Onderzoek Trajectverkenning Klimaatneutraal 2050.pdf

Aan de voorwaarden voor snelle uitrol van warmtenetten is nog niet voldaan Het Beleidsprogramma versnelling verduurzaming gebouwde omgeving heeft als doelstelling voor 2030 om in de bestaande bouw 500 duizend nieuwe aansluitingen op een warmtenet te realiseren. Volgens de KEV 2023 wordt dit aantal niet gehaald. Aan de voorwaarden voor een snelle uitrol van warmtenetten is nog niet voldaan, mede door onzekerheid over de business case voor warmtebedrijven. Er is lang gewerkt aan nieuwe wet- en regelgeving voor warmtenetten. Het wetsvoorstel voor de Wet collectieve warmte (Wcw) stelt voor dat het college van burgemeester en wethouders de bevoegdheid krijgt om een warmtebedrijf aan te wijzen dat tot taak heeft om in bepaald gebied een collectieve warmtevoorziening aan te leggen en te exploiteren. Een meerderheidsbelang in de warmtebedrijven komt in publieke handen. Met die wijziging krijgen gemeenten meer invloed op het beheer van warmtenetten, maar dragen publieke partijen ook grotere financiële risico’s. Bestaande warmtebedrijven maken bezwaar tegen de beslissing dat publieke partijen een meerderheidsbelang krijgen. Ze stellen dat investeren in nieuwe publieke warmtenetten voor hen niet interessant is (PwC, 2022). Er bestaat een risico op vertraging van de uitrol van warmtenetten omdat het niet bevorderlijk is als bestaande, ervaren partijen zich daaruit terugtrekken.

Een andere grote voorgestelde wijziging is dat de warmteprijs niet langer wordt afgeleid van de aardgasprijs (volgens de Niet-Meer-Dan-Anders methodiek) maar van de werkelijke productiekosten van warmte plus een redelijk rendement voor warmteleveranciers. Die wijziging leidt tot een meer directe relatie tussen de kosten en opbrengsten van een PBL | 74

warmtenet, wat de zekerheid vergroot dat warmtebedrijven hun investeringen kunnen terugverdienen. Voor de warmte-afnemers blijft er onzekerheid bestaan over de warmteprijs. De opbouw van de kosten wordt transparanter, maar de nieuwe methodiek kan tot verschillen in de warmteprijs leiden die afhankelijk zijn van de lokale omstandigheden.

Trage besluitvorming heeft een prijs Om kansrijke warmtenetten te kunnen ontwikkelen is het van belang dat snel duidelijk is waar warmtenetten komen. Als het lang duurt voordat er duidelijkheid is, wordt het lastiger om ze te realiseren omdat gebouwen dan al individueel kunnen zijn verduurzaamd met isolatie en (gedeeltelijke) elektrificatie (PBL, 2022a). Trage besluitvorming heeft dus een prijs. Als een keuze voor een collectieve warmteoplossing op zich laat wachten, dan blijft automatisch het individuele spoor over en kunnen de totale kosten op een specifieke locatie hoger worden. Als er een willekeurige ruimtelijke spreiding ontstaat van hybride warmtepompen (die een gasnet nodig hebben), volledig elektrische warmtepompen (die juist geen gasnet nodig hebben maar wel een verzwaard stroomnet) en warmtenetaansluitingen, dan betekent dat voor het gasnetwerk dat de huidige landelijke dekking behouden moet blijven om alle resterende afnemers te kunnen blijven bedienen. Die afnemers moeten dan (veel) meer gaan betalen om een rendabele exploitatie mogelijk te maken. Klanten met een hybride warmtepomp zien het voordeel van een lagere gasrekening dan deels wegvallen door hogere aansluitkosten. Dat is te voorkomen door een andere financiering van gasnetwerken en/of door ruimtelijke coördinatie bij het opheffen van aansluitingen (per wijk of per gebied).

Klimaatneutraliteit vraagt om diepgaande veranderingen De opgave om de gebouwde omgeving klimaatneutraal te laten worden vraagt om veranderingen in de samenleving en het sectorbeleid (PBL, 2023a). Het is vaak onzeker welke maatregelen genomen kunnen worden en wat de kosten en effecten daarvan zijn. Er zijn niet alleen technische aanpassingen nodig, maar ook veranderingen van het gedrag van eigenaren en gebruikers van woningen en utiliteitsgebouwen. Die verschillen onderling sterk in hun (financiële) mogelijkheden, kennis en motivatie.

Zicht op het totale effect op de energierekening ontbreekt Beprijzing kan investeringen in verduurzaming (zoals in warmtepompen en isolatie) aantrekkelijker maken, maar hogere energieprijzen kunnen ook tot koopkrachtvermindering en een toename van energiearmoede leiden. Om alle burgers, bedrijven en organisaties handelingsperspectief te geven is beleid nodig dat is afgestemd op hun financiële draagkracht en hun verduurzamingsmogelijkheden. Zij krijgen onder andere te maken met aanpassingen van de energiebelasting, het nieuwe emissiehandelssysteem ETS2 (zie hoofdstuk 5), de bijmengverplichting voor groengas en aanpassingen van de nettarieven. De toekomstige ontwikkeling van de marktprijzen voor energie en de ETS2 prijs is onzeker. Zicht op het totale effect op de energierekening ontbreekt (PBL, 2023f).

PBL | 75

3.4 Landbouw, landgebruik en glastuinbouw Deze paragraaf beschrijft hoe de landbouw, het landgebruik en de glastuinbouw zich tot 2050 zouden kunnen ontwikkelen op een wijze die past in een klimaatneutrale samenleving. Voor de landbouw en het landgebruik zijn daarvoor een drietal trajecten uitgewerkt. In de achtergrondstudie over deze sectoren worden deze trajecten in meer detail beschreven (PBL, 2024d). In deze studie omvat de sector landbouw de veehouderij en de akker- en tuinbouw (met uitzondering van de glastuinbouw). De glastuinbouw wordt in deze studie apart beschreven. Dit wijkt dus af van de indeling in de jaarlijkse Klimaat- en Energieverkenning, waar de glastuinbouw onderdeel is van de sector Landbouw. Voor deze sector is verondersteld dat deze in 2050 (of mogelijk al eerder) klimaatneutraal is. In de landbouw is niet het energieverbruik maar zijn allerlei biologische processen de voornaamste bron van broeikasgasemissies, vooral in de vorm van methaan (uit dieren en mest) en lachgas (uit mest, kunstmest en bodems). Deze emissies zijn sterk verbonden aan bepaalde activiteiten, zoals het houden van vee. De emissies per dier kunnen weliswaar worden verminderd, maar niet geheel worden vermeden. Landgebruik omvat de emissies uit en CO2-vastlegging in bodem en vegetatie (agrarisch, stedelijk, natuur) inclusief de bosbouw.

In principe kan koolstof worden opgeslagen door bossen en in beperkte mate in landbouwgronden, maar in Nederland veroorzaakt de landgebruikssector momenteel netto CO2-uitstoot, vooral door de ontwatering van veengronden. Het Nederlandse bosareaal is te klein om dit te kunnen compenseren. De landbouw- en landgebruikssector is daarmee de enige sector waarbij op voorhand vaststaat dat broeikasgasemissies niet tot netto nul teruggebracht kunnen worden zonder zeer grote structurele ingrepen in omvang van de productie en aard van het landgebruik. Deze emissies moeten dus elders worden gecompenseerd. Zoals aangegeven in Hoofdstuk 1 en verder uitgewerkt in hoofdstuk 6 gaan we in deze studie uit van compensatie in andere sectoren binnen Nederland.

3.4.1

Uitgangspunten

Beleid In de trajecten voor de landbouw is rekening gehouden met het ingezette beleid zoals dat is beschreven in het achtergrondrapport (PBL, 2024d). Er is verondersteld dat dit beleid vanaf 2030 steeds meer gaat verschillen tussen de trajecten, in overstemming met de verhaallijnen, zie paragraaf 3.4.2.

Reductiedoelstelling Als reductiedoelstelling voor grondgebonden landbouw en landgebruik hanteren we 30 tot 50 procent in 2050 ten opzichte van 2015. Dit is gebaseerd op een technische achtergrondstudie van de Europese Commissie behorende bij de klimaatplannen voor 2030 en 2050 (EC, 2018). Daarin wordt uitgegaan van een mogelijke daling van de niet-CO2 emissies uit de landbouwsector met circa 30 tot 45 procent in 2050 ten opzichte van 2015. Verder stelt de Commissie dat de CO2-emissies van landbouwbodems (vooral afkomstig uit veengronden) sterk verminderd zouden moeten worden en dat de CO2-vastlegging door bossen en ander landgebruik met bijna 25 procent zou moeten toenemen. Hierdoor zou op Europees niveau de combinatie van de sectoren Landbouw en Landgebruik vanaf ongeveer het jaar 2035 klimaatneutraal kunnen worden. De verwachting is dat pas na 2025 duidelijk is wat de Europese doelstelling is voor de Nederlandse landbouw- en landgebruikssector in 2035 en daarna. PBL | 76

We gaan uit van bewezen technieken De landbouw- en landgebruikstrajecten gaan uit van de verdere ontwikkeling van technieken en innovaties die zich al in de praktijk hebben bewezen. Er wordt niet gespeculeerd op het op grote schaal beschikbaar komen van doorbraaktechnologieën, zoals grootschalige productie van kweekvlees of methoden om emissies door pensfermentatie geheel te voorkomen. Wel gaan ze uit van trendmatige verbeteringen, zoals een verdere stijging van de melkproductie per koe. Ook is verondersteld dat de landbouwsector waar mogelijk meer gaat bijdragen aan de circulaire economie, vooral door de levering van biogrondstoffen.

Maatregelpakketten houden rekening met haalbaarheid en maatschappelijke doelen Bij de samenstelling van de maatregelpakketten die zijn verondersteld in de verschillende trajecten is rekening gehouden met economische aspecten, technische haalbaarheid en bredere maatschappelijke doelen, zoals biodiversiteit en dierenwelzijn. Er is geen uitgebreide economische analyse gemaakt. Er zijn uiteraard andere keuzes mogelijk. Ook zijn er forse onzekerheden in het effect op broeikasgasemissies van de verschillende maatregelen (voor meer details, zie het eerdergenoemde achtergrondrapport).

3.4.2 Trajecten die passen in een klimaatneutrale samenleving De trajecten zijn uitgewerkt langs twee assen (zie tabel 3.3). De eerste as representeert de mate waarin technologische oplossingen worden ingezet om broeikasgasemissies uit de landbouw en het landgebruik te beperken. De tweede as betreft de mate van aanpassing van de landbouwstructuur en het grondgebruik: sterke aanpassing van deze structuur (met onder andere verdere verkleining van de veestapel, extensivering van een deel van de landbouwgronden en een groter areaal natuur) versus een zo beperkt mogelijke aanpassing van de landbouwstructuur en het grondgebruik. Omdat de combinatie van beperkte aanpassing van de landbouwstructuur en weinig technologische oplossingen om broeikasgasemissies te reduceren grotendeels overeen komt met de huidige situatie, leidt dit tot een drietal te onderzoeken trajecten. In Klimaat Basis worden de emissies vooral beperkt door inzet van technologische oplossingen. In de trajecten Klimaat Plus en Natuur & Klimaat is sprake van een forse aanpassing van de landbouwstructuur. In Klimaat Plus wordt dit gecombineerd met technologische oplossingen, in Natuur & Klimaat vooral met oplossingen gericht op natuur en biodiversiteit (zie ook tabel 3.3).

Ontwikkeling landgebruik Tot 2030 is verondersteld dat het landgebruik zich ontwikkelt in overeenstemming met het voorgenomen beleid. Na 2030 is in Klimaat Basis een beperkte uitbreiding van het areaal bos en natuur verondersteld, overeenkomend met de ambitie van de bossenstrategie (LNV, 2020). In de andere twee trajecten wordt een forse uitbreiding verondersteld, ongeveer conform het scenario ‘Natuurinclusief’ van de Natuurverkenning 2050 (Breman et al., 2022), waarbij in Klimaat Plus de nadruk ligt op het meer scheiden van landbouw en natuur, terwijl in Natuur & Klimaat de nadruk juist meer ligt op verweving van natuur met extensievere landbouw. Verder is het beheer in een deel van de bossen in Klimaat Plus meer op de houtproductie (en andere producten) gericht dan in Natuur & Klimaat. Er is verondersteld dat zowel bij nieuw bos als (omgerekend) bij vrijstaande bomen er afhankelijk van het beheer een vastlegging plaatsvindt van 9 tot 12 ton CO2 per ha per jaar in vegetatie en bodems (PBL, 2024d). De verstedelijking en de uitbreiding van natuurgebieden zal bijna geheel plaatsvinden ten koste van het areaal landbouwgrond. Hierdoor daalt het areaal landbouwgrond met 6 procent in Klimaat Basis en 14 procent in Klimaat Plus en Natuur & Klimaat. Omdat de veestapel met name in deze twee laatste trajecten ook fors daalt, gaat de daling vooral ten koste van het areaal grasland.

In Klimaat Plus stijgt het areaal bouwland zelfs licht; dit zou bijvoorbeeld kunnen ten koste van het areaal tijdelijk grasland.

PBL | 77

Tabel 3.3 De drie uitgewerkte trajecten voor landbouw en landgebruik Veel management en technologische oplossingen Beperkte aanpassing landbouwstructuur

Forse aanpassing landbouwstructuur

Klimaat Basis • Gematigde krimp van dierlijke productie en veestapel (zie figuur 3.9) • Inzet van emissiereducerende technologieën. • Boeren worden beloond voor vermindering van emissies door overheid en bedrijfsleven. Toezicht hierop deels via ketenpartijen. • Beperkte aanpassingen in landgebruik. Klimaat Plus • Focus op forse reducties van broeikasgasemissies, streven naar oplossing gericht op efficientie door inzet technologische oplossingen. • Forse krimp veestapel. • Minder focus op andere doelen. • Hogere productie biogrondstoffen uit Nederlandse landbouw. • Groter areaal bos en overige natuur • Nationale overheid aanjager, veel via regelgeving en vergoedingen.

Weinig technologie/ Natuurlijk systeem staat voorop Geen traject, want zou grotendeels status quo betekenen.

Natuur & Klimaat • Forse krimp veestapel, extensivering. • Veel aandacht voor biodiversiteit, dierenwelzijn en landschappelijke kwaliteit. • Daling graslandareaal op veengrond, deels voortzetting landbouw met hogere grondwaterstand en lagere intensiteit. • Groter areaal bos en overige natuur. • Gebieden/regio’s/provincies zijn aanjager, in combinatie met ketenpartijen.

De krimp van de veestapel De ontwikkeling van de omvang van de veestapel bepaalt in belangrijke mate de omvang van de broeikasgasemissies (methaan). In de jaren tot 2030 (mogelijk doorlopend tot 2035 of later) gaat de omvang van de veehouderij in Nederland waarschijnlijk afnemen (zie figuur 3.9). De bepalende krachten hierin zijn onder andere het stikstofbeleid (met de daarbij behorende bedrijfsbeëindingsregelingen) en het vervallen van de derogatie van de nitraatrichtlijn, waardoor er veel minder dierlijke mest mag worden toegepast. Ook zal het nationale mestplafond in 2025 met circa 10 procent worden verlaagd tot een maximale nationale mestproductie van 440 miljoen kg stikstof (LNV, 2022). Verder wordt mogelijk de afroming bij overdracht van productierechten verhoogd (LNV, 2023), waardoor de omvang van de veestapel langzaam daalt. In de trajecten Natuur & Klimaat en Klimaat Plus is mogelijk sprake van generieke korting van productierechten.

PBL | 78

Figuur 3.9

Mestgebruiksnormen gaan omlaag De hoeveelheid stikstof die via mest en kunstmest aan bodems wordt toegediend bepaalt in belangrijke mate de omvang van de lachgasemissies. Daarnaast treden in stallen en mestopslagen lachgasemissies op, en zijn ook veengronden een bron. In Nederland is de omvang van het gebruik van dierlijke mest en van kunstmest wettelijk gereguleerd door(mest)gebruiksnormen en fosfaat- en stikstofgebruiksnormen. Deze normen volgen deels direct uit de implementatie van de Nitraatrichtlijn, en meer indirect uit de Kaderrichtlijn water. Tot 2023 maakte Nederland gebruik van de mogelijkheid tot derogatie van de Nitraatrichtlijn om op bedrijven met veel grasland meer stikstof via dierlijke mest toe te kunnen dienen (namelijk 250 kg per ha) dan de standaardnorm van 170 kg per ha. Vanwege overschrijdingen van normen voor grond- en oppervlaktekwaliteit heeft de Europese Commissie in 2022 besloten om de derogatie niet verder te verlengen. Dit betekent dat de mestgebruiksnormen in de periode 2023-2026 geleidelijk verlaagd worden tot 170 kg per ha. Ook dienen de stikstofgebruiksnormen in zogeheten ‘nutriënten-verontreinigde gebieden’ 20 procent lager te zijn. Er is verondersteld dat in het traject Klimaat Basis de stikstofgebruiksnormen beperkt worden aangescherpt, alleen voor zover het mogelijk is om met precisiebemesting dezelfde opbrengsten te realiseren.

Bij Klimaat Plus worden de normen iets verder aangescherpt, en in Natuur & Klimaat nog iets meer. In dit traject worden lagere gewasopbrengsten geaccepteerd om de uitspoeling verder te beperken. Tot slot wordt verwacht dat met name in de trajecten Klimaat Plus en Natuur & Klimaat het areaal vlinderbloemige akkerbouwgewassen toeneemt, evenals het areaal klavergrasland. Hierdoor is minder kunstmeststikstof nodig.

PBL | 79

Mestoverschot De afgelopen decennia was er in Nederland sprake van een mestoverschot, dat wil zeggen dat er meer mest wordt geproduceerd dan er binnen de gebruiksnormen kan worden toegediend in de landbouw. Om de mest toch af te kunnen voeren wordt daarom de meeste pluimveemest buiten de Nederlandse landbouw afgezet; zo wordt een deel verbrand in biomassacentrales. Ook wordt een aanzienlijk deel van de varkensmest geëxporteerd. Het vervallen van de derogatie in 2026 zou bij gelijke mestproductie leiden tot een grote druk op de mestmarkt. Omdat in Klimaat Plus en Natuur & Klimaat de veestapel tot 2050 verder afneemt kan in deze trajecten alle mest binnen de voor deze trajecten veronderstelde gebruiksnormen in de Nederlandse landbouw worden afgezet. Alleen in Klimaat Basis wordt in 2050 nog steeds een deel van de pluimveemest buiten de Nederlandse landbouw geplaatst.

Aanpak methaanemissies Bij herkauwers, en in mindere mate bij varkens, is vertering van voer in pens en darmstelsel de belangrijkste bron van methaanemissie. Er wordt daarom veel onderzoek verricht naar manieren dit te verminderen (Schuttelaar & Partners, 2021; Vellinga & Groenestein, 2023) waaronder 1) aanpassing van de veevoersamenstelling, 2) gebruik van bepaalde toevoegmiddelen aan veevoer, en 3) het selecteren van melkvee met een lagere methaanemissie per kg melk. Zoals is toegelicht in het achtergrondrapport, worden deze opties in verschillende mate toegepast in de verschillende trajecten. Methaanemissies uit mest zijn momenteel verantwoordelijk voor ruim 30 procent van de totale methaanemissie uit de veehouderij. Er is de afgelopen jaren weinig concreet gebeurd om de methaanemissie uit stallen te verminderen. Wel is er onderzoek verricht. Voor de trajecten Klimaat Basis en Klimaat Plus wordt aangenomen dat in 2050 90 procent van de stallen ‘integraal duurzaam’ zijn waardoor de methaanemissie met ongeveer 56 procent daalt. Verder is aangenomen dat in deze twee trajecten in 25 procent van de varkensstallen ook de stallucht wordt gezuiverd om methaan af te vangen. In het traject Natuur & Klimaat wordt verondersteld dat er wat minder dieren in integraal duurzame stallen worden gehouden omdat er meer scharrelvarkens zijn, en kleinere, meer extensieve rundveebedrijven.

Glastuinbouw: constant areaal verondersteld Voor de Nederlandse glastuinbouw zijn er geen kwantitatief ingevulde trajecten opgesteld, maar is alleen verkend welke richtingen voor klimaatneutraliteit het meest kansrijk lijken. Er is aangenomen dat het huidige glastuinbouwareaal ongeveer gelijk blijft. Sommigen plaatsen vraagtekens bij het bestaansrecht van de Nederlandse glastuinbouw in de toekomst, bijvoorbeeld vanwege het beslag op arbeidspotentieel en de inzet van arbeidsmigranten (SDO, 2024). Vooralsnog wijst de praktijk uit dat er voor veel producten mogelijkheden zijn voor concurrerende teelt in Nederland. Daarbij speelt ook een rol dat veel concurrerende landen met andere knelpunten te maken hebben, zoals beperkte toegang tot water en geavanceerde technologie. Arbeid is in een aantal concurrerende landen wel veel goedkoper, en de arbeidsintensiteit in de glastuinbouw is erg hoog. Automatisering biedt dan de mogelijkheid om concurrerend te blijven. Er is weliswaar onderzoek gedaan naar (doorbraak)technologieën die leiden tot minder ruimtegebruik, zoals ‘vertical farming’, maar voorlopig lijken toepassingsmogelijkheden hiervoor beperkt. De verregaand geoptimaliseerde conventionele kassen vormen daarom het uitgangspunt voor het toekomstbeeld. Wel zijn diverse vormen van energiebesparing en verduurzaming van de warmtevoorziening mogelijk.

PBL | 80

Huidige situatie Volgens het CBS bedroeg het aardgasverbruik door de Nederlandse glastuinbouw in 2021 ruim 123 petajoule. Dat is ongeveer 10 procent van het totale Nederlandse verbruik in 2021. De afgelopen decennia heeft de Nederlandse glastuinbouw op diverse manieren energiebesparing gerealiseerd, waaronder de inzet van flexibele aardgasmotoren voor warmte-kracht-koppeling (WKK). Een groot deel van de aardgasconsumptie van de glastuinbouw wordt dan ook omgezet in elektriciteit voor netlevering en eigen verbruik. Deze (flexibele) energievoorziening is in de huidige situatie economisch zeer aantrekkelijk en goed inpasbaar in de bedrijfsvoering.

Belang van energiebesparing Er zijn diverse maatregelen waarmee verder op warmte of elektriciteit kan worden bespaard. Momenteel gaat er veel aandacht uit naar schermen en LED-belichting. Het is daarmee ook mogelijk om binnen het huidige type kassen nog energiebesparing te realiseren. Nieuwbouw of renovatie van kassen met nieuw type glas biedt eveneens perspectief op energiebesparing. Recenter zijn er ook technieken beschikbaar gekomen die de luchtvochtigheid in kassen effectief en energiezuinig beheersen zoals de warmtepomp met terugwinning van latente warmte. Met inzet van dergelijke maatregelen kan er een aanzienlijke energiebesparing gerealiseerd worden. Voor deze studie is verondersteld dat 35 procent het huidige energieverbruik kan worden bespaard (Velden & Smit, 2017).

Invulling warmtevoorziening Ook bij verregaande energiebesparing blijft er behoefte aan warmte en elektriciteit in de Nederlandse glastuinbouw. Op een termijn tot 2050 zal naar verwachting een mix van technieken ingezet kunnen worden om in de warmtebehoefte te voorzien zoals geothermie, (grootschalige) warmtenetwerken op (rest)warmte van diverse (industriële) bronnen, elektrificatie middels warmtepompen met diverse technische configuraties (vooral met warmte-koude opslag) en eventueel e-boilers. De lokale beschikbaarheid van de warmtebronnen zal belangrijk zijn voor de precieze invulling. Voor WKK-gasmotoren lijkt er geen rol te zijn weggelegd. Het is weliswaar mogelijk die te verduurzamen met hernieuwbare brandstoffen als biogas of waterstof, maar die brandstoffen zijn schaars. CO2 is als meststof essentieel in de huidige bedrijfsvoering en zal dat naar verwachting blijven. Momenteel is de meeste CO2 afkomstig van de eigen stookinstallatie, maar bij de overgang op aardwarmte of omgevingswarmte zal vooral CO2 vanuit externe bronnen nodig zijn. De beschikbaarheid hiervan zal echter minder zijn en de kosten hoger (zie paragraaf 6.6.4). De resultaten van de integrale trajecten wijzen op een grote rol voor geothermie, maar mogelijk ook voor benutting van omgevingswarmte door warmte-koude-opslag; dit is verder beschreven in paragraaf 6.6.

3.4.3 Observaties De restemissies van broeikasgassen in de sectoren Landbouw en Landgebruik liggen in de beschreven trajecten in 2050 gezamenlijk tussen ruim 9 en ruim 12 megaton CO2-equivalenten, ten opzichte van bijna 23 megaton nu (zie figuur 3.10). Verreweg het grootste deel hiervan komt uit de sector Landbouw.

PBL | 81

Figuur 3.10

Methaanemissies De daling van de methaanuitstoot in Klimaat Basis is voor ongeveer twee derde te danken aan technische maatregelen in stallen, mestopslag en -verwerking en via veevoer en additieven, en voor één derde aan het kleinere aantal dieren. In de twee andere trajecten is de daling (die forser is dan in Klimaat Basis) grotendeels het gevolg van het kleiner aantal dieren (zie figuur 3.11). Figuur 3.11

Lachgasemissies Al voor 2030 daalt de hoeveelheid stikstof die in de vorm van dierlijke mest mag worden toegediend sterk als gevolg van het vervallen van de eerdergenoemde derogatie voor melkveebedrijven. Ook dalen de stikstofgebruiksnormen in een deel van Nederland (nutriënten-verontreinigde gebieden). Deze combinatie leidt tot een forse daling in alle trajecten van de toediening van dierlijke mest en kunstmest op PBL | 82

landbouwgronden. In Klimaat Basis verandert er niet veel meer na 2030. In Klimaat Plus en Natuur & Klimaat zet de daling van de aanvoer van stikstof voort. Dit komt deels door de verdere verkleining van de veestapel, de veronderstelde lagere stikstofgebruiksnormen, de teelt van vlinderbloemigen en de daling van het landbouwareaal. Dit alles leidt tot een daling van de lachgasemissies van ruim 1 megaton CO2-equivalenten in het traject Klimaat Basis en ongeveer 2 megaton in de andere twee, waarbij in Klimaat Plus en Klimaat Basis nitrificatieremmers ook een rol spelen. In het traject Natuur & Klimaat worden géén nitrificatieremmers toegepast. Hierdoor is de emissie van lachgas iets hoger dan in Klimaat Plus, ondanks dat de stikstoftoediening via mest en kunstmest ongeveer hetzelfde is. Door de daling van het areaal veengronden dat in cultuur is, daalt ook de lachgasemissie uit veengronden.

CO2 -uitstoot en -vastlegging De vermindering van de netto CO2-emissies is vooral te danken aan het andere beheer van veengronden (minder CO2-uitstoot) en de aanleg van bossen (meer CO2-vastlegging). Voor beide ingrepen zijn wel forse maatregelen nodig, zoals verhoging van de grondwaterstand, toepassing van waterinfiltratie en het uit cultuur nemen van landbouwgronden. In alle drie de trajecten blijft er een netto-uitstoot van CO2 door landgebruik in 2050 doordat veengronden (en andere gronden) blijven emitteren, waarbij dit onvoldoende gecompenseerd kan worden door het extra bos- en natuuroppervlak. Ondanks alle maatregelen is het dus niet mogelijk om op netto nul uit te komen in 2050, laat staan dat landgebruik een sink wordt, zoals in veel andere Europese landen.

Bouwland beschikbaar voor andere teelten Omdat er minder snijmaïs nodig is voor de melkveehouderij, is er ook minder bouwland nodig om dit te telen. Ook is er in de trajecten Klimaat Plus en Natuur & Klimaat minder grasland nodig. Tegelijk daalt het totale landbouwareaal. Onder de streep neemt het areaal bouwland waarop andere teelten mogelijk zijn ten opzichte van 2021 toe met circa 35.000 hectare (dit is circa 6 procent van het huidige bouwlandareaal exclusief snijmaïs) in Klimaat Basis en met circa 100.000 hectare (17 procent) in de andere twee trajecten. Het zal vooral van de marktomstandigheden afhangen welke producten hierop geteeld gaan worden. In theorie kunnen dit gewassen zijn die als biogrondstoffen kunnen worden gebruikt, maar omdat die in de praktijk vaak een lage financiële opbrengst per hectare hebben kiezen Nederlandse akker- en tuinbouwers eerder voor gewassen die meer opbrengen, zoals groentegewassen, aardappelen en pootgoed. Dit zou tot ruimte op landbouwgrond elders in Europa kunnen leiden, waar dan wel de benodigde gewassen voor biogrondstoffen kunnen worden geteeld (zie ook paragraaf 4.2). Daar zijn de grondprijzen en arbeidskosten veelal lager, waardoor de teelt daar soms wel lonend kan zijn, afhankelijk van stimuleringsregelingen, zoals bijmengverplichtingen.

Biodiversiteit De trajecten Klimaat Plus en Natuur & Klimaat leiden vergeleken met het traject Klimaat Basis waarschijnlijk tot meer biodiversiteit in Nederland, omdat er een aanzienlijk areaal landbouwgrond in meer natuurlijk beheerd gebied (inclusief bos) wordt omgezet. Het effect op biodiversiteit en doelbereik van de Vogel- en Habitatrichtlijn is echter niet onderzocht in deze studie. In het traject Natuur & Klimaat neemt ook het extensief beheerde areaal landbouwgrond toe, deels met het oog op het verbeteren van de biodiversiteit. Ook zal de veronderstelde ‘groen-blauwe dooradering’ een positief effect hebben. Verder zullen niet alleen de broeikasgasemissies afnemen in de trajecten, ook de emissies van stikstof naar de lucht en naar grond- en oppervlaktewater zullen verminderen, wat kan bijdragen aan herstel van biodiversiteit. Wel bestaat bij vernatting van veen het risico dat de uitspoeling van fosfaat toeneemt.

PBL | 83

Glastuinbouw Voor de glastuinbouw zijn er voldoende technische mogelijkheden om klimaatneutraal te worden. Geothermie en omgevingswarmte, gecombineerd met energiebesparing, zijn daarbij belangrijke opties. De onderlinge verhoudingen van deze technieken zijn onzeker, maar afhankelijk van de context van de verschillende trajecten wordt een bepaalde techniek meer of minder toegepast. De rol van biomassa, biogas en waterstof lijkt beperkt te zijn binnen de toekomstige energievoorziening in de glastuinbouw: de beschikbaarheid ervan is beperkt en andere sectoren hebben geen alternatieven voor deze energiedragers (zie ook Hoofdstuk 6). WKK-installaties zullen veel minder rendabel worden. De rol van (traditionele) WKK lijkt daarmee sterk af te nemen op de lange termijn.

4

Aanbodsectoren

Zoals beschreven in hoofdstuk 2.1 is de analyse gestart met een inventarisatie van de bandbreedtes van de maximale beschikbaarheden uit de aanbodsectoren. Daarbij is rekening gehouden met het haalbare uitroltempo van de benodigde winnings- en conversietechnieken. De aanbodsectoren omvatten de elektriciteitsproductie, incl. flexibiliteit en infrastructuur (paragraaf 4.1), biogrondstoffen (paragraaf 4.2) en waterstof (paragraaf 4.3). De warmtevoorziening is geen aparte aanbodsector, maar is altijd onderdeel van andere sectoren. Hoofdstuk 6 behandelt de warmtevoorziening binnen de context van het gehele energiesysteem. Onderstaande paragrafen zijn gebaseerd op uitgebreide achtergrondrapporten waarin alle details zijn terug te vinden. Hier wordt alleen de belangrijkste informatie beschreven die van belang is voor de integrale analyse in hoofdstuk 6.

4.1 Elektriciteit In het toekomstige klimaatneutrale energiesysteem zullen de productie en het verbruik van elektriciteit sterk toenemen en tevens zal het patroon van verbruik en productie sterk veranderen. Deze paragraaf gaat in op deze veranderingen in het elektriciteitssysteem aan de hand van de literatuur. Een en ander wordt uitgebreid beschreven in het achtergrondrapport over de elektriciteitssector (TNO, 2024b).

4.1.1

Maximaal vermogen en productie

Maximaal vermogen zon-PV en windenergie Tabel 4.1 geeft een overzicht van inschattingen van het maximale vermogen voor zon-PV en voor windenergie op land en op zee. Deze zijn grotendeels gebaseerd op de update van ‘Towards a sustainable energy system for the Netherlands in 2050’ (TNO, 2022c). In de tabel is ook aangegeven welke waardes als maximum zijn gehanteerd in de integrale berekeningen in hoofdstuk 6 (en die ook zijn opgenomen in tabel 2.1 in hoofdstuk 2). Tabel 4.1 Maximaal vermogen zon-PV en windenergie in GW op basis van scenario-studies en wat is gebruikt in deze studie Jaar Zon-PV Wind op land Wind op zee Scenario- TVKN Scenario- TVKN ScenarioTVKN TVKN studies studies studies default hoog 2030 30-41a 41 7,8a 7,8 11,5-14,5a 13 14,5

PBL | 84

2040 2050

63-78a 78 7,8-10a 8,9 36-45a 40,5 45 a a 107-132 132 7,8-12 9,9 40-70a,g 70g 180-370b 8c-16d 59-99f 99 a (TNO, 2022c). b (Berenschot & Kalavasta, 2020). De ondergrens is zon-PV op land, de bovengrens is inclusief zon-PV op zee. c (Turkenburg, 2022a). d (CE Delft, 2017) en (Berenschot & Kalavasta, 2020). e (DNV GL, 2020) en (Berenschot & Kalavasta, 2020). f (Taminiau & van der Zwaan, 2022). Dit zijn technische potentiëlen. g De bovengrens van 70 GW sluit aan bij de ambities van het beleid (EZK, 2022c, 2023c).

In de integrale analyse rekenen we voor de maximale vermogens van zon-PV met de bovenwaarde van de schatting van TNO. Dat is weliswaar optimistisch, maar daar staat tegenover dat deze schatting alleen betrekking heeft op zon-PV op land waarbij dus geen rekening is gehouden met zon-PV op zee. In de tabel is daarom ook een schatting opgenomen voor het maximale vermogen in 2050 inclusief zon-PV op zee, gebaseerd op Berenschot en Kalavasta (2020). Het huidige TRL-niveau van zon-PV op zee is laag (4 tot 5) en daarmee is dat hoge potentieel in 2050 erg onzeker. Voor 2030 is de ambitie vanuit het beleid om te komen tot 3 GW zon-PV op zee, maar ook dat is verre van zeker (PBL, 2023c). Voor wind op land zijn steeds de middenwaardes van TNO gebruikt, en is verder niet gerekend met hogere of lagere waardes aangezien de bijdrage van wind op land aan de elektriciteitsproductie beperkt is. Voor wind op zee gaan we voor 2030 en 2040 in de meeste trajecten – de default-waardes uit tabel 4.1 – uit van een maximaal vermogen dat overeenkomt met de middenwaardes uit de TNO-studie. Dit is mede ingegeven door het groeipad tot 2050. Voor dat jaar gaan we uit van een ontwikkeling tot maximaal 70 GW, wat aansluit bij de ambities van het beleid (EZK, 2022c, 2023c).

Hieruit volgt een maximale structurele groei van gemiddeld 2,7 GW per jaar tussen 2030 en 2040 en gemiddeld bijna 3 GW per jaar tussen 2040 en 2050. De KEV 2022 gaat voor 2029 en 2030 uit van respectievelijk 9,8 en 15,8 GW en voor 2031 van 21 GW. Dat impliceert een groei van 6 GW in 2029 en ruim 5 GW in 2030, terwijl het in de jaren daarvoor 2 GW of minder is. Los van de vraag of 6 GW realistisch is, maar wel in het licht van het gehele groeipad naar 2040 en 2050 toe, gaan we ervan uit dat een dergelijke groei niet structureel zal zijn. De KEV hanteert daarom ook een ondergrens van 11,8 GW in 2030, veel lager dan de ambities van het beleid tot 21 GW voor dat jaar. Ook voor 2040 zijn de beleidsambities met 50 GW zeer hoog; daarom is gerekend met ruim 40 GW in 2040 in lijn met de genoemde meer realistische structurele groei van 2,7 GW tot 2040 op basis van de TNO-studie. De hoge schattingen voor wind op zee in 2050 tot 99 GW zijn technische potentiëlen uit Taminiau en van der Zwaan (2022) op basis van factoren zoals het toekomstige vermogen van windturbines, de beschikbare ruimte op zee en het aantal turbines per oppervlakte-eenheid; de ‘wind power density’ (uitgedrukt in MW/km2).

In drie van de integrale trajecten is gekeken naar de impact op het energiesysteem van de hogere bovengrens van 99 GW (zie kader 6.6 in paragraaf 6.5.2) waarbij voor 2030 en 2040 de bovenwaardes van TNO zijn gehanteerd.

Maximaal vermogen kernenergie Voor wat betreft het aandeel kernenergie gaan we in de berekeningen uit van moderne 3e generatie kerncentrales zoals bijvoorbeeld de EPR (European Pressurised Reactor). Daarvan is er één in 2023 in het Finse Olkiluoto in bedrijf gegaan, en worden er momenteel eenheden gebouwd in Flamanville in Frankrijk en Hinkley Point in het Verenigd Koninkrijk. Nieuwere concepten zijn op zijn vroegst in 2040 of 2045 commercieel beschikbaar. Voorbeelden zijn SMRs (Small Modular Reactors) en Thorium reactoren (EZK, 2022d; Turkenburg, 2022b). De uiteindelijke rol van deze laatste types in de elektriciteitsvoorziening

PBL | 85

hangt onder andere af van de verdere technische ontwikkeling, de toekomstige kosten, de inpasbaarheid in het energiesysteem en de maatschappelijke acceptatie (zie ook paragraaf 6.5.2). In deze studie is op basis van het coalitieakkoord uit 2021 (EZK, 2023a) uitgegaan van een maximale inzet van kernenergie van 3,5 GW voor zowel 2040 als 2050. Dit komt overeen met twee EPRs, plus de bestaande centrale in Borssele. Het NPE (EZK, 2023e) gaat uit van 3,5 tot 7 GW kernenergie in 2050. Net als voor wind op zee is apart onderzocht wat de impact kan zijn van meer kernenergievermogen op het energiesysteem (zie kader 6.6 in paragraaf 6.5.2).

Aandeel van andere bronnen blijft naar verwachting beperkt CO2-vrije of -arme elektriciteit kan ook geproduceerd worden door gas- en kolencentrales met CCS, met biogrondstoffen (optioneel met CCS voor negatieve emissies) of met groene of blauwe waterstof (en daarop gebaseerde synthetische brandstoffen zoals ammoniak). Deze centrales zullen uiteindelijk weinig vollasturen hebben en vooral worden ingezet op pieklastmomenten (zie ook paragraaf 6.5.2 en figuur 6.18). Tot slot zijn er nog technologieën zoals getijde-energie, golfenergie, osmose en diepe geothermie voor elektriciteitsproductie. Deze technologieën zijn in eerdergenoemde studies en ook in deze studie verder niet onderzocht, maar een deel hiervan zal mogelijk op termijn kosteneffectief zijn en daarmee een bijdrage kunnen leveren aan de elektriciteitsvoorziening. Het aandeel zal echter klein zijn vanwege de beperkte fysieke beschikbaarheid ervan in Nederland.

Omvang productie in Nederland wordt mede bepaald door ontwikkelingen in Europa Het Nederlandse elektriciteitssysteem staat niet op zichzelf, maar is sterk geïntegreerd in de Europese elektriciteitsmarkt. Niet alleen het Nederlandse verbruik, maar ook de productie en het verbruik in de rest van Europa bepalen de Nederlandse productiecapaciteit en productie. Ook in andere landen zal het elektriciteitsgebruik sterk toenemen en het aandeel van wind- en zonneenergie in de elektriciteitsproductie groeien. Uitbreiding van de interconnectie tussen landen maakt de uitwisseling van elektriciteit over grotere geografische gebieden mogelijk, en helpt om tekorten en overschotten aan elektriciteit uit zon en wind op te vangen. De scenario’s in het Ten Year Network Development Plan (TYNDP) uit 2022 van de koepel van Europese netbeheerders (Kättlitz et al., 2022) illustreren dat Nederland waarschijnlijk netto exporteur zal zijn door het grote potentieel voor windenergie op de Noordzee. Maar gezien alle onzekerheden is het nu niet mogelijk om precies aan te geven hoe de Nederlandse elektriciteitsproductie zich zal verhouden tot die van de rest van Europa. De elektriciteitsmarkt is dermate verweven dat het Nederlandse beleid afgestemd moet worden op het beleid van andere landen en van de Europese Unie.

4.1.2 Flexibiliteit Soorten flexibiliteitsopties De afstemming tussen elektriciteitsverbruik en productie in een klimaatneutraal energiesysteem is een grote opgave. In het huidige energiesysteem wordt dit met name gerealiseerd door op- en afregeling van elektriciteitscentrales op brandstoffen (regelbaar vermogen) en uitwisseling van elektriciteit met het buitenland. In de toekomst zal de inzet van meer en andere flexibiliteitsopties nodig zijn om die afstemming te bewerkstelligen. Tabel 4.2 geeft een beknopt overzicht van flexibiliteitsopties, hun eigenschappen en hun mogelijke rol binnen het energiesysteem. Hier gaan we op een aantal opties in meer detail in. PBL | 86

Tabel 4.2 Flexibiliteitsopties en hun rol in het energiesysteem FlexibiliteitsVoorbeelden Eigenschappen en rol in energiesysteem optie ElektriciteitsNetverzwaring en interMaakt uitwisseling van lokale overschotten en tekorten monetten connectie gelijk, binnen en buiten Nederland. Betere netwerkverbindingen over grotere afstanden zorgen ervoor dat verbruiks- en productiepatronen over een groter gebied uitmiddelen, en ook flexibiliteitsopties die verder weg zijn gebruikt kunnen worden. Daardoor zijn minder lokale flexibiliteitsmaatregelen nodig. Investeringen in netwerkcapaciteit zijn daarmee complementair aan andere flexibiliteitsopties (Özdemir et al., 2022).. ElektriciteitsOpslag en teruglevering Batterijen en CAES zijn kapitaalintensief. Vooral geschikt voor opslag door batterijen, comfrequente afwisseling van relatief kortdurende overschotten pressed air energy stoen tekorten (uren tot dagen). rage (CAES) Elektrisch ver- Aanpassen laadgedrag, Als opslag, maar minder flexibel en minder betrouwbaar voer en mogelijk terugleveren door eisen vanuit de vervoersfunctie. Voordeel is dat het weiaan het net nig extra investeringen vereist. Vraagsturing: Flexibel op- en afregelen Voor het opvangen van overschotten en vooral tekorten, ook elektrolysers waterstofproductie in voor langere periodes.

Vereist voldoende opslag van wateren waterstof- combinatie met waterstof en/of flexibiliteit bij de verdere toepassing van waterstof opslag stofopslag (voor synthetische brandstoffen en industriële processen). 1 petajoule waterstofproductie komt overeen met ongeveer 1,4 petajoule elektriciteit. Vraagsturing Overdimensionering Vooral om tekortperiodes te overbruggen, ook langere, mits industrie: processen om dezelfde de bedrijfsvoering dat toelaat. Vereist extra investeringen in flexibilisering productie in minder vol- (delen van) de industriële productiecapaciteit. Inzet kan variprocessen lasturen te realiseren. eren per proces, afhankelijk van verhouding tussen meerkosAfschakelen productie. ten, de waarde van extra flexibiliteit en de prijs van het product. Vraagsturing Hybride (brandstof/elek- Vooral om (ook langere) tekortperiodes te overbruggen. De industrie: hytriciteit) warmteproduc- processen die de warmte gebruiken kunnen gewoon door bride warmte- tie blijven draaien. Meerinvesteringen beperkt tot de warmtevoorziening productie. 1 petajoule brandstof spaart bij industriële ketels ongeveer 0,9 petajoule elektriciteit uit, bij industriële warmtepompen slechts ongeveer 0,25 petajoule elektriciteit. AanbodstuAfschakeling windmoBij overschotten, voor zover andere opties qua vermogen of ring: lens en zonnepanelen te overbruggen periode ontoereikend zijn.

Behoeft geen inCurtailment vesteringen, wel opbrengstderving. AanbodstuCentrales op brandstofEssentieel voor overbruggen van langere tekortperiodes en ring: fen (groengas, aardgas, grotere tekorten (‘dunkelflautes’), wanneer elektriciteitsopPieklastcenwaterstof, biogrondstof- slag en vraagsturing niet toereikend zijn. Vereist voldoende trales fen) grote voorraden van de gebruikte brandstoffen. 1 petajoule brandstof levert 0,35 tot 0,5 petajoule elektriciteit op. AanbodstuOp- en afregelen proDe regelbaarheid en gegarandeerde inzetbaarheid van de ring: ductie elektriciteitsproductie maakt de behoefte aan andere flexopKernenergie ties (opslag, vraagsturing, pieklastcentrales) voor met name tekortsituaties kleiner. Kernenergie kan het aantal vollasturen van elektrolysers en terugregelbare industriële processen verhogen (zie ook kader 6.6).

PBL | 87

Elektriciteitsnetten Elektriciteitsnetten maken uitwisseling van lokale overschotten en tekorten mogelijk, binnen en buiten Nederland. Betere netwerkverbindingen over grotere afstanden zorgen ervoor dat verbruiks- en productiepatronen over een groter gebied uitmiddelen, en ook flexibiliteitsopties die verder weg zijn gebruikt kunnen worden. Daardoor zijn minder lokale flexibiliteitsmaatregelen nodig. Investeringen in netwerkcapaciteit zijn daarmee complementair aan andere flexibiliteitsopties (Özdemir et al., 2022). Belangrijk daarbij is de verbinding tussen windparken op zee en elektrolysers. De lengte en het aantal van die verbindingen kunnen deels worden beperkt door elektrolysers op zee bij windparken te plaatsen, of in de kustgebieden. Maar daarnaast zijn er ook extra hoogspanningsverbindingen dieper landinwaarts en uitbreiding en verzwaring van regionale elektriciteitsnetten noodzakelijk. Netverzwaring is vaak complex en tijdrovend, en biedt daarom minder soelaas voor de korte termijn. Andere opties doen dat wel (zie tabel 4.2). Hoe dan ook is bij alle flexibiliteitsopties voldoende en tijdige aanleg van de benodigde infrastructuur – van aansluiting van wind-op-zee en uitbreiding van het hoogspanningsnetwerk tot verzwaring van het laagspanningsnet – een noodzakelijke voorwaarde, zie ook paragraaf 4.1.3.

Elektriciteitsopslag Er zijn verschillende vormen van opslag van elektriciteit. Op Europees niveau is waterkracht belangrijk voor het opslaan van grote volumes energie voor een langere periode. Binnen Nederland is dit niet echt relevant, maar via de handel in elektriciteit met het buitenland speelt het wel een rol. Opslag kan ook met batterijen of gecomprimeerde lucht (CAES, compressed air energy storage). De investeringskosten voor batterijtechnologieën, zoals lithium-ion, vanadium redox en loodzuur, dalen relatief snel. Dit betekent dat ze op de lange termijn een groter economisch potentieel hebben. Batterijen kunnen relatief beperkte volumes aan energie opslaan. Het stimuleren van onderzoek, ontwikkeling en demonstratieprojecten kan bijdragen aan innovatie en verdere kostendaling. Onderzoek naar en schaalvergroting van batterij-technologie kunnen de kosten helpen verlagen, maar voor grootschalige en langdurige opslag blijven de kosten van batterijen naar verwachting relatief hoog, omdat bij langdurige opslag, naast de energieverliezen die bij de laden en ontladen optreden, de vaste kosten slechts in een beperkt aantal laad-/ontlaadcycli kunnen worden terugverdiend.

Ook elektrische voertuigen, met name als ze elektriciteit kunnen terugleveren aan het net (voertuig-naarnet/verhicle-to-grid), kunnen een rol spelen in het kort tot middellang opslaan van energie in beperkte volumes. Voertuig-naar-net zal deels concurreren met andere opslag.

Vraagsturing Vraagrespons omvat verschillende mogelijkheden om het gebruik van energie aan te passen. Vermindering van het elektriciteitsverbruik door middel van afschakeling of terugregeling kan zowel op korte als lange termijn plaatsvinden en kan zowel contractueel als op vrijwillige basis gebeuren. De beschikbare potentiëlen en de bijbehorende kosten van afschakeling zijn echter onzeker of zelfs onbekend (TNO, 2024b). Een andere vorm van vraagrespons is vraagverschuiving. Hierbij wordt het gebruik van energie verschoven naar een ander moment in de tijd. Hoewel er theoretisch potentieel is, zijn er veel praktische barrières die de effectiviteit beperken.

PBL | 88

Daarnaast zorgt de elektrificatie van allerlei toepassingen voor nieuwe mogelijkheden. Groene waterstofproductie met elektrolysers heeft met name op de langere termijn, tussen 2040 en 2050, een groot potentieel, afhankelijk van de binnenlandse productie van groene waterstof. Elektrificatie van het warmtegebruik kan in een hybride configuratie met brandstofketels terugregelen bij tekorten en in combinatie met warmteopslag tijdelijke overschotten van duurzame elektriciteit benutten (zie paragraaf 3.3 en paragraaf 6.5.3). Elektrificatie van het wegverkeer heeft mogelijk een groot potentieel, bijvoorbeeld door slim laden waarbij het laden vooral plaatsvindt op momenten dat de productie van elektriciteit hoog is.

Aanbodsturing Het afschakelen van wind en zon biedt soelaas als andere flexibiliteitsopties niet toereikend zijn om overschotten op te vangen. Pieklastcentrales op brandstoffen zijn alleen nodig wanneer andere opties niet toereikend zijn om tekortsituaties op te vangen. Beide staan vanwege de grote energieverliezen achteraan in de voorkeursvolgorde. Elektrolysers, waterstofopslag en pieklastcentrales vormen samen een vorm van elektriciteitsopslag. Dit biedt de mogelijkheid om grote volumes energie voor langere tijd op te slaan, maar gaat gepaard met forse omzettingsverliezen bij zowel de productie van groene waterstof als bij de inzet van waterstof voor elektriciteitsproductie.

Alle flexibele opties dragen bij aan de systeembalans De verschillende scenariostudies die de laatste jaren zijn verschenen over het toekomstige energiesysteem geven geen eenduidig beeld over de rol van de onderscheiden flexibiliteitsopties (zie bijvoorbeeld (TNO, 2023a) en paragraaf 7.1). Wel eenduidig is dat naarmate het verbruik van elektriciteit hoger is als gevolg van een grotere productie van groene waterstof, de bijdrage aan de systeembalans door een flexibele inzet van elektrolysers – mits de capaciteit toereikend is – groter zal zijn (zie ook paragraaf 6.5.3). Verder laten de studies, inclusief deze, zien dat alle opties in meer of mindere mate een rol spelen. Gegeven de verschillende eigenschappen van de flexibiliteitsopties, zoals volume, de periode waarvoor ze inzetbaar zijn en de kosten (zie tabel 4.2) is dit ook niet verwonderlijk. Er is geen ‘silver bullet’ voor de invulling van de benodigde flexibiliteit; alle opties dragen bij aan de systeembalans. Of de verschillende opties in de praktijk daadwerkelijk een rol kunnen spelen hangt ook af van de inrichting van de markt, prijsprikkels zoals de tarieven die gelden voor de verschillende opties en de mogelijke beperkingen van de netwerkinfrastructuur.

Belemmeringen in de uitrol en opschaling van flexopties vragen om aanvullend beleid Het wegnemen van knelpunten voor de realisatie van infrastructuur - zoals bij de vergunningverlening, in de regulering en bij de beschikbaarheid van personeel - is noodzakelijk maar niet voldoende. Aanvullend beleid dat zorgt voor prikkels in de vorm van tarieven en prijzen die schaarstes in tijd en plaats weerspiegelen en toegang tot de intra-day-markt en de onbalansmarkt voor alle flexibiliteitsopties zijn belangrijk voor een aantrekkelijk verdienmodel voor de verschillende flexibiliteitsopties. Voor vraagrespons moeten elektriciteitsverbruikers zich bewust worden van de mogelijkheden en bestaande gewoonten aanpassen. Informatievoorziening kan hier een rol bij spelen.

4.1.3

Infrastructuur

Netverzwaring is noodzakelijk om netcongestie te voorkomen Naar verwachting zal het verbruik van elektriciteit in de periode 2020-2050 toenemen met een factor 3 à 4 en de productie van elektriciteit uit zon en wind zelf met een factor 5 of meer (Sijm 2023). In de recente integrale infrastructuurverkenning (Netbeheer Nederland, 2023) overstijgt de vraag in 2050 de PBL | 89

hernieuwbare opwek op piekmomenten met 35 tot 50 GW. Deze pieken zullen plaatsvinden in een beperkt aantal uren per jaar. Bovendien zullen de locaties waar elektriciteit wordt opgewekt veranderen ten opzichte van de locaties waar de elektriciteit wordt ingezet. Zoals ook aangegeven in paragraaf 2.2 zal daarom de infrastructuur voor elektriciteitsnetwerken moeten worden uitgebreid en versterkt, zowel op landelijk niveau (lokaal, regionaal, nationaal en interconnecties met buurlanden) als op zee. In de integrale analyse is de infrastructuur grof weergegeven en worden ruimtelijke aspecten niet in ogenschouw genomen (zie ook paragraaf 6.5.3). De berekende uitbreiding van de netten wordt 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.

Knelpunten belemmeren de uitbreiding en verzwaring van het net Uitbreiding en verzwaring van het elektriciteitsnet in Nederland worden belemmerd en verlopen traag door een optelsom van knelpunten (zie bijvoorbeeld (CE Delft, 2022; Netbeheer Nederland, 2021)): Locatiekeuze. Er is onzekerheid over de richting en uitvoering van de energietransitie en over specifieke locatiekeuzes en beleidsmaatregelen die bepalend zijn voor de behoefte aan nieuwe, specifieke investeringen in het net. Bovendien is er een gebrek aan coördinatie en regie, in het bijzonder voor het stellen van (investerings)prioriteiten, het afwegen van complexe, integrale infrastructuurbeslissingen en het maken van verstandige, netefficiënte locatiekeuzes. Tijdige, consistente beleidsbeslissingen en een verdergaande uitwerking en verbetering van recente, integrale beleidsprogramma’s zoals het Programma Energie Hoofdstructuur (PEH) en het Meerjarenprogramma Infrastructuur Energie en Klimaat (MIEK) kunnen meer richting geven aan wanneer en waar uitbreiding en verzwaring van de infrastructuur noodzakelijk zijn. Dit is ook belangrijk vanwege de lange looptijden van investeringen, in het bijzonder voor investeringen in het hoogspanningsnet (6-8 jaar of langer).

Het gaat daarbij om ingewikkelde, tijdrovende procedures (inspraak, ruimtelijke ordening, natuur- en milieueffectrapportages, etc.), trage besluitvormingsprocessen, plus de benodigde tijd voor de daadwerkelijke aanleg van de netwerken. Investeringskosten. Door Netbeheer Nederland (2023) wordt ingeschat dat de landelijke netbeheerder in de periode 2030 tot 2050 jaarlijks tussen de 2 en 3 miljard euro moeten investeren voor het landelijk netbeheer en het netwerk op zee. Voor de regionale elektriciteitsnetten komt daar rond de 2 miljard per jaar bij. Deze verhoogde uitgaven worden gefinancierd door hogere nettarieven, maar er treedt daarbij wel vertraging op tussen de uitgaven en de opbrengsten van veelal jaren tot zelfs decennia. Hierdoor kunnen knelpunten optreden in de financiering van nieuwe, additionele investeringen in het net. Additionele kapitaalstortingen door de aandeelhouders van de netwerkbedrijven en door aanpassingen in de huidige bepaling van de nettarieven door de ACM kunnen eraan bijdragen dat inkomsten van netbeheerders worden vervroegd of bepaalde investeringsrisico’s voor netbeheerders worden verlaagd (PwC, 2021).

Zo worden de toegestane inkomsten van netbeheerders in de huidige situatie afgestemd op historische kosten en investeringen, waardoor de inkomsten achterlopen op de toenemende uitgaven die nodig zijn voor de investeringen om de energietransitie te faciliteren. Daarnaast zou de Rijksoverheid kunnen voorzien in de volledige, aanvullende kapitaalbehoefte van de netwerkbedrijven als bestaande aandeelhouders van de regionale netbeheerders, provincies en gemeenten, daar niet toe bereid of in staat zijn (IBO, 2021). Personeel en materialen. Er is een gebrek aan personeel voor de voorbereiding, beoordeling en uitvoering van nieuwe investeringen in het net, en dan vooral van technisch personeel voor de aanleg en het onderhoud van het net. Bovendien is er ook een tekort aan onderdelen en materialen zoals kabels, transformatoren en andere (kritische) materialen voor de verzwaring of uitbreiding van het net. Hier is in deze studie verder niet nader naar gekeken. PBL | 90

Prikkels ontbreken voor efficiënte afweging tussen elektriciteits- en gasinfrastructuur Verstandige en efficiënte locatiekeuzes en een integrale afweging van elektriciteits- en gasinfrastructuur kunnen helpen om de benodigde capaciteit te verminderen. Hierbij wordt geprobeerd het elektriciteitsnetwerk zo min mogelijk te belasten en optimaal gebruik te maken van bestaande gasinfrastructuur. Bijvoorbeeld door elektrolysers in de buurt van opwek- of aanlandingslocaties te plaatsen, piekcentrales te plaatsen dichtbij geconcentreerde gebruikslocaties zoals bijvoorbeeld grote steden en industriële clusters, en batterijen bij grootschalige wind- en zonneparken. De huidige mogelijkheden om locatiekeuzes in Nederland te sturen zijn echter beperkt, in het bijzonder door het ontbreken van differentiatie van lokale nettarieven of andere, lokale marktprikkels (Netbeheer Nederland, 2021). Introduceren van lokale marktprikkels zoals tijd- en plaatsafhankelijke nettarieven en aanpassen van subsidies zoals de SDE++ zodat optimaal rekening wordt gehouden met tijdstip en locatie van het verbruik kunnen bijdragen aan een betere geografische spreiding van gebruik en productie. Zo zou bijvoorbeeld het aansluittarief hoger kunnen zijn op locaties waar congestie in het netwerk optreedt zodat nieuwkomers worden gestimuleerd om zich elders te vestigen.

Een ander idee is om de diepe aansluitkosten 16 in rekening te brengen. Wel is het de vraag wat in de praktijk het effect is van dergelijke prijsprikkels, onder andere omdat ook andere factoren een rol spelen bij de locatiekeuze van burgers en bedrijven (Brunekreeft et al., 2005; Pollitt, 2023). Naast het ontbreken van de mogelijkheid tot differentiatie van lokale nettarieven zijn er diverse andere tekortkomingen van huidige nettarieven die een efficiënt gebruik van het elektriciteitsnet dat de kostenopbouw beter weerspiegelt, belemmeren. Zo betalen huishoudens nu het zogenaamde capaciteitstarief, een vast bedrag gebaseerd op de grootte van de aansluiting dat niet afhankelijk is van hun daadwerkelijke netgebruik. Het capaciteitstarief zou kunnen worden aangepast zodat dit ook mede afhangt van de omvang van het netwerkverbruik op piekmomenten, waardoor er een prikkel is om de belasting van het netwerk op die momenten te verminderen. Producenten, zoals zonneparken of gascentrales, betalen geen transporttarief. Daardoor betalen zij alleen de vaste lasten voor de elektriciteitsinfrastructuur en slechts een gedeelte van de daadwerkelijke kosten. Een transporttarief voor producenten kan ervoor zorgen dat producenten bij hun investeringen in nieuwe capaciteit meer rekening houden met de kosten die dit met zich meebrengt.

4.2 Biogrondstoffen De inzet van duurzame biogrondstoffen vormt een noodzakelijk onderdeel van een klimaatneutrale en circulaire samenleving (EZK, 2019; I&W, 2023). Deze paragraaf beschrijft de hoeveelheid duurzame biogrondstoffen die in de periode 2020 tot 2050 in Nederland op basis van eigen productie en import uit andere EU-lidstaten en het Verenigd Koninkrijk beschikbaar kan zijn als energiedrager of grondstof. Voedsel, veevoeder en biogrondstoffen die als materiaal in met name de bouw kunnen worden toegepast worden hier buiten beschouwing gelaten. De beschikbaarheid van duurzame biogrondstoffen binnen Nederland en Europa (EU27 plus VK) wordt in meer detail beschreven in een achtergrondnotitie bij dit

16

Investeringen in het net en uitbreiding van het net die meer of minder verband houden met het realiseren van nieuwe aansluitingen. Naast ondiepe aansluitkosten kan het noodzakelijk zijn investeringen in het net te doen of het net uit te breiden. Deze kosten worden als diepe aansluitkosten beschouwd en dienen niet door middel van het aansluittarief te worden vergoed (punt 25 Toetsingskader aansluittarieven).

PBL | 91

rapport (PBL, 2024a). Daar wordt ook ingegaan op het gebruik van biogrondstoffen voor materialen waarmee koolstofvastlegging in met name de bouw kan worden gerealiseerd.

4.2.1 Uitgangspunten Huidige situatie en verwachtingen tot 2030 Nederland importeert het grootste deel van de biogrondstoffen met name voor energetische toepassingen. Een groot deel van deze import bestaat uit houtpellets uit onder meer Noord-Amerika, Canada en de Baltische Staten voor de bij- en meestook in elektriciteitscentrales, maar die toepassing zal in de komende jaren waarschijnlijk worden afgebouwd (EZK & IenW, 2022; SER, 2020). Daar staat de verwachting tegenover dat de import van biogrondstoffen voor feedstocks en geavanceerde biobrandstoffen voor met name de lucht- en scheepvaart (de bunkerbrandstoffen) in de toekomst zal toenemen (SER, 2020; PBL, 2020). Dit sluit ook aan bij de Europese Green Deal, waarin wordt gesteld dat biogrondstoffen zo hoogwaardig mogelijk toegepast zouden moeten worden (EC, 2021d).

Import van Europese biogrondstoffen De hier gepresenteerde ramingen van de hoeveelheden duurzame biogrondstoffen 17 die nu en in 2030 en 2050 in Nederland beschikbaar kunnen zijn als energiedrager of grondstof, hebben betrekking op eigen productie in Nederland en import uit de rest van de EU27. Mogelijke import uit landen van buiten de EU27 naar Nederland is in deze studie buiten beschouwing gelaten. Dit sluit aan bij de ‘Impact Assessments’ van de Europese Commissie over de EU-klimaatdoelen en paden naar klimaatneutraliteit (EC, 2020b, 2024b). In beide assessments wordt gesteld dat meer dan 93 procent van de biogrondstoffen uit de EU zelf zal komen. Het sluit ook aan bij de constatering dat er veelal belangrijke geopolitieke, socio-economische en regelgevende barrières zijn die import van buiten de EU compliceren (Mandley et al., 2022). Een bijkomend argument is dat andere wereldregio’s ook moeten verduurzamen en daarom zelf veel biogrondstoffen nodig zullen hebben; uitgaande van studies waarin schattingen worden gegeven van de mondiale beschikbaarheid zou men op basis van een ‘fair share’ benadering zelfs kunnen betogen dat Europa netto zou moeten exporteren. Zo is in een recente modelvergelijking van ‘Integrated Assessment Models’ (IIASA, 2022) de bandbreedte in het mondiale primaire gebruik van bio-energie geschat op 73 tot 194 EJ in 2050.

Het GDP (in termen van ‘Purchasing Power Parity’) van de EU27 zal in 2050 ongeveer 9 procent zijn van het mondiale GDP, en de bevolking rond 5 procent van de wereldbevolking. Dat betekent dat de ‘fair share’ op basis van het GDP zou uitkomen op 6,7 tot 17,8 EJ. Dit is in dezelfde range als het duurzame potentieel uit de EU27 zelf (9 tot 16 EJ, zie paragraaf 4.2.3). Bij een fair share op basis van de bevolkingsomvang zou het uitkomen op slechts 4 tot 10 EJ en zou de ‘fair share’ veel lager zijn dan het duurzame potentieel. Het geeft aan dat een mondiale benadering dus niet logischerwijs leidt tot een hoger potentieel voor de EU27.

17

We gaan hier uit van de definitie van ‘duurzaam’ zoals beschreven in CE Delft (2020).