220622 Beantwoording moties en amendement Uitnodigingskader zonne- en windenergie (426389)

inlichtingen bij

Sharona Jansen

Aan de raadsleden en steunfractieleden van de gemeente Baarn

doorkiesnummer uw kenmerk ons kenmerk

datum portefeuillehouder(s) onderwerp

420696 / 426389

22 juni 2022 Wethouder Prakke Raadsinformatiebrief beantwoording moties en amendement Uitnodigingskader zonne- en windenergie

Geachte leden van de raad en steunfractieleden,

Inleiding In 2021 stelde de gemeenteraad het Uitnodigingskader zonne- en windenergie vast. Het doel van dit uitnodigingskader is om aan te geven waar zonneweides en windmolens al dan niet gerealiseerd kunnen worden in Baarn. En onder welke voorwaarden. Op dit uitnodigingskader zijn twee moties en één amendement ingediend. Deze raadsinformatiebrief vormt samen met de bijlagen de beantwoording hierop. De beantwoording van de moties en amendement vormden een voorwaarden om het uitnodigingskader open te stellen voor initiatiefnemers. Met het ontvangen van de beantwoording wordt aan deze voorwaarden voldaan. In deze raadsinformatiebrief leest u de conclusies die zijn getrokken uit de beantwoording van de moties en amendement. Aanvullende informatie vindt u in het onderzoeksrapport (motie 1) en analyses (motie 2 en amendement 1) die als bijlage zijn opgenomen. Verder wordt in de raadsinformatie ingegaan op de manier waarop het plan van aanpak ten aanzien van de onderwerpen vorm krijgt. Als laatste leest u het vervolg van het traject rondom het Uitnodigingskader zonne-en windenergie.

Conclusies in beantwoording moties en amendement Motie 1 - Onderzoek naar innovatieve manieren voor elektriciteitsopwekking en -opslag De gemeenteraad vroeg in de eerste motie in hoeverre innovatieve bronnen voor hernieuwbare energie, zoals aqua- en geothermie, en innovatieve technieken als waterstof een rol spelen in het behalen van de doelstelling Baarn klimaatneutraal 2030. Voor Baarn is de meest potentiële optie voor duurzame energieopwekking aquathermie. Op dit moment wordt verder onderzocht hoe dit vorm kan krijgen binnen Baarn. Dit gebeurt onder meer op de financiële en technische uitvoerbaarheid. Dit onderzoek wordt uitgevoerd is samenwerking met de energieregio Amersfoort.

1

Ook zijn overige bronnen en technieken bekeken. Geothermie en ook ultradiepe geothermie brengt op dit moment nog te veel onzekerheden met zich mee en bovendien is de techniek nog onvoldoende ontwikkeld voor toepassing op korte termijn. Ook bestuurlijk draagvlak, bijvoorbeeld vanuit de provincie, zal klein zijn. De provincie richt zich voor nu op zes andere gebieden die geschikt zijn voor ontwikkeling van geothermie, Baarn hoort hier niet bij. Andere vormen van duurzame energieopwekking en -opslag zijn op korte termijn ook niet haalbaar. Kernenergie is een nationale aangelegenheid. Het kabinet zet de komende jaren de eerste stappen voor de bouw van 2 nieuwe kerncentrales. Dit neemt veel tijd in beslag. De kans dat een bedrijf vóór 2030 een nieuwe kerncentrale in Nederland in gebruik kan nemen, is daarom klein. Voor nieuwe kernreactoren is nog veel onderzoek nodig. Bijvoorbeeld voor reactoren op basis van thorium als splijtstof in plaats van het gebruikelijke uranium. Experts verwachten niet dat er voor 2050 in Europa een commerciële thoriumcentrale komt. Waterstof als energieopslag is nog onvoldoende ontwikkeld en bovendien krijgen industrie en mobiliteit hierbij voorrang. Daarnaast geeft Baarn in de Transitievisie Warmte (TVW) zelf aan dat er geen kansen zijn voor industriële restwarmte zijn.

Motie 2 - Verduurzaming woning bereikbaar voor iedereen In de tweede motie vroeg de gemeenteraad om binnen Baarn In kaart te brengen welke inwoners niet in staat zijn om hun woning te verduurzamen en wat zij nodig hebben om deze verduurzaming bereikbaar te maken. Voor verschillende groepen inwoners vormt het verduurzamen van de woning op dit moment of in de toekomst een uitdaging. Voor woningeigenaren geldt dat het verduurzamen van hun woning een eigen verantwoordelijkheid is. Verduurzamingsmaatregelen brengen kosten met zich mee die, al dan niet via een lening, voor de rekening van woningeigenaren komt. Op basis van de financiële draagkracht van inwoners blijkt uit de analyse van DEGO (Rijksoverheid, 2022) dat tot aan een investeringsbedrag van €15.000 woningeigenaren inwoners binnen Baarn in de positie zijn om dit bedrag te financieren. Wanneer de investeringsbedragen hoger liggen, wordt dit voor een groep binnen Baarn een uitdaging. Dit bedrag ligt bijvoorbeeld hoger wanneer een woning alle verduurzamingsmaatregelen nog moet toepassen. Dit speelt met name in buurten Amaliapark, Schilderswijk en Nieuwe-Oosterhei. Het verduurzamen van een woning vormt dus met name een financiële uitdaging. Het college biedt momenteel ondersteuning met de Duurzaamheidslening Baarn.

De Rijksoverheid stelt ook leningen met lage rentes beschikbaar om de verduurzaming van woningen haalbaar en betaalbaar te maken voor groepen woningeigenaren die het zelf niet kunnen bekostigen.

2

De ondersteuning die nodig is, is tweeledig. Enerzijds zijn er financieringsvormen nodig die de transitie van de woning mogelijk maken. Deze bieden we momenteel aan in de vorm van de Duurzaamheidslening. Ook is de Rijksoverheid bezig met de ontwikkeling van financieringsvormen in vorm van leningen. Anderzijds is er ook informatie nodig over op welke manier en op welke punten de woning verduurzaamd kan worden. Dit houdt verband met de transitie naar aardgasvrije wijken. Informatie over isolatienormen en warmtevoorzieningen worden binnen dit traject per wijk gecommuniceerd. Amendement 1 - Versnelling en maximalisatie zon op dak In het amendement vroeg de gemeenteraad om een toelichting welke bijdragen de inspanningen ten aanzien van het versnellen en maximaliseren van opwek van zonne-energie op daken en op geschikte plekken langs infrastructuur (kunnen) leveren aan de 0,001 TWh uit de RES alsmede aan de doelstelling Baarn Klimaatneutraal in 2030 uit het Baarns Klimaat Akkoord. Investeren in zonne-energie op daken en langs infrastructuur draagt bij aan de opwek van hernieuwbare elektriciteit, waardoor het gebruik van fossiele energie afneemt. Dit draagt bij aan een klimaatneutraal Baarn. We zien dat inwoners en bedrijven in Baarn steeds meer inzetten op zonneenergie. Sinds 2011 zien we een stijging in het aantal zonnepaneelaansluitingen en daarmee ook de opwek van zonne-energie.

We wekken met elkaar dus steeds meer hernieuwbare (en schone) elektriciteit op. Het college zet onder andere in op inkoopacties Zonnepanelen om die groei te faciliteren. Het college draagt bij aan de 0,001 TWh ambitie vanuit de RES door daar waar kan te faciliteren in het gesprek met initiatiefnemers voor grootschalige zonneprojecten. Dit gebeurt momenteel met de initiatiefnemers van een zonne-installatie bij de IJsbaan en initiatiefnemers die potentie zit in de realisatie van een zonneweide binnen Baarn. Ook vormt het Uitnodigingskader zonne- en windenergie houvast in de vorm van voorwaarden waarbinnen initiatiefnemers kunnen starten. Toch is enkel inzetten op maximalisatie van groot- en kleinschalige zon-op-dakprojecten onvoldoende om klimaatneutraal te worden. Wanneer alle daken binnen Baarn worden vol gelegd, dan wordt 92% van de huidige elektriciteitsvraag gedekt. Door het elektrificeren van ons dagelijkse bestaan, groeit deze vraag gestaag. Inzetten op zon-op-dak vormt dus een goed begin om de elektriciteitsvraag te verduurzamen. We blijven inwoners, ondernemers en investeerders motiveren om te investeren in zonneprojecten. Op welke manier we dat als college doen, leggen we vast in de Lokale Energie Strategie.

Uitvoeringsprogramma in de Lokale Energie Strategie In de lokale energie strategie (LES) legt het college vast op welke manier we willen toewerken naar een Klimaatneutraal Baarn. De LES wordt eind 2022 aan de gemeenteraad gepresenteerd. Hierin is te lezen op welke wijze we toewerken aan o.a. het handvatten bieden voor het verduurzamen van vastgoed voor woningeigenaren, bedrijven en instellingen en het maximaliseren van zon op daken. De plannen ten aanzien van maximaliseren van zon op daken en ondersteuning bij het verduurzamen van woningen wordt als onderdeel van de LES aan de gemeenteraad voorgelegd. Zo wordt de samenhang in de verduurzamingsopgave geborgd. Activiteiten kunnen zijn het aanbieden van Inkoopacties Zonnepanelen en Isolatie en inzetten van (energie)coaches voor advies verduurzaming woning en besparen op energierekening.

3

Vervolg Het Uitnodigingskader zonne- en windenergie stellen open voor belanghebbenden als initiatiefnemers. Zij gebruiken dit uitnodigingskader. Hiermee bieden we houvast om vast te stellen onder welke voorwaarden initiatieven voor duurzame opwek van elektriciteit kunnen plaatsvinden. Nu het Uitnodigingskader zonne- en windenergie wordt opengesteld, wordt verwacht dat er concrete initiatieven zich aandienen bij de gemeente. Deze initiatieven worden langs de gemeenteraad gebracht voor akkoord.

Met vriendelijke groet, burgemeester en wethouders van Baarn,

drs. C.E. Creveld gemeentesecretaris

M.A. Röell burgemeester

Bijlagen: 420696 Terugkoppeling moties 'Uitnodigingskader zonne- en windenergie' bijlage 1 Onderzoeksrapport Opgewekt en Opgeslagen 420696 Terugkoppeling moties 'Uitnodigingskader zonne- en windenergie' bijlage 2 Beantwoording motie verduurzamen woning 420696 Terugkoppeling moties 'Uitnodigingskader zonne- en windenergie' bijlage 3 Beantwoording motie maximalisatie zon-op-dak en langs infra

4

Opgewekt en opgeslagen Onderzoek naar innovatieve manieren voor elektriciteitsopwekking en -opslag

Gemeente Baarn Team energietransitie 21 juni 2022

Conclusie / managementsamenvatting De conclusie luidt dat voor Baarn aquathermie de meest voor de hand liggende optie is voor duurzame energieopwekking en –opslag, ook al zitten hier ook haken en ogen aan. Financieel en technisch gezien is het echter mogelijk, al is aanvullend onderzoek hiervoor zeker nog nodig. Geothermie brengt op dit moment nog te veel onzekerheden met zich mee en bovendien is de techniek nog onvoldoende ontwikkeld voor toepassing op korte termijn. Ook bestuurlijk draagvlak, bijvoorbeeld vanuit de provincie, zal klein zijn. De provincie richt zich voor nu op zes andere gebieden die geschikt zijn voor ontwikkeling van geothermie, Baarn hoort hier niet bij. Andere vormen van duurzame energieopwekking en -opslag zijn op korte termijn ook niet haalbaar. Kernenergie is een nationale aangelegenheid en de overheid heeft aangegeven te kijken naar de ontwikkeling van twee nieuwe centrales. De ontwikkeling van een kerncentrale neemt veel tijd in beslag. De kans dat een bedrijf vóór 2030 een nieuwe kerncentrale in Nederland in gebruik kan nemen, is daarom klein. Voor nieuwe kernreactoren is daarnaast nog veel onderzoek nodig. Bijvoorbeeld voor reactoren op basis van thorium als splijtstof in plaats van het gebruikelijke uranium. Experts verwachten niet dat er voor 2050 in Europa een commerciële thoriumcentrale komt.

Waterstof als energieopslag is nog onvoldoende ontwikkeld en bovendien krijgen industrie en mobiliteit hierbij voorrang. Daarnaast geeft Baarn in de Transitievisie Warmte (TVW) zelf aan dat er geen kansen zijn voor industriële restwarmte zijn. Andere innovaties die in dit onderzoek worden besproken zijn om uiteenlopende redenen op dit moment ook niet haalbaar maar kunnen in de toekomst mogelijk uitkomst bieden: 1. Een ondergrondse waterkrachtcentrale is een manier om in een land met nauwelijks hoogteverschillen via waterkracht energie op te wekken. Onderzoek naar het bodemtype is echter nodig en aanlegkosten zijn hoog, waardoor dit eerder een nationale aangelegenheid zal zijn; 2. In batterijopslag zijn diverse ontwikkelingen gaande, die er in de toekomst voor kunnen zorgen voor grotere capaciteit in opslag van overtollige energie bij (bijvoorbeeld) het gebruik van zonnepanelen. Ook wordt er gewerkt aan een apparaat dat zowel een batterijopslag als een energieopwekkingsmogelijkheid middels waterstof kent, de zogeheten Battolyser; 3. CO2-opslag van reeds geproduceerde koolstofdioxide (CO2) is mogelijk slechts een aanvulling op duurzame vormen van energieopwekking en –opslag, diverse studies zijn hier echter verdeeld over: komt het op tijd, is het voldoende? 4. In Denemarken bouwt men op dit moment een energie-eiland, dat in 2031 gereed moet zijn.

Ook dit is een nationale zaak door hoge aanlegkosten en zal niet in lokale context gebruikt kunnen worden. Energie-eilanden zijn knooppunten waar op zee gewonnen energie wordt samengevoegd en men, wanneer het nodig is, aan land kan brengen door stroomkabels en/of gasleidingen.

Inhoudsopgave 1

2

Inleiding ........................................................................................................................................................... 2 1.1

Baarn klimaatneutraal

2

1.2

Methode

2

1.3

Leeswijzer

2

Hydro-energie ................................................................................................................................................. 3 2.1

3

4

3

2.1.1

Waterkracht

3

2.1.2

Aquathermie

5

2.2

De potentie

6

2.3

Technische uitvoerbaarheid

7

2.4

Financieel aspect

8

Geothermie ................................................................................................................................................... 10 3.1

Wat is geothermie?

10

3.2

Ultradiepe geothermie

11

3.3

De potentie

12

3.4

Technische uitvoerbaarheid

13

3.5

Financieel aspect

13

Kernenergie ................................................................................................................................................... 14 4.1

Wat is kernenergie?

14

4.1.1

Kernsplijting

14

4.1.2

Kernfusie

15

De potentie

15

4.2 4.2.1

Elektriciteit

15

4.2.2

Warmte

16

4.2.3

Overzicht algemene voor- en nadelen

16

4.3

Technische uitvoerbaarheid

16

4.3.1

‘Gewone’ kerncentrale

16

4.3.2

Small modular reactor (SMR)

17

4.3.3

Thorium

17

4.3.4

Kernfusie

18

Financieel aspect

18

4.4 5

Wat is hydro-energie?

Waterstof ...................................................................................................................................................... 20 5.1

Wat is Waterstof?

20

5.2

De potentie

20

6

5.3

Technische uitvoerbaarheid

21

5.4

Financieel aspect

22

Energieopslag ................................................................................................................................................ 23 6.1 6.1.1 6.2

7

Batterijen

23

Innovaties in batterijen

23

Innovatie in energieopslag

24

Conclusie ....................................................................................................................................................... 25 7.1

Hydro-energie

25

7.2

Geothermie

25

7.3

Kernenergie

26

7.4

Waterstof

26

7.5

Energieopslag

27

8

Begrippenlijst ................................................................................................................................................ 29

9

Literatuurlijst ................................................................................................................................................. 31

1 / 36

Opgewekt en opgeslagen

1 Inleiding De gemeente Baarn heeft de ambitie om in 2030 zoveel mogelijk klimaatneutraal te zijn. Dit betekent dat er geen broeikasgassen (zoals CO2) meer worden uitgestoten, of dat uitstoot van broeikasgassen wordt gecompenseerd. Om die ambitie te behalen, is de gemeente op zoek naar uitstootvrije, duurzame alternatieven voor de vervuilende, fossiele brandstoffen die nu nog in overgrote meerderheid worden gebruikt voor de Baarnse energievraag. Dit heeft in december 2021 meer vorm gekregen, toen de Baarnse gemeenteraad instemde met het ‘Uitnodigingskader zonne- en windenergie’. In het ‘Uitnodigingskader zonne- en windenergie’ is vastgelegd waar in Baarn duurzame elektriciteit opgewekt kan worden met zonneweides en onder welke voorwaarden dat mag. Samen met het Uitnodigingskader is een motie aangenomen, waarin het college van burgemeester en wethouders werd gevraagd om te onderzoeken ‘op welke manier en op welke schaal innovatieve bronnen voor hernieuwbare energie, zoals aqua- en geothermie, een rol kunnen spelen in het behalen van de doelstelling ‘Baarn klimaatneutraal 2030’. In de motie werd ook gevraagd naar een toelichting op innovatieve technieken voor energieopslag, zoals waterstof. Dit onderzoeksrapport is de uitwerking van die motie.

In dit rapport bespreken we de hier bovenstaande genoemde technieken die kunnen bijdragen aan de doelstelling Baarn klimaatneutraal in 2030. Zo bekijken we de haalbaarheid van technieken en wordt er een aantal alternatieven genoemd, zowel op bestaande technieken (zoals kernenergie en batterijen) als op nieuwe technieken (zoals perslucht).

1.1 Baarn klimaatneutraal De gemeente Baarn wil in 2030 zoveel mogelijk klimaatneutraal zijn. Dat betekent dat de gemeente vanaf 2030 (bijna) niet meer bijdraagt aan klimaatverandering. Baarn heeft de ambitie om in 2030 haar elektriciteitsverbruik zoveel mogelijk duurzaam op te wekken binnen de eigen gemeentegrenzen. In de eerste plaats gebeurt dat zoveel mogelijk met zonnepanelen op daken en daarnaast is er ruimte om zonneweiden te ontwikkelen. In het uitnodigingskader van Baarn lijkt dat op dit moment slechts 1,8% van het totale Baarnse energieverbruik uit duurzame energiebronnen komt. Hiervan is 1,1% duurzame elektriciteit die afkomstig is van zonnepanelen op daken en de overige 0,7% bestaat uit duurzame warmte. In totaal komt 9% van de Baarnse elektriciteitsvraag uit duurzame bronnen. Baarn is dus voor 98,2% van de energievraag afhankelijk van fossiele brandstoffen is.

1.2 Methode Op basis van een literatuurstudie is informatie bij elkaar gebracht over verschillende vormen van (innovatieve) energie-opwekking. Informatie uit onderzoek is aangevuld met cijfers vanuit de klimaatmonitor en gemeentemonitor vanuit de Rijksoverheid.

1.3 Leeswijzer Hoofdstukken 2 tot en met 5 bestaan telkens uit de paragrafen ‘wat is...’, de potentie, technische uitvoerbaarheid en het financiële aspect. Hoofdstuk 2 behandelt hydro-energie, hoofdstuk 3 geothermie, hoofdstuk 4 kernenergie en hoofdstuk 5 waterstof. Hoofdstuk 6 laat innovatieve oplossingen voor opslag. In hoofdstuk 7 eindigen we met conclusies van de technieken. Aan het einde van het rapport vindt u een begrippenlijst waarin de betekenis van begrippen zijn terug te vinden.

Opgewekt en opgeslagen

2 / 36

2 Hydro-energie In hoofdstuk twee leest u de verschillende vormen van hydro-energie en aquathermie. We gaan in op wat het is, wat de potentie is en we bekijken de technische uitvoerbaarheid en het financiële aspect.

2.1 Wat is hydro-energie? Hydro-energie is het opwekken van elektriciteit doormiddel van waterkracht. Stromend water heeft de kracht om nagenoeg alles wat het op zijn weg tegenkomt, mee te nemen in de stroming; het bezit dus een zeer grote kracht. Deze kracht kan je ook gebruiken om energie mee op te wekken. Dit kan op verschillende manieren, die hieronder beschreven zullen worden. In elk van deze gevallen drijft het stromende water een turbine aan, waarin schoepen (een soort bladen) gaan draaien. Deze draaibeweging laat een as draaien en deze as drijft een generator aan waarin elektriciteit wordt opgewekt doormiddel van een natuurkundig verschijnsel dat draait om magnetische velden (Waterkrachtcentrale voor duurzame energie, z.d.).

2.1.1

Waterkracht

Energieopwekking door het snel stromen van water is technisch gezien mogelijk in Nederland en ook in Baarn. In andere landen wordt gebruik gemaakt van natuurlijke hoogteverschillen, waarbij water met overtollige stroom wordt opgepompt naar een hoger gelegen meertje. Als de wind stil zal vallen of de zon niet schijnt, laat men het water weer uit het meertje stromen, langs generatoren en turbines. Hierdoor wekt men dan weer nieuwe stroom op. Baarn kent deze hoogteverschillen niet, waardoor je naar andere mogelijkheden moet kijken. Essent beschrijft vier technieken waarmee je energie kan opwekken door waterkracht (Waterkrachtcentrale voor duurzame energie, z.d.). Hieronder worden zij kort besproken, in de paragraaf ‘technische uitvoerbaarheid’ bespreken we of zij van waarde kunnen zijn voor Baarn. 1.

Stuwdamcentrales Stuwdamcentrales staan aan de voet van een stuwdam of iets verderop bij de rivier. Een stuwmeer, waarin water wordt opgeslagen, ligt hoger dan deze rivier. Als de sluizen worden opengezet van de stuwdam, die het water tegenhoudt, stroomt het water met een enorme kracht naar beneden (voor een weergave van de werking, zie afbeelding 1). Deze centrale kent twee voordelen. Hiervoor is de grote kracht van het water uit een stuwmeer al genoemd. Daarnaast kan de hoeveelheid energie die vrijkomt aangepast worden aan de vraag, door de sluizen verder of juist minder ver open te zetten. Hierdoor is er zelden een tekort of overschot. Een nadeel is dat de aanleg van een centrale en bijbehorend meer, ten koste gaat van een flink deel van de leefomgeving van mensen en dieren. Afbeelding 1: werking stuwdamcentrale

3 / 36

Opgewekt en opgeslagen

2.

Getijdecentrales Deze soort centrales halen het stromend water uit de werking van eb en vloed, wat ook meteen vertelt dat deze centrales voor Baarn geen optie zijn. Deze centrales zijn namelijk aan de kust te vinden, en kennen een zelfde soort werking (met dammen) als stuwdamcentrales. Zij werken alleen twee richtingen op: zowel bij eb (wanneer het water terugstroomt naar zee), als bij vloed (wanneer het water landinwaarts stroomt), zijn er namelijk waterstromingen.

3.

Pompcentrales Pompcentrales staan met name in landen met bergen en deze centrales zijn daardoor geen optie voor Baarn. De werking van een pompcentrale wordt hieronder beschreven, onder het kopje ‘ondergrondse waterkrachtcentrale’. Pompcentrales en ondergrondse waterkrachtcentrales kennen namelijk eenzelfde principe om elektriciteit op te wekken.

4.

Riviercentrales Deze centrales zijn qua werking te vergelijken met een stuwdamcentrale: vallend water drijft een schoepenrad van een turbine aan, wat vervolgens werkt als een soort fietsdynamo. Verschil met de stuwdamcentrale is dat er geen sluizen geopend of gedicht worden, maar dat er een continue stroom van water is.

Ondergrondse waterkrachtcentrale Naast de hierboven genoemde opties is er nog een mogelijkheid: een ondergrondse waterkrachtcentrale. Jan Huynen liet in een proefschrift zien dat ondergrondse waterkrachtcentrales in Nederland uitkomst kunnen bieden (Energieopslag met water kan in Nederland, 2018). Een bovengronds meer van circa 400 x 500 meter en een gemiddelde diepte van 15 meter en een ondergrondse turbine en generatoren zorgen dan voor energieopwekking. De grote van dit meer staat gelijk aan het formaat van de Staatsliedenwijken. Is er overtollige elektriciteit, dan pompt men het water weer terug naar de oppervlakte vanuit een ondergronds reservoir. Afbeelding 2 komt uit het proefschrift van Huynen en laat (in het Engels) de werking van een dergelijke centrale (en ook de werking van een pompcentrale) zien. Op deze manier zou een vermogen van 1.400MW gehaald kunnen worden: een heel groot vermogen. Afbeelding 2: werking ondergrondse waterkrachtcentrale

Opgewekt en opgeslagen

4 / 36

Belangrijk bij de ontwikkeling van een dergelijke centrale is onderzoek naar de ondergrond, niet elke ondergrond is geschikt voor deze vorm van energieopwekking. Het is op dit moment niet duidelijk of Baarn over de juiste ondergrond beschikt. Aanleg van een dergelijke centrale zou echter eerder een provinciale of nationale aangelegenheid zijn gezien de kosten: in het proefschrift noemt Huynen een bedrag van 1,8 miljard euro. Aanleg zou 6 á 7 jaar in beslag nemen.

2.1.2

Aquathermie

Aquathermie is de verzamelterm voor het duurzaam verwarmen en/of koelen met warmte uit water. Met aquathermie wordt warm water opgeslagen, bijvoorbeeld in de ondergrond, en opgepompt wanneer het nodig is. De warmte kan ingezet worden om bijvoorbeeld een woonwijk te verwarmen/koelen, maar ook om een industrieel proces van warmte of koude te voorzien. Hiermee kan warmte de warmte van de zomer in de winterperiode worden benut. Een warmtenet is nodig om het water te transporteren. Met een warmtepomp wordt het (warme en/of koude) water op de gewenste temperatuur gebracht. Dat kan een hogere of een lagere temperatuur zijn. Warmtepompen kunnen op verschillende manieren worden ingezet: door middel van een centrale (collectieve) warmtepomp en een individuele warmtepomp per gebouw. Er wordt onderscheid gemaakt in drie varianten van aquathermie (Aquathermie: warmte uit water, z.d.): 1.

2.

3.

Aquathermie uit oppervlaktewater (TEO). Bij TEO wordt in de zomer warmte uit het oppervlaktewater gehaald met een warmtewisselaar. Deze warmte wordt vervolgens in de bodem opgeslagen en gebruikt in de winter. Een warmtepomp zorgt ervoor dat gebouwen voldoende verwarmd worden en warm tapwater krijgen. Vaak kan je ook de winterkou gebruiken om de gebouwen in de zomer te koelen, een omgekeerde werking dus. Bij deze vorm van aquathermie is een warmte-koudeopslag (WKO) nodig. Bij TEA en TED is niet altijd een WKO nodig. Aquathermie uit afvalwater (TEA). Bij TEA is een warmtewisselaar in of om de rioolbuis geplaatst. Dit systeem kan zo klein zijn als een enkele rioolbuis, maar kan ook worden gebruikt bij een rioolwaterzuiveringsinstallatie. In dit laatste geval kan er een hele woonwijk mee verwarmd worden. Aquathermie uit drinkwater (TED). Bij deze vorm van warmtewinning wordt warmte of kou uit (gebruikt) drinkwater gebruikt om warmte of kou te winnen. Deze warmte of kou kan direct gebruikt worden of via een WKO op een later moment worden teruggebracht.

Of aquathermie een haalbare warmtebron is, is afhankelijk van diverse factoren. Dit zijn zowel financiële factoren als praktische technische factoren: nabijheid en omvang van de warmtebron, noodzaak en mogelijkheden van warmteopslag (indien nodig), bebouwingsdichtheid en de isolatie van gebouwen.

5 / 36

Opgewekt en opgeslagen

2.2 De potentie Als we de potentie voor Baarn bespreken, moeten we dit uitsplitsen in de kansen van het gebruik van water voor het opwekken van elektriciteit en voor het verwarmen van gebouwen. In deze paragraaf maken wij dan ook dit onderscheid. Elektriciteit Wel is het zo dat de ‘brandstof’, in dit geval water, altijd aanwezig is en een schone bron van energie is: er hoeven geen grondstoffen te worden gewonnen en er zijn geen afvalproducten. Er is een nadeel bij waterkrachtcentrales: de kans op vissterfte. Vissen die door de rivier zwemmen, kunnen moeite hebben om (levend) langs een waterkrachtcentrale te komen. Hier zijn echter wel oplossingen voor, zoals het tijdelijk stopzetten van een centrale wanneer een bepaalde vissoort in grote getalen langstrekt. Ook plaatst men bij riviercentrales in Nederland vistrappen die er voor zorgen dat stroomopwaarts zwemmende vissen, de centrale veilig kunnen passeren (Waterkracht, z.d.). Hieronder staat een aantal voor- en nadelen van energieopwekking middels waterkracht opgesomd, zonder hierbij al een keus te hebben gemaakt voor een bepaald type centrale (Voor- en nadelen waterkracht, z.d.):

Waterkracht

Voordelen

Nadelen

•

• •

•

• •

• •

Bij gebruik riviercentrale: waterweg (Eem) is al aanwezig Constante aanvoer van brandstof (water), dus niet afhankelijk van weersomstandigheden Schone energiebron: geen delfstoffen, geen afvalproducten Goedkoop: eenmalige (grote) investering in centrale, daarna lage kosten Veel energieproductie Stroomopwaartse migratie van vissen blijft mogelijk door vistrappen

Kans op vissterfte Stuwdammen en -meren zorgen voor een aantasting van de leefomgeving van mens, plant en dier

Warmte Dicht bij Baarn liggen de Eem, de Beltvijver, het Pluismeer, de Grote Kom (Baarnse bos) en diverse sloten. Er zijn dus diverse waterbronnen die voor aquathermie (in de vorm van TEO) gebruikt kunnen worden. Met name de Eem ligt vlakbij Baarn, en uit een quick scan is al gebleken dat De Eem in potentie voor meer dan alleen de gemeente Baarn in warmte kan voorzien. Wat betreft TEA is er voor Baarn ook een potentiële kans: de rioolwaterzuiveringsinstallatie van Soest is dichtbij en kan mogelijk gebruikt worden voor TEA. Volgens Syntraal is het warmteaanbod via TEA 0,5PJ terwijl de behoefte voor de RES-regio Amersfoort 6,2PJ is, waardoor TEA in een deel van de warmtebehoefte kan voorzien. Syntraal heeft de voor- en nadelen van een (collectief) middentemperatuurwarmtenet (MT) en een (individueel) bronnet opgesomd en deze staan hieronder weergegeven. Deze staan los van de vorm van warmtewinning (TEO/TEA/TED).

Opgewekt en opgeslagen

6 / 36

MT

Bronnet

Voordelen Geschikt voor bestaande bouw, weinig aanpassingen nodig Beperkte investeringen voor bewoners Beperkte netverliezen (2-3%) Koeling eenvoudig toe te passen Goedkoper in aanleg Flexibele fasering, meer keuze in timing van aansluiting Is goed uit te breiden met alle soorten bronnen

Nadelen Meer netverlies (ca. 15-20%) Duurder in aanleg Minder keuze in de timing van de aansluiting Met name geschikt voor nieuwbouw of woningen na 1990 Individuele pomp, mogelijk aanpassingen radiatoren Hogere investering voor bewoners, pas op langere termijn goedkoper door energiebesparing

Als we een aantal voor- en nadelen van de verschillende vormen van aquathermie opsommen, komen we tot onderstaand overzicht. Dit overzicht is niet uitputtend, maar zijn de meest relevantie voor- en nadelen voor Baarn.

TEO

Voordelen

Nadelen

•

Hitte onttrekken aan oppervlaktewater zorgt voor afname hittestress in stedelijke gebieden (Aquathermie, z.d.) Vaak stabiele eigenaren (overheid, semi-overheid) (Aquathermie, z.d.) Diverse waterbronnen nabij Baarn

• •

Vaak stabiele eigenaren (overheid, semi-overheid) (Aquathermie, z.d.) Niet altijd een WKO nodig

•

Kan ten koste gaan van primaire doelstelling drinkwaterbedrijf: water leveren

Vaak stabiele eigenaren (overheid, semi-overheid) (Aquathermie, z.d.) Niet altijd een WKO nodig Rioolwaterzuivering Soest is dichtbij

•

Rioolwaterzuiveringsinstallatie Soest kan slechts een deel van de warmtebehoefte vervullen

• • TED

• •

TEA

• • •

•

Huizen moeten voldoende geïsoleerd zijn Mogelijkheid ‘thermische schok’: verstoring evenwicht bij planten en dieren door afkoeling water (Conijn, 2020) WKO en bijbehorende infrastructuur moet worden aangelegd

2.3 Technische uitvoerbaarheid Elektriciteit In paragraaf 2.1.1. hebben wij de vier vormen van waterkrachtcentrales besproken: stuwdam-, getijde-, pompen rivierkrachtcentrales besproken. Als we kijken naar de Baarnse situatie, kunnen wij concluderen dat stuwdam, getijde- en pompcentrales niet haalbaar zijn: -

-

7 / 36

Een stuwdamcentrale bevat een zeer groot oppervlak (het stuwmeer, de stuwdam, de centrale en een waterweg van waaruit het water verder stroomt) en is om deze reden in de Baarnse omgeving niet toe te passen. Getijdewerking is er niet in Baarn, waardoor een getijdecentrale ook niet technisch haalbaar is Pompcentrales hebben grote, natuurlijke hoogteverschillen nodig, die er in Baarn niet zijn. Een ondergrondse waterkrachtcentrale zou dit kunnen opvangen, hier is echter een heel groot wateroppervlak voor nodig.

Opgewekt en opgeslagen

De enige vorm van het opwekken van elektriciteit middels waterkracht die dan nog overblijft, is de rivierkrachtcentrale. De Eem ligt bij Baarn en zou gebruikt kunnen worden voor het opwekken van elektriciteit middels hoogteverschillen. In hoeverre er nog hoogteverschillen gemaakt moeten worden in de Eem om voldoende elektriciteit op te kunnen wekken, moet nog onderzocht worden. Wel is het zo dat een dergelijke centrale technisch uitvoerbaar is en in die zin meegenomen kan worden in de doelstelling van Baarn om in 2030 klimaatneutraal te zijn. Warmte Technisch gezien lijkt aquathermie mogelijk in Baarn. Er zijn diverse warmtebronnen in de nabijheid (de Eem, de Beltvijver, het Pluismeer, de Grote Kom (Baarnse bos) en diverse sloten). Wel zal er, als er gebruik gemaakt gaat worden van deze warmtebronnen, een WKO aangelegd moeten worden, omdat het dan gaat om verwarmen middels oppervlaktewater. Dit wordt nader onderzocht. Als meerdere gebouwen aangesloten zijn, moet er een warmtenet aangelegd worden. Er is dan de keus uit een collectieve warmtepomp of individuele warmtepompen. Een collectieve warmtepomp verwarmt het water tot een temperatuur die geschikt is om ruimten te verwarmen en soms zelfs tot een geschikte temperatuur voor warm tapwater.

Bij een lagetemperatuurwarmtenet (40 à 50 °C) is het rendement van aquathermie hoog en verbruikt de warmtepomp relatief weinig elektriciteit. Bij een middentemperatuurwarmtenet (70 °C) is het rendement lager en neemt het elektriciteitsverbruik toe. Bij nog hogere temperaturen wordt het energetisch rendement te laag en is een project financieel niet meer rendabel. Bij een grote piekvraag (bij strenge vorst) wordt meestal bijgestookt met een andere warmtebron, bijvoorbeeld via gas of biomassa. Er zijn ook aquathermieprojecten die individuele warmtepompen gebruiken. Er stroomt dan water via een bronnet met een zeer lage temperatuur (<30 °C) naar de woningen. Dit heet een bronnet omdat het warmtenet de temperatuur van de bron heeft. Elke woning heeft een eigen warmtepomp die het water verwarmt tot een geschikte temperatuur voor ruimteverwarming. Per wijk zal bekeken moeten worden welk warmtenet het meest geschikt is voor Baarn. De technische mogelijkheden zijn echter, zoals hiervoor al genoemd, wel aanwezig en kunnen in Baarn in gebruik worden genomen.

2.4 Financieel aspect Elektriciteit Zoals eerder in dit hoofdstuk al is aangegeven, is waterkracht een goedkope bron van energieopwekking. Er moet eenmalig een investering gedaan worden: het bouwen van de centrale. Deze kosten bedragen gemiddeld €3200 tot €4000 per kW. Een middelgrote waterkrachtcentrale (10 MW) kost dus tussen de €32 en €40 miljoen. Om een beeld te krijgen: in 2019 verbruikten Baarnse woningen 32,9 miljoen kWh aan stroom en de bedrijven en instellingen in Baarn zo’n 39,85 miljoen kWh (Regionale Klimaatmonitor, z.d.). Dit is samen 72,75 miljoen kWh. De gemiddelde waterkrachtcentrale van 10MW kan op vol vermogen in één uur 10.000 kWh aan stroom produceren. In theorie kan de gemiddelde waterkrachtcentrale daarmee 87,6 miljoen kWh aan elektriciteit per jaar produceren, meer dan wat Baarn op dit moment verbruikt. De waterkrachtcentrale zal uiteraard momenten kennen waarop minder stroom wordt geproduceerd (lagere waterstanden, onderhoud).

Opgewekt en opgeslagen

8 / 36

Warmte Bij het gebruik van aquathermie voor het verwarmen van gebouwen zijn de kosten zeer uiteenlopend. Onderdeel van het wijkuitvoeringsplan voor Eemdal-Noord is het zo goed mogelijk in kaart brengen van de kosten voor de implementatie van hydro-energie, waardoor we in de nabije toekomst meer inzicht hebben in de kosten. De kosten van aquathermie hangen af van verschillende factoren: De nabijheid en de omvang van de waterbron (hoe dichter bij de bebouwde omgeving en hoe groter de omvang van de waterbron, hoe minder kosten); De noodzaak en mogelijkheden van warmteopslag (indien WKO nodig is, stijgen de kosten); Bebouwingsdichtheid (hoe dichter bebouwd, hoe lager de kosten); Isolatie van gebouwen (hoe beter geïsoleerd, hoe lager de kosten); De keuze voor een middentemperatuurwarmtenet of een bronnet. Een middentemperatuurwarmtenet is duurder in aanleg maar brengt minder investeringskosten met zich mee voor bewoners, terwijl het bij een bronnet juist andersom is: goedkoper in aanleg, maar meer investeringen nodig door bewoners. Op basis van de kansenverkenning in de Staatsliedenwijk kwam naar voren dat per woning ongeveer 12000 euro zijn. Uit opdracht van RVO heeft IF Technology uniforme kengetallen geformuleerd voor de investeringskosten aan de hand van beschikbare data en uitgevoerde projecten.

Voor een wijk als Eemdal-Noord en een projectomvang van tussen de 20000 en 25000 (GJ) warmtevraag (Ongeveer 500-800 woningen), liggen de investeringskosten ook op 1250 euro/KW -dit zou bij een gemiddeld huishouden met een benodigd vermogen van 10KW op 12500 euro uitkomen. De kosten voor isolatie aan de woning zijn in deze berekening nog niet in meegenomen, investeringen voor isolatie hangen voor zowel individuele als collectiefe systemen af van het ‘type oplossing’ (LT/MT/HT warmtenet, of LT/HT- warmtepomp). Goed om te benoemen is dat investeringskosten per aansluiting/huishouden zullen afnemen naarmate meer huishoudens meedoen aan het project en de projectomvang daarmee toeneemt.

9 / 36

Opgewekt en opgeslagen

3 Geothermie In hoofdstuk twee leest u over geothermie. We gaan in op wat het is, wat de potentie is en we bekijken de technische uitvoerbaarheid en het financiële aspect.

3.1 Wat is geothermie? Geothermie is het gebruikmaken van de natuurlijk aanwezige bron aardwarmte. Bij geothermie wordt warmte gewonnen uit heet water dat zich 500 meter tot 4000 meter onder de grond bevindt, in (poreuze) zand- en gesteentelagen. Dit hete water wordt middels een aardwarmte-installatie omhoog gepompt, de warmte wordt er vervolgens uitgehaald door een warmtewisselaar en vervolgens vervoert een warmtenet de warmte via leidingwater naar huizen, gebouwen en industrie (zie afbeelding 3). In tegenstelling tot aquathermie kent geothermie alleen een collectieve variant: met 1 winningsinstallatie kunnen duizenden gebouwen voorzien worden van warmte. Afbeelding 3: werking geothermie en ultradiepe geothermie voor warmte

Geothermie kan ook worden ingezet voor elektriciteitsopwekking. Het oppompen van (warm) water is vergelijkbaar met de eerder genoemde ondergrondse waterkrachtcentrales. Afbeelding 4 laat (in het kort) zien hoe geothermie gebruikt wordt voor het opwekken van elektriciteit. Linksonder begint het proces.

Opgewekt en opgeslagen

10 / 36

Afbeelding 4: werking geothermie en ultradiepe geothermie voor elektriciteitsopwekking

De diepte die bij deze techniek het meest wordt gehanteerd is 2 tot 3 kilometer en op die diepte heeft het water een temperatuur tussen de 70 en 90 graden Celsius. Wanneer we op deze diepte boren, noemen we het geothermie. Wanneer we dieper boren dan noemen we het ultradiepe geothermie; meer hierover leest u in de volgende paragraaf.

3.2 Ultradiepe geothermie Dieper dan vier kilometer kan het water een temperatuur van meer dan 120 graden hebben. Het onttrekken van dit water maakt het mogelijk om deze warmte in de industrie te gebruiken; de zogenaamde ultradiepe geothermie. Een belangrijk verschil tussen 'gewone' en ultradiepe geothermie is dat we veel meer van de Nederlandse ondergrond tussen de 2-3 kilometer weten door alle olie- en gasboringen (>3.000 boringen op land) en veel minder over de ultradiepe ondergrond. Technologisch gezien is ultradiepe geothermie uitdagender en is er meer innovatie nodig dan bij aardwarmte op geringere diepte. In het buitenland wordt al wel op verschillende plekken stoom gewonnen, allemaal in gebieden waar deze hoge temperaturen veel ondieper te vinden zijn, zoals in IJsland en Italië. In Nederland werkt de sector en het Rijk samen aan een innovatief kennisprogramma om ultradiepe geothermie te ontwikkelen. De verwachting is dat we over enkele jaren de eerste ultradiepe aardwarmte projecten kunnen realiseren (Wat is ultradiepe geothermie?, z.d.). Ook het bedrijf Larderel Energy, dat een opsporingsvergunning heeft voor ultradiepe geothermie, geeft aan dat zij verwachten eind 2023 of begin 2024 een eerste aardwarmteput kunnen boren in de Regio Gooi en Eemland (De Groot & Cals, z.d.). Meer hierover leest u in de paragraaf over technische uitvoerbaarheid.

11 / 36

Opgewekt en opgeslagen

De Green Deal Ultradiepe Geothermie (UDG) is een samenwerking tussen het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat, het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, EBN, TNO en zeven consortia gericht op het vergroten van het inzicht in de kansen van geothermie op meer dan vier kilometer diepte. Binnen het programma vindt uitgebreid geologisch en technisch onderzoek plaats of en zo ja waar en hoe veilige ontwikkeling van UDG mogelijk is. De consortia zijn: UDG Heerenveen, UDG Leeuwarden, GOUD (Utrecht), UDG Renkum, Geothermie Oost Brabant, UDG Schiedam en UDG Haven Rotterdam. Binnen de Green Deal zijn zeven potentiële pilot projecten geïdentificeerd. Elk project onderzoekt de geschiktheid van de ultradiepe ondergrond in combinatie met de bovengrondse warmtevraag. EBN (projectleider) en TNO brengen hier kennis in. Afhankelijk van de resultaten zullen mogelijk één of meerdere projecten daadwerkelijk starten (Green deal ultradiepe geothermie, z.d.) (Over ultradiepe geothermie, z.d.).

3.3 De potentie In deze paragraaf maken we geen onderscheid tussen het gebruik van (ultradiepe) geothermie voor warmte en voor elektriciteit; in beide gevallen moet namelijk water worden opgepompt. Aardwarmte is in principe altijd aanwezig en is daarmee een constante en betrouwbare vorm van warmtelevering. Aardwarmte is dus een zeer vaak te gebruiken warmtebron, zeker in vergelijking met zonnewarmte. De vraag is alleen of het financieel dan wel geologisch gezien haalbaar is. Diverse onderzoeken laten zien dat dat op dit moment niet zeker is. Meer hierover leest u in de volgende paragrafen. In een Statenbrief van 7 december 2021 geeft het College van Gedeputeerde Staten van Utrecht ook aan dat het potentieel van aardwarmte nog onzeker is. Het College van Gedeputeerde Staten concludeert dat de kennis over de dikte en temperaturen van de gesteentelagen onder de provincie nog niet voldoende is, maar dat die kennis door seismisch onderzoek en analyses van de bodem wel flink is verbeterd. Ook over het waterdoorlatend vermogen van de gesteentelagen is nog relatief weinig bekend. Andere risico’s, niet genoemd in de Statenbrief, bij het gebruik van geothermie zijn (kleine) risico’s op aardbevingen en op verontreiniging van het drinkwater. Over de potentie van aardwarmte in en rond de gemeente Baarn is nog weinig te zeggen.

PanTerra heeft in opdracht van de provincie Utrecht onderzoek gedaan naar de potentie van aardwarmte in te provincie. Hiervoor hebben zij gebruik gemaakt van bestaande data. Op basis van die data concludeert PanTerra dat er teveel onzekerheid is om een betrouwbare inschatting van de winbare waardwarmte te maken. De wetenschappelijke boring die EBN ergens tussen Bunnik, De Bilt, Utrecht en Zeist wil doen, zal ook meer vertellen over de potentie van aardwarmte bij Baarn.

Het gebruik van geothermie in Baarn is afhankelijk van het Rotliegend. Dit is een gesteentelaag van waaruit aardwarmte gewonnen zou kunnen worden. Er zijn nog veel randvoorwaarden die moeten worden uitgediept om tot een werkend geothermie systeem te komen, waarvan de voornaamste de potentie in de ondergrond is. Om meer over de ondergrond te leren wil EBN eind 2023 ergens tussen Utrecht, De Bilt, Zeist en Bunnik een wetenschappelijke boring doen. Op dit moment wordt er naar een locatie gezocht. De data uit deze wetenschappelijke boring zal ook meer inzicht geven in de potentie van aardwarmte in de gemeente Baarn. Als we kijken naar de potentie voor Baarn (buiten technische uitvoerbaarheid en financiële aspecten), dan zien we dat de provincie Utrecht op basis van een onderzoek van PanTerra heeft vastgesteld dat Baarn niet één van de gegadigden op korte termijn is voor de inzet van geothermie. De provincie zal zich de komende jaren eerst richten op zes andere gebieden: regio Mijdrecht, bedrijventerrein Lage Weide, driehoek Bilthoven-ZeistDriebergen en de steden Amersfoort, Veenendaal en Soest. Het bestuurlijk draagvlak voor geothermie in Baarn lijkt vanuit de provincie dus niet groot te zijn op dit moment, doordat de provincie zich richt op de hiervoor genoemde uitkomsten van het onderzoek van PanTerra.

Opgewekt en opgeslagen

12 / 36

(ultradiepe) geothermie

Voordelen

Nadelen

•

•

• •

Constante vorm van energielevering, altijd aanwezig Ook kosten zijn stabiel wanneer het netwerk is aangelegd Rotliegend is een gesteentelaag die potentie heeft

• • • •

Geologische onzekerheden, moet nog onderzoek gedaan worden Hoge kosten aanleg Op dit moment staat techniek nog in de kinderschoenen Kleine risico's op aardbevingen en verontreiniging drinkwater Waarschijnlijk weinig tot geen bestuurlijk draagvlak voor Baarn

3.4 Technische uitvoerbaarheid Op dit moment staat de techniek rondom geothermie in Nederland nog in de kinderschoenen. De warmtemonitor 2019 (Segers et al. 2020) stelde dat het gebruik van geothermie in de jaren 2018 en 2019 minder dan 0,1 PJ was, terwijl de WARM-studie (Schellekens et al., 2020) uitgaat van een potentieel van 88 PJ in 2030 voor verwarming met aardwarmte. In dat kader is er dus nog een wereld te winnen en is het gebruik van aardwarmte op dit moment nog zeer gering. Overigens is de genoemde 88 PJ voor 2030 slechts een kwart van de geschatte totale warmtevraag in Nederland (volgens de WARM-studie), dus zal er altijd nog een andere vorm van warmtewinning noodzakelijk zijn. De Rijksuniversiteit Groningen (RUG) kwam in 2014 op basis van diverse literatuurstudies en interviews al tot de conclusie dat gebruik van geothermie binnen 10 jaar niet realistisch was in Nederland (Nobels & Oudshoorn, 2014). Dit zou komen door hoge kosten van aanleg en vele onzekerheden rond geothermische energie. Deze redenen zijn op dit moment nog steeds geldig en daarom is het gebruik van geothermie op dit moment ook nog niet rendabel. Larderel Energy stelt wat betreft de technische mogelijkheden echter het volgende (De Groot & Cals, z.d.).: Op dit moment zijn we druk op zoek naar een locatie om de eerste centrale te ontwikkelen.

Deze centrale willen we in een oksel van knooppunt Eemnes ontwikkelen, zodat we Eemnes, Baarn en Hilversum als eerste kunnen aansluiten op duurzame aardwarmte. Hiervoor zijn echter vergunningen nodig en vragen wij subsidie aan bij het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat. Als dit allemaal voorspoedig verloopt, willen we eind 2023 of begin 2024 starten met het boren van de eerste aardwarmteput. Dat betekent dat eind 2024 de eerste warmte geleverd kan worden aan de aangesloten bedrijven en bewoners. Tegelijkertijd worden de overige putten geboord, zodat de eerste centrale in 2027 klaar is. In een parallel traject willen we de andere geothermiecentrales ontwikkelen. In 2035 verwachten we alle geothermiecentrales in de omgeving afgerond te hebben en een belangrijke bijdrage te leveren aan de verduurzaming van de regio. Als bovenstaand tijdspad van Larderel Energy klopt, dan is ultradiepe geothermie (en ook ‘gewone’ geothermie) technisch gezien haalbaar binnen de komende 5 tot 13 jaar.

3.5 Financieel aspect Zoals eerder al aangegeven is, is het financiële aspect van geothermie ook een probleempunt: er zijn hoge opstartkosten. Wel is het zo dat, wanneer het volledig is geïnstalleerd, geothermische oplossingen vaak stabiele kosten kennen. Dit heeft als voordeel dat er lage risico’s zijn in schommelingen in kosten, waardoor men ook een begroting zonder grote risico’s kan opstellen voor meerdere jaren. Hoe hoog de kosten gaan zijn, is vooralsnog niet duidelijk.

13 / 36

Opgewekt en opgeslagen

4 Kernenergie In hoofdstuk twee leest u over de inzet van kernenergie. We gaan in op wat het is, wat de potentie is en we bekijken de technische uitvoerbaarheid en het financiële aspect. In Nederland bestaat circa 4% van de totale elektriciteitsproductie uit de productie van de kerncentrale in Borssele (Energie, z.d.). Dat is de enige kerncentrale die we in Nederland hebben. In Europa is het aandeel kernenergie duidelijk groter: bijna 26% van de opgewekte elektriciteit wordt geproduceerd door kerncentrales (Ciucci, 2021). Als we kijken naar de hele wereld, dan ontstaat zo’n 10% van de elektriciteit uit kernenergie (Energie, z.d.). Kernenergie kan een belangrijk onderdeel in de energiemix van de toekomst zijn, omdat het een uitstootvrije manier van elektriciteits- en warmteproductie is en omdat het een efficiënte manier van productie is. Om de opwarming van de aarde onder de 2 graden Celsius te houden, zou kernenergie dus onmisbaar kunnen zijn. In veel modellen die een energiemix van de toekomst voorspellen, komt kernenergie ook terug. Ontwikkeling kerncentrales richting 2050 Het kabinet zet de komende jaren de eerste stappen voor de bouw van 2 nieuwe kerncentrales. Maar het duurt lang om een kerncentrale te bouwen. De kans dat een bedrijf vóór 2030 een nieuwe kerncentrale in Nederland in gebruik kan nemen, is daarom klein. Voor nieuwe kernreactoren is nog veel onderzoek nodig.

Bijvoorbeeld voor reactoren op basis van thorium als splijtstof in plaats van het gebruikelijke uranium. Experts verwachten niet dat er voor 2050 in Europa een commerciële thoriumcentrale komt. Andere innovatieve reactoren kunnen waarschijnlijk wel eerder worden gebouwd. Onderzoekers blijven kernenergie bestuderen, omdat ze verwachten dat kernenergie een rol kan spelen in energieopwekking waarbij weinig CO2 vrijkomt. In dit hoofdstuk beschrijven we daarom de huidige techniek van kerncentrales, leggen we toekomstige technieken en hun potentie uit en gaan we in op technische haalbaarheid en geschatte kosten van de diverse technieken van kernenergie.

4.1 Wat is kernenergie? Een kerncentrale werkt in principe net als een grote stoommachine. In beide gevallen wordt water opgewarmd waardoor er stoom vrijkomt. In tegenstelling tot een stoommachine, waarbij de brandstof kolen zijn, wordt bij het genereren van kernenergie uranium als brandstof gebruikt. Dit uranium wordt gespleten en hierbij komt energie (in de vorm van warmte) vrij. Hiermee wordt de stoom geproduceerd die een turbine aandrijft, waardoor elektriciteit gegenereerd wordt. Deze elektriciteit wordt vervolgens aan het net geleverd. Nederland kent op dit moment één kerncentrale (in Borssele) en die werkt op deze manier, middels zogeheten kernsplijting. Dit is de techniek waarmee we op dit moment ervaring hebben en waarbij radioactief afval ontstaat. Een andere mogelijkheid is kernfusie, waarbij geen radioactief afval vrijkomt. Kernfusie is op dit moment nog niet mogelijk, meer hierover leest u verderop in dit hoofdstuk onder ‘technische mogelijkheden’.

4.1.1

Kernsplijting

Zoals gezegd werken de huidige kerncentrales via kernsplijting. Bij dit proces splijt een zware atoomkern in twee lichtere kernen, waarbij energie vrijkomt. Om dit beter te begrijpen, kijken we eerst naar de structuur van een atoomkern. Deze bestaat uit positief geladen protonen die elkaar afstoten. Gelukkig bevat een kern ook neutrale neutronen die de boel bij elkaar houden. Hoe groter de atoomkern, hoe meer neutronen er nodig zijn hem bij elkaar te houden.

Opgewekt en opgeslagen

14 / 36

Als er te weinig neutronen zijn, krijgt de afstotende kracht de overhand. De kern is dan instabiel en er kan kernsplijting plaatsvinden, waarbij de kern opsplitst in twee nieuwe, lichtere kernen. In kernreactoren wordt uranium-235 (kortweg: uranium) gebruikt. Dit materiaal is instabiel, maar vervalt uit zichzelf bijna niet. Als er een neutron met een lage snelheid op wordt afgeschoten, krijgt de kern een zetje en kan er wel splijting optreden. Het proces kan dus ‘aangezet’ worden. Er ontstaan niet alleen nieuwe kernen, er komen ook neutronen vrij. Die kunnen andere uraniumkernen laten vervallen waardoor er een kettingreactie ontstaat. bij elke splijting komt er behoorlijk veel energie vrij. In de meeste reactoren wordt de energie omgezet in warmte die gebruikt wordt om water te verdampen tot stoom. Vervolgens wordt via een stoomturbine elektriciteit opgewekt. Een kerncentrale wekt dus elektriciteit op zonder CO2-productie (Schenk, 2016).

4.1.2

Kernfusie

‘Al sinds de jaren vijftig van de vorige eeuw bestaat het idee dat het opwekken van energie uit kernfusie een veelbelovende manier zou kunnen zijn om in de toekomst op een schone manier energie te produceren (Brugman, z.d.)’. Kernfusie is een proces waarbij de kernen van atomen (de kleine deeltjes waaruit alles in het universum bestaat) samensmelten. Dat doen ze alleen als het heel heet is en als de druk groot is. Het is een proces dat in sterren continu gebeurt: de intense hitte van de zon doet waterstofatomen samensmelten tot helium, waarbij een heleboel energie vrijkomt. Die energie gebruikt de zon om te branden. Wetenschappers kregen al vroeg na de ontdekking van dit proces in sterren een idee: kunnen we dat fusieproces niet op aarde uitvoeren? Het zou zorgen voor bijna onbeperkte hoeveelheid schone energie, de zon stoot namelijk geen CO2 uit. Als dat lukt, hopen wetenschappers de heilige graal van energieproductie te hebben gevonden. Huidige kernreactoren gebruiken, zoals eerder genoemd, kernsplijting om energie op te wekken: zij bombarderen zware atoomkernen met deeltjes totdat die opsplitsen, waarbij een grote hoeveelheid energie vrijkomt. Om dat te doen is zwaar radioactief materiaal nodig, zoals uranium. Ook komt er bij kernsplijting radioactief afval vrij dat duizenden jaren lang gevaarlijk blijft (Brugman, z.d.)’..

Kernfusie belooft al de gevaren en nadelen van kernsplijting op te lossen. Kernfusie werkt door een aantal onderdelen van waterstof te laten botsen totdat zij samensmelten tot heliumkernen. Daarvoor is geen duur en gevaarlijk radioactief materiaal nodig en is het restproduct helium. Of dit technisch gezien haalbaar is, leest u in de paragraaf over technische uitvoerbaarheid.

4.2 De potentie De potentie van kernenergie voor elektriciteit en warmte verschilt en daarom splitsen wij deze in deze paragraaf ook weer uit. In de laatste subparagraaf benoemen we nog een aantal voor- en nadelen, die onafhankelijk van de potentie voor warmte of elektriciteit gelden.

4.2.1

Elektriciteit

Kernenergie levert op een relatief klein oppervlakte met een relatief kleine hoeveelheid brandstof veel energie. Zo heeft de kerncentrale in Borssele 485MW vermogen aan stroom. Kernenergie wordt dan ook vaak genoemd als een belangrijke mogelijke oplossing voor de energietransitie. Op basis van de energie-efficiëntie is dat ook niet zo gek: de centrale in Borssele levert zoals gezegd 485MW aan stroom, terwijl je voor hetzelfde vermogen bijvoorbeeld 160 windmolens nodig hebt. De hoeveelheid stroom die Borssele levert is genoeg voor een grote stad, inclusief trams, treinen en een grote luchthaven, zo stelt de rijksoverheid (Van Dalen, 2021).

15 / 36

Opgewekt en opgeslagen

4.2.2

Warmte

Net als bij wind en zon gaat het voornamelijk om de productie van elektriciteit. Deze elektriciteit kan vervolgens omgezet worden naar warmte met het gebruik van een warmtepomp. Ook is het mogelijk om restwarmte uit de centrale te gebruiken, doormiddel van stadsverwarming. Kernenergie is dus geen directe warmtebron (Kernenergie, z.d.) maar kan wel ingezet worden om de warmtebehoefte, bijvoorbeeld van Baarn, te voorzien door het te koppelen met technieken op het gebied van bijvoorbeeld aquathermie.

4.2.3

Overzicht algemene voor- en nadelen

Er is ook een aantal voor- en nadelen van kerncentrales, onafhankelijk van de inzet voor stroom of warmte. Hieronder zijn zij opgesomd:

Kernenergie

Voordelen

Nadelen

•

• • • •

•

• • •

Een centrale produceert relatief veel elektriciteit Nauwelijks of geen radioactief afval bij kernfusie of thorium. (Verderop leest u meer over thorium) Weinig tot geen CO2-productie Uranium is voorradig en goedkoop Techniek met betrekking tot kernsplitsing en thorium is voorhanden

Hoge kosten bouwen kerncentrale Radioactief (afval) bij huidige techniek Grote gevolgen bij ramp Commerciële thoriumcentrales of kernfusiecentrales worden niet vóór 2040 of 2050 in gebruik genomen

4.3 Technische uitvoerbaarheid Hiervoor genoemde technieken als de huidige techniek op basis van uranium en de potentiële techniek van thorium zijn voorhanden. Technische uitvoerbaarheid zou dus geen probleem moeten vormen, ware het niet dat de ontwikkelingstijd van een nieuwe centrale zeer veel tijd vergt waardoor er voor het jaar 2030 geen nieuwe kerncentrale kan worden gebouwd. Kernenergie is om deze reden ook niet in de RES 1.0 opgenomen. Daarnaast is het ontwikkelen van een kerncentrale een nationale aangelegenheid en kun je dit niet als energieregio zelf oppakken. Kernfusie als techniek voor kerncentrales is op korte termijn ook toekomstmuziek en volgens sommige experts ‘altijd 30 jaar weg’ (Grote doorbraak in kernfusie: de heilige graal van energie, 2022). Al deze redenen houden in dat kernenergie niet zal bijdragen aan de doelstelling om Baarn in 2030 klimaatneutraal te hebben Om toch een overzicht te kunnen bieden in de mogelijkheden die er zijn in kerncentrales, beschrijven wij deze in de volgende subparagrafen.

4.3.1

‘Gewone’ kerncentrale

In het laatste regeerakkoord is wel afgesproken dat het kabinet twee nieuwe kerncentrales wil bouwen en heeft hiervoor vijf miljard euro gereserveerd. Deze centrales zijn waarschijnlijk pas na 2030 operationeel. Mochten deze plannen doorgaan, dan kan dit ook gevolgen hebben voor het voorzien in de Baarnse energie- en warmtebehoefte. Het is namelijk nog niet zeker waar deze centrales komen te staan en of zij daarmee Baarn van energie of warmte gaan voorzien.

Opgewekt en opgeslagen

16 / 36

Zoals we eerder al aangaven is dit een bewezen techniek (met al zijn voor- en nadelen) maar is het dus wel technisch uitvoerbaar. Het zal vermoedelijk gaan om reactoren op basis van kernsplitsing, omdat reactoren op basis van kernfusie tegen die tijd waarschijnlijk nog niet werkend zijn. Baarn is afhankelijk van de Rijksoverheid.

4.3.2

Small modular reactor (SMR)

Kleine modulaire reactoren (Small Modular Reactors of SMR's) zijn zeer efficiënte kerncentrales in kleine afmetingen. De meest geavanceerde modellen, met een vermogen dat varieert van 10 tot 300 MW, zijn drukwatermodellen die uranium als brandstof gebruiken, net als de hierboven genoemde ‘gewone’ kerncentrales (Small Modular Reactors of SMR, z.d.). Ter vergelijking: de kerncentrale in Borssele levert, zoals wij eerder al noemden, ongeveer 485MW. Een aantal van deze reactoren is in aanbouw of is al in werking, wat betekent dat het een bewezen techniek is. De techniek kent een aantal voordelen: De kleine afmetingen van SMR’s maken dat ze beter transporteerbaar zijn, wat de mogelijkheden vergroot en wat de toegang tot elektriciteit vergemakkelijkt. SMR's zijn kleiner, flexibeler en betaalbaarder, zodat ze kunnen worden gebruikt in kleinere elektriciteitsnetten of kunnen worden gebouwd op moeilijk bereikbare en afgelegen plaatsen, waar grote reactoren niet praktisch zouden zijn. Door hun efficiënt gebruik van ruimte en grondstoffen beperken SMR's de impact op de natuur en de biodiversiteit. Omdat SMR's klein van omvang zijn, kan het ontwerp ervan worden gestandaardiseerd en kan de productie ervan in de fabriek worden geoptimaliseerd voor massaproductie in serie.

Dit betekent dat SMR’s veel sneller en tegen lagere kosten kunnen worden geproduceerd dan een conventionele kerncentrale, wat een enorm bouwproject is dat verscheidene jaren in beslag neemt. SMR's kunnen ons ook in staat stellen de elektriciteitsproductie verder te decentraliseren. Zo zal het bijvoorbeeld mogelijk zijn deze kleine kerncentrales te installeren naar gelang van de lokale behoeften, zodat het ook voor Baarn een optie kan zijn om een SMR aan te schaffen als de kosten laag genoeg zijn en de regelgeving dit toestaat. MR's kunnen echter ook worden gebruikt voor de productie van warmte (nuttig voor onze huizen en de industrie, bijvoorbeeld via warmtenetten) en waterstof (dat als niet-vervuilende brandstof zou kunnen dienen). Verschillende SMR-ontwerpen voorzien deze toepassingen al (Small Modular Reactors of SMR, z.d.).

4.3.3

Thorium

Een alternatief voor radioactiviteit en het bijbehorende afval is het in gebruik nemen van een kerncentrale die elektriciteit opwekt middels thorium. Dit is een element wat veel energie bevat: een gram bevat volgens de Volkskrant in potentie net zo veel energie als 2.500 liter benzine. Het principe is ongeveer hetzelfde als bij uranium: men moet het splijten zodat er energie vrijkomt. Er is nog steeds een kleine hoeveelheid uranium of plutonium (ook een radioactief element) nodig om de reactie op gang te brengen. In vergelijking met de huidige techniek kent een thoriumreactor een aantal voordelen: het radioactieve afval blijft minder lang gevaarlijk (circa driehonderd jaar tegenover vele tienduizenden jaren) en er kan geen meltdown plaatsvinden, zodat een ramp als in Fukushima of Tsjernobyl bespaard blijft. Sinds 2021 is er in China een thoriumreactor in werking. Volgens de Volkskrant kan deze reactor op dit moment ongeveer 1.000 huishoudens van stroom voorzien en wil men in China vooral ervaring opdoen met de techniek, zodat er in 2030 een reactor gebouwd kan worden die qua elektriciteitsopwekking ongeveer gelijk staat aan de kerncentrale in Borssele. Men verwacht niet dat er een commerciële thoriumreactor in gebruik wordt genomen