Systeemanalyse - Rapport Energieverkenning_Schiermonnikoog_Eindversie Sept 2023

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 37 van 59

Tabel 5. Samenvattende tabel scenario 3

Afname piek [MW] Terug levering piek [MW] Elektriciteitsvraag [MWh/jaar] Transportbrandstoffen [MWh/jaar] Groengasvraag [MWh/jaar] Aantal huishoudens Vermogen warmtepompen thermisch [MW] Vermogen PV [MW] Vermogen wind [MW] Productie PV [MWh/jaar] Productie wind [MWh/jaar] Productie groengas [MWh/jaar] Productie transportbrandstoffen [MWh/jaar] Energieneutraal, inclusief transport [%]

110696

Scenario 3 Zonder extra opwek 2,6 -1,4 12.500 0 0 780 5,5

Scenario 3 Energieneutraal zon 2,6 -4 12.500 0 0 780 5,5

4,5 0 4.400 0 0 0

14 0 13.300 0 0 0

4,5 3 4.400 7.500 0 0

35%

106%

95%

Energieverkenning Schiermonnikoog

met

Scenario 3 Energieneutraal met zon en wind 2,6 -3,5 12.500 0 0 780 5,5

Pagina 38 van 59

7 Duurzame energie op Schiermonnikoog Het is essentieel om, naast het fysieke aspect van duurzame energie, te onderzoeken welke mogelijkheden er zijn vanuit regelgeving en welke potentiële impact dit zal hebben op de natuur en ruimte. Gezien de beperkte ruimte en unieke natuurgebieden op de Waddeneilanden, die maar weinig voorkomen in andere delen van Nederland, richt dit hoofdstuk zich op de omgevingsverordening Fryslân, de effecten van windenergie op vogels en mogelijke maatregelen om deze effecten te verminderen.

7.1 Omgevingsverordening Fryslân De omgevingsverordening is een wettelijk document dat alle provinciale voorschriften omvat met betrekking tot het gebruik van de fysieke leefomgeving in een specifieke regio15. Het bevat verschillende regels die van toepassing zijn op de Waddeneilanden. Er zijn voorschriften verbonden aan bouwactiviteiten in het kustfundament, die worden uiteengezet in Artikel 2.35. Dit artikel benadrukt dat de eerder goedgekeurde regels in eerdere ruimtelijke plannen met betrekking tot herbouw, renovatie of uitbreiding van bestaande gebouwen in het kustfundament, evenals bouw- en gebruiksvoorschriften, nog steeds gelden. Het vermeldt ook dat een toename van het grondoppervlak tot 10 procent altijd toelaatbaar is. Het tweede deel van dit artikel stelt dat nieuwe bouwprojecten en uitbreidingen van bestaande gebouwen in het kustfundament zijn toegestaan in een omgevingsplan, zelfs als de uitbreiding meer dan 10 procent bedraagt. De voorwaarde is dat er een passende verantwoording is gegeven, er geen negatieve impact zal zijn op de stabiliteit van de kust en er is overlegd met de beheerder van de waterkering. De regels met betrekking tot bouwactiviteiten in deze verordening dienen te worden nageleefd16. Artikel 4.37 van de Omgevingsverordening Fryslân specificeert dat de Waddenzee en Schiermonnikoog zijn aangemerkt als stiltegebieden.

Het voortbrengen van geluid dat de natuurlijke rust verstoort zonder een omgevingsvergunning van de Gedeputeerde Staten is niet toegestaan. Ook het gebruik van apparaten vermeld in Artikel 4.39 is verboden, met name sub paragraaf 1c kan relevant zijn. Dit sub paragraaf stelt dat motorisch aangedreven werktuigen met bijbehorende transportmiddelen, die worden gebruikt voor het aanleggen van kabels en pijpleidingen in of op de bodem, niet zijn toegestaan. Een omgevingsvergunning moet aangevraagd worden voor het installeren van energieprojecten en de tweede Wadkabel. Het laatste deel van het artikel stelt dat een omgevingsvergunning enkel wordt verleend in een eenmalig geval, dat een goede reden moet hebben om geluid te produceren of apparaten te gebruiken.

https://www.fryslan.frl/_flysystem/media/omgevingsverordening-fryslan-2022.pdf

15

https://www.ruimtelijkeplannen.nl/documents/NL.IMRO.0088.SVSchiermonnikoog-

16

VG01/b_NL.IMRO.0088.SVSchiermonnikoog-VG01.pdf

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 39 van 59

Daarnaast bepaalt Artikel 6.1, lid 3e van de Omgevingsverordening Fryslân dat het niet toegestaan is om windturbines te plaatsen op de Waddeneilanden. Echter, zonneenergie biedt wel mogelijkheden, gebaseerd op de zonneladder die een rangorde aanhoudt voor locaties: eerst op daken en gevels, vervolgens op gronden binnen bestaand stedelijk gebied, daarna op gronden met een andere primaire functie dan landbouw, en ten slotte op landbouwgronden of in natuurgebieden. De zonneladder is niet van toepassing bij Figuur 19. Natura 2000 Schiermonnikoog opstellingen voor zonne-energie op bestaande bouwpercelen van een agrarisch bedrijf, bedrijf, horecagelegenheid, maatschappelijke voorziening of woning, mits het vermogen afgestemd is op het eigen energieverbruik op het perceel. Artikel 6.5, lid 1, beschrijft de locaties buiten het bestaand stedelijk gebied waar een PV-installatie kan worden opgesteld. De Waddeneilanden vallen onder een specifieke bepaling die afwijkingen van verschillende regels mogelijk maakt. Deze bepaling stelt dat een zonnepark niet gerealiseerd mag worden op gronden die deel uitmaken van een Natura 2000-gebied.

7.2 Invloed op de vogels Elk jaar trekken miljoenen vogels naar het Waddengebied. Het gebied wordt bevolkt door verschillende vogelgroepen zoals meeuwen, sterns, steltlopers, lepelaars, eenden en ganzen, waaronder ook een aantal zeldzame soorten. Het is cruciaal om het Waddengebied goed te beschermen om de vogelpopulatie te behouden en de biodiversiteit te waarborgen. Op Schiermonnikoog bevinden zich specifieke Natura 2000gebieden met bijbehorende vogel- en habitatrichtlijnen waarmee rekening moet worden gehouden.

Figuur 20. Natuurzones Schiermonnikoog

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 40 van 59

Het rapport "Kwetsbare soorten voor energie-infrastructuur in Nederland" (2018), gepubliceerd door de Wageningen Universiteit, biedt inzicht in bestaande kennis om de negatieve effecten van huidige en toekomstige energie-infrastructuur op kwetsbare soorten vogels, vleermuizen, zeezoogdieren en vissen te minimaliseren. Aangezien er behoefte is aan inzicht in de invloed van vogels op de drie voorgestelde scenario's, wordt de impact op vogels in dit hoofdstuk nader bekeken17. Windmolens vormen voor vogels een significant obstakel, aangezien ze leiden tot verlies van habitat en sterfte door botsingen. Om deze reden is het essentieel dat de keuze voor de locatie deel uitmaakt van een integrale aanpak, die rekening houdt met vogelgebieden, ontwerp en beheer om negatieve effecten op de vogelpopulatie te vermijden. De Omgevingsverordening Fryslân verbiedt het plaatsen van windturbines op de Waddeneilanden. Mochten er uitzonderingen gemaakt worden wat betreft het plaatsen van windturbines, dan moeten er voorzorgsmaatregelen getroffen worden. Volgens de Vogelbescherming is het cruciaal om de locatie zorgvuldig te selecteren en maatregelen zoals stilstand voorzieningen en draad- en rotormarkeringen te implementeren18. De installatie van zonneparken of het plaatsen van zonnepanelen kan ertoe leiden dat de betrokken locatie geheel of gedeeltelijk onbruikbaar wordt als habitat voor vogels.

Dit is het gevolg van het verlies of de aantasting van het foerageer-, broed-, rust- en slaapgebied op land en water. Daarnaast kan de lichtabsorptie door de panelen een nadelig effect hebben op het onderwater- en bodemleven, wat op zijn beurt de

Bron: NRC

https://www.wur.nl/nl/onderzoek-resultaten/onderzoeksinstituten/environmental-research/show-wenr/impact-van-

17

windturbines-op-vogelsterfte-vaak-onderschat.htm 18 https://www.vogelbescherming.nl/actueel/bericht/5-vragen-over-windenergie-envogels#:~:text=De%20belangrijkste%20mitigerende%20maatregel%20is,geen%20barri%C3%A8rewerking%20tot%20gev olg%20hebben

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 41 van 59

voedselvoorziening voor vogels kan beperken. Zonnevelden zijn meestal verboden op het eiland omdat het een Natura 2000 beschermd natuurgebied is.

7.3 Ruimtelijke impact In het rapport worden verschillende formaten en vermogen genoemd van zonneparken, windturbines en vergistingsinstallaties. Om een beter beeld te geven wat de ruimtelijke impact zal zijn van deze technieken geeft dit hoofdstuk daar een uiteenzetting van. 7.3.1

Zonne-energie

Schiermonnikoog heeft een totale oppervlakte van ongeveer 199,07 km². Dit is gelijk aan 19.907 hectare. Als 10 hectare (of ongeveer 14-16 voetbalvelden) nodig is voor de zonnevelden, dan betekent dat dat ongeveer 0,05% (10 gedeeld door 19.907) van de totale oppervlakte van het eiland zou worden gebruikt voor deze zonnevelden.

Het is belangrijk om te op te merken dat dit een erg simplistische berekening is. In werkelijkheid zouden er verschillende factoren kunnen zijn, zoals milieuoverwegingen, de aanwezigheid van gebouwen, infrastructuur en natuurlijke landschapskenmerken, die de beschikbaarheid van land voor zonnevelden zouden kunnen beperken. Bovendien zou de werkelijke hoeveelheid land die nodig is voor de zonnevelden kunnen variëren op basis van factoren zoals de oriëntatie van de panelen en de efficiëntie van de gebruikte zonnepaneeltechnologie.

Zonnepark Ameland Het zonnepark op Ameland, geopend in 2016, was op dat moment één van de grootste zonneparken van Nederland. Het park is ongeveer 10 hectare groot, wat overeenkomt met de grootte van ongeveer 14 tot 16 voetbalvelden. Het zonnepark bestaat uit 23.000 zonnepanelen en heeft een totaal geïnstalleerd vermogen van ongeveer 6 MW. Dit is voldoende om aan de jaarlijkse elektriciteitsbehoefte van ongeveer 1.500 huishoudens te voldoen. Bron: EnergieVanOns

Aandachtspunten ontwikkeling zonne-energie i.v.m. de impact op natuur: • Locatiekeuze: Een van de eerste stappen is het kiezen van de juiste locatie voor het zonnepark. Het is beter om locaties te kiezen die al zijn verstoord of gemodificeerd, zoals braakliggende landbouwgrond of industrieterreinen, dan ongerepte natuurlijke habitat.

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 42 van 59

•

• •

•

•

Habitatverbetering: Gebruik de ontwikkeling van zonneparken voor de verbetering van habitat van dieren. Bijvoorbeeld door het planten van inheemse struiken en grassen onder en rondom de zonnepanelen om een habitat voor vogels en andere dieren te creëren. Hou rekening met het broedseizoen: Zorg dat het bouwen van het zonnepark gebeurt buiten het broedseizoen van vogels. Ontwerp van het zonnepark: Het zonnepark kan zo worden ontworpen dat het een minimale impact heeft op het lokale ecosysteem. Dit kan betekenen dat er rekening wordt gehouden met lokale fauna bij het plannen van de lay-out, of dat er wordt gezorgd voor voldoende ruimte tussen de panelen om de beweging van dieren mogelijk te maken. Lichtabsorptie: Het gebruik van zonnepanelen met een lagere lichtreflectie kan helpen om verstoring van het onderwaterleven en het bodemleven te verminderen. Ook het toepassen van bifacial zonnepanelen die licht gedeeltelijk doorlaten kunnen de impact op de bodem verminderen. De werkelijke bijdrage wordt momenteel onderzocht19 Monitoring en adaptief beheer: Na installatie van het zonnepark is het belangrijk om te blijven monitoren hoe de lokale fauna reageert, en aanpassingen te maken indien nodig.

7.3.2

Windenergie

Een windpark op Schiermonnikoog kan leiden tot significante ruimtelijke impact. Als rekening wordt gehouden met de noodzakelijke veiligheidsmarge rond elke turbine, zou een enkele windturbine een oppervlakte van ongeveer 400 vierkante meter innemen. Als de drie windturbines zoals beschreven in Scenario 3: Verbruik, opwekking en mobiliteit elektrisch geplaatst zouden worden, zou het totale oppervlak dat deze structuur inneemt, zich uitstrekken tot ongeveer 1200 vierkante meter of 0,12 hectare. In termen die gemakkelijker te visualiseren zijn, komt dit oppervlak overeen met ongeveer een vijfde van een voetbalveld. Er moet echter ook rekening worden gehouden met de verticale invloed. De in Scenario 3: Verbruik, opwekking en mobiliteit elektrisch gebruikte windturbine kunnen een hoogte van wel 125 meter bereiken, equivalent aan de hoogte van een gebouw van meer dan 40 verdiepingen. Deze hoogte kan aanzienlijke visuele effecten veroorzaken en mogelijk uitgestrekte gebieden onderwerpen aan slagschaduw.

19

https://www.wur.nl/nl/onderzoek-resultaten/onderzoeksinstituten/environmental-research/show-wenr/ecologischonderzoek-op-zes-innovatieve-zonneparken.htm

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 43 van 59

Windpark Hellevoetsluis Gemeente Hellevoetsluis en Provincie ZuidHolland hebben afgesproken 12 MW windvermogen te plaatsen. Na een quick-scan bleek locatie Haringvlietdam ongeschikt door betonblokken. Nu komt er een plan voor twee windturbines van max. 200m hoog, akkoord van gemeente en provincie. Deze turbines leveren genoeg stroom voor 11.000 huishoudens in Hellevoetsluis. Bron: E-Connection

7.3.3

Vergistingsinstallaties

De ruimtelijke impact en voetafdruk van vergistingsinstallaties kunnen sterk variëren, afhankelijk van het soort installatie, het productievolume en de lokale regelgeving. Vergistingsinstallaties hebben ruimte nodig voor de daadwerkelijke vergister, opslag van het substraat en het eindproduct, en vaak ook voor technische installaties zoals motoren die het geproduceerde gas omzetten in elektriciteit. Echter, als algemene richtlijn, kan een middelgrote mestvergistingsinstallatie, geschikt voor het verwerken van mest van ongeveer 800 dieren, een oppervlakte nodig hebben van 1 tot 2 hectare, of 10.000 tot 20.000 vierkante meter. Dit omvat de vergister zelf, opslagruimtes, technische installaties en mogelijk noodzakelijke bufferzones. Ter vergelijking: een voetbalveld is ongeveer 0.7 hectare (7.000 vierkante meter), dus een dergelijke vergistingsinstallatie zou iets groter zijn dan een voetbalveld. Wat betreft de potentiële opwek van energie, kan een dergelijke middelgrote installatie bij benadering ongeveer 3.000.000 kWh per jaar opwekken. Vergistingsinstallaties en lokaal beleid20: • Of een vergistingsinstallatie mogelijk is, hangt af van het bestemmingsplan. Als de installatie niet past, is een omgevingsvergunning of bestemmingsplanaanpassing nodig.

• De classificatie van mono vergisting hangt af van de regels van het bestemmingsplan; de gemeenteraad kan deze breed definiëren of mestvergistingsinstallaties specifiek toestaan. • Het bestemmingsplan kan een wijzigingsbevoegdheid bevatten voor maatwerk bij de bouw van een mestvergistingsinstallatie.

20

https://www.infomil.nl/onderwerpen/ruimte/functies/mest/monovergisten-mest/#hdd0912eb-bd0d-4ec9-95b06ac666237b33

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 44 van 59

• •

110696

De inpassing van de installatie hangt af van het bouwvlak en de landschappelijke inpasbaarheid, die varieert op basis van de lokale situatie en het gemeentebeleid. Ongelijkheden met het bestemmingsplan kunnen mogelijk worden opgelost via de omgevingsvergunning (artikel 2.12, eerste lid, onder a, onder 3° Wabo) of voor de ruimtelijke inpasbaarheid via artikel 2.12, eerste lid, onder a, onder 2° Wabo.

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 45 van 59

8 De rol van innovatieve energietechnieken In dit hoofdstuk zijn verschillende innovatieve energietechnieken beschreven en kijken we naar de mogelijke toepassing van deze technieken. De focus ligt hierbij niet alleen op de veelbelovende technieken zelf, maar ook op hun ontwikkelingsstadia en de mate van volwassenheid, zoals gemeten door de Technology Readiness Levels (TRL's). De TRL's, een beoordelingsschaal die oorspronkelijk is geïnitieerd door de National Aeronautics and Space Administration (NASA), voorzien in een genormaliseerde methodologie voor het meten van de volwassenheid en de bewezen prestaties van technologische vernieuwingen. De schaal omvat negen niveaus, beginnend bij TRL 1, waar basaal wetenschappelijk onderzoek wordt uitgevoerd, tot aan TRL 9, dat de fase van volledige testen en bewezen technologieën vertegenwoordigt, die gereed zijn voor commerciële exploitatie. De relevantie van TRL's bij de beoordeling van het potentieel en de implementeerbaarheid van nieuwe energietechnologieën is essentieel. Ze verschaffen een objectieve beoordeling van de vooruitgang van technologische innovaties, wat een cruciaal aspect is bij het anticiperen op hun toekomstige implementatie en effectiviteit.

8.1 Technology Readiness Level Het Technology Readiness Level (TRL), ofwel Technologie Levensvatbaarheidsniveau, is een schaal die wordt gebruikt om de rijpheid en technische volwassenheid van een technologie of innovatie te beoordelen. Het TRL-niveau varieert van 1 tot 9, waarbij elke fase een specifieke status en kenmerken van technologische ontwikkeling vertegenwoordigt21. • TRL 1 - Basisonderzoek Dit stadium omvat fundamenteel onderzoek en observaties. De technologie is nog in de conceptfase en er zijn geen praktische toepassingen. Het kan gebaseerd zijn op theoretische modellen of laboratoriumexperimenten. • TRL 2 - Technologieconceptvorming: In dit stadium wordt het concept verder verfijnd en worden mogelijke toepassingen geïdentificeerd. Het gaat om het ontwikkelen van initiële experimentele prototypen of modellen. • TRL 3 – Laboratorium proof-of-concept: Hier wordt de technologie gevalideerd in een laboratoriumomgeving om te bewijzen dat het concept werkt. Het kan zich nog steeds beperken tot kleine schaal experimenten. • TRL 4 - Component- of subsysteemvalidatie: In dit stadium worden de technologische componenten of subsystemen getest en geëvalueerd in een relevante omgeving. Het doel is om de werking en prestaties van afzonderlijke elementen te bewijzen.

21

https://www.rvo.nl/onderwerpen/trl

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 46 van 59

• TRL 5 - Systeemvalidatie in relevante omgeving: De technologie wordt getest in een relevante operationele omgeving om de interactie tussen componenten en subsystemen te onderzoeken en te optimaliseren. Het systeem wordt nog steeds geavanceerder en geoptimaliseerd. • TRL 6 - Systeemdemonstratie in een operationele omgeving: Hier wordt de technologie gedemonstreerd in een realistische operationele omgeving. Het systeem is volledig functioneel en geoptimaliseerd om te bewijzen dat het in praktische situaties kan werken. • TRL 7 - Systeemdemonstratie in een operationele omgeving van prototype: Een prototype van de technologie wordt in een operationele omgeving getest om de prestaties en betrouwbaarheid te bevestigen. Het prototype kan enigszins verschillen van de uiteindelijke commerciële versie. • TRL 8 - Technologie- en productkwalificatie: Hier wordt de technologie gekwalificeerd voor productie en commercieel gebruik. Het voldoet aan alle vereisten en normen voor commerciële toepassingen. • TRL 9 - Commerciële inzet: Op dit hoogste niveau is de technologie volledig ontwikkeld, getest en gevalideerd. Het wordt op grote schaal geïmplementeerd en is beschikbaar voor commercieel gebruik.

Het TRL-niveau is een belangrijk instrument voor onderzoekers, ingenieurs en beleidsmakers om de vooruitgang van technologische ontwikkeling te meten en te vergelijken. Naarmate een technologie zich op de TRL-schaal omhoog beweegt, neemt de mate van risico en onzekerheid af, terwijl de kans op succesvolle implementatie en bredere toepassing toeneemt. Het is cruciaal om te begrijpen in welk TRL-stadium een technologie zich bevindt om de juiste investeringen, ondersteuning en planning te waarborgen.

8.2 Innovatieve technieken In dit deel worden acht vooruitstrevende energietechnologieën besproken, evenals de geschatte Technology Readiness Level (TRL) waarop ze zich bevinden. Naast deze technologieën zijn er verscheidene innovatieve toepassingen mogelijk met betrekking tot gangbare technieken, zoals dak windturbines, zonnecarports en de combinatie van zonne-energie en landbouw. Echter, de daadwerkelijke impact van deze methodes is van zo'n geringe omvang dat het onwaarschijnlijk is dat zij een aanzienlijke invloed zullen hebben op de energietransitie. 8.2.1

Kernfusie

Kernfusie wordt wereldwijd erkend als een technologie met een enorm potentieel voor de toekomst van energieproductie, vanwege zijn belofte van een schone, veilige en bijna onuitputtelijke energiebron. Ondanks de substantiële vooruitgang in onderzoeksinitiatieven zoals het ITER-project en het National Ignition Facility (NIF), bevindt kernfusie zich nog steeds in een relatief vroege ontwikkelingsfase. Het wordt geschat dat deze technologie momenteel een Technology Readiness Level (TRL) van 3-4 heeft, aangezien de uitdagingen op het gebied van plasmafysica en materiaalwetenschap nog moeten worden overwonnen.

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 47 van 59

Kernfusiecentrales zijn nog in ontwikkeling, dus de exacte specificaties zijn moeilijk te geven. Echter, in theorie zou een kernfusiecentrale miljoenen kilowattuur (kWh) kunnen produceren op een relatief klein oppervlak, met minimale milieu-impact. De implementatie van kernfusie zou grote, complexe faciliteiten vereisen voor de reactoren zelf. Daarnaast zou er ondersteunende infrastructuur nodig zijn voor koeling, energieopwekking en -distributie, en mogelijk voor het beheer van nucleair materiaal. De potentiële impact op het elektriciteitsnet zou echter minimaal zijn, aangezien kernfusie als een basislaststroombron zou kunnen fungeren. 8.2.2

Waterstofenergie en brandstofcellen

Hoewel de technologieën voor waterstofenergie en brandstofcellen in verschillende toepassingen een hoge TRL hebben bereikt (ongeveer 8-9), blijft de productie van 'groene' waterstof door middel van elektrolyse aangedreven door hernieuwbare energie een opkomend gebied van onderzoek. Deze technologie wordt momenteel geschat op een TRL van ongeveer 5-722. Brandstofcellen kunnen een energie-efficiëntie bereiken van ongeveer 60%, en groene waterstofproductie via elektrolyse kan een efficiëntie bereiken van ongeveer 70-80%. De energieopslagdichtheid van waterstof is ongeveer 33,3 kWh per kilogram, wat hoger is dan veel andere energieopslagmethoden, maar de volumetrische energiedichtheid is laag. De implementatie van waterstofenergie vereist infrastructuur voor de productie, opslag, distributie en het gebruik van waterstof. Dit kan omvatten: elektrolysers voor de productie van waterstof, opslagfaciliteiten (zoals tanks of ondergrondse opslag), pijpleidingen of andere transportmethoden, en brandstofcellen voor het gebruik van de waterstof. 8.2.3

Geavanceerde zonne-energie technologieën

Hoewel traditionele zonne-fotovoltaïsche technologieën volwassen zijn (TRL 9), worden andere technologieën zoals perovskiet zonnecellen en PV-T-technologie (fotovoltaïsche thermische technologie, die zowel licht als warmte omzet in energie) nog ontwikkeld. Deze technologieën hebben naar schatting een TRL van ongeveer 4-623. Perovskiet zonnecellen hebben een energie-efficiëntie tot 25,2%, maar de verwachting is dat dit in de toekomst oploopt tot 34%. Traditionele zonnepanelen hebben meestal een vermogen van 250-500 watt per paneel en een efficiëntie van ongeveer 15-20%. Dit betekent dat ze ongeveer 150-280 kWh per m² per jaar kunnen produceren, afhankelijk van de locatie.

22

https://ce.nl/wp-content/uploads/2021/03/CE_Delft_3K37_Waterstofroutes_Nederland_def.pdf https://solarmagazine.nl/nieuws-zonne-energie/i34442/oxford-pv-vestigt-nieuw-wereldrecord-zonnecellen-vanperovskiet-en-silicium 23

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 48 van 59

Zonne-energie installaties kunnen worden geplaatst op daken van gebouwen (dak installaties) of op land (grondinstallaties). De impact op de infrastructuur kan variëren afhankelijk van de omvang en het type installatie. Het grootste effect op het elektriciteitsnet is dat zonne-energie intermitterend is, wat betekent dat er energieopslag en/of flexibele back-upgeneratie nodig is. 8.2.4

Energieopslag

Lithium-ion batterijtechnologieën zijn al commercieel beschikbaar en hebben een TRL van 9. Echter, er zijn diverse innovatieve energieopslagtechnologieën in ontwikkeling, waaronder flowbatterijen, solid-state batterijen en zelfs meer experimentele concepten zoals zwaartekracht gebaseerde opslag en supercondensatoren. De geschatte TRL voor deze technologieën varieert van ongeveer 4-724. De energie-efficiëntie van lithium-ion batterijen is ongeveer 90-95%, en hun energiedichtheid is ongeveer 150-200 Wh per kilogram. Flowbatterijen hebben een efficiëntie van ongeveer 70-80% en een lagere energiedichtheid van ongeveer 20-70 Wh per kilogram. Energieopslag, zoals batterijen, kan op verschillende punten in het elektriciteitsnet worden geplaatst, van grootschalige opslagfaciliteiten tot kleinere opslag bij eindgebruikers. Ze helpen de netstabiliteit te handhaven en maken het mogelijk om intermitterende hernieuwbare energiebronnen beter te benutten. 8.2.5

Koolstofopvang en -opslag (CCS)

CCS-technologieën hebben als doel de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer te verminderen door deze op te vangen en op te slaan. Hoewel sommige CCS-technieken een relatief hoge TRL hebben bereikt (7-8), bevinden andere zich nog in de experimentele fase (3-4)25. De efficiëntie van CCS hangt af van de specifieke technologie. Over het algemeen kan CCS ongeveer 80-90% van de CO2-emissies van een energiecentrale opvangen. CCS vereist een aanzienlijke infrastructuur, waaronder installaties voor de opvang van CO2, transport (meestal via pijpleidingen), en opslaglocaties, die vaak diepe geologische formaties zijn. 8.2.6

Power-to-X (P2X)

P2X-technologieën converteren overtollige elektriciteit, vaak geproduceerd door hernieuwbare bronnen zoals wind- of zonne-energie, in andere vormen van energie of brandstof, zoals waterstof, methaan of zelfs

24

https://www.rvo.nl/sites/default/files/2023-06/Routekaart-Energieopslag.pdf https://pure.tudelft.nl/ws/portalfiles/portal/134873106/Online_version_TUD_Dissertation_R.sharifian_24102022.p df 25

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 49 van 59

vloeibare brandstoffen. De TRL van deze technologieën kan sterk variëren, afhankelijk van de specifieke technologie en toepassing, maar wordt over het algemeen geschat tussen TRL 4-72627. De energie-efficiëntie van P2X is zeer variabel en hangt af van de specifieke technologie. Over het algemeen kan het rendement variëren van ongeveer 40% voor power-to-gas tot 70% voor power-to-heat. P2X kan een brede reeks infrastructuur vereisen, afhankelijk van de specifieke technologie en toepassing. Dit kan variëren van elektrolysers en methanatoren tot chemische synthese-installaties. 8.2.7

Kleine Modulaire Reactoren (SMR)

Kleine Modulaire Reactoren (SMR’s) zijn een type kernreactor dat kleiner is dan conventionele reactoren en ontworpen is om te worden gebouwd in fabrieken en naar de locatie te worden vervoerd. SMR's worden gezien als een manier om de kosten en bouwtijden van kerncentrales te verlagen en veiliger te maken. Hoewel er enkele demonstratieprojecten en prototypen zijn, is de technologie over het algemeen nog niet commercieel beschikbaar. De geschatte TRL is ongeveer 6-7, afhankelijk van het specifieke ontwerp van de SMR2829. SMR's variëren in grootte, maar zijn over het algemeen ontworpen om tussen de 50 en 300 MWe (Megawatt elektrisch) te produceren, hoewel sommige ontwerpen een capaciteit tot 500 MWe hebben. SMR's hebben minder ruimte nodig dan traditionele kerncentrales, maar vereisen nog steeds een aanzienlijke infrastructuur, waaronder de reactoren zelf, systemen voor koeling en energieopwekking, en infrastructuur voor het beheer van nucleair materiaal. 8.2.8

Getijde-energie

Getijdenenergie benut de op-en-neergaande bewegingen van water, veroorzaakt door de zwaartekracht van de maan en de zon. Het installeren van getijdencentrales vereist belangrijke infrastructuurwijzigingen, zoals zee turbines en elektriciteitsaansluitingen. Deze energievorm heeft een vergelijkbare impact op het net als andere hernieuwbare bronnen, maar is voorspelbaar. Een getijdenturbine kan ongeveer 300-600 kW produceren, afhankelijk van de stroomsnelheid en de grootte van de turbine. De energieproductie kan variëren afhankelijk van de getijdencondities, maar getijdenenergie heeft het voordeel dat het voorspelbaar is.

26

https://www.storeandgo.info/fileadmin/downloads/deliverables_2020/20200713STOREandGO_D8.10_DVGW_Roadmap_and_policy_recommendations_for_PtG_in_the_EU_up_to_2050.pdf 27 https://flie.nl/wp-content/uploads/2022/03/Fieldlab-Industrial-Electrification-Power2Heat-productielijn-Digitaleflyer.pdf 28 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0149197013001303 29 https://www.researchgate.net/publication/370398370_Nuclear_Power_Plant_to_Support_Indonesia's_Net_Zero_E missions_A_Case_Study_of_Small_Modular_Reactor_Technology_Selection_Using_Technology_Readiness_Level_and _Levelized_Cost_of_Electricity_Comparing_Me/download

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 50 van 59

Er zijn twee soorten getijdenenergie: 1. Getijdenstroomenergie: Dit type energie maakt gebruik van de horizontale beweging van het water tijdens de getijden. Dit wordt meestal gedaan met behulp van onderwater turbines, vergelijkbaar met windturbines, die stroom opwekken als ze door het bewegende water draaien. 2. Getijdenslagenergie: Dit type energie maakt gebruik van de verticale beweging van het water. Meestal wordt dit gedaan met behulp van dammen of "getijdenstroomcentrales" die energie opwekken als het water stijgt en daalt in een bassin. Voordelen van getijdenenergie: • Voorspelbaarheid: In tegenstelling tot wind- en zonne-energie, zijn de getijden van de oceaan zeer voorspelbaar, waardoor de opgewekte energie betrouwbaarder is. • Duurzaamheid: Getijdenenergie is een hernieuwbare energiebron, omdat het getijdenpatroon wordt aangedreven door de zwaartekracht van de maan; • Hoge energiedichtheid: Water is ruim 800 keer dichter dan lucht, wat betekent dat een getijdenturbine veel minder groot hoeft te zijn dan een windturbine om dezelfde hoeveelheid energie op te wekken. Nadelen van getijdenenergie: • Hoge kosten: De technologie en de installatie van getijdenenergieprojecten kunnen duur zijn. • Milieueffecten: Getijdencentrales kunnen lokale ecosystemen verstoren door veranderingen in zoutgehalte, waterstroming en sedimentafzetting.

• Locatie-specifiek: Niet alle kustgebieden zijn geschikt voor getijdenenergie. De beste locaties zijn gebieden met grote verschillen tussen hoog- en laagwater. De Technology Readiness Level (TRL) van getijdenenergie is op dit moment (2023) nog relatief laag in vergelijking met andere hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zon. De technologie wordt echter steeds volwassener en commerciële toepassingen worden over de hele wereld getest en geïmplementeerd. Om die reden ligt de verwachte TRL ergens tussen de 6-9, afhankelijk van de verschillende varianten 30.

30

https://www.irena.org//media/Files/IRENA/Agency/Publication/2020/Dec/IRENA_Innovation_Outlook_Ocean_Energy_2020.pdf

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 51 van 59

9 Conclusie Hieronder volgt een uiteenzetting van de belangrijkste conclusies die gedaan kunnen worden op basis van de drie verkende scenario’s: 1. Ondanks de bestaande uitdagingen is het haalbaar voor de gemeente Schiermonnikoog om energieneutraal te worden met de huidige wadkabel • • • •

Op basis van de huidige premissen, zou de volledige elektrificatie binnen het meest extreme scenario (3) een fysiek realiseerbare weg naar energieneutraliteit voor de gemeente Schiermonnikoog bieden. Het vertrouwen op het potentieel van uitsluitend zonne-energie via dak installaties is ontoereikend om de doelstelling van energieneutraliteit te realiseren. Om deze balans te bereiken, is het noodzakelijk dat de gemeente een combinatie van zonne- en windenergie ondersteunt. De bestaande spanningsproblemen vormen momenteel een belangrijk obstakel die pas volledig opgelost zal worden in 2029. Tot dat moment zijn kleine/middelgrote energieprojecten enkel mogelijk i.c.m. batterij-opslag en speciale contractvormen.

2. De gemeente moet een combinatie van zonne- en windenergie ondersteunen om de druk op de wadkabel te minimaliseren en een betere afstemming met het energieverbruiksprofiel te bereiken. • •

Volgens het meest extreme scenario heeft de gemeente 10 ha aan oost-west gerichte zonnevelden of 5 MW aan windenergie nodig om energieneutraal te worden. De elektrificatie van mobiliteit zal een aanzienlijke impact hebben op de elektriciteitsvraag op Schiermonnikoog (+/- 1 MW). Echter, dit zal geen problemen veroorzaken, mits Liander de spanningsproblemen aanpakt.

3. Piekproductie kan potentiële problemen creëren, iets waar de gemeente rekening mee moet houden • •

Vanuit het oogpunt van energieproductie kunnen piekmomenten problematisch zijn, hoewel deze slechts 1% van de totale jaarlijkse productie vertegenwoordigen. Zoals eerder vermeld, zal de elektrificatie van mobiliteit een aanzienlijke impact hebben op de elektriciteitsvraag op Schiermonnikoog (+/- 1 MW).

4. De huidige regelgeving (Provinciale verordening Romte) verhindert Schiermonnikoog van het bereiken van energieneutraliteit; een kwestie waar de gemeente op moet acteren •

De huidige Provinciale Omgevingsverordening verbiedt de installatie van middelgrote en grote windturbines op Schiermonnikoog. Zonder deze turbines is het voor de gemeente onmogelijk om energieneutraliteit te bereiken.

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 52 van 59

•

Zoals aangetoond in dit rapport, heeft de gemeente Schiermonnikoog behoefte aan 13-15 middelgrote (250 kW) turbines, één enkele 2-3 MW turbine, of 166-250 kleine (15 kW) turbines.

5. Beschikbare oppervlak zorgt voor uitdagingen •

Het beperkte gebied op Schiermonnikoog dat beschikbaar is voor duurzame energieontwikkeling vergroot de uitdaging voor de gemeente om de gestelde energiedoelstellingen te bereiken. Hiervoor is een combinatie van 10 ha zonne-energie en één of meerdere windmolens vereist.

6. Verschillende innovatieve technieken bestaan, maar grootschalige commerciële toepassing is nog niet aanwezig (TRL 9). • •

Het vervangen van zon of wind zal op dit moment niet gebeuren. Deze technieken hebben zich bewezen en worden steeds efficiënter Aankomende innovatieve technieken hebben hun eigen specifieke uitdagingen, waardoor korte termijn uitrol op grote schaal niet realistisch lijkt.

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 53 van 59

10 Aanbevelingen De gemeenteraad van de gemeente Schiermonnikoog zal een aantal belangrijke vragen dienen te beantwoorden. In onderstaande tabel staan deze vragen beschreven met daarbij de belangrijkste aandachtspunten op basis van dit onderzoek en de voor- en nadelen van een dergelijke keuze. Het onderzoek heeft aangetoond dat het eiland niet energieneutraal kan worden wanneer enkel op duurzame gassen en brandstoffen gefocust wordt. Echter het is wel mogelijk om energieneutraal te worden met een combinatie van zon- en windenergie. De dak potentie op Schiermonnikoog is daarnaast onvoldoende om te kunnen voldoen aan de energievraag en het energieprofiel van zonne-energie is ongeschikt om de volledige vraag in te kunnen vullen. Een aantal essentiële algemene adviezen dienen op voorhand aan de gemeente meegegeven te worden: • Stimuleer vraagbeperking en energie-efficiëntie; • Diversifieer energiebronnen voor een veerkrachtig energiesysteem; • Zorg voor balans tussen energieopwekking en energieverbruik; • Om energieneutraal te worden is het nodig om met provincie Fryslân in gesprek te gaan voor de realisatie van een windmolen; • Betrek inwoners en belanghebbenden in het proces en zorg voor lokaal eigendom. • Grote energieprojecten zijn niet mogelijk i.v.m. heersende spanningsproblematiek. Op dit moment is slechts 500-1000 kWp terug levering mogelijk aan terug levering.

Batterij opslag kan hier een bijdrage spelen in het mogelijk maken van energieprojecten. Vraag Willen we medewerking verlenen aan de ontwikkeling van een of meerdere zonneparken op het eiland?

Aandachtspunten •

•

•

•

•

110696

De dak potentie op Schiermonnikoog is onvoldoende. In het meest positieve geval kan de dak potentie in 2050 33% van de elektriciteitsvraag afdekken. Het plaatsen van een zonnepark tussen de 56 hectare is benodigd om in 2050 energieneutraal te zijn. De oriëntatie van de zonnepanelen voor een dergelijk zonnepark is preferent oost-west, zodat de impact op het elektriciteitsnet geminimaliseerd wordt. Bij de plaatsing van zonneparken dient zorgvuldig rekening gehouden te worden met de impact op vogels, verschillende mitigerende maatregelen zijn te nemen, maar hebben ruimtelijke implicaties. Lokaal eigendom zorgt in veel gevallen voor een soepeler proces tot realisatie.

Voor- en nadelen Voordelen • De ontwikkeling van zonne-energie is een bewezen proces en wordt op grote schaal uitgevoerd; • Een zonnepark is goed inpasbaar en er is veel vrijheid met betrekking tot de landschappelijke inpassing; • Zon op dak is een bewezen techniek en verschillende subsidies zijn aanwezig, waardoor de terugverdientijd voor mensen laag is. Nadelen • Zonneparken zullen een groot oppervlak innemen waarvoor een geschikte locatie gevonden dient te worden • Zon op dak zal impact hebben op het aangezicht van de gebouwen

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 54 van 59

•

Willen we medewerking verlenen aan de ontwikkeling van mono-mest vergisters?

Willen we medewerking verlenen aan windenergie op het eiland?

•

•

•

• •

31 32

Verschillende mogelijkheden voor mest vergisting zijn mogelijk. Naast grote centrale locaties is het tegenwoordig mogelijk om op kleine schaal te vergisten. Hierdoor is de ruimtelijke impact minimaal en kunnen transportbewegingen mogelijk beperkt worden.

Zonder windenergie is het voor Schiermonnikoog niet mogelijk om Energieneutraal te worden. Om energieneutraal te zijn in 2050 is één windmolen van 2-3 MW benodigd of 13 -15 kleinere windmolens. Lokaal eigendom zorgt in veel gevallen voor een soepeler proces tot realisatie. Verschillende mogelijkheden bestaan om impact op vogels te minimaliseren, zoals een zwarte wiek van de molen.

Laagspanningsnetwerken dienen zeer waarschijnlijk aangepast te worden wanneer op grote schaal zonnepanelen geplaatst worden. Voordelen • Mono-mest vergisting kan mogelijk bijdragen aan het verminderen van stikstof in stallen wanneer toegepast met technieken die uitwerpselen snel afvoeren uit de stal31; • Extra inkomstenbron voor boeren; • Bijdrage aan de nationale groengas doelstelling32; • Deel van benodigde infrastructuur al aangelegd door Stedin i.v.m. eerdere initiatieven. Nadelen • Het vervoeren van mest van en naar de vergistingslocaties zullen de vervoersbewegingen op het eiland vergroten. • Er zullen nieuwe installaties geplaatst moeten worden bij de boerderijen of op een centrale locatie. Voordelen • Een windmolen heeft minimale ruimtelijk impact als het gaat om oppervlakte. • Een windmolen past beter bij het vraagprofiel, waardoor het beter is voor het energiesysteem. Nadelen • Windmolens hebben aanzienlijke verticale ruimtelijke impact • Het proces om windmolens te plaatsen is langdurig en complex, de gemeente heeft hier een belangrijke regierol in

https://edepot.wur.nl/576770 https://www.tweedekamer.nl/downloads/document?id=2022D51576

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 55 van 59

Willen we een warmtenet op eiland?

•

•

Willen we zonnepanelen op ons beschermde dorpsgezicht plaatsen?

110696

•

Een warmtenet beperkt de impact op het elektriciteitsnet door op een centrale plek warmte op te wekken en door warmteleidingen te transporteren naar de woningen. Woningen dienen te allen tijde geïsoleerd te worden. Een te hoge warmtevraag zorgt ervoor dat de energierekeningen van mensen aanzienlijk zullen toenemen.

Met zon op dak is enkel 33% van de benodigde energie op te wekken op Schiermonnikoog, maar iedere kWh die op het dak opgewekt wordt zal niet op land opgewekt hoeven worden.

Voordelen • Het elektriciteitsnet (laagspanningsniveau) hoeft minder snel verzwaard te worden, doordat de warmte op een centrale plek wordt opgewekt. • De benodigde ruimte in woningen voor installaties is beperkt. Enkel een aflever set volstaat. Nadelen • Er zullen op een centrale plek grootschalige installaties geplaatst moeten worden. • De wegen in het gebied waar het warmtenet komt zullen volledig opgehaald moeten worden voor de aanleg van warmteleidingen. • Het behalen van een rendabele businesscase is een uitdaging. Voordelen • Het toestaan van zonnepanelen op daken van beschermd dorpsgezicht creëert een verdienmodel voor de mensen die hier wonen. Met de salderingsregeling nog actief zullen deze mensen in staat zijn om een oplopende rekening te dempen. • Iedere kWh op dak voorkomt dat het op de schaarse grond geplaatst hoeft te worden. Nadelen • De panelen zullen impact hebben op de uitstraling van het beschermd dorpsgezicht. • Het toestaan van zonnepanelen op deze daken wil niet per se zeggen dat de panelen ook geplaatst worden, aangezien dit te allen tijde een eigen keuze van de bewoners is.

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 56 van 59

Disclaimer: In dit onderzoek is gekeken naar de fysieke kant van het energiesysteem. Hierbij is nauw samengewerkt met Liander om zorgvuldig inzicht te krijgen in de huidige belasting op de hoogspanningskabel die naar Schiermonnikoog loopt (wadkabel). Het is echter niet mogelijk om inzicht te krijgen in het uitstaande contract wegens AVG-wetgeving. Hierdoor is nauwe samenwerking en afstemming nodig tussen Liander en de gemeente om projecten gericht op de energie- en warmtetransitie planbaar te maken. Voor de gemeente Schiermonnikoog geldt dat ze afhankelijk zullen zijn van Liander met betrekking tot de grootste projecten. Echter er zijn verschillende mogelijkheden in de tijd. Tijdspad Vanaf heden

Mogelijkheden • • • •

•

Vanaf 2024/25

•

Vanaf 2029/30

• •

110696

Zon op particuliere daken Energiebesparing Verduurzaming bedrijven enkel vanuit vraagperspectief mogelijk (warmtepompen etc.) en binnen bestaande aansluiting Kleine/middelgrote (tot 2 MW) energieprojecten zouden doorgang kunnen krijgen in combinatie met batterij, hiervoor is echter meer onderzoek nodig en zullen specifieke contracten met Liander mogelijk moeten zijn Verduurzaming particulieren beperkt mogelijk vanuit terug lever perspectief (beperkte ruimte op de kabel voor terug levering op piekmomenten) Aardgasvrij maken PAW-gebied kan doorgang vinden (vermogen door Liander beschikbaar gesteld vanaf dit moment) Verduurzaming Zwembad kan doorgang vinden Grootschalige energieprojecten (1-3 MW) kunnen aangesloten worden waarbij het van groot belang is om een zorgvuldige match te maken met vraagprofiel op het eiland. Dit betekent windenergie i.c.m. zon op dak.

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 57 van 59

11 Bijlagen 11.1 Samenvattende tabel Scenario 1 Duurzaam gas

Scenario 2 Zonder extra opwek

Scenario 2 Elektrisch energieneutraal met zon en wind 2,2 -2,6 9.700 14.400 0 780 5,5

Afname piek [MW] 1 2,2 Terug levering piek [MW] n.v.t. -1,4 Elektriciteitsvraag [MWh/jaar] 5.400 9.700 Transportbrandstoffen [MWh/jaar] 14.400 14.400 Groengasvraag [MWh/jaar] 11.900 0 Aantal huishoudens 780 780 Vermogen warmtepompen 0 5,5 thermisch [MW] Vermogen PV [MW] 2,8 4,5 4,5 Vermogen wind [MW] 0 0 2 Productie PV [MWh/jaar] 2.600 4.400 4.400 Productie wind [MWh/jaar] 0 0 5.800 Productie groengas [MWh/jaar] 11.900 0 0 Productie transportbrandstoffen 2.500 5.800 5.800 [MWh/jaar] Energieneutraal, inclusief transport 54% 42% 66% [%] *Veerboten vallen buiten het systeem omdat deze niet laden/tanken op Schiermonnikoog. **Bovenstaande tabel gaat uit van 780 woningen in 2050 ***Uitgaande van ongeveer 320 auto’s op Schiermonnikoog

Scenario 3 Zonder extra opwek 2,6 -1,4 12.500 0 0 780 5,5

Scenario 3 Energieneutraal met zon 2,6 -4 12.500 0 0 780 5,5

Scenario 3 Energieneutraal met zon en wind 2,6 -3,5 12.500 0 0 780 5,5

4,5 0 4.400 0 0 0

14 0 13.300 0 0 0

4,5 3 4.400 7.500 0 0

35%

106%

95%

Pagina 58 van 59

11.2 Uitgangspunten ETM Zie bijgevoegd Excel spreadsheet.

110696

Energieverkenning Schiermonnikoog

Pagina 59 van 59