Bijlage 1.5 Actualisatie energiemix achtergronddocument.pdf

Actualisatie energiemix Meierijstad Gemeente Meierijstad 720180 | definitief v1.0 13/10/2022

Pondera

Colofon

Hoofdvestiging Nederland Amsterdamseweg 13 6814 CM Arnhem 088 pondera (088-7663372) info@ponderaconsult.com

Postadres Postbus 919 6800 AX Arnhem

Vestiging South East Asia Jl. Mampang Prapatan XV no 18 Mampang Jakarta Selatan 12790 Indonesia

Vestiging North East Asia Suite 1718, Officia Building 92 Saemunan-ro, Jongno-gu Seoul Province Republic of Korea

Soort document Actualisatie energiemix

Projectnaam Meierijstad

Versienummer definitief v1.0

Datum 13-10-2022

Project nummer 720180

Opdrachtgever Gemeente Meierijstad

Auteur John van de Lagemaat

Nagekeken door Paul Janssen

Disclaimer In het onderzoek is gebruik gemaakt van algemeen geaccepteerde uitgangspunten, modellen en informatie die ten tijde van het opstellen van dit rapport ter beschikking stonden. Aanpassingen in de uitgangspunten, modellen of gebruikte gegevens kunnen leiden tot andere uitkomsten. De aard en de nauwkeurigheid van de gebruikte gegevens voor het onderzoek bepalen in belangrijke mate de nauwkeurigheid en de onzekerheden van de berekende uitkomsten. Pondera is niet aansprakelijk voor gederfde inkomsten of schade die wordt geleden door opdrachtgever(s) en/of derden uit conclusies die gebaseerd zijn op gegevens die niet van Pondera afkomstig zijn. Deze rapportage is opgesteld met de intentie dat deze alleen gebruikt wordt door de opdrachtgever en slechts voor het doel waarvoor de rapportage is opgesteld. Er mag geen beroep worden gedaan op de informatie uit deze rapportage voor andere doeleinden zonder schriftelijke toestemming van Pondera. Pondera is niet verantwoordelijk voor de consequenties die kunnen voortvloeien uit het oneigenlijk gebruik van de rapportage. De verantwoordelijkheid voor het gebruik van (de analyse, resultaten en bevindingen in) de rapportage blijft bij de opdrachtgever. De Rechtsverhouding opdrachtgevers architect, ingenieur en adviseur conform DNR 2011 is te allen tijde van toepassing.

Inhoudsopgave 1 Inleiding 1.1 1.2

2 Herijking verwachte energievraag 2.1 2.2

4

2

Elektriciteitsvraag _______________________________________________________________2 Elektriciteitsvraag 2050___________________________________________________________7

3 Uitgangspunten opwek technieken wind en zon 3.1 3.2

1

Achtergrond ___________________________________________________________________1 Energiemix 2019________________________________________________________________1

11

Opbrengst windturbine (2021) ____________________________________________________ 11 Opbrengst zonnepanelen in Meierijstad (2021) _______________________________________13

16 4.1 4.2

Invulling elektriciteitsvraag _______________________________________________________ 16 ___________________________________________17

1 Inleiding 1.1 Achtergrond De gemeente Meierijstad heeft in 2019 door Bureau Overmorgen een verkenning laten opstellen van de verwachte energievraag in 20501 op het gebied van technieken, waardoor het wenselijk is een actualisering te maken van de energiemix. Deze notitie bevat deze actualisering voor de elektriciteitsvraag en invulling van de opwek.

1.2 Energiemix 2019 In Figuur 1.1 Energiemix 2019 is de energiemix opgenomen uit 2019. Hieruit blijkt dat er in 2050 een verwachte energievraag voor eindgebruik is van 5.751 TJ. Uit de toelichting blijkt dat rekening gehouden is met omzettingsverliezen en met bijvoorbeeld omgevingswarmte die bij warmtepompen wordt benut voor de verwarming. Als gevolg hiervan zijn de benodigde energiebronnen groter dan de eindvraag. Figuur 1.1 Energiemix 2019

Bron: Overmorgen, 2019

De Energiemix 2019 voorspelt dat in 2050 circa 4.648 TJ aan energiebronnen benodigd is om de elektriciteitsvraag in te vullen met hernieuwbare oplossingen. Voor de herijking van de energiemix gaan we opnieuw kijken naar de verwachte elektriciteitsvraag in 2050 aan de hand van de huidige beschikbare kennis en voorspellingsmodellen.

1

Energiemix Meierijstad d.d. 12-6-2019.

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 1

2 Herijking verwachte energievraag 2.1 Elektriciteitsvraag Momenteel is er in de gemeente Meierijstad een elektriciteitsverbruik van circa 2.426 TJ (0,674 TWh)2 per jaar. Dit gaat om de cijfers uit 2020, dit zijn de meest recente data die bekend zijn. Hoe groot die vraag in 2050 zal zijn is sterk afhankelijk van de ontwikkelingen in de energietransitie. Denk aan een stijgende elektriciteitsvraag als gevolg van onder andere elektrische mobiliteit, het elektrificeren van de warmtevraag in gebouwen en het omzetten van elektriciteit in waterstof voor verwarming en industriële processen. Hieronder gaan we voor de grootste verwachte ontwikkelingen in op de verwachte gevolgen die dit heeft voor de elektriciteitsvraag in 2050. Dit betreft nadrukkelijk een globale inschatting gebaseerd op beschikbare verkenningen en hoofdlijnen3. Het gaat om de volgende ontwikkelingen: Welke cijfers hanteren we als uitgangspunt? Welke besparing op elektriciteitsverbruik verwachten we tot 2050? Welke gevolgen heeft de mogelijke bevolkingsgroei op de verwachte elektriciteitsvraag? Wat zijn de effecten van de groei in elektrische mobiliteit? Welke gevolgen heeft de warmtetransitie en toenemende koudevraag4 in gebouwen? Wat zijn de gevolgen van (deels) elektrificeren van de overige warmtevraag (industrie, etc.)? In onderstaande paragrafen werken we dit nader uit per onderwerp.

2.1.1 Huidige cijfers In de energiemix hanteren we de meest recente gegevens van het CBS als uitgangspunt voor de actualisatie. Deze zijn geraadpleegd via de klimaatmonitor. Het verbruik is opgesplitst in vraag naar energie voor verwarming, transport en elektriciteit. Tabel 2.1 Huidige energieverbruik Meierijstad Type energieverbruik

TJ

elektriciteitsverbruik

2.426

warmteverbruik

4.588

energieverbruik verkeer en vervoer

2.482

Totaal bekend energieverbruik

9.496

CBS, 2020

2

Klimaatmonitor, geraadpleegd 26 september 2022 Voor veel toekomstige ontwikkelingen worden op landelijk of provinciaal niveau voorspellingen gedaan aan de hand van modellen, maar zijn deze niet beschikbaar op gemeentelijk niveau. Voor deze analyse worden de voorspellingen op landelijk of provinciaal niveau 1:1 overgenomen. 4 Koudevraag gaat over koeling (airco) van woningen en kantoren op warme dagen en de energie die daarvoor nodig is. 3

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 2

2.1.2 Besparing Elektriciteit Besparing is een belangrijke pijler onder de klimaatafspraken. In de Klimaat en Energieverkenning 2020 (KEV)5 is een besparingstempo van 1 procent per jaar opgenomen voor de periode 2020-2030. Voor de periode 2013-2020 was dit 1,5 procent per jaar. De reden hiervoor is dat het Energieakkooord besparing als expliciet doel had opgenomen, het Klimaatakkoord niet. Voor het bepalen van de toekomstige elektriciteitsvraag hanteren we 1 procent besparing per jaar voor het elektriciteitsverbruik. Dat betekent een besparing van 26 procent in 2050 ten opzichte van de elektriciteitsvraag in 2020. Omgerekend is dat een besparing van 631 TJ. Warmte Voor de mogelijke besparing op de warmtevraag sluiten we aan bij de verkenningen die in het kader van de RES Noordoost Brabant zijn gemaakt. In die berekeningen is voor het warmteverbruik uitgegaan van een besparing van 24 procent. Dit wijkt maar beperkt af van de 26 procent uit de KEV, maar is wel gebaseerd op de regionale gebouwenvoorraad en mogelijkheden die deze biedt voor besparing. De regionale gebouwenvoorraad wijkt iets af van het landelijk gemiddelde in type woningen (vrijstaand, rijtjeswoning, appartement) en verdeling over bouwperiodes. Voor het bepalen van de toekomstige warmtevraag zijn we uitgegaan van een potentiële besparing van 24 procent in 2050. Dat betekent een besparing van 1.101 TJ.

Mobiliteit Wat betreft mobiliteit is ook uitgegaan van de besparing van 26 procent uit het KEV. Dat betekent een besparing van 646 TJ.

2.1.3 Gevolgen bevolkingsgroei De verwachting is dat de bevolking (beperkt) zal groeien tot 2050. De gemiddelde bevolkingsgroei van de laatste jaren in de gemeente Meierijstad is 0,5 procent per jaar. Wanneer je deze lijn doortrekt kom je op een bevolkingsgroei van circa 16 procent in 2050. Volgens de regionale prognose van het CBS6 is dit 8 procent in 2050 voor de gemeente Meierijstad. Regionaal ligt dit getal iets hoger, op circa 5 procent in 2050. Voor deze berekening zijn we (conservatief) uitgegaan van 10 procent groei in 2050 ten opzichte van 2020. Dat betekent een toename van 243 TJ aan elektriciteitsverbruik.

Figuur 2.1 Gevolgen bevolkingsgroei voor energievraag (in TJ)*

5

Klimaat en Energieverkenning 2020, geraadpleegd 15 april 2021 via https://www.pbl.nl/sites/default/files/downloads/pbl-2020-klimaat-en-energieverkenning2020-3995.pdf 6 https://opendata.cbs.nl/#/CBS/nl/dataset/84528NED/table

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 3

12000 10000 2482

8000

2730

2606

6000 4000 2000

4588

4817

5047

2426

2547

2669

huidig

2030

2050

0 Elektriciteit

Warmte gas

Brandstof verkeer

*de grafiek toont alleen de gevolgen van bevolkingsgroei, besparing e.d. is hierin niet meegenomen.

Ter vergelijking: in de concept RES-Noordoost Brabant is als percentage voor de groei van het energieverbruik als gevolg van de bevolkingstoename 10% in 20507 aangehouden. Daar wijken we niet van af.

2.1.4 Elektrische mobiliteit Om tot een inschatting voor 2050 te komen is als uitgangspunt de huidige energievraag voor brandstof uit verkeer genomen gecorrigeerd naar de bevolkingstoename met 10 procent en een besparing van 26 procent (KEV) . Daarbij zijn we er - net als in een scenario van het Energy Environment Agency8 - vanuit gegaan dat 50 procent van de voertuigen in 2050 elektrisch is en 50 procent op een alternatieve duurzame manier r

een energieverbruik van 35 procent9 t.o.v. het huidige

brandstofverbruik van een diesel- of benzineauto. Voor de overige 50 procent niet elektrische voertuigen rekenen we niet met een besparing. Dit resulteert in een extra elektriciteitsvraag van 369 TJ en een resterende energievraag na besparing van 1.042 TJ voor het overige verkeer. Dit zal moeten worden ingevuld met bijvoorbeeld groen gas of een andere energiebron. In Figuur 2.2 is de aangehouden verdeling elektrische voertuigen (EV) en niet elektrische voertuigen terug te zien.

Figuur 2.2 Energievraag elektrische en niet elektrische mobiliteit* 7

POSAD, 2016, gebiedsstrategie duurzame energieopgave Provincie Noord-Brabant https://www.eea.europa.eu/publications/electric-vehicles-and-theenergy#:~:text=Assuming%20a%2030%20%25%20share,an%2080%20%25%20share%20in%202050.&text=For%20ai r%20pollutants%2C%20an%2080,in%20comparison%20with%202010%20levels. 9 Berekend aan de hand van de gemiddelde kWh/km van een elektrische auto t.o.v. een gemiddelde benzine auto. (https://ev-database.org/cheatsheet/energy-consumption-electric-car), (https://www.researchgate.net/figure/1-Specificenergy-consumption-assumed-for-future-ICE-vehicles-Passenger-cars-and_fig1_237450919) 8

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 4

*dit zijn de cijfers voor het verbruik, verschil met aanbod is hierin nog niet meegenomen. Dit zit wel in de energiemix (zie 2.1.7).

In het kader van de RES NOB10 is het uitgangspunt een gemiddelde groei van 20 procent per jaar wat betreft de laadvraag in de bebouwde omgeving. Dat zou voor de gemeente Meierijstad een elektriciteitsvraag van ongeveer 1.150 TJ in 2050 betekenen met een volledig elektrisch wagenpark. Uitgaande van 50 procent is dat 575 TJ in 2050. Het verschil met de berekende 369 TJ zou kunnen zitten in een overschatting van de besparing.

2.1.5 Warmtetransitie en koudevraag Warmtevraag Voor de verwarming van gebouwen en voor industriële processen is veel energie in de vorm van warmte nodig. De totale warmtevraag in de gemeente Meijerijstad was 4.588 TJ in 202011. Uitgaande van een besparing van 24 procent (zie 2.1.2.) en een toename van 10 procent als gevolg van bevolkingsgroei en nieuwe gebouwen is de verwachting dat de warmtevraag circa 3.946 TJ in 2050 bedraagt. In de RES NOB is de warmtevraag voor 2050 voor de bebouwde omgeving in de gemeente berekend op 1.603 TJ. Dat betekent een overige warmtevraag van ongeveer 2.343 TJ die we toeschrijven aan industrie, energie, afval, water en landbouw. We gaan ervanuit dat deze 1.603 TJ voor ruimteverwarming elektrisch kan worden ingevuld met een warmtepomp die 4 maal efficiënter is (COP = 4). Dit betekent dat 1 TJ aan elektriciteit via een warmtepomp 4 TJ aan warmte oplevert. Dat betekent dus dat circa 400 TJ elektriciteit nodig zal zijn voor het verwarmen van de bebouwde omgeving in Meierijstad.

10

https://www.energiewerkplaatsbrabant.nl/res/res+noordoost+brabant/publicaties+en+rapporten+overzicht/regionale+ene rgiestrategie+10/HandlerDownloadFiles.ashx?idnv=1929453 11 https://klimaatmonitor.databank.nl/dashboard/dashboard/energieverbruik/

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 5

Figuur 2.3 Warmte en koudevraag bebouwde omgeving en industrie*

*dit zijn de cijfers voor het verbruik, verschil met aanbod is hierin nog niet meegenomen. Dit zit wel in de energiemix.

Koudevraag De vraag naar koeling neemt de laatste jaren ook toe. Volgens een rapport van TKI urban energy is de koudevraag voor ruimtekoeling ongeveer 1 procent van de warmtevraag 12. Dit kan oplopen tot maximaal 3 procent. De berekende koudevraag gaat uit van de bovengrens van 3 procent van de totale warmtevraag voor de bebouwede omgeving. Dat is 48 TJ. In de RES NOB is deze ingeschat op 0,2 PJ voor de hele regio. Teruggerekend naar Meierijstad is dat 26 TJ. Verschil met de RES is wel dat dit gaat over de verwachte vraag in 2030, terwijl we hier rekenen met 2050, waardoor de vraag in de RES logischerwijs lager uitvalt.

2.1.6 Elektrificatie warmtevraag niet bebouwde omgeving De totale warmtevraag die we toeschrijven aan industrie, energie, afval, water en landbouw is zoals genoemd 2.343 TJ. We hebben de aanname gedaan dat de helft daarvan (1.171 TJ) lage temperatuurwarmte is en dus elektrisch kan worden verwarmd. Daarvoor gaan we uit van een vergelijkbare efficiënte warmtepomp als voor de warmte in de bebouwde omgeving (COP = 4). Dat betekent 293 TJ aan elektriciteit. De andere helft (1.171 TJ) wordt ook weer verdeeld in 50 procent elektrisch verwarmen zonder efficiëntieslag (586 TJ elektriciteit) en 50 procent middels groen gas, waterstof of een andere duurzame oplossing. Dit is de restvraag die nog over blijft. Dat is 586 TJ.

12

https://www.topsectorenergie.nl/tki-urban-energy/kennisdossiers/factsheets-koudetechnieken/koudevraag-inNederland

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 6

2.1.7 Verschil tussen aanbod en verbruik Volgens het CBS13 is er landelijk een verlies van circa 22 procent tussen het totale energieaanbod en verbruik in 2019. Dit is het gevolg van verliezen door omzetting, transport, onbalans, etc. Dit getal is echter berekend op basis van de huidige - grotendeels niet hernieuwbare - technieken en is dus mogelijk niet representatief voor de situatie in 2050. Transportverliezen bijvoorbeeld zullen bij een groter aandeel lokale opwek en direct verbruik lager zijn dan nu. Omdat dit sterk afhankelijk is van hoe het gehele energiesysteem er in 2050 uit zal zien is er voor deze rapportage toch voor gekozen het huidige percentage van 22 procent te hanteren.

2.2 Elektriciteitsvraag 2050 2.2.1 Scenario met restvraag De geschatte totale energievraag voor 2050 in het scenario met een restvraag (niet elektrisch) voor warmte en brandstof voor verkeer ziet er daarmee als volgt uit: Tabel 2.2 geschatte energievraag Meierijstad 2050 Sector

TJ

Elektriciteit

4.557

Warmte (HT, niet elektrisch)

715

Brandstof verkeer en vervoer (niet elektrisch)

1.272

Totaal verwacht energieverbruik

6.544

Voor elektriciteit is de 4.557 TJ opgebouwd uit de volgende onderdelen: Huidige vraag:

2.426 TJ

Toename als gevolg bevolkingsgroei:

243 TJ

Elektrische mobiliteit groei:

369 TJ

Koudevraag:

48 TJ

Elektrificatie warmte:

1.279 TJ

Onbalans (aanbod/verbruik) en conversie

823 TJ

Besparing

- 631 TJ

Kader 2.1 Hernieuwbare energie Klimaatmonitor

In de klimaatmonitor zijn enkele hernieuwbare bronnen opgenomen. Dat gaat om zowel elektriciteit als warmte. Eerstgenoemde zal worden afgetrokken van de benodigde elektriciteitsvraag in de invulling diepe bodemenergie (24 TJ), biomassaketels (44 TJ), Biomassa WKK (103 TJ) en houtkachels (106 TJ). De rol van biomassa in de toekomstige energievoorziening is nog onduidelijk. Gezien de toenemende kritiek is het niet waarschijnlijk dat dit ingezet zal worden als hernieuwbare bron. Daarom is er voor gekozen het buiten beschouwing te laten. De overige hernieuwbare warmtebronnen zijn dermate klein dat ze niet meegenomen zijn in de energiemix. Daarnaast is er in de energiemix al rekening gehouden met een restvraag voor warmte die niet elektrisch ingevuld zal worden. 13

https://opendata.cbs.nl/#/CBS/nl/dataset/83140NED/table

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 7

Figuur 2.4 Opbouw elektriciteitsvraag in 2050 scenario met restvraag

Figuur 2.5 Verdeling totale energievraag

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 8

Dit scenario heeft een elektriciteitsvraag in het eindverbruik van circa 4.557 TJ in 2050. Dit ligt in lijn met de eerder bepaalde elektriciteitsvraag (zon en wind) door Overmorgen van 4.751 TJ. Het betreft nadrukkelijk een grove schatting, omdat voorspellingen worden gedaan over ontwikkelingen en over hoe het energiesysteem van de toekomst eruit zal gaan zien. Dit heeft gevolgen voor bijvoorbeeld de uiteindelijke onbalans tussen vraag en aanbod (en seizoensverschillen) en verliezen als gevolg van conversie, opslag, etc. Ook is dit getal sterk afhankelijk van nog te maken keuzes in de energietransitie, bijvoorbeeld ten aanzien van het al dan niet toepassen van collectieve warmteoplossingen versus individuele, of het lokaal, regionaal of nationaal produceren van waterstof (en waar de daarvoor benodigde elektriciteit dan moet worden opgewekt). De onzekerheid in het genoemde getal is daarmee behoorlijk groot. In bovenstaand scenario is uitgegaan van een restvraag. De hoge temperatuur warmtevraag en een deel van de brandstof voor voertuigen zal dan op een andere manier ingevuld worden. Denk bijvoorbeeld aan waterstof die middels elektrolyse wordt geproduceerd. Om inzicht te geven in wat dit betekent voor de elektriciteitsvraag is het volgende scenario doorgerekend.

2.2.2 Scenario volledig elektrisch In dit scenario gaan we uit van een volledige elektrificatie van de energievraag. In de praktijk zal dit niet realistisch zijn omdat het niet mogelijk is om industriële processen met hoge temperatuur en zware voertuigen direct te elektrificeren. Om toch elektriciteit te kunnen gebruiken zal bijvoorbeeld een omzetting van duurzame energie naar waterstof (zie Kader 2.2) nodig zijn. Het nadeel hiervan is dat dit niet efficiënt is. In het scenario is doorgerekend wat de totale elektriciteitsvraag is wanneer toch wordt ingezet op waterstof in plaats van bijvoorbeeld groen gas. Kader 2.2 waterstof als energiedrager

Waterstof is geen energiebron maar een energiedrager. Het wordt geproduceerd door middel van elektrolyse waarbij water (H2O) via groene elektriciteit wordt gesplitst in waterstof (H 2) en zuurstof (O2). Het voordeel van groene waterstof is dat er geen CO2 vrijkomt. Het nadeel is dat er bij de omzetting van elektriciteit naar waterstof en weer terug in elektriciteit ongeveer 60 procent energie verloren gaat met de huidige beschikbare technieken. Het is als toepassing dus met name interessant daar waar geen andere duurzame oplossingen bestaan. Te denken valt aan groene waterstof als grondstof en hoge temperatuur warmte voor de industrie, zwaar transport en als energiebuffer voor het opvangen van een piekvraag. Naast groene waterstof bestaat er ook grijze waterstof die geproduceerd wordt uit aardgas of kolen.

In dit scenario zijn we uitgegaan van de bestaande elektriciteitsvraag van 4.557 TJ. Daarbovenop komt het gebruik van waterstof voor HT warmte in de industrie (restvraag van 715 TJ). Daarbij gaat zoals toegelicht in Kader 2.2 ongeveer 60 procent van de energie verloren tijdens de conversie. Dat betekent een extra elektriciteitsvraag van 715*160% = 1.144 TJ. Voor elektrisch verkeer gaan we ervanuit dat 50 procent van de restvraag van brandstof (1.272 TJ) verandert in waterstof. Dit is gedaan omdat er technische en praktische bezwaren zijn voor het elektrificeren van zwaar vervoer. Het is daarom niet aannemelijk dat al het vervoer geëlektrificeerd kan worden. De helft van de restvraag is 636 TJ. Gerekend met het verlies naar de omzet in waterstof is dat 636*160% = 1.018 TJ. De overige 50 procent (636 TJ) wordt wel direct elektrisch aangedreven. Daarvoor

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 9

rekenen we met een energieverbruik van 35% voor elektrische voertuigen t.o.v. huidige benzinevoertuigen. Dat betekent een extra elektriciteitsvraag van 636*35% = 223 TJ. Het volledig invullen van de energievraag door middel van elektriciteit zorgt dus voor een extra elektriciteitsvraag van 2.384 TJ. Daarmee komt de totale elektriciteitsvraag voor 2050 in dit scenario op 6.941 TJ In figuur 2.6 is dit weergegeven. Figuur 2.6 Opbouw elektriciteitsvraag in 2050 scenario volledig elektrisch

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 10

3 Uitgangspunten opwek technieken wind en zon 3.1 Opbrengst windturbine (2022) Representatieve windturbine Het type windturbine (en de bijbehorende afmetingen en generatorvermogen) waarmee wordt gerekend heeft direct effect op de verwachte opbrengst per windmolen en dus op hoeveel windmolens er nodig zijn om een bepaalde doelstelling in te vullen. Het is daarom belangrijk om een representatief en realistisch uitgangspunt te kiezen dat recht doet aan de situatie in de gemeente Meierijstad. Die is immers niet hetzelfde als de situatie in bijvoorbeeld de Eemshaven. Type windturbine en afmetingen In de huidige markt voor windturbines is kostprijsreductie de belangrijkste ontwerpparameter voor fabrikanten. Dit betekent dat vooral ontworpen wordt om zoveel mogelijk elektriciteit op te weken tegen zo laag mogelijke investeringskosten, ofwel de prijs per geproduceerde kWh moet zo laag mogelijk liggen. Omdat grotere windmolens meer wind kunnen vangen en daarmee meer kWh kunnen produceren heeft dit streven naar kostprijsreductie tot gevolg dat windturbines steeds groter worden. In de huidige markt zijn een ashoogte van circa 130 tot 170 meter gebruikelijk. Ook de lengte van de bladen (wieken) wordt steeds groter en deze varieert tussen de circa 65 en 100 meter. Dit levert een windturbine op met een tiphoogte van tussen de circa 200 en 250 meter14.

Deze windturbines hebben een generatorvermogen van tussen de 4 en 6 megawatt per stuk. Windregime In de gemeente Meierijstad is sprake van een relatief lage gemiddelde windsnelheid (< 6,75 m/sec gemiddeld op 100 meter hoogte). Zie Figuur 3.1 (volgende pagina). In Meierijstad is dit gemiddeld circa 6,6 m/s op 100 meter hoogte en circa 7,4 m/s op 150 meter hoogte. Met een toenemende hoogte wordt deze windsnelheid dus hoger. Dit heeft gevolgen voor het type windturbine dat hier het best passend is en voor de verwachte opbrengst van een dergelijke windturbine. Voorbeeld windturbine Omdat de gemiddelde windsnelheid relatief beperkt is, moet een windturbine gekozen worden die daarbij passend is. Windturbines zijn ingedeeld in IEC klasses I, II en III. Windklasse I is voor de hoogste windsnelheden, aan de kust en op zee. Windklasse II is een gemiddelde windsnelheid, locaties in de westelijke provincies bijvoorbeeld. Windklasse III is een windluwe binnenland locatie. Voor Meierijstad zouden we daarom uitgaan van een windklasse III windturbine. Windturbines in klasse III hebben vaak een grote rotordiameter, gekoppeld aan een relatief hogere windturbine met een rotordiameter van 160 meter en een ashoogte van 140 meter, met een nominaal vermogen van 4 tot 5 MW15.

14

Kleinere windturbines (< 100 meter tiphoogte) worden nog wel gemaakt, bijvoorbeeld door fabrikanten als EWT. Deze turbines zijn echter in de huidige marktomstandigheden niet rendabel exploiteerbaar in de gemeente Meierijstad. 15 Als voorbeeld in deze klasse kan een Vestas V150 4,2 MW of een Enercon E160 EP5 4,6MW worden gehanteerd.

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 11

Figuur 3.1 Windkaart Nederland t.b.v. SDE++

Bron: RVO, 2021

Verwachte jaarlijkse opbrengst Op basis van de genoemde voorbeeldwindturbine bij een windsnelheid van 7,4 m/s op ashoogte gaan we uit van een jaarlijkse opbrengst van circa 3.500 vollasturen, ofwel 14,7 miljoen kWh per windturbine per jaar. Omgerekend naar TeraJoule (TJ) is dit circa 53 TJ per windturbine per jaar.

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 12

Kader 3.1 kleine windturbines en wiekloze windturbines16 In deze energiemix en ook in het afwegingskader windenergie Meierijstad gaan we uit van grote moderne windmolens met drie wieken. Dit doen we omdat deze windmolens het meest efficiënt zijn en veel elektriciteit per windmolen produceren. Er bestaan ook kleinere type windmolens (bijvoorbeeld een EAZ windmolen met een ashoogte van 15 meter en een rotordiameter van 12 meter) en er wordt gewerkt aan de ontwikkeling van wiekloze apparaten om windenergie op te wekken (bijvoorbeeld Vortex Bladeless). Voor beide technieken geldt dat de hoeveelheid opgewekte elektriciteit zo laag is dat de kosten van de geproduceerde elektriciteit heel erg hoog zijn en je ook heel erg veel van deze apparaten nodig hebt om één grote moderne windmolen te vervangen. Ter vergelijking: één grote moderne windmolen produceert 14.700.000 kWh per jaar. Kleine windmolens zoals de EAZ windmolen produceren circa 50.000 kWh per jaar in gunstige omstandigheden. Om dezelfde hoeveelheid elektriciteit te produceren met kleine windmolens heb je er circa 294 nodig.

3.2 Opbrengst zonnepanelen in Meierijstad (2022) De elektriciteitsopbrengst van een zonnepaneel is primair afhankelijk van een drietal factoren: het aantal zonuren per jaar, de instralingshoek en het vermogen van het paneel. Hoeveel elektriciteit een zonnepark kan opwekken is daarnaast nog afhankelijk van de inrichting van het zonnepark. Aantal zonuren per jaar Het aantal uren zon is niet gelijk verdeeld over Nederland. Aan de kust is het relatief zonniger dan in het binnenland. In Figuur 3.2 is een kaart van Nederland opgenomen met het gemiddeld jaarlijks aantal zonuren. In Meierijstad ligt dit tussen de 1.450 en 1.500 uur per jaar. Figuur 3.2 Zonuren per jaar

Bron: United Consumers, 2019 16

https://www.stowa.nl/sites/default/files/assets/PUBLICATIES/Publicaties%202020/STOWA%20202040%20Windturbines.pdf

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 13

Vermogen per paneel Een standaard zonnepaneel heeft een afmeting van circa 165x99 cm. Het vermogen van een gemiddeld paneel is momenteel circa 300 340 Wp bij de genoemde afmetingen. Er zijn ook grotere afmetingen beschikbaar, echter het gaat uiteindelijk om het vermogen per m2. Voor commerciële grootschalige zonneenergieprojecten wordt vrijwel altijd gekozen voor een iets ouder type paneel, met een iets lager vermogen. De reden hiervoor is dat die relatief goedkoper zijn en de extra Wp maar relatief weinig extra kWh oplevert, omdat er niet zoveel dagen zijn dat de zon instraling zo hoog is dat het maximale vermogen wordt bereikt. Voor deze studie gaan we uit van 300 Wp per zonnepaneel, analoog aan de RES. Instralingsfactor Naast het aantal zonuren is ook de instralingsfactor belangrijk. Alleen in optimale situaties waarin de zon precies goed staat ten opzichte van het paneel wordt de maximale opbrengst gehaald. Dit leidt tot een verliesfactor van circa 15%. Daarnaast maakt de instralingshoek uit. Zonnepanelen kunnen immers niet altijd onder de perfecte hoek geplaatst worden. In Figuur 3.3 is de zogenaamde tabel van Hespul opgenomen waarin aangegeven is hoeveel verlies er optreedt bij een bepaalde hoek. Die verliezen lopen van 0 tot circa 43%. Gemiddeld gaan we uit van circa 10-20%. Figuur 3.3 Tabel van Hespul

Bron: Tenten Solar, 2021

In een grondgebonden zonnepark is het niet mogelijk om iedere vierkante meter te benutten voor het plaatsen van zonnepanelen. Er moet ruimte zijn voor onderhoud, de panelen moeten een bepaalde afstand uit elkaar staan om geen schaduw op elkaar te veroorzaken en er moet ruimte worden gereserveerd voor bijvoorbeeld landschappelijke inpassing. Dat leidt ertoe dat er gemiddeld circa 3.000 3.300 panelen per hectare kunnen worden geïnstalleerd. We gaan voor deze studie uit van 3.100 panelen per hectare. Verwachte jaarlijkse opbrengst Op basis van de genoemde uitgangspunten rekenen we met circa 1.450 zonuren per jaar, een vermogen van 300 Wp en een verliesfactor van circa 35%. Dit levert per zonnepaneel afgerond gemiddeld circa 950 vollasturen per jaar op. Een zonnepaneel levert in dat geval gemiddeld circa 285 kWh per jaar aan elektriciteit in de gemeente Meierijstad. Per hectare levert dit dan circa 883.500 kWh op, oftewel circa 3,2 TJ per hectare per jaar.

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 14

Kader 3.2 opbrengst windenergie in vergelijking met zonne-energie Voor een grote moderne windturbine gaan we uit van een jaarlijkse opbrengst van circa 14.700.000 kWh per jaar. Omgerekend naar TeraJoule (TJ) is dit circa 53 TJ per windturbine per jaar. Een hectare zonnepanelen levert circa 883.500 kWh per jaar, oftewel 3,2 TJ. Om dezelfde hoeveelheid elektriciteit op te wekken van één grote windmolen is dus circa 16-17 hectare zonnepanelen nodig.

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 15

4 4.1 Invulling elektriciteitsvraag De benodigde elektrische energie berekend aan de hand van de benodigde eindvraag gecorrigeerd voor eventuele verliezen is 4.553 TJ. Dit kan op meerdere manieren worden ingevuld. Hieronder worden twee

4.1.1 Scenario 1: versnelling na 2030 We gaan er in dit scenario van uit dat voor 2030 aangesloten wordt bij de doelstellingen en verdeling zoals in de RES Noordoost Brabant is afgesproken. In de RES is afgesproken om in totaal 1,6 TWh op te wekken in de regio in 2030. Hierin heeft Meierijstad een aandeel van 0,28 TWh of 1.008 TJ voor 2030. Dit is circa 22% van de totale elektriciteitsopgave in 2050 voor Meierijstad. Na 2030 treedt dan een versnelling op, waarin de lessen uit de periode tot 2030 optimaal benut worden om tot 2040 een forse slag te slaan. De laatste fase tussen 2040 en 2050 is dan nog beschikbaar om de laatste circa 18% in te vullen. Bekend is dat deze laatste 18% het moeilijkst in te vullen is. Het is daarom logisch om zoveel mogelijk gebruik te maken van eventuele innovaties om dit in te vullen. Dit scenario ziet er dan als volgt uit: Realisatieschema opwekcapaciteit in Meierijstad

tot 2030

2030 - 2040

22%

2040 - 2050

60%

18%

4.1.2 Scenario 2: lineair scenario op weg naar 100% neutraal in 2050 Een tweede scenario is gebaseerd op een lineaire invulling van de uiteindelijke energievraag richting 2050. Daarbij gaan we er dus vanuit dat de tijd die er beschikbaar is tot 2050 zo wordt ingedeeld dat we jaarlijks een bijdrage moeten doen en niet uitstellen, waarbij ook de groeiende elektriciteitsvraag al wordt meegenomen. In dat geval gaan we uit van circa 28,6% hernieuwbaar in 2030, 64% in 2040 en 100% in 2050. Dit scenario ziet er dan als volgt uit: Realisatieschema opwekcapaciteit in Meierijstad

tot 2030

2030 - 2040

2030 - 2040

28,6%

35,7%

35,7%

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 16

4.2

verdeling opwek technieken Om de benodigde elektriciteit op te wekken zijn meerdere technieken beschikbaar. Mogelijk komen daar ook nog technieken bij in de toekomst. dergelijke innovaties in te passen. Voor de periode tot 2030 wordt echter uitgegaan van technisch- en economisch volwassen technieken die direct inzetbaar zijn. Omdat het aannemelijk is dat na 2030 ook grotendeels met deze technieken wordt gewerkt, maken we hieronder een invulling van de opgave met behulp van wind en zonne-energie. Voor windenergie is bekend dat er vanwege de radarbeperkingen momenteel geen windturbines geplaatst kunnen worden. Daarom wordt alleen uitgegaan van de vier geplande windturbines bij Veghel. Dit windpark bestaat uit vier windturbines met een vermogen van 12 MW, omgerekend is dat ca. 150 TJ. Dit wordt meegenomen in de invulling tot 2030. Daarnaast is de potentie voor zon op dak meegenomen. Deze is overgenomen uit de RES viewer. Daaruit komt de volgende potentie: Kleine daken: 1.778 TJ Grote daken: 2.224 TJ Kleine daken worden niet meegenomen in de potentie omdat dit gezien wordt als onderdeel van de besparingsopgave. Deze is eerder al afgetrokken van de totale energievraag in 2050. Voor grote daken is uitgegaan van een maximale potentie van 85 procent. Dat betekent een totale potentie voor zon op dak van 2.224 TJ.

Op dit moment (peiljaar 2021) wordt er circa 372 TJ opgewekt door middel van zonnepanelen op daken17. Hiervan bestaat 271 TJ uit zonne-energie op grote daken. Dit wordt van de energievraag voor 2050 afgetrokken. Deze 271 TJ wordt ook van het potentieel voor zon op dak afgetrokken. Daarmee is het resterende potentieel aan grootschalig zon op dak 1953 TJ. De afgelopen jaren is er per jaar circa 36 TJ aan grootschalige zonne-energie op dak bijgekomen. Wanneer we dit doortrekken betekent dit voor het RES scenario circa 289 TJ extra zonne-energie op grootschalige daken naast de 271 TJ die al gerealiseerd is. Daarna rest er nog een overige vraag die ingevuld zal moeten worden met een andere energiebron. Hiervoor ligt zon op land het meest voor de hand. In onderstaande tabel 3.1 is weergeven hoe opgave en potentie zich tot elkaar verhouden. Tabel 4.1 Energievraag en invulling 2050 ENERGIEVRAAG 2050

TJ

Elektriciteit

4.553

INVULLING 2050

ha/aantal

TJ

zon op dak (ha)

404

2.224

zon op land (ha)

992

2.183

Windturbines Veghel (aantal)

4

150

17

Klimaatmonitor, 4 oktober 2022: https://klimaatmonitor.databank.nl/dashboard/dashboard/hernieuwbare-energie

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 17

TOTAAL ENERGIEMIX

-

4.553

tijd: Tabel 4.2 Scenario 1 Scenario 2 (conform RES tot 2030)

tot 2030

22%

20302040

60%

20402050

18%

Totaal 2050

100%

ha/aantal

TJ

ha

TJ

ha

TJ

ha/aantal

TJ

Zon op grote daken totaal

102

559

230

1267

72

398

404

2224

al gerealiseerd

49

270

nog te realiseren

53

289

230

1267

72

398

709

2183

4

150

Conform RES

Percentage zon op dak

Zon grondgebonden

25%

97

Percentage zon op land

Windturbines Veghel

299

57%

476

14%

4

Totaal (TJ)

1467

18%

135

67%

417 19%

150

1008

2734

815

4557

Tabel 4.3 Scenario 2 (Lineair) tot 2030

28,6%

20302040

35,7%

20402050

35,7%

Totaal 2050

100%

ha/aantal

TJ

ha

TJ

ha

TJ

ha/aantal

TJ

Zon op grote daken totaal

116

636

144

794

144

794

404

2224

al gerealiseerd

49

270

nog te realiseren

66

365

709

2183

4

150

Lineair

28,6%

Percentage zon op dak

Zon grondgebonden

168

23,7%

Percentage zon op land

Windturbines Veghel

Totaal (TJ)

516

4

35,7%

270

833 38,2%

35,7%

270

833 38,2%

150

1302

1627

1627

4557

Actualisatie energiemix Meierijstad 720180 Meierijstad | definitief v1.0 | 13-10-2022 Pagina 18