Onderzoek Trajectverkenning Klimaatneutraal 2050.pdf

Zo’n lineair pad is overigens niet vanzelfsprekend, met name omdat er gesproken wordt over aanscherping van de Europese doelen. Wat de betekenis van zo’n aanscherping is voor het Nederlandse traject naar een klimaatneutrale samenleving vergt een aparte vervolgstudie. Scheepvaart en luchtvaart Voor de zeescheepvaart en internationale luchtvaart wordt in genoemde kamerbrief geen reductiepad tot 2050 genoemd, maar wordt wel gerefereerd aan bepaalde doelen en ambities voor 2050. Ook zijn er voor 2030 Europese verplichtingen voor bijmenging van niet-fossiele brandstoffen. Voor de scheepvaart wordt aangegeven dat Nederland wil toewerken naar een klimaatneutrale zeevaart in 2050 en dat Nederland internationaal tot de koplopers kan en wil behoren om de verduurzamingsopgave in de zeevaart te PBL | 53

realiseren. Daarbij vindt het kabinet “het hanteren van bunkerbrandstoffen om de CO2-uitstoot te benaderen niet logisch. De in Nederland ingenomen bunkerbrandstoffen kunnen nadien op tal van routes gebruikt worden die weinig of niets met Nederland te maken hebben.” Onze berekeningen gaan wel uit van een benadering vanuit de bunkerbrandstoffen, maar veronderstellen ook een fors lager volume in 2050, waarmee een veel groter deel van de ingenomen bunkerbrandstoffen toe te rekenen zal zijn aan Nederlandse productie en consumptie (zie hoofdstuk 3.2). Bovendien gaan we er in deze studie van uit dat de Europese verdeling van biogrondstoffen en waterstofimport over de lidstaten grotendeels proportioneel zal zijn aan het aandeel van de lidstaten in de productie van te verduurzamen brandstoffen en feedstocks (zie paragraaf 4.2). Dat betekent dat de relatieve opgave hoogstens beperkt groter of kleiner wordt bij een groter of kleiner productievolume. Voor de internationale luchtvaart geeft de brief aan dat de doelstelling in de praktijk betrekking heeft op de bunkerbrandstoffen die in Nederland voor uitgaande vluchten zijn ingenomen.

De nationale CO2doelen zijn volgens de Luchtvaartnota (I&W, 2020) 50 procent reductie in 2050 en nul-emissies in 2070, maar de brief geeft ook aan dat “in de Luchtvaartnota [is] opgenomen dat er voor 2050 zoveel als mogelijk wordt aangesloten op het EU- en nationale doel voor binnenlandse emissies in het kader van het Overeenkomst van Parijs. Bovendien is opgenomen dat een ambitieus ICAO-doel nationaal overgenomen zal worden.” Daarover meldt de brief dat “In ICAO-verband [..] voor de luchtvaart in 2022 een indicatief netto nul CO2-doel [is] afgesproken voor 2050.” (ICAO, 2022). Dit is dan ook het doel waarmee is gerekend in deze studie.

Productie volgt vraag De omvang van de elektriciteitsproductie, de productie van koolwaterstoffen (waaronder de raffinaderijen) en productie en import van waterstof volgt in onze analyse de vraag, uiteraard binnen de veronderstelde beperkingen. Bij de productie van koolwaterstoffen is de veronderstelling dat de export van olieproducten, die nu voornamelijk gericht is op producten voor het wegverkeer, in het kielzog van de elektrificatie van het wegverkeer die ook in het buitenland plaatsvindt langzaam daalt om in 2050 vrijwel geheel te verdwijnen. De productie van koolwaterstoffen is daarmee in 2050 vooral gericht op het verbruik in Nederland, inclusief de nog steeds omvangrijke hoeveelheid grondstoffen voor de organische chemie (verder aangeduid met ‘feedstocks’) en bunkerbrandstoffen voor de lucht- en zeescheepvaart.

Elektriciteitsmarkt De elektriciteitsmarkt is bij uitstek een Europese markt, en laat zich daarom niet goed modelleren op alleen het Nederlandse niveau. In de berekeningen is daarom uitgegaan van resultaten van het Competeselektriciteitsmodel (Özdemir et al., 2020). Dat berekent op Europees niveau de investeringen in en inzet van elektriciteitsproductie, en de bijbehorende elektriciteitsprijzen per uur en import- en exportstromen per land. Het in deze studie gebruikte Competes-scenario is afkomstig uit de KEV2022 en is gebaseerd op het ‘National Trends scenario’ uit (Kättlitz et al., 2022). Het gaat uit van vergaande verduurzaming op Europees niveau, en gaat voor de weerpatronen en vraagpatronen net als OPERA uit van het jaar 2015. OPERA gebruikt – op uurbasis – de elektriciteitsprijzen en import- en exportvolumes uit Competes als invoer

Infrastructuur In alle integrale trajecten naar klimaatneutraliteit neemt de behoefte aan elektriciteitstransport aanzienlijk toe en dus zal de infrastructuur voor elektriciteitsnetwerken moeten worden uitgebreid en versterkt, zowel op landelijk niveau (lokaal, regionaal, nationaal en interconnecties met buurlanden) als op zee, met name in de Noordzee. In deze studie is de infrastructuur grof gemodelleerd op nationaal niveau en worden ruimtelijke aspecten niet in ogenschouw genomen. De berekende uitbreiding van de netten wordt

PBL | 54

achteraf vergeleken met bronnen die meer in detail dan deze studie naar de infrastructuur gekeken hebben, zoals de integrale infrastructuurverkenning (Netbeheer Nederland, 2023), zie paragraaf 7.1.

3

Vraagsectoren

Dit hoofdstuk beschrijft de trajecten naar klimaatneutraliteit voor achtereenvolgens de vraagsectoren industrie, mobiliteit, gebouwde omgeving en landbouw en landgebruik, zoals die gebruikt zijn als invoer voor de berekening van de systeembrede integrale trajecten. De beschrijving en de bijbehorende bevindingen beperken zich tot wat op basis van de sectorale analyses zelf vastgesteld kan worden. Deze analyses zijn verder uitgewerkt in achtergrondrapporten. Wat ontwikkelingen in de sectorale trajecten betekenen voor het (energie) systeem als geheel en omgekeerd, is onderwerp van de integrale analyse in hoofdstuk 6. Dit hoofdstuk gaat hier niet inhoudelijk op in, maar wijst waar relevant wel vooruit naar hoofdstuk 6.

3.1 Industrie 3.1.1

Uitgangspunten

In de achtergrondstudie over de industrie worden drie trajecten naar klimaatneutraliteit in 2050 in detail uitgewerkt (PBL, 2024e). Deze zijn gebaseerd op bestaande plannen en diverse binnenlandse en buitenlandse studies.

Scope De scope van de cijfers in deze paragraaf omvat alleen de bestaande industrie, en niet de toekomstige productie van biogene en synthetische 11 brandstoffen. Omvang en invulling daarvan zijn bepaald als onderdeel van de integrale trajecten, aan de hand van de ontwikkeling van het verbruik van klimaatneutrale brandstoffen en de beschikbaarheid van biogrondstoffen en waterstof. Daarom wordt pas in hoofdstuk 6 bepaald hoe deze productie eruit ziet. In de integrale trajecten in dat hoofdstuk valt deze productie – evenals de conventionele raffinaderijen in deze paragraaf – wel onder de industrie.

Volumeontwikkeling De trajecten voor de bestaande industrie gaan uit van een ongeveer gelijkblijvend of beperkt groeiend productievolume, behalve waar de energietransitie direct leidt tot een dalende vraag naar producten, zoals in de raffinaderijen. Dat is niet vanzelfsprekend omdat met de transitie naar klimaatneutraliteit, in Nederland, Europa en de rest van de wereld, de concurrentieverhoudingen zullen veranderen. Ook veranderen mogelijk consumptiepatronen, door hogere prijzen voor bepaalde producten, of doordat beleid daar bewust op inzet. Ook is beleid – Nederlands en Europees – mede bepalend voor welke industrie binnen Nederland levensvatbaar blijft. Hoe dat beleid vorm krijgt is nog in hoge mate onzeker. In paragraaf 6.6.1 en kader 6.8 wordt aan de hand van de uitkomsten voor de integrale trajecten nader geëvalueerd onder welke omstandigheden verplaatsing of krimp van industriële activiteiten meer of minder voor

11

Met ‘synthetisch’ worden brandstoffen bedoeld die zijn geproduceerd op basis van waterstof. Dit kan gaan om koolstofvrije brandstoffen (ammoniak) of koolstofverbindingen (koolwaterstoffen, methanol) waarbij de koolstof afkomstig is van biogrondstoffen maar de energie van de toegevoegde waterstof.

PBL | 55

de hand ligt of zinvol kan zijn (zie ook SIL(2023)). In 2023 is het EU-ETS aangescherpt waardoor er vanaf 2040 geen emissierechten meer worden verstrekt. Dat wil niet zeggen dat er binnen de industrie na 2040 geen emissies meer kunnen voorkomen, maar dat die moeten worden gecompenseerd door negatieve emissies, binnen de industrie of energiesector. Dit kan bijvoorbeeld door de opslag van biogene CO2 die vrijkomt bij de productie van biobrandstoffen (zie paragraaf 6.4). Figuur 3.1

PBL | 56

3.1.2

Trajecten naar een klimaatneutrale industrie

Tabel 3.1 toont een aantal belangrijke kenmerken van de drie onderscheiden trajecten. Ze vormen plausibele toekomstbeelden met een grote verscheidenheid aan emissiereducerende maatregelen. De verschillen zijn vooral gradueel ten aanzien van het moment waarop industrieën omschakelen naar klimaatneutrale productiemethoden. Tabel 3.1 Kenmerken van drie trajecten richting een klimaatneutrale industrie Centraal traject Alternatief 1: meer fossiel en CCS, minder circulaire grondstof Sluit aan bij bestaande plannen en

Focus op snelle en goedkope re-

middenpaden uit de geraadpleegde

ductie op korte termijn

Alternatief 2: minder fossiel, meer circulaire grondstof Versnelling circulaire industrie

studies Productieniveau: totale vraag

Productieniveau gelijk aan

Productieniveau gelijk aan cen-

naar materialen blijft stabiel. Ver-

centrale traject.

trale traject.

Kenmerken:

Kenmerken:

Kenmerken:

Meer secundaire productie van

Enige toename van toepas-

Ten opzichte van het centrale

plastics, minder primaire produc-

sing recyclaat, maar minder

traject een snellere en meer

tie dan nu. Biogrondstoffen ver-

dan in het centrale tra-

vergaande directe elektrificatie

vangen deels fossiele grondstof

ject. Meer gericht op continu-

(boilers, fornuizen en warmte-

in de chemische industrie. Meer

ering van de huidige

pompen), een sterkere toe-

gebruik van afval voor het maken

processen; grotere inzet van

name van toepassing van

van nieuwe producten, waardoor

de afvang en opslag van CO2

recyclaat en biogrondstoffen,

dus minder afval wordt verbrand.

(CCS) en waterstof geprodu-

minder inzet van CCS en groene

ceerd uit aardgas en restgas-

waterstof dan in de twee an-

sen. Minder en latere

dere trajecten.

geleken met nu wordt een groter deel van de vraag naar materialen wordt ingevuld door hergebruik en recycling, waardoor de primaire productie van materialen stabiel blijft of daalt.

elektrificatie. Aardolieraffinage: 75 procent af-

Omvang van aardolieraffinage

name van de productie tot 2050.

Beperktere afname aardolie-

neemt met 90 procent af tot

Deels omvorming naar biobrand-

raffinage (65 procent afname

2050.

stoffen (o.a. bio-kerosine) en

tot 2050).

synthetische brandstof.

Zoals aangegeven zijn er in de industrietrajecten nog enige restemissies na 2040. In 2050 zijn de emissies van de bestaande industrie afgenomen tot netto ongeveer 0 (zie figuur 3.2). Dat wil zeggen dat onvermijdbare procesemissies en resterende uitstoot bij fossiel plus CO2-afvang en -opslag binnen de industrie worden gecompenseerd door inzet van biogas of biomassa in combinatie met CCS.

PBL | 57

Figuur 3.2

Figuur 3.3 toont per traject de mate waarin maatregelen bijdragen aan de reductie van broeikasgasemissies, in zowel 2035 als 2050. ‘Andere processen’ betreft het afschakelen van onder andere WKK’s, elektriciteitsproductie op basis van hoogovengas en het afschakelen van waterstoffabrieken uit aardgas. Figuur 3.3

PBL | 58

‘Overige maatregelen’ verwijst naar een vermindering van de uitstoot bij gaswinning en afname van de hoeveelheid verbrand afval, en daarnaast maatregelen om de uitstoot van overige broeikasgassen te verminderen. ‘Vraagverandering’ betreft voor het overgrote deel de afbouw van de raffinagecapaciteit. Daarnaast is er een wat kleinere bijdrage van de organische basischemie en een kleine toename door groei van een aantal industriesectoren, als gevolg van de veronderstelde economische groei. De groei is identiek in de drie industrietrajecten. CCS en elektrificatie dragen tot 2035 het meest bij aan de emissiereductie. In 2050 verschilt het sterk per traject, met ofwel meer CCS, ofwel meer andere maatregelen.

Ook vervanging van fossiele grondstoffen voor de organische chemie In de chemische industrie wordt meer dan de helft van de energiedragers niet verbrand, maar als grondstof ingezet, bijvoorbeeld voor plastics of oplosmiddelen. Vanwege de interactie met het energiesysteem zijn ook deze stromen expliciet onderdeel van deze studie. De fossiele grondstoffen worden in de trajecten in toenemende maar wisselende mate vervangen door biogrondstof, plasticrecyclaat en mogelijk ook synthetische grondstof. Recyclaat kan daarbij het productievolume in de chemische basisindustrie verminderen wanneer uit afval plastics worden geproduceerd zonder terug te gaan naar de chemische bouwstenen. Het is echter ook mogelijk om afval chemisch te recyclen, via pyrolyse of vergassing, waarbij grondstof ontstaat die als input kan dienen voor de huidige processen in de basischemie. Het grondstofgebruik van de chemische industrie hangt sterk samen met de brandstofproductie, omdat de grondstof daarvoor nu nog wordt geproduceerd door fossiele raffinaderijen. In de toekomst ligt een dergelijke verwevenheid ook voor de hand, omdat de productieprocessen voor hernieuwbare brandstoffen en grondstoffen (zoals bioraffinage of chemische recycling) vaak zowel producten maken die geschikt zijn als grondstof (zoals nafta) als producten die beter als brandstof kunnen worden gebruikt (zoals kerosine of diesel).

Daarom komt ook synthetische grondstof, als bijproduct van de synthetische brandstofproductie, in twee van de drie trajecten voor. Figuur 3.4 toont op welke manier fossiele grondstoffen in de organische basischemie in de trajecten worden vervangen. Dit is gebaseerd op diverse informatiebronnen zoals beschreven in PBL (2023l). De hoeveelheden zijn omgerekend naar hoeveelheid input in nafta-equivalenten, zodat ook de relatieve omvang van processen die geen nafta als grondstof gebruiken (zoals mechanische recycling) kunnen worden getoond. In alle trajecten neemt het aandeel fossiel af, terwijl de vraag naar organische chemicaliën licht stijgt. Alleen in het tweede alternatieve traject is de hoeveelheid fossiele grondstof in 2050 gelijk aan 0. Een variërend deel van de afname van fossiele grondstof wordt ingevuld door groei van mechanische recycling. Er zijn ook grote rollen voor biogrondstof en chemische recycling. Chemische en mechanische recyclingprocessen stellen verschillende eisen aan het type afval dat zij kunnen verwerken. Dergelijke toenames van recyclinghoeveelheden vereisen naast procesinnovaties waarschijnlijk ook betere inzameling en sortering en materiaalgebruik dat beter is toegerust voor recycling.

PBL | 59

Figuur 3.4 107g_tkn23

3.1.3

Observaties

Basis voor beleid is er, maar er blijven knelpunten Er ligt met het aangescherpte EU-ETS en de nationale CO2-heffing al een basis voor emissiebeprijzing in de industrie, al kan dit worden verbeterd; niet alle emissies worden in voldoende mate beprijsd (PBL, 2023d) en het realiseren van negatieve emissies wordt nog onvoldoende beloond (PBL, 2024e). Ook de verduurzaming van grondstofgebruik kan door beleid worden gestuurd, bijvoorbeeld door een oplopend percentage hernieuwbare of gerecyclede grondstoffen te verplichten in onder andere de chemie. Door het kabinet Rutte IV is een verplichting voor het gebruik van 25-30 procent recyclaat of biobased grondstof in plastics in 2030 aangekondigd, en ook in de EU wordt dit voor verschillende productgroepen voorgesteld, zoals voor plastic verpakkingen maar ook gebruiksproducten (EC, 2022e, 2022d). Het is hierbij verstandig om via regelgeving te sturen op recyclingtechnieken met een zo hoog mogelijke opbrengst, zeker wanneer grondstoffen schaars zijn. Ook de uitstoot van CO2 en methaan bij de winning van fossiele brandstoffen, vaak buiten de EU, en de afdanking van fossiele producten wordt nog onvoldoende beprijsd.

Mogelijk kan dit middels een Carbon Takeback Obligation (CTBO) waarbij producenten of importeurs van fossiele brandstoffen en grondstoffen worden genormeerd op de uitstoot ten gevolge van deze brandstoffen (De Gemeynt & Royal Haskoning DHV, 2022). Infrastructuur kan een bottleneck vormen en vereist langetermijnplanning. Het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat zet in op de infrastructuurversterking met het Programma Infrastructuur Duurzame Industrie (PIDI, 2021). Het proactief in infrastructuur investeren – met name gericht op toekomstige markten – kan ook helpen om investeringen in nieuwe industrie aan te trekken. Vanwege de sterke verbindingen en grensoverschrijdende productieketens loont het om energie-infrastructuur en industriebeleid ten minste met buurlanden af te stemmen, ook voor de lange termijn. Daarnaast kan het ook helpen PBL | 60

om door middel van de structuur van aansluittarieven industriële bedrijven te stimuleren om flexibeler gebruik te gaan maken van het elektriciteitsnet (zie ook paragraaf 4.1.2). Dit kan financieel voordeel opleveren voor bedrijven, investeringen in energieopslag stimuleren en zorgen dat netten efficiënter worden gebruikt. Wanneer een hogere transitiesnelheid in Nederland en Europa dan in andere werelddelen leidt tot hogere kosten voor het bedrijfsleven kan het de concurrentiepositie van de Nederlandse en Europese industrie schaden. Om dit te voorkomen en de transitie niet te vertragen kunnen beleidsinstrumenten zoals een heffing op geïmporteerde emissie-intensieve producten (zoals met het voorgestelde Carbon Border Adjustment Mechanism, zie paragraaf 5.1) worden ingezet. Ook normering van de productie in combinatie met normering van de afname van emissiearm geproduceerde materialen kan (zoals de eerder genoemde normering voor plastics, maar ook normering van de maakindustrie) verder worden uitgewerkt en ingezet voor sectoren waar dat nodig is. Idealiter gebeurt dit in samenwerking en afstemming met andere landen. Een lagere vraag naar producten en materialen kan de verduurzamingsopgave van de industrie vergemakkelijken, omdat dit het beslag op grondstoffen en fossiele of CO2-arme energie vermindert.

Het verhogen van de energie- en materiaalefficiëntie blijft daarom belangrijk, naast het verlengen van de levensduur van producten en het op een andere manier invullen van dezelfde behoeften met minder materiaal. Dat laatste kan bijvoorbeeld door het stimuleren van het delen van producten en door, bijvoorbeeld met normering, overmatig materiaalgebruik te voorkomen. Het huidige systeem van volumedoelen voor afval en van instrumenten, zoals de Uitgebreide Producentenverantwoordelijkheid (UPV), geeft nog onvoldoende prikkels om in het ontwerp, de productie en het gebruik van producten minder grondstoffen te gebruiken of om een langere levensduur van producten te bevorderen. Wanneer beleidsprikkels sterker gericht zijn op dergelijke effecten kan ook emissiereductie sneller tot stand worden gebracht. Belangrijke kanttekening hierbij is het internationale karakter van de productieketens, waardoor de nationale consumptie en nationale productie voor de meeste ketens niet direct met elkaar verbonden zijn.

Diverse onderdelen van de trajecten zijn robuust De trajecten zijn omgeven met stuurbare onzekerheden (hoe zal het beleid eruit zien, waar wordt geïnvesteerd in infrastructuur) en minder goed stuurbare onzekerheden (wat gebeurt er in het buitenland, welke innovatie vindt plaats). Desondanks zijn er enkele robuuste elementen die in alle trajecten terugkomen (voor meer details, zie het achtergrondrapport (PBL, 2024e)): • De industrie zal in alle trajecten op grote schaal elektrificeren, voornamelijk door middel van warmtepompen en e-boilers bij lage- en middentemperatuurwarmte bij met name de productie van papier en karton, voedingsmiddelen en chemische producten. Op wat langere termijn vindt elektrificatie ook plaats bij hogetemperatuurfornuizen, in zowel de chemie en de raffinage als in de metaal- en bouwmaterialenindustrie. Dit alles heeft een toename in het directe elektriciteitsverbruik binnen de industrie met ten minste een factor tweeëneenhalf tot gevolg, en daarmee grote impact op het elektriciteitsnet. • Er is in de komende decennia een blijvende vraag naar CO2-infrastructuur, vooral voor afvang en opslag en later ook voor gebruik van CO2 in de industrie. • Het verbruik van waterstof in de industrie zal naar verwachting groeien en mede door het huidige beleid geleidelijk door groene waterstof worden ingevuld.

Waterstof zal binnen de industrie ook als energiedrager worden ingezet. • Aardgas (als energiedrager en grondstof) en aardolie (als grondstof) blijven tot ten minste 2040 belangrijk in Nederland, mogelijk zelfs tot 2050 (in combinatie met CO2-afvang en -opslag). Ze worden

PBL | 61

voor het overgrote deel geïmporteerd. Op de rol van fossiele energiedragers op lange termijn komen we terug in Hoofdstuk 6.

Hergebruik, recycling en het gebruik van plastic afval als grondstof voor de chemie zijn belangrijk Hergebruik en recycling leiden meestal tot een lagere milieudruk en is daarom voor vrijwel alle industriesectoren belangrijk. Als plastics of organische chemicaliën aan het einde van hun levensduur worden verbrand leidt dat tot CO2-uitstoot. Recycling beperkt niet alleen deze uitstoot, maar ook het verbruik van de fossiele grondstoffen waaruit deze producten nu nog worden geproduceerd en reduceert daarmee ook de uitstoot bij winning en transport ervan, die moeilijk vermijdbaar en controleerbaar is. Daarom draagt recycling in sterke mate bij aan het bereiken van klimaatneutraliteit. Een afvalketen die is ingericht op het stimuleren van recyclingprocessen met zo min mogelijk koolstofverliezen is daarbij zeer behulpzaam. Daarvoor is regelgeving die stuurt op hoogwaardig gebruik van recyclaat, design-for-recycling en onderzoek naar optimale sorteertechnieken nodig. De recycling- en productieketen is zeer internationaal van aard. Het is goed mogelijk dat plasticrecycling in Nederland veel meer of minder groot wordt dan het Europees gemiddelde: Nederland kan bijvoorbeeld met zijn grote chemiesector meer primair en minder secundair plastic zal produceren, terwijl andere delen van de recycling- en productieketen zich mogelijk vooral elders bevinden.

In dat geval zou er minder import van afval of halffabricaten op basis van afval (zoals pellets of pyrolyseolie) nodig zijn. Om dergelijke effecten in de resultaten te voorkomen gaan we in de trajecten echter ervan uit dat Nederland representatief is voor Europa als het gaat om primaire en secundaire productie.

3.2 Mobiliteit Voor de sector mobiliteit zijn aparte trajecten uitgewerkt voor de verduurzaming van het wegverkeer, de luchtvaart, de zeescheepvaart en de binnenvaart (PBL & TNO, 2024). De trajecten voor het wegverkeer hebben betrekking op het personenauto-, bestel- en vrachtverkeer. De scope van de mobiliteitstrajecten is in alle gevallen het energieverbruik van de betreffende vervoerswijze in Nederland. 12 De trajecten per vervoerwijze zijn vervolgens samengebracht tot een totaalbeeld voor de sector mobiliteit, inclusief de uitdagingen die daaruit voortvloeien (PBL & TNO, 2024). In deze paragraaf vatten we de belangrijkste resultaten samen. Voor een uitgebreide beschrijving van de aannames onder en opzet van de trajecten verwijzen we naar (PBL & TNO, 2024) en de rapportages die ingaan op afzonderlijke vervoerswijzen.

3.2.1

Uitgangspunten

Autonome groei van vervoersvolumes in de mobiliteit Bij alle vervoerswijzen wordt een zekere mate van autonome groei verwacht van de vervoersvolumes tot 2050, onder invloed van onder andere de groei van de bevolking en de economie tot 2050. De mate van groei varieert tussen de vervoerswijzen. Dit hangt mede samen met de invloed die de energietransitie heeft op het vervoer, zowel wat betreft de vervoerskosten als het wegvallen van ladingsstromen van fossiele energie(dragers). In de onderliggende studies zijn voor alle vervoerswijzen bandbreedtes geschetst

12

In lijn met de rest van dit rapport hanteren we ook voor de sector mobiliteit de term energieverbruik in Nederland. In dit geval duidt dit op de hoeveelheid energie die in Nederland aan de mobiliteit wordt geleverd. Voor de lucht- en zeevaart gaat dit om gebunkerde brandstoffen die voor het overgrote deel buiten het Nederlandse grondgebied worden verbruikt.

PBL | 62

voor de volumeontwikkeling, die zijn afgeleid van de trends uit de KEV2022 en de WLO-scenario’s (CPB & PBL, 2015; PBL, 2021a). Zoals aangegeven in de uitgangspunten (paragraaf 2.2) is de groei in deze studie voor de integrale analyse gebaseerd op een extrapolatie van de trends uit de KEV2022. Deze groeipaden liggen binnen de bandbreedtes uit de onderliggende studies voor mobiliteit. Enige uitzondering op deze aanpak is de zeescheepvaart, waar de groei van de energievraag is afgeleid van de bandbreedte die uit de onderliggende trajecten komt. Dit wordt hierna toegelicht.

Groei wegverkeer mede het gevolg van elektrificatie wagenpark Bij het wegverkeer is een groei van het aantal voertuigkilometers verondersteld van 37 procent tussen 2015 en 2050 (figuur 3.5). De groei ligt bij bestelautoverkeer wat hoger dan bij het vrachtverkeer. De groei van het wegverkeer is mede het gevolg van de lagere kosten van het autogebruik door de transitie naar batterij-elektrische aandrijving. Elektrisch rijden is per kilometer goedkoper dan rijden op fossiele of hernieuwbare brandstoffen. De lagere gebruikskosten gaan gepaard met een reboundeffect; het autogebruik neemt toe. De omvang van dit reboundeffect is onzeker, maar kan voor het personenautoverkeer op lange termijn oplopen tot zo’n 30 procent. Dit wil zeggen dat 10 procent lagere gebruikskosten resulteren in 3% meer autokilometers. Dit effect is meegenomen in de KEV2022 en daarmee impliciet ook verwerkt in de trajecten voor het wegverkeer. Zoals beschreven in PBL & TNO (2024) is de groei van het wegverkeer geen gegeven en kan die met gericht beleid op het gebied van bijvoorbeeld belastingen, infrastructuur en ruimtelijke inrichting worden beïnvloed, maar dit valt buiten de scope van deze studie. Figuur 3.5

Groei luchtvaart hangt sterk samen met beleidskeuzes rond capaciteit Bij de luchtvaart verwachten we de hoogste autonome groei van het vervoersvolume, ondanks dat die groei enigszins wordt geremd door de hogere kosten van de hernieuwbare brandstoffen die nodig zijn voor de transitie naar klimaatneutraal. De productiekosten van deze brandstoffen kunnen een factor 2 tot 5 hoger liggen dan die van de fossiele brandstoffen die ze vervangen (PBL, 2024b). De omvang van het vervoersvolume in 2050 valt hierdoor naar schatting zo’n 15 procent lager uit dan in een situatie zonder inzet van hernieuwbare brandstoffen. Ook het gebruik van fossiele brandstoffen wordt duurder door de emissiehandelssystemen van de EU (EU-ETS, zie hoofdstuk 5) en vanuit de ICAO (CORSIA). Inclusief deze effecten is voor de groei van het vervoersvolume tussen 2021 en 2050 een bandbreedte geraamd van 20 tot 70 procent. De daadwerkelijke groei van het aantal passagiers en het aantal vluchten hangt samen met beleidskeuzes omtrent groeirestricties. Die bepalen in hoeverre de groei van de vervoersvraag kan PBL | 63

worden geaccommodeerd. In de trajecten voor de luchtvaart is vooralsnog geen rekening gehouden met aangescherpte capaciteitsrestricties. De energie-efficiëntie van de vloot verbetert naar schatting met zo’n 1 à 1,5 procent per jaar. Dit compenseert grofweg de groei van het vervoersvolume. Daarmee resulteert in de jaren 2030-2050 ongeveer hetzelfde energieverbruik als in het jaar 2019 (zie figuur 3.6). In 2020 lag de vraag aanzienlijk lager door de grote impact van de coronacrisis op de luchtvaart, waardoor vergelijken met 2019 relevanter is.

Bunkerbrandstofverbruik zeescheepvaart en binnenvaart neemt af na 2030 Door de energietransitie valt een deel van de huidige aan de zeescheepvaart gerelateerde goederenstromen weg. Momenteel bestaat zo’n 30 tot 40 procent van de op- en overslag van goederen in de Nederlandse zeehavens uit fossiele energiedragers. Deels komen hier nieuwe stromen hernieuwbare energiedragers voor in de plaats. Andere goederenstromen nemen wel toe. De groei van de totale op- en overslag in Nederland is geraamd op 0 tot 45 procent tot 2050. Mede door aangescherpt beleid van de Internationale Maritieme Organisatie (IMO) zal de energie-efficiëntie in die periode met naar schatting 25 tot 40 procent verbeteren. Gecombineerd resulteert dit in een bandbreedte voor de ontwikkeling van het energiegebruik van de zeevaart van en naar Nederland van -18 tot +6 procent. Wat dit betekent voor de vraag naar bunkerbrandstoffen in Nederland is erg onzeker. In de afgelopen 15 jaar is deze vraag gedaald door een teruglopend aandeel van de Nederlandse zeehavens in de mondiale bunkermarkt. Het is denkbaar dat die trend zich doorzet. Een deel van de vraag kan zich verplaatsen naar regio’s waar hernieuwbare energie goedkoper voorhanden zal zijn.

Ook is het goed denkbaar dat schepen in de toekomst vaker moeten bunkeren omdat hernieuwbare brandstoffen een lagere energie-inhoud hebben dan fossiele brandstoffen, maar dit zou (deels) ondervangen kunnen worden door grotere tanks. Tegelijkertijd is het mogelijk dat de Nederlandse zeehavens, en dan met name de haven van Rotterdam, door investeringen die deels al zijn gepland, tot de koplopers kunnen gaan behoren in de verduurzaming van energiedragers voor de zeevaart en daardoor een leidende rol blijven houden in de mondiale bunkermarkt. Voor de zeevaart is daarom een ruime bandbreedte geschetst voor de ontwikkeling van het verbruik van bunkerbrandstoffen, met aan de bovenkant een gelijkblijvend marktaandeel en aan de onderkant een daling tot 2050. De binnenvaart levert met een energiegebruik van ongeveer 40 petajoule een relatief kleine bijdrage aan het totale energieverbruik van mobiliteit in Nederland. Door de energietransitie valt ook in de binnenvaart een deel van de ladingstromen weg. Momenteel is ongeveer 30 procent van het vervoersvolume energie-gerelateerd. In de trajecten gaan we op basis van eerdere scenariostudies uit van een groei van het transportvolume in de binnenvaart van 0,5 tot 1,0 procent per jaar.

De energie-efficiëntie van het vervoer verbetert naar schatting met ongeveer 15-20 procent tot 2050, waardoor het energieverbruik grofweg gelijk blijft (in olie-equivalenten). In deze studie gaan we uit van ongeveer het midden van de bandbreedte voor het gecombineerde verbruik van bunkerbrandstoffen van de zeescheepvaart en de binnenvaart. Dit resulteert in een afname van het bunkerbrandstofverbruik tussen 2020 en 2050 met ongeveer 37 procent (zie figuur 3.6). Deze daling vindt na 2030 plaats.

PBL | 64

Figuur 3.6

3.2.2 Trajecten naar klimaatneutrale mobiliteit Voor iedere vervoerswijze zijn twee trajecten naar klimaatneutraliteit in 2050 uitgewerkt: een ‘technisch innovatief’ en een ‘technisch behoudend’ traject. In het eerste traject ligt de nadruk op gebruik van nieuwe aandrijftechnologie zoals batterij-elektrische aandrijving en gebruik van waterstof en/of synthetische brandstoffen (e-brandstoffen). In het tweede traject ligt de nadruk op bestaande aandrijftechnologie in combinatie met gebruik van biobrandstoffen. Hoe dit concreet uitpakt in de technologiekeuzes verschilt per vervoerswijze. Dit wordt hierna toegelicht.

Elektrificatie in beide trajecten dominant in het wegverkeer In het wegverkeer speelt batterij-elektrische aandrijving in beide trajecten de hoofdrol, maar in het behoudende traject gaat dit langzamer en ligt het tempo en het aandeel van elektrificatie in de voertuigkilometers in 2050 – met name voor het zware vrachtverkeer – lager (zie figuur 3.7). Het tempo van de elektrificatie in het behoudende pad ligt in lijn met de huidige Europese beleidsafspraken over de verkoop van nul-emissie voertuigen en een veronderstelde continuering van de huidige trends in de vervangingssnelheden van de verschillende wagenparken. In het innovatieve traject zijn de ambitieuzere beleidsambities van de kabinetten Rutte III en IV over de verkoop van elektrische auto’s meegenomen en is een hogere vervangingssnelheid verondersteld, zodanig dat in 2050 een volledig nul-emissie wagenpark resulteert (figuur 3.7).

PBL | 65

Figuur 3.7

De inzichten over elektrificatiemogelijkheden in het zware vrachtverkeer ontwikkelen zich snel, maar het blijft de vraag in hoeverre koolwaterstoffen nog een rol zullen spelen in 2050 en of waterstof een rol gaat spelen. In het behoudende traject is verondersteld dat het deel van het wagenpark dat in 2050 nog niet batterij-elektrisch wordt aangedreven (zie ook Figuur 3.7), gebruik maakt van hernieuwbare koolwaterstoffen (biobrandstof of synthetische brandstoffen). In het innovatieve traject is aangenomen dat door versnelde vervanging van het wagenpark in 2050 een volledig batterij-elektrisch aangedreven wagenpark resulteert. Van beide trajecten voor het vrachtverkeer is ook een variant uitgewerkt waarin 20 procent van het nul-emissie zware vrachtverkeer gebruikmaakt van waterstof in plaats van batterij-elektrische aandrijving. Deze varianten zijn echter niet gebruikt in de integrale doorrekening.

Verduurzaming luchtvaart door hernieuwbare kerosine Binnen de luchtvaart is de verwachting dat de verduurzaming vrijwel uitsluitend plaatsvindt door de vervanging van fossiele kerosine door biogene of synthetische kerosine. Een beperkte rol voor waterstof voor de korte afstanden is tegen 2050 denkbaar, maar zal waarschijnlijk in het totale brandstofgebruik nog geen rol van betekenis spelen in 2050 (KiM & TNO, 2022). Alleen in bij gebruik van waterstof zijn aanpassingen nodig aan de vliegtuigen en aan de bunkerinfrastructuur. Batterij-elektrisch vliegen op significante schaal wordt alleen mogelijk geacht op de lange termijn, dat wil zeggen (ver) na 2050. Het innovatieve traject voor luchtvaart veronderstelt een grote rol voor synthetische kerosine, aangevuld met een beperkte rol voor waterstof (oplopend tot 10 procent in 2050). In het behoudende traject is er een hoofdrol voor bio-kerosine en is geen inzet van waterstof verondersteld. Met de verduurzaming van de brandstof wordt de luchtvaart CO2-neutraal, maar niet klimaatneutraal. Naast de uitstoot van CO2 draagt ook de uitstoot van onder andere waterdamp en stikstofoxiden (NOx) en de vorming van condenssporen (contrails) bij aan opwarming van de aarde. Deze uitstoot blijft bestaan bij gebruik van hernieuwbare kerosine.

Ook bij gebruik van waterstof in straalmotoren is nog sprake van NOx-emissies en condensvorming, zij het minder dan bij gebruik van kerosine. Alleen bij gebruik van waterstof in brandstofcellen is het mogelijk om de vorming van condenssporen sterk te verminderen of zelfs PBL | 66

volledig te elimineren (PBL, 2024b). De klimaatimpact van deze andere stoffen dan CO2 is onzeker en hangt samen met factoren als de vlieghoogte, de atmosferische samenstelling en het tijdstip. Vooral op de kortere termijn (periode van 10 jaar) is deze niet-CO2-klimaatimpact potentieel groot (circa 2/3 van het totale bijdrage van de luchtvaart aan de opwarming van de aarde), maar op lange termijn (100 jaar) domineert de uitstoot van CO2 (IPCC, 2023a). Met gericht beleid kan ook de niet-CO2-klimaatimpact van de luchtvaart worden teruggedrongen, bijvoorbeeld door vermijden van luchtlagen waarin condenssporen gevormd worden (PBL & TNO, 2024).

Verduurzaming zeescheepvaart hoofdzakelijk met hernieuwbare brandstoffen In de zeescheepvaart zal de verduurzaming vooral plaatsvinden doordat fossiele brandstoffen worden vervangen door hernieuwbare brandstoffen. Welke brandstoffen dat zijn is nog niet te voorspellen. Momenteel zijn verschillende aandrijftechnologieën in ontwikkeling zoals methanol- en ammoniakmotoren. Ook conventionele verbrandingsmotoren op zware stookolie of diesel zullen een rol blijven spelen, al dan niet in een ‘dual fuel’ configuratie waardoor varen op meerdere typen brandstoffen mogelijk wordt. Alle soorten brandstoffen kunnen qua herkomst biogeen, synthetisch of fossiel zijn, naar gelang de beschikbaarheid en de kosten. Klimaatneutrale methanol en ammoniak voor de zeescheepvaart lijken met een iets betere ketenefficiëntie geproduceerd te kunnen worden dan klimaatneutrale scheepsdiesel, en leggen daardoor bij het zelfde energieverbruik minder beslag op biogrondstoffen en waterstof. Maar ze vergen wel aanpassingen aan de motoren van schepen en aan de brandstofopslag.

Zoals ook beschreven in PBL & TNO (2024) vergt ammoniak de grootste aanpassingen aan de scheepsmotoren, waarbij het tempo van die aanpassingen zeer onzeker is en de ontwikkelingen van schepen op ammoniak – die op dit moment nog in ontwikkeling zijn en nog niet commercieel beschikbaar – zo’n 5 tot 10 jaar achterlopen op de ontwikkelingen van schepen op methanol of op een combinatie van methanol en koolwaterstoffen. Doordat er grote verschillen zijn in energiegebruik tussen scheepstypen naargelang grootte en inzet, neemt een relatief klein deel van de vloot, bestaande uit grote schepen voor de diepzeevaart, een substantieel deel van het energieverbruik voor zijn rekening. Ook met de lage vervangingssnelheden in de zeevaart kan hierdoor richting 2050 toch een substantieel deel van de energievraag uit nieuwe energiedragers zoals ammoniak en methanol bestaan. Hoe groot dit deel is valt op dit moment niet te voorspellen. Behalve voor hernieuwbare brandstoffen is in de kustvaart waarschijnlijk ook een rol weggelegd voor waterstofaandrijving, en ook batterij-elektrisch varen kan op korte afstanden en in specifieke segmenten zoals veerboten een rol gaan spelen in de verduurzaming. Ook is een bescheiden hoeveelheid hernieuwbare elektriciteit nodig voor walstroom in de havens. In termen van energieverbruik gaat dit echter om een minimale bijdrage in het totaal voor de zeevaart.

Gezien de onzekerheid over de toekomstige rol van de verschillende (typen) energiedragers voor de zeescheepvaart zijn twee uitlopende trajecten geschetst voor de toekomstige energiemix. In het innovatieve traject is er een hoofdrol voor synthetische brandstoffen en in het behoudende traject voor biobrandstoffen. Ten behoeve van TVKN zijn deze trajecten verder ingevuld door te veronderstellen dat in het innovatieve traject 60 procent van het energieverbruik uit ammoniak bestaat en een kwart uit methanol. Dit betreft het energieverbruik, en niet het aandeel schepen dat op de betreffende brandstoffen vaart. In het behoudende traject komt het aandeel ammoniak niet verder dan tien procent en dat van methanol tot zestig procent. Deze percentages fungeren in de integrale berekeningen als een maximum (zie ook hoofdstukken 2 en 6).

PBL | 67

Verduurzaming binnenvaart nog in de kinderschoenen De energietransitie in de binnenvaart staat nog in de kinderschoenen. Het ontbreekt aan een beleidskader voor verduurzaming van de vloot. Hoe een klimaatneutrale binnenvaart er in 2050 uitziet valt op dit moment niet te zeggen. Er zijn verschillende technologieën in ontwikkeling en de kosten en praktische toepasbaarheid zijn nog onzeker. We hebben daarom twee uiteenlopende trajecten geschetst voor een klimaatneutrale binnenvaartvloot in 2050. Gezien de kleine omvang van de markt voor nieuwe schepen en motoren achten we het niet waarschijnlijk dat daarbij veel verschillende aandrijftechnologieën en energiedragers met bijbehorende energie-infrastructuur zullen worden ingezet. Dit zou hoge kosten met zich meebrengen. In het innovatieve traject staat nieuwe aandrijftechnologie centraal met een belangrijke rol voor batterijelektrisch varen. Dit vereist forse investeringen in de schepen. De business case voor batterij-elektrisch varen is al ver ontwikkeld en het concept van verwisselbare accucontainers maakt de financiering eenvoudiger. Batterij-elektrisch varen is waarschijnlijk niet voor alle marktsegmenten een reëel alternatief. We verwachten daarom in dit pad ook een grote rol voor waterstof of synthetische brandstoffen in combinatie met verbrandingsmotoren of op termijn mogelijk ook brandstofcellen.

Daarnaast veronderstellen we een klein aandeel biodiesel voor oude schepen en schepen met een hoog energiegebruik. In het behoudende pad is het aandeel batterij-elektrisch kleiner en is biodiesel dominant. Dit vereist beperkte investeringen in de vloot: er wordt grotendeels doorgevaren met huidige aandrijftechnologie.

3.2.3 Observaties Wegverkeer wordt in hoge mate batterij-elektrisch Batterij-elektrische aandrijving is de aangewezen optie voor een klimaatneutrale invulling van het wegverkeer omdat het belangrijke voordelen biedt: het gaat gepaard met een grote efficiëntiewinst, heeft de grootste ketenefficiëntie ten opzichte van andere verduurzamingsopties (biobrandstoffen en synthetische brandstoffen) en legt geen beslag op schaarse biogrondstoffen en waterstof. Wel zijn er nog grote uitdagingen rond bijvoorbeeld de (tijdige) uitrol van laadinfrastructuur, de beschikbaarheid van grondstoffen en materialen en de ontwikkeling van een volwassen tweedehandsmarkt. De bijdrage van waterstof aan de verduurzaming van het wegverkeer is onzeker en hangt mede samen met de verdere ontwikkeling van batterij-elektrische aandrijving voor het zware vrachtverkeer. Deze ontwikkeling is de afgelopen 10 jaar snel gegaan waardoor batterij-elektrische aandrijving voor een steeds groter deel van het zware vrachtverkeer de goedkoopste oplossing lijkt te worden, zonder dat daarvoor grote wijzigingen nodig zijn in de wijze waarop de vrachtwagens ingezet worden (dit betreft vooral de actieradius). Welk deel van de vloot op lange termijn batterij-elektrisch wordt aangedreven, hangt ook samen met het tempo waarin de laadinfrastructuur wordt uitgerold.

De huidige krapte op het elektriciteitsnetwerk kan hier voor vertraging zorgen. Uitrol van waterstof als alternatief vereist dat tijdig beleid wordt ontwikkeld ter voorbereiding hiervan, waaronder rond de benodigde tankinfrastructuur.

Europees beleid bepaalt tempo elektrificatie, nationaal beleid versnelt en faciliteert ontwikkelingen Het Europese bronbeleid voor nieuwe voertuigen bepaalt in hoge mate het ingroeitempo van nul-emissietechnologie in het wagenpark. Dit beleid staat inmiddels grotendeels vast tot en met 2050. Ook legt het Europese beleid randvoorwaarden op aan de inzet van hernieuwbare brandstof in vervoer (zie hoofdstuk 5 en paragraaf 6.7). Nationaal beleid stimuleert en faciliteert de groei van nul-emissietechnologie, reguleert de inzet van hernieuwbare energie en kan daarnaast sturen op de omvang van het verkeer en de keuze van de vervoerswijze. De transitie naar elektrisch rijden zit zeker bij het personenautoverkeer al in de versnellingsfase, waarbij de focus van het nationale beleid steeds meer verschuift van stimuleren (onder andere via subsidies) naar faciliteren (onder andere via tijdige uitrol van de laadinfrastructuur). PBL | 68

Bij het huidige beleid en het daarbij verwachte tempo van uitfasering van auto’s met verbrandingsmotoren ligt de elektrificatie van het wagenpark in 2050 waarschijnlijk nog niet op 100 procent. Dat hoeft niet erg te zijn: kort na 2050 zal het dan waarschijnlijk alsnog bereikt worden, en in 2050 zal het niet resulteren in een hoog brandstofverbruik. Door het substantieel hogere energierendement resulteert de dominante rol voor batterij-elektrische aandrijving in het wegverkeer in een forse daling van het energieverbruik. Potentieel is een verdere besparing mogelijk, bijvoorbeeld door (meer) te sturen op een efficiënte voertuigkeuze of door operationele maatregelen gerichte op hogere bezettings- of beladingsgraden, maar dit blijkt in de praktijk tot nu toe lastig te bewerkstelligen (PBL & TNO, 2024).

Hernieuwbare brandstoffen cruciaal in verduurzaming lucht- en scheepvaart Zoals aangegeven leunt de transitie naar klimaatneutraal in de luchtvaart, de binnenvaart en de zeevaart leunt sterk op de inzet van hernieuwbare brandstoffen. Hoewel er grote onzekerheid bestaat over de exacte toekomstige omvang van de bunkerbrandstofmarkt voor met name de zeevaart in Nederland zal er hoe dan ook een grote markt blijven met een groot verbruik van hernieuwbare brandstoffen. Het is daarom van belang een visie te ontwikkelen op de toekomst van de bunkerbrandstofmarkt en deze te vertalen in een concrete strategie voor de beschikbaarheid van de brandstoffen, waaronder de rol die import en eigen productie hierin (kunnen) spelen. Dit gebeurt idealiter op Europees niveau omdat in alle landen de vraag naar hernieuwbare brandstoffen voor de lucht- en scheepvaart snel zal toenemen. Gezien de grote rol van Nederland in de productie en levering van bunkerbrandstoffen voor de lucht- en scheepvaart kan Nederland hierin ook het voortouw nemen door zelf of met omringende landen een strategie uit te werken. De productiekosten van klimaatneutrale brandstoffen liggen substantieel hoger dan die van fossiele brandstoffen, en schaarste van biogrondstoffen en waterstof kan de marktprijzen verder opdrijven.

Ook de prijzen van fossiele brandstoffen nemen toe door de energietransitie als gevolg van CO2-beprijzing (onder andere via het EU-ETS). Met name in de luchtvaart zijn energiekosten een substantieel deel van de ticketprijs, waardoor hogere energiekosten een dempend effect hebben op de groei van de luchtvaart. Bij goederenvervoer per schip maken de transportkosten maar een beperkt deel uit van de prijzen van de vervoerde goederen, en zijn volume-effecten niet zo voor de hand liggend. Wel valt bij de scheepvaart een deel van de huidige ladingstromen weg. De zeevaart vervoert veel fossiele energiedragers, grofweg 30-40 procent van het tonnage. Dit vervoer zal in de toekomst verdwijnen. Daar komen andere energiedragers voor in de plaats, maar waarschijnlijk resulteert dit per saldo in een lager vervoersvolume..

Transitie naar klimaatneutraal staat voor lucht- en zeevaart nog in kinderschoenen De transitie naar klimaatneutraal staat voor de lucht- en scheepvaart nog aan het begin. Vanwege het internationale karakter van de lucht- en zeevaart bepaalt het internationale beleid in hoge mate het transitietempo. Op mondiaal niveau is sprake een netto nul CO2-doel in of rond 2050 voor zowel de luchtvaart (ICAO, 2022) als de zeescheepvaart (IMO, 2023), maar er is geen mondiale sturing op de wijze waarop die doelen gehaald moeten worden. Bijbehorende beleidsinstrumenten zijn nog niet uitgewerkt (zeescheepvaart) of het ambitieniveau van die instrumenten is niet in lijn met de doelen (CORSIA voor luchtvaart). De IMO komt in 2025 met concrete beleidsvoorstellen voor de instrumentering van het doel voor de zeescheepvaart. Het Europese beleid voor de verduurzaming van de lucht- en zeevaart in de EU is inmiddels vastgesteld en uitgewerkt in concrete beleidsinstrumenten. De intra-Europese luchtvaart maakte al deel uit van het EU-ETS en daar komt nu ook de zeevaart binnen de EU en de helft van de uitstoot op vaarten van en naar de EU bij (zie ook hoofdstuk 5 en paragraaf 6.7). Daarnaast geldt voor beide een verplichting om in toenemende mate hernieuwbare brandstoffen in te zetten. Het verbruik van hernieuwbare brandstoffen voor PBL | 69

de lucht- en zeevaart zal hierdoor snel toenemen, met name in de jaren na 2030. De binnenvaart heeft een klein percentage van het totale energieverbruik van de mobiliteit en er bestaat nog geen beleid of gedeelde visie voor verduurzaming richting klimaatneutraal. Energiebesparing in de vorm van verbeterde energie-efficiëntie van het vervoer kan zowel bij de luchtvaart als bij de scheepvaart een belangrijke rol spelen in het terugdringen van de klimaatimpact. Bij beide vervoerswijzen is er nog een relatief groot potentieel voor verdere verbetering, vooral aan de technische kant maar ook aan de operationele kant. Dit potentieel is grotendeels al verwerkt in de trajecten.

3.3 Gebouwde omgeving Deze paragraaf verkent langs welke routes de gebouwde omgeving in 2050 klimaatneutraal zou kunnen worden. In het achtergrondrapport over de gebouwde omgeving is dit verder uitgewerkt, zie (PBL, 2024f). De gebouwde omgeving gebruikt energie voor verwarming, koeling, elektrische apparaten en processen 13. De directe uitstoot van broeikasgasemissies uit de gebouwde omgeving wordt voor het overgrote deel veroorzaakt door verbranding van aardgas voor het verwarmen van gebouwen en tapwater. Om de gebouwde omgeving klimaatneutraal te maken is dus vooral een warmtetransitie nodig die het huidige gebruik van aardgas in HR-ketels vervangt door klimaatneutrale energiedragers met bijpassende verwarmingsinstallaties. Onderdeel van deze transitie is ook het verminderen van het warmtegebruik door isolatie van gebouwen.

3.3.1

Uitgangspunten

Startanalyse als startpunt De trajecten naar een klimaatneutrale gebouwde omgeving bouwen voort op de resultaten van de Startanalyse aardgasvrije buurten (PBL, 2020c, 2020b, 2021b). Dat is een technisch-economische analyse van de effecten en kosten van opties om gebouwen zonder aardgas te verwarmen. Hierin is per buurt bepaald welke strategie voor aardgasvrij verwarmen de laagste kosten vanuit maatschappelijk perspectief heeft. Energiekosten zijn daarbij gebaseerd op productiekosten, en houden dus geen rekening met de prijsopdrijvende werking van schaarste van hulpbronnen, zoals biogrondstoffen en waterstof, en de concurrentie tussen verschillende sectoren en toepassingen. Hoofdstuk 6 gaat in op de impact van die schaarste.

Scope De sector gebouwde omgeving bestaat uit huishoudens en bedrijven en organisaties in de dienstensector. Figuur 3.8 toont het finaal verbruik van elektriciteit, het verbruik van aardgas, de (netto) geleverde warmte via warmtenetten en de lokaal gewonnen hernieuwbare energie in deze sector. Het aardgasverbruik van de gebouwde omgeving vertoonde in de periode 2000-2021 een dalende trend. Volgens de raming van de Klimaat en Energieverkenning (KEV) 2022 zet die daling bij vastgesteld en voorgenomen beleid richting 2030 door. De directe uitstoot van broeikasgassen daalt daarbij tussen 2020 en 2030 van 22 naar 18 [15-21] megaton.

13

Er wordt onderscheid gemaakt tussen gebouwgebonden en procesgebonden energieverbruik. Bij procesgebonden energieverbruik wordt energie ingezet voor (bedrijfs)processen.

PBL | 70

Figuur 3.8 027g_tkn23

3.3.2 Trajecten naar een klimaatneutrale gebouwde omgeving Uit de resultaten van de Startanalyse zijn vier trajecten naar een klimaatneutrale gebouwde omgeving gedestilleerd (PBL, 2024f). In het traject ‘Energie besparen’ is energiebesparing het belangrijkste uitgangspunt. Het traject ‘Warmtenetten’ benut het potentieel van warmtenetten maximaal. Het traject ‘Klimaatneutrale gassen’ gaat uit van maximale toepassing van hybride warmtepompen. Ten slotte gaat het traject ‘Volledig elektrisch’ uit van volledig elektrisch verwarmen van bijna alle gebouwen. De trajecten hebben sterk verschillende accenten op de technische oplossingsrichtingen: besparing, warmtenetten, klimaatneutrale gassen en elektrificatie, zie tabel 3.2. Deze oplossingsrichtingen verschillen van elkaar op allerlei kenmerken, zoals kosten, benodigde arbeidskrachten, behoefte aan klimaatneutrale energiedragers, het aantal gebouwen waar na-isolatie nodig is, etc. Per locatie kunnen die kenmerken ook nog variëren, afhankelijk van het gebouwtype, de buurt (bijvoorbeeld vanwege de dichtheid van de bebouwing) en regio (nabijheid warmtebronnen). In de trajecten neemt het aantal woningen toe van 7,5 miljoen in 2020 naar 8,9 miljoen in 2050. De gebouwenvoorraad in de dienstensector groeit van 3,1 miljoen woningequivalenten 14 in 2020 naar 3,8 miljoen in 2050.

Tussen 2020 en 2050 komen er netto 1,4 miljoen bewoonde woningen bij en komt er in de dienstensector voor 1,2 miljoen woningequivalenten aan nieuwe gebouwen bij. In alle trajecten is rekening gehouden met een gemiddelde temperatuurstijging in het stookseizoen die is gebaseerd op het GHklimaatscenario van het KNMI (KNMI, 2014).

14

Eén woning is gelijk aan één woningequivalent en gebouwen in de dienstensector worden omgerekend naar woningequivalenten op basis van hun bruto vloeroppervlak. Een woningequivalent is gelijk aan 130 vierkante meter bruto vloeroppervlak (PBL, 2020b). Exclusief 0,7 miljoen woningequivalenten (voornamelijk industriële bedrijfsgebouwen zonder koeling) die niet zijn meegenomen in de Startanalyse aardgasvrije buurten.

PBL | 71

Tabel 3.2 De realisatie van klimaatneutrale verwarming van de bestaande gebouwvoorraad (exclusief nieuwbouw) volgens vier trajecten, in miljoen woningequivalenten Energie

Warmte-

Klimaatneu-

Volledig

besparen

netten

trale gassen

elektrisch

Na-isolatie niet nodig

2,1

3,5

3,9

2,1

Na-isoleren woningen naar schillabel

0

3,9

3,9

0

5,7

0,4

0

5,7

Na-isoleren utiliteit naar schillabel B

2,4

2,4

2,4

2,4

Elektrische warmtepompen

6,4

4,2

0,1

9,8

MT-Warmtenetaansluitingen

1,2

3,0

0,3

0,3

LT-Warmtenetaansluitingen

0,2

0,3

0

0

Hybride warmtepompen

2,4

2,6

9,7

0

Type maatregel

D Na-isoleren woningen naar schillabel B

Energie besparen In dit traject is energiebesparing het belangrijkste uitgangspunt. Dat gebeurt door alle bestaande woningen zo snel mogelijk te isoleren tot de isolatiestandaard 15, bestaande utiliteitsgebouwen te isoleren tot schillabel B en de resterende warmtebehoefte in de bestaande bouw tegen de laagste kosten in te vullen met elektrische warmtepompen (in 6,4 miljoen woningequivalenten), warmtenetaansluitingen (1,4 miljoen woningequivalenten) en hybride warmtepompen (in 2,4 miljoen woningequivalenten en met 60 petajoule klimaatneutraal gas). Ongeveer een kwart van de nieuwbouw wordt aangesloten op een warmtenet en de rest wordt verwarmd met elektrische warmtepompen.

Warmtenetten Het warmtenettentraject benut het potentieel van warmtenetten maximaal, en daarmee energiebronnen die anders onbenut zouden blijven, zoals middentemperatuur (MT) en lagetemperatuur (LT) restwarmte, geothermie en aquathermie. Benutting van middentemperatuurwarmte is het goedkoopst in combinatie met matige isolatie van gebouwen. Warmtenetten met LT-bronnen kunnen 0,3 miljoen woningequivalenten in de bestaande bouw verwarmen. Het aantal woningequivalenten met een warmtenetaansluiting in de bestaande bouw neemt toe van 0,9 miljoen in 2030 naar 1,9 miljoen in 2040 en 3,3 miljoen in 2050. Van de resterende bestaande gebouwvoorraad worden dan uiteindelijk 4,2 miljoen woningequivalenten verwarmd met elektrische warmtepompen en 2,6 miljoen met hybride warmtepompen waarvoor 86 petajoule klimaatneutraal gas nodig is. Ongeveer twee derde van de nieuwbouwwoningen en de helft van de nieuwbouw in de dienstensector wordt aangesloten op een warmtenet. De rest van de nieuwbouw wordt volledig elektrisch verwarmd.

15

De isolatiestandaard is ontwikkeld om gebouweigenaren een referentie te geven voor wat als goede en ‘toekomstvaste’ woningisolatie kan worden beschouwd (BZK, 2021a). ‘Toekomstvast’ betekent dat later bij aansluiting op duurzame bronnen met een lagere temperatuur niet nogmaals geïsoleerd hoeft te worden en dat ingrijpende aanpassing van de warmteafgiftesystemen zoveel mogelijk wordt voorkomen. De Standaard ligt voor vooroorlogse woningen ruwweg bij schillabel D en voor naoorlogse woningen ruwweg bij schillabel B (BZK, 2021b). Voor de berekeningen is verondersteld dat de isolatiestandaard voor woningen ongeveer overeen komt met schillabel B.

PBL | 72

Klimaatneutrale gassen Dit traject gaat uit van een maximale toepassing van hybride warmtepompen. Het aantal woningequivalenten met een hybride warmtepomp in de bestaande bouw loopt op van 1,5 miljoen in 2030, naar 4,8 miljoen in 2040 en 9,7 miljoen in 2050. Bestaande warmtenetten blijven in dit traject in gebruik tot het eind van hun technische levensduur. Bij deze aanpak is minder na-isolatie nodig. In dit traject wordt nieuwbouw zoveel mogelijk verwarmd met hybride warmtepompen. De overige nieuwbouw wordt verwarmd met volledig elektrische warmtepompen of warmtenetten. In 2050 is 189 petajoule aan klimaatneutraal gas nodig. Het is echter zeer onzeker of er zoveel klimaatneutraal gas beschikbaar zal zijn voor de gebouwde omgeving (zie paragraaf 6.6).

Volledig elektrisch Het vierde traject gaat uit van volledig elektrisch verwarmen van vrijwel alle gebouwen. Het aantal woningequivalenten in de bestaande bouw dat voorzien is van een volledig elektrische warmtepomp neemt toe van 1,5 miljoen in 2030 naar 6,0 miljoen in 2040 en uiteindelijk 9,8 miljoen in 2050. Gebouweigenaren kunnen meestal zelf bepalen wanneer ze gebouwmaatregelen uitvoeren, zoals na-isolatie tot schillabel B en aanpassing van radiatoren, ventilatiesystemen en kooktoestellen. Ze zijn dan niet afhankelijk van collectieve besluitvorming over warmtenetten en hebben geen last van onzekerheid over de beschikbaarheid van groengas en waterstof. Daar staat tegenover dat toepassing van warmtepompen kan worden belemmerd of vertraagd in gebieden waar verzwaring van het elektriciteitsnetwerk niet tijdig wordt gerealiseerd. Bestaande warmtenetten blijven ook in dit traject in gebruik tot het eind van hun technische levensduur. In nieuw gebouwde woningen en utiliteitsgebouwen wordt vanaf 2020 alleen volledig elektrische verwarming toegepast, tenzij nieuwbouw plaatsvindt in een buurt waar al een warmtenet aanwezig is. Voor elk traject ligt de CO2-uitstoot van de gebouwde omgeving uiterlijk in 2050 op nul en is geschat hoe snel de benodigde maatregelen kunnen worden uitgevoerd in de anno 2019 bestaande bouw.

Alle nieuwe woningen en utiliteitsgebouwen beschikken bij oplevering meteen over een klimaatneutraal verwarmingssysteem. Na-isolatie van bestaande woningen is vaak nodig om een alternatief voor de aardgasgestookte cv-ketel te kunnen toepassen. In de trajecten vindt na-isolatie dan ook plaats op het moment dat de cv-ketel wordt vervangen. Alleen voor het traject ‘Energie besparen’ is een hoger isolatietempo aangenomen omdat dit traject energiebesparing als hoofddoel heeft. Voor de utiliteitsbouw gaan alle trajecten uit van een constant isolatietempo tussen 2020 en 2050, zodat alle gebouwen in 2050 minimaal schillabel B hebben. In de Startanalyse aardgasvrije buurten wordt de toepasbaarheid van lage-temperatuurwarmtepompen gekoppeld aan isolatie tot minimaal schillabel B, maar de inzichten hierover lijken te verschuiven. Volgens recent onderzoek zijn lage-temperatuurwarmtepompen ook toepasbaar in veel minder goed geïsoleerde woningen, mits de bestaande radiatoren voldoende gedimensioneerd zijn (Pothof et al., 2022).

PBL | 73

3.3.3

Observaties

Grote spreiding in kosten en baten van technieken Voor de warmtetransitie op de lange termijn is een verscheidenheid van de eerder besproken oplossingsrichtingen vereist. Er bestaat onzekerheid over het toekomstige potentieel en de kosten hiervan en er is een grote spreiding in de kosten en baten van technieken, veroorzaakt door fysieke verschillen tussen gebouwen, verschillen in stookgedrag en lokale omstandigheden. Dat zorgt er voor dat niet één aardgasvrij verwarmingssysteem overal de goedkoopste optie is, maar dat dat per locatie steeds een ander systeem kan zijn.

Beleidsprogramma versnelling verduurzaming gebouwde omgeving Het kabinet-Rutte IV heeft in het coalitieakkoord een pakket maatregelen aangekondigd om de Nederlandse klimaatdoelen te halen. Het Beleidsprogramma versnelling verduurzaming gebouwde omgeving (BZK, 2022) bevat plannen om de verduurzaming van woningen en utiliteitsgebouwen te versnellen met een mix van normering, beprijzing, financiering, subsidiëring en ondersteuning. De prioriteit in de aanpak ligt op energiebesparing. Het beleid loopt zowel via een gebiedsgericht spoor, waarin wijken planmatig verduurzaamd en uiteindelijk aardgasvrij gemaakt worden, als via een spoor dat gericht is op individuele gebouwen en gebouweigenaren.

Gemeenten hebben regierol, maar veel plannen zijn nog niet concreet De gemeenten hebben de regierol gekregen bij de warmtetransitie. Alle gemeenten hebben in de jaren 2020 tot 2022 een Transitievisie Warmte opgesteld, waarin zij de gemeentelijke plannen voor verduurzaming van de gebouwde omgeving in kaart hebben gebracht. Een analyse van de bestaande lichting Transitievisies Warmte laat zien dat veel plannen nog niet concreet en hard zijn gemaakt (PBL, 2023e). Gemeenten die aan de slag zijn met de uitvoering van de warmtetransitie van de gebouwde omgeving ervaren knelpunten ten aanzien van de beschikbaarheid van kennis en capaciteit, en hebben behoefte aan veranderingen in beleid of wet- en regelgeving (PBL, 2022c). Zolang onduidelijk is in welke buurten welke verwarmingstechnieken zullen worden toegepast, blijft het onzeker welke verduurzamingsmaatregelen gebouweigenaren het beste kunnen nemen en hoe de behoefte aan infrastructuur zich zal ontwikkelen. Dat maakt het moeilijk om investeringsbeslissingen te nemen.