een minimum van 21 GW (plannen tot 2031). Figuur 21 geeft de marginale benutting van de productie (welk deel van de extra productie kan gebruikt worden voor invulling van elektriciteitsvraag) bij een toenemend vermogen aan wind op zee. Het figuur laat zien dat de marginale benutting afneemt bij een toenemend vermogen. We gaan in het scenario Extra wind op land en zonneparken uit van een vermogen van wind op zee van 27,5 Gw, aangezien het totale opgestelde vermogen van wind op land en wind op zee samen dan gelijk is aan de piekvraag in het jaar. Bij een hoger vermogen van wind op zee daalt de marginale benutting tot onder de 25%.
65
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Figuur 21 - Marginale benutting elektriciteit wind op zee, scenario Nationale Sturing Extra wind op land en zonneparken
Marginale benutting elektriciteit WoZExtra wind op land en zonneparken 35% 00 C
30%
.:; 4
7 C
25%
d
o
~
20%
d
c 6 »
À.
15%
r0
<
10% 5% 0% !___ 25
27,5
30
32,5
35
Vermogen wind op zee (GW)
Voor het Nationale Sturing-scenario Extra wind op zee en zon op dak gaan we uit van de huidige prognoses voor zon op veld (7 GW) en wind op land (7,5 GW). Vervolgens onderzoeken we hoeveel wind op zee en zon op dak hierbij nog efficiënt ingezet kan worden voor de productie van elektriciteit. Voor zon op dak (57 GW) en wind op zee (27,5 GW) nemen we de vermogens van het scenario Extra wind op land en zonneparken als ondergrens, aangezien we in dit scenario uitgaan van extra wind op zee en zon op dak. Eerst hebben we bepaald hoeveel wind op zee nuttig gebruikt kan worden. We bepalen eerst hoeveel wind op zee nuttig toegevoegd kan worden (Figuur 22). We gaan uit van 32,5 GW wind op zee, aangezien bij een hoger vermogen de marginale benutting tot onder de 25% daalt. Vervolgens bepalen we, bij een vermogen wind op zee hoeveel zon op dak nuttig toegevoegd kan worden (Figuur 23). We gaan uit van 100 GW zon op dak, aangezien bij een hoger vermogen de marginale benutting tot onder de 20% daalt.
66
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Figuur 22- Marginale benutting elektriciteit wind op zee, scenario Nationale Sturing Extra wind op zee en zon op dak
Marginale benutting elektriciteit WoZExtra wind op zee en zon op dak 40% 35%
-----1
0 C
·;; d
30%
:::, C
d O
25%
r0
20%
g c
------------ -~i
6 s
l.
r0
<
15% 10%
s» o%
I__ - --- -------------------------~30
35
32.5
40
37,5
Vermogen wind op zee (GW)
Figuur 23- Marginale benutting elektriciteit zon op dak scenario Nationale Sturing Extra wind op zee en zon op dak
Marginale benutting elektriciteit zon op dakExtra wind op zee en zon op dak 40%
--- -
----- - ---
35% 0A C
·;; a
30%
:::,
c @»
0
25%
:......
»
ïii 20% c 0»
-
à..
0
15% 10%
r------·
5%
-·
------- --- ·-- -
--·- ---·--
----- ------,
«
0% --- -------- - -· ----125 100 75 Vermogen zon op dak(GW)
67
•••
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
______ J 150
Bij het scenario Kernenergie gaan we ook uit gaan we uit van de huidige prognoses voor zon op veld (7 GW)en wind op land (7,5 GW). Voor zon op dak en wind op zee sluiten we aan bij het scenario Extra wind op land en zonneparken. We gaan uit van 8,3 GW kernenergie (maximale potentie binnen huidige reserveringen).
A.2.2 Internationale Sturing Bij de Internationale Sturing-scenario's nemen we aan dat een aanzienlijk deel van de elektriciteit geproduceerd wordt met waterstofcentrales die gebruik maken van geïmporteerde waterstof. Dit betekent dat in deze scenario's niet het maximale potentieel voor wind, zon en kernenergie, dat efficiënt gebruikt kan worden, benut wordt. Voor het Internationale Sturing-scenario Extra wind op land en zonneparken nemen we voor zon op dak (18 GW), zon op veld (34 GW) en wind op 10 GW) de aannames van het oorspronkelijke scenario van Il3050 over (Berenschot @ Kalavasta, 2020). Vervolgens kijken we hoeveel wind op zee hierbij nog efficiënt ingezet kan worden voor de productie van elektriciteit, met een minimum van 21 GW (plannen tot 2031). Figuur 24 geeft de marginale benut· ting van de productie (welk deel van de extra productie kan gebruikt worden voor invulling van elektriciteitsvraag) bij een toenemend vermogen aan wind op zee. Het figuur laat zien dat de marginale benutting afneemt bij een toenemend vermogen. We gaan in het scenario Extra wind op land en zonneparken uit van een vermogen van wind op zee van 37,5 GW, aangezien het totale opgestelde vermogen van wind op land en wind op zee samen dan gelijk is aan de piekvraag in het jaar. Bij een hoger vermogen van wind op zee daalt de marginale benutting tot onder de 25%.
Figuur 24 - Marginale benutting elektriciteit wind op zee, scenario Internationale Sturing Extra wind op land en zonneparken
Marginale benutting elektriciteit WoZExtra wind op land en zon op dak 70% 00
60%