Korte aantekeningen beeldvormende bijeenkomst Zaal Lintelo d.d. 4 april 2023.pdf
Tekst van het document
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%
c
·;:; d
::,
c
50%
a,
..a ~
40%
0 C
6 k
-
30%
7
0
20%
10% --- --- -0%
--------- --- ---------
- - - - --·-- ----- - ------- ---- - - - •. ·-- - "" -- ·-----25 27,5 30 32,5 35 37,5 40 42,5 45 Vermogen wind op zee (GW)
Bij het Internationale Sturing-scenario Extra wind op zee gaan we uit van de huidige prognoses voor zon op veld (7 GW) en wind op land (7,5 GW). In dit scenario gaan we, ten op·
68
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
zichte van het scenario Extra wind op land en zonneparken, uit van inwisseling van wind op land door wind op zee en vervanging van zon op veld door zon op dak, aangezien in deze scenario's niet het maximale potentieel voor wind, zon en kernenergie benut wordt. We gaan uit van 2,5 GW wind op zee extra ten opzichte van het scenario Extra wind op land en zonneparken, aangezien er 2,5 GW wind op land minder is. We gaan uit van een 27 GW zon op dak extra, aangezien er 27 GW zon op land minder is. Bij het scenario Kernenergie 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 3,3 GW kernenergie (huidige plannen kabinet).
69
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
B
Aannames kostenberekeningen
B. 1
Externe kosten
B. 1. 1 Wind op land De totale externe kosten van windmolens op land zijn afhankelijk van de hoeveelheid woningen binnen 2,5 kilometer en daarmee van de locatie van de windmolens. De externe kosten van windmolens liggen een stuk lager in dunbevolkte gebieden. Aangezien met name de eerste windturbine effect heeft op de woningwaarde is het totale welvaartsverlies ook afhankelijk van de concentratie van windmolens. Daarom hebben we onderscheid gemaakt tussen spreiding en clustering van windmolens. Voor de berekening van de externe kosten zijn we uitgegaan van de specifieke situatie die bekeken is in de Integrale Effectenanalyse van het Programma Energiehoofdstructuur. De literatuur biedt voldoende kengetallen om de effecten op omwonenden te bepalen. Zo is er een waardedaling zichtbaar voor woningen in Nederland tot 2,5 kilometer van een windmolen (Dröes, M. 1. &: Koster, H. R. A., 2021). Deze daling is groter naarmate een windturbine dichter bij een woning staat en naarmate de windturbine hoger is. Voor windmolens met een minimale tiphoogte van 150 meter is binnen een straal van 2 kilometer een waardedaling van 5,4% te zien. Daarnaast wordt aangetoond dat met name de eerste turbine in de buurt van een woning effect heeft op de woningwaarde.
De orde van grootte van deze effecten wordt bevestigd in ander onderzoek naar de invloed van windmolens op woningprijzen in Nederland (TNO, 2022a). Er wordt aangetoond dat windmolens met een tiphoogte van meer dan 150 meter binnen een straal van 1 kilometer een gemiddelde waardedaling van 8% teweegbrengen, terwijl dat binnen 1 tot 2,5 kilometer 4,5% bedraagt. Als bandbreedte voor onze analyse hebben we daarom gekozen voor een minimum van 5,4% binnen een straal van 2 kilometer en een maximum van 5, 9% binnen een straal van 2,5 kilometer. Aangezien met name de eerste windturbine effect heeft op de woningwaarde zal het totale welvaartsverlies bij spreiding van hernieuwbare opwek groter zijn. Deze aanname is in lijn met EFTI &: Decisio, (2016), die aangeven dat de landschappelijke het kleinst is bij concentratie van turbines. Hierbij moet de kanttekening worden geplaatst dat bovengenoemde onderzoeken niet hebben gekeken naar de grootte van een windpark. Het is immers niet ondenkbaar dat de externe kosten hoger zijn wanneer er een groot windpark voor de deur staat dan wanneer dit er slechts één of enkele windturbines zijn. Om hier niet aan voorbij te gaan, hebben we bij clustering van windmolens gekozen voor een potentiële waardedaling van 10 tot 20% binnen een straal van 2,5 kilometer. In de analyse is de grootte van windparken als startpunt genomen.
Hierbij is uitgegaan van een gemiddeld indirect ruimtegebruik van 12 MW per km2. Figuur 25 illustreert het verschil in impact bij clustering en spreiding. Figuur 26 toont aan hoe de impactzone van een windpark is benaderd. Een overzicht van de totale externe kosten is te zien in Tabel 10. Voor de berekening van de totale externe kosten is ingeschat hoeveel woningen binnen 2 en 2,5 km van de windmolens staan.
70
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Figuur 25 - Illustratie impact clustering en spreiding van vijf windmolens
\è \
Geclusterd
i
1 /.
/
.-
1
I
/
',
1
!
/,,,,,
....---..,,.
,,--✓---------,,
'
f
/
;
1
Verspreid
\
è
1
\ ·, \
t ),
•
.-
i
•
.'
/
I
• = windmolen
......
..____ _
_.,,/
)(
•
\
'
'·
I
-•
/\
--
/ t
\
'
• = bereik windmolen
-
\1
•
Figuur 26 - Illustratie impact windpark
•
= windmolen
(·/ = bereik windmolen
DJ-or-«
Tabel 10 - Overzicht externe kosten windmolens
HTotaal 'mln € LCoE € et/kWh
Spreiding windmolens Laat Hoo 13.230 17.395 0,6 0,6
1.095 0,1
2.737 0,2
Naast externe kosten voor omwonenden kan er door recreanten ook welvaartsverlies worden ervaren als gevolg van hinder die hun beleving beïnvloed. De literatuur biedt geen kwantitatieve studies naar de effecten hiervan. Wel volgt uit de kwalitatieve analyse van
71
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
EFTI & Decisio, (2016) dat bij een goede inpassing de effecten van windmolenparken op toerisme beperkt zijn. De effecten op natuur en biodiversiteit zijn ook afhankelijk van de locatie van windmolens. Door de toepassing van clustering worden minder windturbines en in of nabij ecologisch gevoelige gebieden en Nationale Landschappen. Deze effecten kunnen niet gekwantificeerd worden.
Wind op land in stedelijke omgeving randstad We hebben ook onderzocht hoe groot de externe kosten zijn van wind op land in stedelijk gebied in de randstad. Hiervoor hebben we enkele specifieke casussen bekeken voor nieuwe windmolens in Amsterdam. De methodiek die hierboven gehanteerd is voor het bepalen van de externe kosten van windmolens gaat uit van een verband tussen de relatieve woningwaardedaling en de afstand tot de windmolen, waarbij de relatieve woningwaardedaling afneemt bij een grotere afstand tot een afstand van 2,5 kilometer. Dit gaat uit van de aanname dat elke woning binnen 2,5 kilometer visuele hinder ondervindt van deze windmolens. Maar dit gaat niet op voor de stedelijke omgeving. De visuele hinder, en daarmee de externe kosten, nemen steeds verder af naarmate er meer rijen woningen tussen een woning en de windmolen komen. Dit is niet meegenomen in de onderzoeken naar de daling van de woningwaarde als gevolg van windmolens. Die onderzoeken gaan uit van zicht op de windmolen. Daarom is deze methodiek niet direct toepasbaar op de situatie van windmolens in de stedelijke omgeving. Uit geografische analyses van de specifieke casus die we bekeken hebben volgt dat vooral woningen binnen 1 kilometer van de windmolen mogelijk zicht hebben op de windmolens en daarmee visuele hinder ondervinden.
Woningen op een grotere afstand dan 1 kilometer van de windmolens liggen achter andere woningen, gebouwen of snelwegen en ondervinden daarmee amper hinder van de windmolens. Daarom rekenen we alleen externe kosten toe aan woningen binnen een straal van 1 kilometer. Binnen 1 kilometer hebben niet alle woningen zicht op de windmolen. We schatten in dat tussen de 20 en 80% van de woningen binnen 1 kilometer visuele hinder ondervinden. Binnen 1 kilometer daalt de woningwaarde van deze woningen naar verwachting met ongeveer 8% (TNO, 2022a). We hebben twee casussen uitgewerkt, op verschillende locaties en met een verschillend aantal windmolens dat geplaatst wordt. In de eerste casus die we uitgewerkt hebben; het plaatsen van drie windmolens bij de Noorder IJ-plas, gaat het om ongeveer 3.500 woningen binnen 1 kilometer, waarvan 700 tot 2.800 woningen visuele hinder ondervinden. Uitgaande van een woningwaarde tussen de € 300.000 en 350.000 (goedkopere woningen in stedelijk gebied in de randstad) leidt dit tot externe kosten tussen de 1 en 4 eurocent/kWh. Bij een tweede casus, het plaatsen van één windmolen bij het sciencepark liggen de externe kosten per kWh het hoogst. Dit komt doordat er veel woningen in de buurt liggen (ruim 5. 700 binnen een kilometer) en slechts één windmolen geplaatst wordt. De externe kosten bij deze casus liggen naar verwachting tussen de 5 en 20 eurocent/kWh.
Deze analyses laten zien dat de externe kosten erg verschillen, ook binnen de stad. Vanuit het perspectief van externe kosten heeft het de voorkeur om te kiezen voor locaties met zo min mogelijk woningen in de buurt en indien gekozen wordt voor het plaatsen van de windmolens, om meerdere windmolens bij elkaar te plaatsen.
72
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
B.1.2 Zon op veld Het effect van zonneparken op woningwaardes wordt geschat op 2,6% binnen een straal van 1 kilometer (Dröes, M. 1. & Koster, H.R. A., 2021). Bij spreiding van deze zonneparken nemen we aan dat de opwek volledig is verspreid over 333 zonneparken, waardoor er meer omwonenden hinder ondervinden van deze zonneparken. Bij de realisatie van de geclusterde zonneparken zal het welvaartsverlies lager zijn (de illustraties in Figuur 25 en Figuur 26 zijn hier ook op van toepassing). In lijn met de analyse voor windparken is er echter voor gekozen om uit te gaan van een hogere impact bij zonparken van grote schaal, zoals bij clustering. In dat geval hebben we aangenomen dat de woningwaardedaling binnen een straal van 1 kilometer 5 tot 10% bedraagt. De totale externe kosten zijn te zien in Tabel 10. Hier zijn aannames gemaakt over het aantal woningen binnen een straal van 1 km van de zonneparken. Tabel 11- Overzicht externe kosten zonneparken
[ Totaal mln€ LCoE '€ ct/kWh
Clustering zonneparken Laa
Hoon!
Laag
Hoo
5.546 0,6
5.546 0,6
141 0,01
282 0,03
B.2
Overige resultaten
B.2.1
Kosten productie elektriciteit Tabel 12 geeft een overzicht van de kosten voor productie van elektriciteit voor de scenario's Nationale Sturing, voor de drie prijsscenario's. We geven de totale kosten voor de productie van elektriciteit. Maar de productie van elektriciteit verschilt tussen de energiescenario's, aangezien een wisselend deel van de productie direct gebruikt kan worden en de overige productie omgezet wordt in waterstof. Aangezien ook de overschotten van elektriciteit waarde hebben, deze kunnen worden gebruikt voor elektrolyse, geven we in Tabel 12 ook de gemiddelde productiekosten voor elektriciteit. De totale productiekosten voor het scenario Extra wind op zee en zon op dak liggen het laagst bij alle drie de prijsscenario's. De kosten voor elektriciteitsproductie liggen het hoogst bij het scenario Kernenergie bij de prijsscenario's A en Ben het hoogst bij het scenario Extra wind op land en zonneparken bij prijsscenario C. Dit beeld verandert iets als gekeken wordt naar de productiekosten per eenheid geproduceerde energie". Dan zijn de productiekosten het laagst bij het scenario Extra wind op land en zonneparken voor prijsscenario A. Bij de andere prijsscenario's zijn de kosten nog steeds het laagst voor het scenario Extra wind op zee en zon op dak.
De verschillen tussen de scenario's Extra wind op land en zonneparken en Extra wind op zee en zon op dak zijn klein. Bovenstaande conclusies gelden ook bij de scenario's Internationale Sturing.
0
73
pe totale productie is niet gelijk in elk van de scenario's. De scenario's Extra hernieuwbare opwek op land heeft meer overschotten van elektriciteit dan de overige scenario's (het scenario Kernenergie heeft de minste overschotten). Deze overschotten kunnen echter ook gebruikt worden om waterstof te produceren en zijn daarom niet waardeloos. Daarom geven de productiekosten per eenheid geproduceerde energie een eerlijker beeld van de verhouding tussen de scenario's.
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Tabel 12- Jaarlijkse kosten productie elektriciteit scenario's Nationale Sturing (in €mln) Energiebron
Extra hernieuwbare l
Wind op zee (elektrisch)
opwek op
1
Extra wind op zee
land
]
enzon op dak
Kernenergie
-
1
A
B
C
A
B
C
A
B
C
2.500
3.100
3.700
2.900
3.700
4.400
2.500
3.100
3.700 1.700
Zon op dak
1.000
1.200
1.700
2.100
2.500
3.300
1.000
1.200
Zon op veld
1.200
1.500
1.900
200
200
200
200
200
200
Wind OP land
1.500
1.800
2.400
600
700
900
600
700
900
Kernenergie Waterstofcentrales Totale productiekosten Gemiddelde productiekosten
0
0
0
0
0
0
8.200
6.900
5.100
9.000
7.500
6.900
9.200
7.400
6.600
6.000
5.100
4.700
15.200 15.100 16.600 14.900 14.400 15.500 18.400 17.100 16.300 4,7 4,6 5,1 4,8 4,6 5,0 6,2 5,7 5,4
(€/kWh)
B.2.2 Totale externe kosten De totale externe kosten zijn afhankelijk van de exacte productielocaties en de mate van clustering van de opwek. Daarnaast is er een behoorlijke mate van onzekerheid over de omvang van de externe kosten. Dit wordt geillustreerd in Figuur 27. Dit figuur geeft een overzicht van de externe kosten van één energiescenario, bij spreiding of clustering van hernieuwbare opwek op land en met een lage of hoge inschatting van de externe kosten. De omvang van de externe kosten varieert voor dit specifieke energiescenario tussen de €100 miljoen en 900 miljoen per jaar. Dit figuur toont wederom aan hoe belangrijk het is om bij het plaatsen van hernieuwbare opwek op land rekening te houden met de effecten op de omgeving. Figuur 27 - Illustratie onzekerheid omvang externe kosten
Externe kosten productie elektriciteit Extra wind op land en zonneparken €1.000 € 900 € 800 k. € 700 0 r0 € 600 ke • 0 a € 500 C €400 ~--- - --0 €300 1_ €200 €100 €-
r
i 1
------------ --7
z
Lage exteme kosten - spreiding van opwek
74
sa
Kernenergie
Zon op veld
■ Waterstofcentrales
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
1
I
Hoge externe Lage exteme hoge externe kosten - spreiding kosten - clustering kosten - clustering van opwek van opwek van opwek
Wind op zee (elektrisch) Zon op dak Wind op land
-- -- ---------
1
De omvang van de externe kosten varieert per scenario. Figuur 28 toont de externe kosten voor de drie Nationale Sturing-scenario's. We gaan hierbij uit van het gemiddelde van de externe kosten (gemiddelde van spreiding en clustering opwek en gemiddelde hoogte externe kosten). Het figuur laat zien dat de externe kosten het hoogst zijn bij het scenario Extra wind op land en zonneparken. Dit komt doordat de externe kosten van windmolens en zonneparken op land een stuk hoger liggen dan de externe kosten van zonnepanelen op daken/infrastructuur, wind op zee en kernenergie. Het verschil tussen de scenario's zal kleiner zijn als windmolens en zonneparken op land geclusterd worden in dunbevolkte gebieden. Figuur 28 - Externe kosten elektriciteitsproductie
Externe kosten elektriciteitsproductie Scenario's Nationale Sturing €600
------- ------- ------
€ 500
€ 400 l
0
-~
coo C
z "" €200 € 100
€-
Extra wind op land en zonneparken a Wind op zee (elektrisch)
Zon op dak
Extra wind op zee en zon op dak
Kemenergie
Zon op veld Wind op land Kernenergie Waterstofcentrales
Figuur 29 geeft een overzicht van de totale kosten voor elektriciteitsproductie voor de scenario's Nationale Sturing, bij prijsscenario B (gemiddeld). Dit figuur laat zien dat de externe kosten beperkt zijn ten opzichte van de totale productiekosten. Ook als de externe kosten meegenomen wordt blijft de conclusie staan dat de kosten het laagst zijn bij het scenario Extra wind op zee en zon op dak, voor elk van de prijsscenario's, al moet wederom de opmerking gemaakt worden dat deze kosten niet direct vergeleken kunnen worden aangezien de totale productie van elektriciteit niet gelijk is en dit effect heeft op de kosten van productie van waterstof.
75
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Figuur 29 - Jaarlijkse maatschappelijke kosten elektriciteitsproductie scenario's Nationale Sturing, bij gemiddelde prijzen
Kosten elektriciteitsproductie (totaal) Scenario's Nationale Sturing €20.000
------------ - - - - - ------
€18.000 -€16.000
_ _J
€14.000
!
à c12.0oo c10.00o C:
z €8.000 ""
€6.000 ,·-€4.000
€2.000 €o Extra wind op land en zonneparken Extra wind op zee en zon op dak Productiekosten
76
Extemne kosten
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Kernenergie
C
Resultaten scenario's
C.1
Resultaten scenario Internationale Sturing
C. 1. 1
Energiescenario Figuur 30 geeft een overzicht van de elektriciteitsproductie voor de drie Internationale Sturing-scenario's. In elk van deze scenario's gaan we ervan uit dat een aanzienlijk deel van de elektriciteit geproduceerd wordt met waterstofcentrales die gebruikmaken van geimporteerde waterstof. Dit betekent dat in deze scenario's niet het maximale potentieel voor wind, zon en kernenergie, dat efficiënt gebruikt kan worden, benut wordt. Figuur 30 - Elektriciteitsproductie scenario's Internationale Sturing
Elektriciteitsproductie - Internationale Sturing 350
300
73 250
%
- 200-
29
~ 150 100 --· -1
50
0 Extra wind op land en zonneparken
■ Wind op zee (elektrisch) Wind op land
Extra wind op zee en zon op dak Zon op dak Kernenergie
Kemenergie
Zon op veld 11 Waterstofcentrales
Ook in deze scenario's wordt het grootste gedeelte van de elektriciteitsproductie van windparken op zee. De totale productie van elektriciteit is in elk van deze scenario's ongeveer gelijk. Figuur 31 geeft de elektriciteitsbalans op jaarbasis voor de scenario's Internationale Sturing. De omvang van de overschotten is het grootst bij het scenario Extra wind op zee en zon op dak, maar de verschillen tussen de scenario's zijn klein. De tekorten van elektriciteit, die ingevuld moeten worden met waterstofcentrales, zijn bij alle scenario's ongeveer even groot.
77
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Figuur 31- Elektriciteitsbalans op jaarbasis scenario's Internationale Sturing
,,,, ,,
Elektriciteitsbalans - Internationale Sturing -
400
350 : ~~-A_ a_ n_ bo_d__,
Vraag
:
Aanbod
Vraag
'_ Aanbod
Vraag
f!
300 250 r
z
1---"
1
200 150 100 50 0
t
1
l--
263
242
1
1
263
246
263
241
1
1
I 1
1
L Extra wind op land en zonneparken
Extra wind op Kernenergie zee en zon op dak ■ Productie wind/zon/kernenergie Productie waterstofcentrales Elektriciteitsvraag (direct) ■ Elektriciteitsvraag elektrolysers Import/export
Figuur 32 geeft een overzicht van de waterstofbalans voor de Internationale Sturingscenario's. De figuren laten zien dat er in elk scenario forse import van waterstof nodig is. Er zitten weinig verschillen tussen de scenario's. Figuur 32- Waterstofbalans op jaarbasis scenario's Internationale Sturing
Waterstofbalans - Internationale Sturing 700 600
Aanbod
vraag
j Aanbod
/ vraag '} Aanbod
' / vraag
1
500 - 400
t 300
115 +
113
110 • I
433
,,,tt
1
~ 436
293
{
430
--
293
200
"±
-l
1
1
-1~~ --_ · -
Extra wind op Extra wind op Kernenergie land en zee en zon op zonneparken dak Waterstofvraag regelbare centrales Waterstofvraag synthetische brandstoffen Waterstofvraag (basis) (Netto-) Import Productie elektrolyers (directe conversie WoZ) Productie elektrolyers (uit overschotten)J4
78
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Figuur 33 geeft een overzicht van de energiebalans voor de scenario's Internationale Sturing. De conversieverliezen zijn het hoogst bij het scenario Extra wind op land en zonneparken en de import is het grootst bij het scenario Extra wind op zee en zon op dak, maar de onderlinge verschillen zijn klein. Figuur 33- Totale energiebalans op jaarbasis scenario's Internationale Sturing
Totale energiebalans - Internationale Sturing
il-ia"
1000
11pa
800
16 y-
106
448
448
"
4331I
600
f:
!
l d6, y
448
a
d-
400
L
200
!
146
!
263
242
--,
--,--
1
263
246
263
241
0
Productie elektriciteit wind/zon/kernenergie
Productie waterstof (directe conversie WoZ) a Productie groengas ■ Productie warmte (Netto-) Import
C.2
Kernenergie
Extra wind op zee en zon op dak
Extra wind op land en zonneparken
Vraag elektriciteit Vraag waterstof Vraag groengas Vraag warmte Conversieverliezen
Maatschappelijke kosten Tabel 13 - Jaarlijkse kosten productie elektriciteit scenario's Internationale Sturing (in € mln) Energiebron
1
1
Extra hernieuwbare
-
opwek op land ;
1
A
B
-
Extra wind op zee
Kernenergie
C
A
B
C
A
B
-- C 5.100
#
3.400
4.200
5.100
3.600
4.500
5.400
3.400
4.200
Zon OP dak
400
400
600
900
1.100
1.500
400
400
600
Zon OP veld
700
900
1.100
200
200
200
200
200
200
Wind oo land
800
900
1.200
600
700
Kernenergie
0
0
0
0
Wind oo zee (elektrisch)
'
o
900
600
700
900
0
3.300
2.700
2.000
Waterstofcentrales
10.200
11.000
€11.900
10.100
10.900
11.800
9.700
10.500
11.300
Totale oroductiekosten
15.400 4,9
17.500 4,6
19.900 6,3
15.300 4,8
17.400 5,5
19.800 6,2
17.400 5,6
18.800 6,0
20.200 6,5
Gemiddelde productiekosten (€/kWh)
79
1
_en zon op da k
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022
Tabel 14 - Jaarlijkse maatschappelijke kosten productie en import energie scenario's Internationale Sturing (in € mln) Energiebron
l
Extra hernieuwbare
1
opwek op land
I
Extra wind op zee
en zon op dak
1
A 8.500
B 9.500
C 11.000
A 8.500
B 9.750
C 11.250
Productie waterstof"
7.000
7.750
8.500
6.500
7.250
l
Import waterstof Productie groengas Productie warmte
39.000 750
19.500 1.000
9.750 1.250
39.250 750
250 55.500
500 38.250
500 31.000
Externe kosten (kwantitatief)
250
250
250
Totale kosten
55.750
Productie elektriciteit31
Totale
Kernenergie
-
~
--
A 10.750
B 11.250
8.000
7.000
7.750
8.500
19.750 1.000
9.750 1.250
38. 750 750
19.500 1.000
9.750 1.250
250 55.500
500 38.000
500 30.500
250 €57.500
500 39.500
500 31.500
250
250
250
250
250
250
C 11.750
1
productiekosten
Ecologie Energieinfrastructuur
l
80
38.500 31.500 55.750 38.250 30.750 57.750 39.750 31.750 Wisselende effecten op ecologie. Kunnen niet tegen elkaar afgewogen worden. - Extra infrastructuur op - Veel uitbreidingen laag- en - Weinig uitbreidingen laagland door extra middenspanning door meer en middenspanning. windmolens en zon op dak (ten opzichte - Mogelijk forse uitbreidingen zonneparken op land van zonnevelden) hoogspanningsnet bij keuze - Extra infrastructuur op zee inefficiënte locaties al geïnternaliseerd en kerncentrales opgenomen in kosten 1
pit is exclusief de kosten voor de waterstof die nodig is voor regelbare centrales, om dubbeltellingen te voorkomen. De kosten hiervoor worden meegenomen bij productie en import waterstof. De investeringskosten van regelbare centrales worden hier wel meegenomen. pit is exclusief de kosten voor de elektriciteit die nodig is voor elektrolyse, om dubbeltellingen te voorkomen. De kosten hiervoor worden meegenomen bij productie elektriciteit. De investeringskosten van elektrolysers s worden hier wel meegenomen.
220235 - Nut en noodzaak extra wind op land in 2030 en 2050 - December 2022