B6. Kennisdocument ten behoeve van de Friese Energievisie

•

Het tijdig realiseren van voldoende netverzwaring: dit blijft hoe dan ook nodig om energieneutraal te worden.

Vanuit systeemperspectief zouden de uitgangspunten die gehanteerd zijn in vraag 5 (zo volledig mogelijk benutten warmtebronnen in gebouwde omgeving) en vraag 2 (wel wind toelaten) belangrijke bouwstenen zijn voor het toekomstige Friese energiesysteem.

De uitgangspunten die gehanteerd zijn in vraag 3 (waterstof in gebouwde omgeving) zijn niet verenigbaar met het systeemperspectief, omdat er alternatieven in de gebouwde omgeving zijn en dat waterstof op plekken toegepast dient te worden waar geen alternatief beschikbaar is. Systeemperspectief volgens de Systeemstudie Fryslân De Systeemstudie Fryslân uit 2022 heeft als doel om te bepalen binnen welke uitersten de energietransitie zich in Fryslân zal plaatsvinden naar energieneutraliteit. In vier scenario’s worden er verschillende verhaallijnen toegepast in combinatie met trends en ontwikkelingen. Deze scenario’s verschillen inhoudelijk sterk qua energievraag, -aanbod en –infrastructuur.

Systeemperspectief volgens het concept-NPE Volgens het concept-Nationaal Plan Energiesysteem geldt volgens het systeemperspectief ook dat “schaarse duurzame energie daar wordt ingezet waar er geen goede alternatieven zijn, het maatschappelijk de meeste meerwaarde heeft en gericht is op het behalen van de Europese doelen waar Nederland zich aan verbonden heeft.”

Achtergronddocument 1: Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

2

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Met name zonneweides en de verduurzaming van woningen en personenvervoer hebben grote impact op het Friese net Dit achtergronddocument biedt inzicht in de verwachte ontwikkelingen aan de vraag- en aanbodzijde van elektriciteit tot 2050. Deze ontwikkelingen zijn variërend van invloed op de belasting van het elektriciteitsnet. Dit document bevat het volgende: •

Belangrijkste conclusies en inzichten (deze pagina)

•

Een aantal inzichten gevisualiseerd (geplot en geografisch weergegeven)

•

Informatie over de verwachte ontwikkeling tot 2050 per segment in Fryslân

•

Dit document geeft hiermee antwoord op de volgende kernvraag: Welke

elektriciteitsontwikkelingen hebben naar verwachting een grote impact op het Friese elektriciteitsnet? Hieronder geven we een beknopt antwoord op deze vraag.

Beantwoording kernvraag achtergronddocument 1

Op basis van omvang (vraag of aanbod van MW’s elektriciteit), spreiding (centraal of juist decentraal), gelijktijdigheid (aanbod gelijk met opwek) kan kwalitatief bepaald worden welke ontwikkelingen een grote netimpact hebben. Dit zijn met name zonneweides, de verduurzaming van de gebouwde omgeving en de verduurzaming van personenvervoer (zie tabel hiernaast). Regionale ontwikkelingen met grote impact zijn de verduurzaming van de industrie, de veerdiensten, de glastuinbouw en de aansluiting van de Lelylijn.

Segment

Omvang

Spreiding

Gelijktijdigheid

Inschatting netimpact

Zonneweides

Zeer groot

Centraal

Klein

Zeer groot

Verduurzaming bestaande woningen

Zeer groot

Decentraal

Gemiddeld

Zeer groot

Verduurzaming personenvervoer

Groot

Decentraal

Groot

Groot

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Vier type criteria die netimpact bepalen Er zijn hoofdzakelijk vier type factoren die de netimpact van een ontwikkeling bepalen. Factoren die een geringere impact op onderstationsniveau hebben, hebben niet automatisch ook een lage impact op andere netvlakken, het tegendeel is zelfs soms waar. We bepalen in het traject van integraal programmeren echter primair de impact op onderstations en niet op het laagspanningsnet. Ontwikkelingen binnen de segmenten zijn op onderstaande factoren kwalitatief geanalyseerd. Zekerheid (zeker vs onzeker) De mate waarin het zeker is dat een ontwikkeling (volledig) via elektriciteit gaat verduurzamen is uiteindelijk bepalend of die ontwikkeling wel of geen impact gaat hebben op de elektriciteitsinfrastructuur. Sommige ontwikkelingen laten al een duidelijke tendens zien en lijken daarom meer zeker terwijl andere verduurzamingsroutes nog uiterst onzeker zijn. Ter illustratie; personenvervoer lijkt met vrij grote zekerheid te elektrificeren, terwijl dit voor de glastuinbouw nog veel minder zeker is; warmte op een andere wijze lijkt daar ook goed mogelijk. Hoe groter de zekerheid van elektrificatie hoe groter we de impact op het elektriciteitsnet schatten. Omvang (groot vs klein) De energetische omvang van de ontwikkeling heeft uiteraard een invloed op de infrastructuur: hoe groter de ontwikkeling hoe groter de impact.

Hiermee bedoelen we de omvang van de totale ontwikkeling. Ter illustratie: de ontwikkeling van elektrificatie van personenvervoer betreft niet één enkel voertuig, maar de ontwikkeling als geheel. Dat betekent alle elektrificatie en bijpassende energievraag van personenvervoer. Spreiding (centraal vs decentraal) Hoe meer decentraal een ontwikkeling plaatsvindt, hoe kleiner diens effect op onderstationsniveau. Dit komt omdat op lagere netvlakken vraag en aanbod dan meer in evenwicht worden gebracht. De druk op het laag- en middenspanningsnet neemt hierdoor wel toe. Ter illustratie: het toevoegen van één zonnepaneel op ieder huis, zorgt voor een beperkte belasting op het onderstation, doordat de opwek ook weer lokaal gebruikt wordt. De omvang van al deze zonnepanelen heeft wel grote omvang (zie vorige factor).

Gelijktijdigheid (groot vs klein) De mate waarin aanbod en vraag op het zelfde moment plaatsvindt, bepaalt of er veel of weinig via het onderstation moet worden getransporteerd. Ontwikkelingen die een grotere gelijktijdigheid hebben, hebben dus een minder grote impact. Ter illustratie: zonopwek is maximaal op het midden van de dag in de zomer, maar dit is juist een moment waarop de vraag laag is. Hierdoor heeft zonopwek een relatief grote impact op de infrastructuur.

3

4

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Impactvolle elektriciteitsontwikkelingen (vraagzijde) in kaart Hoog

Omvang Verduurzaming glastuinbouw Verduurzaming veerdienst

Uitbreiding bedrijventerreinen

Klein Groot

Onzekerheid

Vrachtwagenvervoer

De Lelylijn

Nieuwe glastuinbouw

Verduurzaming industrie

Spreiding Decentraal

Verduurzaming woningen

Centraal

Verduurzaming personenvervoer

Laag Laag

Gelijktijdigheid (tussen vraag en aanbod)

Hoog

5

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Ontwikkelingen (vraagzijde) variëren sterk in omvang, (on)zekerheid, (on)gelijktijdigheid: dit bepaalt de netimpact Hoog Verduurzaming glastuinbouw Verduurzaming veerdienst

Uitbreiding bedrijventerreinen

• • • •

Onzekerheid

Vrachtwagenvervoer

•

Middelgrote vermogens gevraagd Gekoppeld aan beperkt aantal locaties; vraag naar elektriciteit centraal Relatief onzeker de mate waarin deze vijf segmenten (grotendeels) gaan elektrificeren Middel tot hoge gelijktijdigheid: vraag kan relatief tegelijkertijd plaatsvinden met opwek van elektriciteit Conclusie: grote netimpact

De Lelylijn

Nieuwe glastuinbouw

Verduurzaming industrie

• •

Verduurzaming woningen

• Verduurzaming personenvervoer

• •

Laag Laag

Gelijktijdigheid (tussen vraag en aanbod)

Grote vermogens gevraagd Niet gekoppeld aan één of twee locaties; vraag naar elektriciteit decentraal Relatief zeker dat deze twee segmenten (grotendeels) gaan elektrificeren Middel tot hoge gelijktijdigheid: vraag vindt relatief tegelijkertijd plaats met opwek van elektriciteit Conclusie: grote netimpact

Hoog

6

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Impactvolle elektriciteitsontwikkelingen (aanbodzijde) in kaart Omvang Klein Groot

Zonneweides

Grootschalig zon op dak

Nucleair

Wind

Spreiding Decentraal

Centraal

Laag

Gelijktijdigheid (tussen vraag en aanbod)

Hoog

7

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Ontwikkelingen (aanbodzijde) variëren sterk in omvang en (on)gelijktijdigheid: dit bepaalt de netimpact Relatief vermogen van één SMR module (kerncentrale) weergegeven ter illustratie. Een kerncentrale is zeer centraal en gekoppeld aan één centrale. De gelijktijdigheid is gemiddeld. Een kerncentrale draait altijd en kan niet gemakkelijk uit of aan worden gezet. Conclusie: gemiddelde netimpact.

• • • •

Omvang Klein Groot

Zonneweides

Grootschalig zon op dak

Wind

Nucleair

Spreiding

• • • • •

(Middel)grote vermogens gevraagd Spreiding is afhankelijk van grootte zonneweides of daken Lage gelijktijdigheid: vraag naar elektriciteit vindt niet gelijk plaats met opwek van zon. Dit vergroot de netimpact

Onzekerheid is niet relevant: deze ontwikkelingen hebben altijd impact op het net

• • • • •

Relatief lage vermogens gevraagd Gebonden aan beperkt aantal plekken: centraal aanbod Hoge gelijktijdigheid: vraag naar elektriciteit vindt relatief gelijk plaats met opwek van zon (ook ‘s avonds is er wind). Dit verkleint de netimpact

Onzekerheid is niet relevant: deze ontwikkelingen hebben altijd impact op het net Conclusie: Relatief kleine netimpact

Conclusie: Zeer grote netimpact

Laag

Gelijktijdigheid (tussen vraag en aanbod)

Hoog

Decentraal

Centraal

8

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

De meest bepalende elektriciteitsontwikkelingen in kaart (1) Legenda Segment1

Vraag

Aanbod

2030

Zonneweides obv aanvragen bij Liander en input gemeente

Zon obv ruimtelijke modellen1 Wind Gebouwde omgeving Mobiliteit Industrie Glastuinbouw Omvang

15 MW 100+ MW

•

•

Noot: In kaart zijn alleen toenemende vermogens weergegeven. Huidige vermogens zoals Windpark Fryslan, zijn om deze reden niet weergegeven. 1) Ruimtelijke modellen staan in Achtergronddocument 4 beschreven.

Toelichting Alleen ontwikkelingen met een gecentreerde, sterke vermogensgroei (>15 MW) zijn weergegeven. Kleinere en/of decentrale ontwikkelingen worden wel meegenomen in de belastingprognose, maar staan hier niet weergegeven. Figuren zijn tot stand gekomen door forecast modellen, bekende plannen en gesprekken met stakeholders te combineren. Dit is nog onafhankelijk van de beschikbare ruimte op het elektriciteitsnet.

9

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

De meest bepalende elektriciteitsontwikkelingen in kaart (2) Legenda Segment1

Vraag

Aanbod

2040

Zonneweides obv aanvragen bij Liander en input gemeente

Zon obv ruimtelijke modellen1 Wind Gebouwde omgeving Mobiliteit Industrie Glastuinbouw Omvang

15 MW 100+ MW

•

•

Noot: In kaart zijn alleen toenemende vermogens weergegeven. Huidige vermogens zoals Windpark Fryslan, zijn om deze reden niet weergegeven. 1) Ruimtelijke modellen staan in Achtergronddocument 4 beschreven.

Toelichting Alleen ontwikkelingen met een gecentreerde, sterke vermogensgroei (>15 MW) zijn weergegeven. Kleinere en/of decentrale ontwikkelingen worden wel meegenomen in de belastingprognose, maar staan hier niet weergegeven. Figuren zijn tot stand gekomen door forecast modellen, bekende plannen en gesprekken met stakeholders te combineren. Dit is nog onafhankelijk van de beschikbare ruimte op het elektriciteitsnet.

10

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

De meest bepalende elektriciteitsontwikkelingen in kaart (3) Legenda Segment1

Vraag

Aanbod

2050

Zonneweides obv aanvragen bij Liander en input gemeente

Zon obv ruimtelijke modellen1 Wind Gebouwde omgeving Mobiliteit Industrie Glastuinbouw Omvang

15 MW 100+ MW

•

•

Noot: In kaart zijn alleen toenemende vermogens weergegeven. Huidige vermogens zoals Windpark Fryslan, zijn om deze reden niet weergegeven. 1) Ruimtelijke modellen staan in Achtergronddocument 4 beschreven.

Toelichting Alleen ontwikkelingen met een gecentreerde, sterke vermogensgroei (>15 MW) zijn weergegeven. Kleinere en/of decentrale ontwikkelingen worden wel meegenomen in de belastingprognose, maar staan hier niet weergegeven. Figuren zijn tot stand gekomen door forecast modellen, bekende plannen en gesprekken met stakeholders te combineren. Dit is nog onafhankelijk van de beschikbare ruimte op het elektriciteitsnet.

2050

De meest bepalende elektriciteitsontwikkelingen in kaart (4)

11

Verduurzaming gebouwde omgeving Verduurzaming personenvervoer Verduurzaming industriecluster Ruimte voor zonneweides

A. B.

Vraag

B. Leeuwarden

Aanbod

Legenda Segment1

A. Kustgebied tussen Harlingen en Berlikum

D. Heerenveen Verduurzaming industriecluster Verduurzaming personenvervoer Verduurzaming logistiek knooppunt Uitbreiding van bedrijventerreinen Verduurzaming gebouwde omgeving Ruimte voor zonneweides

Liander en input gemeente

Zon obv ruimtelijke modellen Wind Gebouwde omgeving Mobiliteit Industrie Glastuinbouw Omvang

15 MW

Harlingen: Verduurzaming veerdienst Verduurzaming gebouwde omgeving Nieuw bedrijventerrein Waadhoeke: Zonneweides in Energielandschap Verduurzaming glastuinbouw Ophoging van windpark de Bjirmen

Zonneweides obv aanvragen bij

C.

D.

100+ MW

C. Drachten Verduurzaming gebouwde omgeving Verduurzaming personenvervoer Verduurzaming logistiek knooppunt Nieuw bedrijventerrein Ruimte voor zonneweides

12

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Ontwikkelingen met een elektriciteitsvraag komen voort uit de verduurzaming of uitbreiding van activiteiten In deze analyse beschouwen we hoofdzakelijk de ontwikkelingen en veranderingen ten opzichte van de huidige bestaande elektriciteitsvraag. Bestaande elektriciteitsvraag, waaronder elektriciteitsverbruik in de industrie (pompen, logistiek, koeling, etc.), landbouw (melkrobots, koeling en elektrische voertuigen), gebouwde omgeving (apparatuur) en elders (huidig treinverkeer, straatlantaarns, wegaanwijzingen, etc.), worden in deze analyse niet meegenomen als ontwikkeling omdat diens verandering t.o.v. de huidige situatie beperkt is. Mogelijk verandert de elektriciteitsvraag hier wel enigszins door efficiënte verhoging of uitbreiding van gebruik. De grootschalige bestaande vraag (zoals bijvoorbeeld bestaande datacenters) worden wel meegenomen in het bepalen van knelpunten en het identificeren van kansen, maar niet individueel toegelicht. Elektriciteitsvraagontwikkelingen laten zich primair verdelen in twee groepen; verduurzaming van huidige activiteiten en nieuwe activiteiten. Deze twee groepen staan hieronder geïllustreerd en verdeeld per vraagsector.

Nieuwe activiteiten die elektriciteit vragen

Nieuwbouw

Personenvervoer

Woningen

Uitbreiding glastuinbouw

Lelylijn

Vrachtwagens

Veerdienst

Binnenvaart

Utiliteiten

landbouw Bestelbussen

Gebouwde omgeving

OV-bussen

Uitbreiding bedrijventerreinen

Pleziervaart

Zeevaart

Mobiliteit

Elektrificatie van bestaande activiteiten

Industrie

Bedrijvigheid

Glastuinbouw

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Gebouwde omgeving (1/2): nieuwbouw

Nieuwbouwwoningen Nieuwe energievraag als gevolg van uitbreiding van het aantal woningen. Nieuwbouwwoningen zullen in het algemeen all-electric worden opgeleverd. Bij aanleg van nieuwe wijken zijn collectieve warmteoplossingen, zoals aquathermie of geothermie, ook een mogelijkheid. De totale omvang is beperkt vergeleken met verduurzaming huidige gebouwen. Nieuwbouwwoningen zijn doorgaans goed geïsoleerd en hebben geïntegreerde zonnepanelen waardoor energievraag per huis relatief laag is. Naar verwachting worden er in totaal enkele 10 duizenden woningen bijgebouwd in Fryslân.

Zekerheid

Klein

Groot Omvang

Klein

Groot Spreiding

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Klein

Groot

13

14

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Gebouwde omgeving (2/2): bestaande bouw

Verduurzaming bestaande woningen

Verduurzaming bestaande utiliteitsbouw

Woningen stappen af van conventioneel verwarmen op aardgas. (Gedeeltelijke) elektrificatie is hier een veel gekozen oplossing. Onzekerheden zitten in de mate waarin een huis te isoleren is en het uitrollen van collectieve warmteoplossingen op basis van duurzame warmtebronnen. De omvang van de energievraag van de verduurzaming is zeer groot (ca 30% van totale energievraag) maar ook zeer decentraal verspreidt door Fryslân in de vorm van dorpen en veel vrijstaande woningen. Door toenemende isolatie zal de totale energievraag door de jaren heen afnemen.

Vervanging van ruimteverwarming op aardgas voor nietwoningbouw. Hieronder vallen alle gebouwen die geen woning zijn en aardgas momenteel niet inzetten in het primaire proces (oven/boiler/etc) maar voor ruimteverwarming, e.g. kantoorruimtes. Door de relatieve grote (lage temperatuur) warmte vraag, zijn warmte oplossingen als collectieve warmtenetten (op aqua- of geothermie) of via WKO’s hier logische keuzes.

Zekerheid

Zekerheid

Klein

Groot Groot

Klein

Centraal

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Gelijktijdigheid

Klein

Groot Spreiding

Spreiding

Decentraal

Groot Omvang

Omvang

Klein

Klein

Groot

Klein

Groot

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Mobiliteit (1/5): de Lelylijn

Ontwikkeling Lelylijn

Voeding van de bovenleidingen van de, nieuw aan te leggen, Lelylijn met in ieder geval station in Drachten. Locaties en fasering van voedingen nog onzeker evenals totale vermogensvraag, maar het betreft altijd elektriciteit (geen andere duurzame energiedrager). Kiezen van voedingslocaties, kan elektriciteitsvraag en aanbod bij elkaar brengen. In het algemeen is de gelijktijdigheid met zonopwek goed, omdat treinen overdag vaker reizen dan ‘s nachts.

Zekerheid

Klein

Groot Omvang

Klein

Groot Spreiding

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Klein

Groot

15

16

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Mobiliteit (2/5): personenvervoer en busverkeer

Verduurzaming personenvervoer

Verduurzaming OV - busverkeer

Verduurzaming van de energievraag (in de vorm van benzine en diesel) voor personenvervoer. Deze verduurzamingsroute is al stevig ingezet en lijkt, zeker op de langere termijn, volledig te verschuiven naar batterij-elektrische voertuigen. Vanwege de relatief wijd opgezette provincie, zal het laden van deze voertuigen veelal verspreid gebeuren, met uitzondering van enkele snellaadpunten. Laden gebeurt (op werk) relatief gelijktijdig met opwek. Slim en netbewust laden kan de impact van (alle) elektrische voertuigen verminderen.

Verduurzaming van de energievraag (voornamelijk in de vorm van diesel en Compressed Natural Gas (CNG)) voor OV-bussen. Batterijelektrisch lijkt hier de meest logische optie door de relatief korte afstanden en de volwassenheid van de technologie in combinatie met ambitieuze doelstellingen op de relatief korte termijn. Fryslân wil namelijk vanaf 2030 dat alle bussen zero-emissie rijden. Ondanks dat het een relatief kleine hoeveelheid energie betreft, wordt het laadvermogen wel zeer centraal gevraagd op laaddepots.

Zekerheid

Zekerheid

Klein

Groot Groot

Klein

Centraal

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Gelijktijdigheid

Klein

Groot Spreiding

Spreiding

Decentraal

Groot Omvang

Omvang

Klein

Klein

Groot

Klein

Groot

17

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Mobiliteit (3/5): bestelbussen en vrachtwagens

Verduurzaming bestelbussen

Verduurzaming vrachtwagens

Verduurzaming van de energievraag (in de vorm van met name diesel) voor bestelbussen. Verduurzamingsroute is ingezet en lijkt, zeker op de langere termijn, volledig te verschuiven naar batterijelektrische voertuigen, vergelijkbaar met personenvervoer. Laden zal deels op logistieke depots en deels verspreid plaatsvinden. Twee grote logistieke depots zijn te vinden in Heerenveen en Drachten.

Verduurzaming van de energievraag (in de vorm van met name diesel) voor vrachtwagens. Elektrificatie lijkt hier, zeker voor nationaal transport, de voornaamste verduurzamingsroute. Deze trend is echter pas net ingegaan en zeker voor internationaal transport, zijn andere energiedragers ook denkbaar. Logischerwijs zal laden plaatsvinden op logistieke depots. Waar zeer grote hoeveelheden energie en vermogens gevraagd zullen worden. Twee grote logistieke depots zijn te vinden in Heerenveen en Drachten.

Zekerheid

Zekerheid

Klein

Groot Groot

Klein

Centraal

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Gelijktijdigheid

Klein

Groot Spreiding

Spreiding

Decentraal

Groot Omvang

Omvang

Klein

Klein

Groot

Klein

Groot

18

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Mobiliteit (4/5): veerdiensten en pleziervaart

Verduurzaming veerdiensten

Verduurzaming van pleziervaart

Verduurzaming van de veerdiensten door vervanging van huidig LNG en diesel. Verduurzamingsroute is momenteel nog onzeker, maar elektrificatie lijkt hier een mogelijkheid. De omvang van de ontwikkeling in combinatie met het centraal laden (het betreft immers een beperkt aantal schepen en havens) zorgt mogelijk voor een grote vermogensvraag. Door gebruik van modulaire inwisselbare batterijen, kan de vermogensvraag verlagen en de gelijktijdigheid met opwek verhoogd worden.

Verduurzaming van de pleziervaart door vervanging van diesel en benzine. Verduurzamingsroute, voor met name de kleinere boten lijkt via elektrificatie logisch. Ondanks dat Fryslân relatief veel pleziervaart kent is de omvang relatief klein en de spreiding relatief groot (langs eigen steiger en via verschillende havens). Doordat pleziervaart doorgaans niet-intensief gebruikt worden, zijn langere laadtijden acceptabel en kunnen laadvermogen dus lager zijn. Daarnaast de gelijktijdigheid (als de zon schijnt, wordt er meer gevaren), relatief groot.

Zekerheid

Zekerheid

Klein

Groot Groot

Klein

Centraal

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Gelijktijdigheid

Klein

Groot Spreiding

Spreiding

Decentraal

Groot Omvang

Omvang

Klein

Klein

Groot

Klein

Groot

19

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Mobiliteit (5/5): zeevaart en binnenvaart

Verduurzaming zeevaart

Verduurzaming binnenvaart

Verduurzaming van de zeevaart door vervanging van stookolie en diesel. De verduurzamingsroute van de (internationale) zeevaart is, net als de luchtvaart, momenteel nog zeer onzeker. Elektrificatie lijkt hier, zeker voor internationaal transport, niet mogelijk waardoor bio en synthetische brandstoffen hier meer waarschijnlijk zijn. Daarnaast is het de vraag of de (internationale) zeevaart in de provincie Fryslân zelf zijn energievraag zal plaatsvinden. Deze is immers niet gebonden aan specifieke havens. Als dit wel gebeurt, lijkt de Port of Harlingen het meest voor de hand liggend.

Verduurzaming van de zeevaart door vervanging van stookolie en diesel. Verduurzamingsroute van de binnenvaart is nog erg onzeker. Elektriciteit biedt hier wel een mogelijkheid. Mogelijk via uitwisselbare modulaire (container) batterijen. Laden zal dan met name op overslag locaties plaatsvinden, maar door modulaire inwisselbare batterijen mogelijk een verminderde vermogensvraag hebben.

Zekerheid

Zekerheid

Klein

Groot Groot

Klein

Centraal

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Gelijktijdigheid

Klein

Groot Spreiding

Spreiding

Decentraal

Groot Omvang

Omvang

Klein

Klein

Groot

Klein

Groot

20

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Bedrijvigheid (1/3): nieuwe glastuinbouw en bedrijventerreinen

Nieuwe/uitbreiding bedrijventerreinen

Nieuwe glastuinbouw Uitbreiding van de glastuinbouw in de provincie is nog onzeker. Mogelijk wordt deze uitbreiding (Waddenglas) onderdeel van een te ontwikkelen Energielandschap in Waadhoeke. Uitbreiding van glastuingebieden, dan wel in Sexbierum, dan wel in Berlikum maakt verduurzaming wel efficiënter, door schaal voordelen dus zeer centraal. Omvang van elektriciteitsvraag zeer afhankelijk van gekozen verduurzamingsroute. Energievraag zit voornamelijk in warmte (winter) en licht ('s avonds), waardoor gelijktijdigheid met (zon) opwek inherent klein is.

Uitbreiding van bedrijventerreinen met nieuwe bedrijvigheid met nieuwe elektriciteitsvraag. Omvang van elektriciteitsvraag zeer afhankelijk van (type) bedrijvigheid dat zich vestigt. Bedrijventerreinen worden doorgaans als uitbreiding van huidige bedrijventerreinen centraal georganiseerd. Door slimme inrichting van nieuw te ontwikkelen bedrijventerreinen kunnen vraag en aanbod van elektriciteit in ontwerp dichter bij elkaar worden gebracht. Grote uitbreidingen staan gepland rondom Drachten, Harlingen en Heerenveen. Zekerheid

Zekerheid

Klein

Groot Groot

Klein

Centraal

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Gelijktijdigheid

Klein

Groot Spreiding

Spreiding

Decentraal

Groot Omvang

Omvang

Klein

Klein

Groot

Klein

Groot

21

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Bedrijvigheid (2/3): landbouw en glastuinbouw

Verduurzaming landbouw

Verduurzaming glastuinbouw

Vervanging van de diesel vraag vanuit landbouw voertuigen en andere machines. Elektrificatie door gewicht en specificaties van landbouwvoertuigen niet direct logisch, maar wel mogelijk op de langere termijn. De totale energetische omvang is beperkt en laden (op eigen erf) zal zeer decentraal gebeuren. Trend van zelfvoorziening op eigen erf is zichtbaar, zeker met de opkomst van kleinere erf windmolens. Inzet van zelf opgewekte elektriciteit voor brandstof generatie (waterstof) of batterij laden denkbaar, waardoor gelijktijdigheid goed benut wordt. Impact op het net is daardoor klein.

Vervanging van de aardgas vraag voor het genereren van warmte, elektriciteit en CO2 (WKK) of warmte en CO2 (gasketel). Sector is beperkt aanwezig in Fryslân (ca 180 ha), maar heeft grote energievraag en is voornamelijk centraal over 2 locaties (Sexbierum en Berlikum) gelegen. Verduurzamingsroute nog onzeker, waarschijnlijk een mix van oplossingen; biogas WKK, warmte via diverse bronnen (zon/geo/aquathermie/restwarmte) en elektrificatie. Gelijktijdig afhankelijk van dominante route. Indien elektrificatie, gelijktijdigheid zeer klein, want warmte en belichting juist nodig in koude, donkere winterdagen.

Zekerheid

Zekerheid

Klein

Groot Groot

Klein

Centraal

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Gelijktijdigheid

Klein

Groot Spreiding

Spreiding

Decentraal

Groot Omvang

Omvang

Klein

Klein

Groot

Klein

Groot

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Bedrijvigheid (3/3): industrie

Verduurzaming industrie Vervanging van de aardgasvraag voor processen anders dan ruimteverwarming. Afhankelijk van type industrie en proces verschilt zekerheid van elektrificatieroute. Industrie in Fryslân betreft voornamelijk voedingsindustrie en is doorgaans logisch te elektrificeren, doordat temperaturen haalbaar zijn via e-boilers en eovens. Processen hebben redelijk grote energetische omvang en zijn vrij centraal georganiseerd (op industrieterreinen). Mate waarin gelijktijdigheid met aanbod georganiseerd kan worden, is afhankelijk van het proces.

Zekerheid

Klein

Groot Omvang

Klein

Groot Spreiding

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Klein

Groot

22

23

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Nieuwe ontwikkelingen rondom aanbod van elektriciteit Ook in de analyse van de aanbodzijde beschouwen we hoofdzakelijk ontwikkelingen en veranderingen ten opzichte van het huidige elektriciteitsaanbod. Bestaand elektriciteitsaanbod, zoals de reststoffen energiecentrale, gascentrale, WKK's en biomassacentrales, zijn buiten beschouwing gelaten. Van dit huidige aanbod is de verwachting dat dit aanbod (op basis van fossiele content) op den duur afneemt, waardoor dit geen beperkende factor zal zijn voor het elektriciteitsnet. Het bestaande aanbod wordt wel meegenomen in het bepalen van knelpunten en het identificeren van kansen, maar wordt verder niet individueel toegelicht. De factor 'zekerheid' is niet van toepassing voor de ontwikkelingen rondom elektriciteitsaanbod: al deze ontwikkelingen hebben per definitie invloed op het net en daarmee altijd zeker.

Nieuw elektriciteitsaanbod Weersafhankelijk

Wind op land (groot >15m)

Wind op land (klein <15m)

Wind op zee (groot >15m)

Zonneweides

Zon op dak (gv)

Zon op dak (kv)

Gascentrale

Nucleair

24

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Wind (1/2): op land

Wind op land (>15m)

Wind op land (<15m)

Uitrol van meer grote windmolens en het ophogen van bestaande windmolens op het land. Hoe groter de windmolen hoe (exponentieel) meer energie wordt opgewekt. De omvang is in potentie erg groot, zeker aan de kuststreek. Windmolens worden relatief vaak geclusterd. De gelijktijdigheid aanbod is relatief groot, ook op seizoensniveau. De wenselijkheid van de bouw van nieuwe windmolens staat ter discussie in Fryslân. Hierdoor lijkt benutting van deze potentie beperkt.

Uitrol van meer kleine windmolens met een maximale mast hoogte van 15 meter. De individuele omvang van een enkele windmolen is zeer beperkt waardoor deze met name voor eigen gebruik van invloed kan zijn en dus ook beperkt effect heeft op het elektriciteitsnet op onderstationsniveau. Echter, door de in potentie grote aantallen, kan toch een significante hoeveelheid energie worden opgewekt. Het Friese bestuursakkoord wijst agrarische bedrijven en recreatiegebieden aan als toegestane locaties.

Zekerheid

Zekerheid

Klein

NVT

Groot Groot

Klein

Centraal

Groot

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Gelijktijdigheid

Klein

Groot

Spreiding

Spreiding

Decentraal

NVT Omvang

Omvang

Klein

Klein

Groot

Klein

Groot

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Wind (2/2): op zee

Wind op zee (>15m) Uitrol van grotere windmolens en het ophogen van bestaande windmolens op zee. Windparken op zee (of meer) hebben doorgaans een zeer grote omvang en worden geclusterd geconstrueerd. Daarnaast waait de wind op zee doorgaans harder dan op land, waardoor opbrengsten per windmolen hoger zijn. Windpark Fryslân is voor nu het enige voorbeeld binnen de provinciegrenzen. Uitbreiding van windpark Fryslân, of nieuwe parken, zijn momenteel (nog) niet in zicht.

Zekerheid

Klein

NVT

Groot

Omvang

Klein

Groot Spreiding

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Klein

Groot

25

26

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Zon (1/2): weides en grootschalig zon op dak

Zonneweides

Zon op dak (groot)

Uitrol van zonneweides van enkele tot tientallen hectaren, zowel op water als op land. Zonneweides zijn doorgaans groot in omvang en centraal gepositioneerd. Door een beperkt aantal zonuren zijn de energetische opbrengsten per paneel beperkt en de vermogensvraag hoog. De opbrengsten van zonne-energie zullen met name in de zomer overdag pieken, dit is op het moment dat er relatief weinig vraag is waardoor de gelijktijdigheid met aanbod klein is.

Uitrol van zon-op-dak bij grote dakoppervlaktes zoals boerderijen en logistieke centra. Hiervan zijn de oppervlaktes doorgaans kleiner dan die van zonneweides en meer decentraal gelocaliseerd. Hierdoor is de kans groter (afhankelijk van de activiteit) dat een groter deel van de elektriciteit lokaal wordt verbruikt en er dus minder vermogen via onderstations getransporteerd dient te worden. Echter, is de gelijktijdigheid (op seizoens- én dagbasis) met vraag relatief nog laag.

Zekerheid

Zekerheid

Klein

NVT

Groot Groot

Klein

Centraal

Groot

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Gelijktijdigheid

Klein

Groot

Spreiding

Spreiding

Decentraal

NVT Omvang

Omvang

Klein

Klein

Groot

Klein

Groot

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Zon (2/2): kleinschalig zon op dak

Zon op dak (klein) Uitrol van zon-op-dak bij kleinere dakoppervlaktes zoals woningen en winkels. Doorgaans enkele tot tientallen zonneppanelen per aansluiting, maar door zeer groot aantal daken in omvang groot. Aansluitingen hebben vaak ook een vraag naar elektriciteit, waardoor in delen van de tijd geen vermogensaanbod ontstaat. De gelijktijdigheid is echter wel beperkt.

Zekerheid

Klein

NVT

Groot

Omvang

Klein

Groot Spreiding

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Klein

Groot

27

28

Inzicht in ontwikkelingen vraag en aanbod van elektriciteit

Overig: gas en nucleair

Gascentrale

Nucleair

Het aanbod van elektriciteit uit gascentrales door verbranding van (duurzame) gassen. Naar verwachting zullen gascentrales vooral als flexibel vermogen elektriciteit leveren (dit is in Bergum al het geval). Het flexibel vermogen is bedoeld om vraag en aanbod in evenwicht te houden waardoor gelijktijdigheid per definitie groot is. Indien mogelijk lijkt het logisch om de gascentrale in Bergum op waterstof te laten draaien, maar gezien de energetische verliezen is direct elektriciteitsverbruik efficiënter.

Het aanbod van elektriciteit uit kernsplijting door (kleine) nucleaire reactoren. De energetische omvang van de reactoren zal groot tot zeer groot zijn, afhankelijk van het type reactor. Logisch is wel dat het hier om één of enkele reactoren gaat. De gelijktijdigheid tussen vraag en aanbod is beperkt gezien het continue (niet-flexibele) vermogen betreft. Voor zover bekend zijn er geen plannen voor de bouw of verkenning van nucleaire reactoren in de provincie.

Zekerheid

Zekerheid

Klein

NVT

Groot Groot

Klein

Centraal

Groot

Decentraal

Centraal Gelijktijdigheid

Gelijktijdigheid

Klein

Groot

Spreiding

Spreiding

Decentraal

NVT Omvang

Omvang

Klein

Klein

Groot

Klein

Groot

Achtergronddocument 2: Inzicht in toekomstige belasting van het elektriciteitsnet

2

Inzicht in toekomstige belasting van het elektriciteitsnet

De huidige hoogspanningselektriciteitsinfrastructuur in Fryslân OS Dokkum

OS Herbayum

OS Schenkeschans

OS Leeuwarden

OS Bergum Legenda Onderstations (110/20 kV)

OS Rauwend

OS Drachten

110 kV hoogspanningskabels 220 kV hoogspanningskabels

OS Marnezijl

OS Sneek

Onderstations (220/110 kV) OS Gorredijk

OS Oudehaske

OS Oosterwolde OS Heerenveen

OS Wolvega OS Lemmer

3

Inzicht in toekomstige belasting van het elektriciteitsnet

De Friese infrastructuur loopt achter op de ontwikkelingen Het net in Fryslân houdt de energietransitie niet bij

Leeswijzer

De huidige infrastructuur in Fryslân is te dun voor de realisatie van de energietransitie en economische groei in de provincie. Dit uit zich momenteel al doordat er vanuit TenneT netcongestie is afgekondigd voor teruglevering op het hoogspanningsnet. Zonopwek is hiervoor de voornaamste reden van de overbelasting. Ook is in grote delen van Fryslân inmiddels congestie voor levering vanuit het net. Dit heeft een iets bredere oorzaak, maar verduurzaming van de gebouwde omgeving, de industrie en de overstap op elektrische voertuigen zijn hierin grote factoren.

In de hierop volgende pagina’s wordt de hoogspanningsinfrastructuur in de provincie geografisch weergeven. Vervolgens wordt de impact van eerder omschreven ontwikkelingen op de onderstations grafisch weergegeven in de vorm van belastingprognoses.

Capaciteit van onderstations bijna nergens toekomst bestendig Op onderstationsniveau komt de grootste en eerste overschrijding van de capaciteit voornamelijk door zon opwek. Maatregelen (zoals batterijen bij opwek, aftoppen en vraagsturing) kunnen worden getroffen om deze piekbelasting te drukken. Alleen het onderstation in Gorredijk lijkt na zijn uitbreiding toekomstbestendig. Veel extra infrastructuur in de maak In de jaren tot aan 2030 wordt er op drie plekken (Bergum, Gorredijk en Oudehaske) de capaciteit uitgebreid. Daarnaast zijn er twee nieuwe stations in Bolsward en Boksummerdyk die extra capaciteit gaan toevoegen. Dit lijkt voor de langere termijn echter nog niet voldoende. Andere uitbreidingen zitten daarom nog in de ontwerp- of verkenningsfase.

Een belastingprognose laat het piekvermogen van een specifiek jaar zien: het vermogen op het moment in het jaar dat het net het zwaarst belast wordt. Deze vermogens kunnen zeer kortstondig plaatsvinden – een zonnige en winderige middag met weinig vraag, of een koude donkere winter avond waarin nauwelijks opwek is. Tot slot worden geplande infrastructuur projecten op het hoogspanningsniveau weergegeven, zodat het duidelijk wordt waar verlichting van de bestaande infrastructuur te verwachten is.

4

Inzicht in toekomstige belasting van het elektriciteitsnet

In Noord-Fryslân zullen alle onderstations een tekort aan terugleveringscapaciteit hebben 400 300 200 100 MW 0 -100 -200 -300 -400

200 150 100 50 MW 0 -50 -100 -150 -200 -250

600 500 400 300 200 MW 100 0 -100 -200 -300 -400 huidig 2030 2040 2050

200 150 100 50 MW 0 -50 -100 -150 -200 -250

OS Dokkum

huidig 2030 2040 2050 300 200 100 MW 0

huidig 2030 2040 2050

huidig 2030 2040 2050

-100 -200 -300 -400

OS Schenkeschans

50

-500

OS Leeuwarden

huidig 2030 2040 2050

OS Bergum

350

250 MW

0

150

OS Herbayum

50 MW -50

-50

-150

OS Drachten

OS Rauwend

-100

-250 -350

huidig 2030 2040 2050

Capaciteit

Toevoegingen obv deze studie (zie slide 13)

huidig 2030 2040 2050

Toevoegingen obv concrete plannen (zie slide 13)

Huidig vermogen

Glastuinbouw

Industrie

Gebouwde omgeving

Liander modellen

Mobiliteit

Zon opwek

5

Inzicht in toekomstige belasting van het elektriciteitsnet

In Zuid-Fryslân heeft alleen Gorredijk geen tekort

150

150

100

100

50

50

MW 0

MW 0 -50

-50

-100

-100

OS Marnezijl

-150

-150

OS Sneek

-200

-200

-250 huidig 2030 2040 2050

150

huidig 2030 2040 2050

100 50 MW

200 150 100 50 MW 0 -50 -100 -150 -200 -250

OS Heerenveen

0

OS Gorredijk

-50

OS Oudehaske

-100

100

-150

50

-200

MW 0

-250 huidig 2030 2040 2050

huidig 2030 2040 2050

OS Oosterwolde

200 150 100 50 MW 0 -50 -100 -150 -200 -250 -300 -350

-50 -100

100

OS Wolvega MW

-150

50

huidig 2030 2040 2050

0 -50

OS Lemmer

-100

400

-150

300

-200

200

-250

huidig 2030 2040 2050

huidig 2030 2040 2050

MW

100 0

-100

Capaciteit

Toevoegingen obv deze studie (zie slide 13)

Toevoegingen obv concrete plannen (zie slide 13)

Huidig vermogen

Glastuinbouw

Industrie

Gebouwde omgeving

Liander modellen

Mobiliteit

Zon opwek

-200 -300 huidig 2030 2040 2050

6

Inzicht in toekomstige belasting van het elektriciteitsnet

…daarom zijn er veel plannen voor uitbreidingen Nieuw 110/20 kV-station Boksumerdyk wordt aangesloten op bestaande 110 kV kabels. Verwachte capaciteit van 160 MW.(Liander/TenneT) Mogelijk nieuw 110/20 kVstation in omgeving Harlingen/Franeker op nieuw te traceren 110 kKv-kabel. (Liander/TenneT) Nieuw 110/20 kV-station Bolsward wordt aangesloten op bestaande 110 kV kabels. Verwachte capaciteit van 160 MW.(Liander/ TenneT) Nieuw 110 kV-station op bestaande 110 kv kabels. (TenneT)

OS Dokkum

OS Herbayum

OS Leeuwarden

OS Rauwend

Ontwerp fase Mogelijk nieuw 110/20 kvstation op nieuw te traceren 110 kv-kabel ten noorden van Leeuwarden.

OS Marnezijl

Studie fase Verkennende fase Zoekgebied Uitbreiding/ nieuwbouw van 220/110 kV-station Louwsmeer. (TenneT)

OS Bergum

OS Drachten

OS Bolsward OS Sneek

Mogelijke nieuw 110/20 kV station in de omgeving Drachten/Gorredijk dat wordt aangesloten op nieuw te traceren 110 kV kabels (Liander/TenneT)

OS Gorredijk OS Oudehaske

Mogelijk nieuw 110/20 kVstation in zuidwest Fryslân dat wordt aangesloten op nieuw te traceren 110 kV kabels. (Liander/TenneT) Mogelijk nieuw 110/20 kVstation in de omgeving van Lemmer. (Liander/TenneT)

OS Schenkeschans

Legenda

OS Oosterwolde OS Heerenveen

OS Wolvega OS Lemmer Noot: Figuur op basis van PMIEK

Mogelijke uitbreiding/ nieuwbouw van 220/110 kVstation. Ontwikkelingen rond Heerenveen worden hierin meegenomen. (TenneT)

Inzicht in toekomstige belasting van het elektriciteitsnet

Batterijen en waterstof voor flexibiliteit én altijd duurzame elektriciteit op hoogspanningsniveau Om ook tijdens momenten zonder zon of wind opwek, energie op te wekken is ook flexibel vermogen op duurzame energie nodig. Twee mogelijkheden hiervoor zijn de inzet van waterstof voor elektriciteitsproductie of de inzet van batterijen. Waterstof wordt dan geproduceerd en batterijen gevuld in tijden van duurzaam overschot. Om hieraan op landelijk niveau voldoen wordt het Programma EnergieHoofdstructuur opgesteld. Dit ligt momenteel ter inzage. Voor Fryslân zijn hier de volgende aspecten relevant. Het Programma EnergieHoofdstructuur (PEH)

Vanuit het PEH zijn de volgende punten relevant voor Fryslân: •

De elektriciteitscentrale in Burgum wordt naar verwachting omgebouwd tot waterstofcentrale. Burgum staat in het PEH dan ook genoemd als één van de ‘aanwijsgebieden locaties voor grootschalige elektriciteitsproductie’(650 – 1.100 MW). Alternatief is in te zetten op verspreide kleinere stations (tot 100MW). Dergelijke stations worden vanuit systeemperspectief het gunstigst gebouwd nabij 380kV, 150kV of 110kV-stations. Naast Burgum worden Zuidwest-Friesland (ongeveer 338MW) en Zuidoost-Friesland (ongeveer 454MW) als locaties genoemd voor nieuwe regelbare centrales.

•

Burgum wordt genoemd als locatie nabij een hoogspanningsstation voor grootschalige batterijen (>100MW).

•

Fryslân ligt op de route van het Nederlandse waterstofnetwerk “backbone”, met mogelijke aansluitingen op grote gebruikers en opslagfaciliteiten na 2030.

•

Ondergrondse waterstofopslag wordt onderzocht, met Fryslân als potentiële locatie vanwege geschikte zoutcavernes. Er is nog geen specifiek onderzoek gedaan naar geschikte locaties in Fryslân.

•

Het 110kV-station Marnezijl bij Bolsward wordt overwogen als locatie voor elektrolyse-ontwikkeling op maximaal 5 hectare grond.

TenneT; batterijen op het hoogspanningsnet 2030 In aanvulling op het PEH heeft TenneT een kaart uitgegeven waarin wordt aangegeven hoeveel batterij-opslag nodig lijkt in 2030 om systeemstabiliteit te waarborgen. In Fryslân is hier behoefte voor 200 tot 1000MW aan batterij-opslag. Hierbij geeft TenneT de voorkeur voor batterijen •

…dichtbij zon en windparken

•

…dichtbij bestaande hoogspanningsstations

•

…niet onder hoogspanningslijnen of over hoogspanningskabels

•

…niet waar TenneT in de toekomst een station wil bouwen/uitbreiden.

7

Achtergronddocument 3: Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen

2

Potentie van drie type alternatieve energiebronnen in kaart gebracht: waterstof, warmte en biogassen Er zijn technisch gezien drie alternatieve opties (los van elektriciteit) om het energiesysteem te verduurzamen: biogassen, waterstof en hernieuwbare warmte. In dit achtergronddocument lichten we deze opties nader toe. Eerst wordt ingegaan op de vraag naar een energiedrager om vervolgens de meest bepalende bronnen voor het Friese energiesysteem toe te lichten (blauw en dikgedrukt in figuur hieronder). De overige energiebronnen kunnen ook heel bepalend zijn, maar dan op regionaal niveau. Deze bronnen worden kort toegelicht op deze pagina.

Alternatieve energiedragers

Waterstof

Biogassen Vraag naar energiebronnen

Div. toepassingsmogelijkheden afhankelijk van mate van opwaardering Uit reststromen uit voedingsmiddelen- en genotsindustrie

Aanbod van energiebronnen

Uit mest

Overig (o.a. zuiveringsslib, GFT, afvalhout)

Hernieuwbare warmte

Industrie en mobiliteit Flexvermogen

Gebouwde omgeving en glastuinbouw

Geothermie en bodemenergie

Import

Restwarmte

Aquathermie

Import via backbone

Van de industrie

Uit oppervlaktewater (TEO)

Thermische panelen

Uit afvalwater (TEA)

Elektrischthermische panelen (PVT)

Uit drinkwater (TED)

Zonthermie

3

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen

De meest bepalende alternatieve energiebronnen zijn warmte uit oppervlaktewater, biogas uit mest en geothermie

1. Aquathermie (TEO en TEA): Het is al een tijd bekend dat deze bronnen veel potentie hebben in de provincie (concept-RES, RSW) en veel gemeenten in Fryslân zijn hiermee aan het experimenteren. Deze potentie kan verzilverd worden in de buurt van geschikte wijken voor aquathermie (geconcentreerde vraag). De potentie van TEO is nabij voldoende vraag is ong. 1,9 TWh. De potentie van TEA is max. 0,7 TWh. 2. Biogas uit mest: Vanwege de grote hoeveelheid koeien is er veel mest aanwezig in Fryslân. Fryslân is een netto exporteur van mest. Dit is daarom de belangrijkste bron als het gaat om de productie van biogas en groen gas. Het aanbod is zeer verspreid bij (clusters van) boeren en door de relatief hoge kosten van transport ook moeilijk centraal te organiseren. Dit potentieel is ong. 1,2 TWh. 3. Geothermie: Het theoretische potentieel van geothermie in Fryslân is groter dan de warmtevraag en vrijwel oneindig als dit volledig benut kan worden. Ook hiervoor geldt dat dit potentieel verzilverd kan worden nabij de gebouwde omgeving, glastuinbouw en/of industrie. Hiermee is de hoeveelheid en type warmtevraag een beperkende factor. Het potentieel van geothermie dat naar schatting benut kan worden door vraagsectoren is 2,3 TWh. Het potentieel in de gebouwde omgeving is echter 0,6 TWh, het overige deel kan door de industrie worden ingezet.

De techniek is nog niet volwassen en er ontstaan momenteel diverse knelpunten in de toepassing hiervan, o.a. in Leeuwarden. De overige energiebronnen (restwarmte, biogas uit VGI-reststromen, warmte uit afvalwater, import van waterstof) zijn weliswaar lokaal of regionaal belangrijk, maar zijn op provinciaal niveau minder dominante bronnen.

Omvang bron

Fryslân is relatief rijk als het gaat om alternatieve energiebronnen. De provincie heeft veel oppervlaktewater, ligt op een vulkaan en heeft veel veeteelt. Dit biedt kansen voor het inzetten van energiebronnen die het gebruik van elektriciteit kunnen verminderen of kunnen bufferen. De drie meest bepalende energiebronnen zijn:

Geothermie: 0,6 - 2,3 TWh

TEA: 0,5 - 0,7 TWh

TEO: 1,9 TWh

Experimenteel

Volwassenheid benodigde techniek

Biogas uit mest: 1,2 TWh

Bewezen

4

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen

Totaaloverzicht potentie alternatieve Friese energiebronnen Type bron

Naam energiebron

Praktisch potentieel

Theoretisch potentieel

Informatiebron

Biogassen

Uit reststromen VGI

0,1-0,4 TWh

1,25 TWh

New Energy Coalition, 2021

Biogassen

Uit mest

1,2 TWh

2,2 TWh

New Energy Coalition, 2021

Biogassen

Overig (o.a. zuiveringsslib, GFT, afvalhout)

0,1-0,5 TWh

1,2 TWh

New Energy Coalition, 2021

Waterstof

Productie met elektrolysers

Onbekend

Afhankelijk van totale elektriciteitsopwek in Fryslân (40 tot 65% )

Waterstof

Import via backbone

Alleen geschikt voor piekvermogen

Warmte

Restwarmte industrie

Onbekend

0,6 TWh

New Energy Coalition en Galama Sustainable Solutions, 2021

Warmte

Warmte uit oppervlaktewater (TEO)

1,9 TWh

>100% van Friese warmtevraag

ROM3D en Inenergie

Warmte

Warmte uit afvalwater (TEA)

<0,5 - 0,7 TWh

0,5 - 0,7 TWh

Debiet- en temperatuurdata van het Wetterskip.

3,5 TWh

New Energy Coalition en Galama Sustainable Solutions, 2021; Systeemstudie Fryslân, EBN, Berenschot, Panterra, 2020

Warmte

Geothermie (1500-4000m)

0,6 - 2,3 TWh

Warmte

Combinatie van bovenstaande

2,5 TWh

P-Miek Fryslân

Systeemstudie Fryslân

5

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen - biogassen

Vraag en aanbod van biogas in Fryslân is afhankelijk van keuzes die worden gemaakt rondom opwaardering en toegepaste technieken Biogassen kunnen van verschillende bronnen gemaakt worden en zijn er in verschillende vormen die elk voor andere toepassingen gebruikt kunnen worden. Welke vorm en toepassingsmogelijkheid wordt gebruikt, hangt dus af van (lokale) keuzes die worden gemaakt. Welke keuzes worden gemaakt, beïnvloeden in hoeverre kan voorzien worden in de vraag uit verschillende sectoren. De keuzes (vanuit het perspectief van biomassa houders) worden hieronder stapsgewijs toegelicht en geïllustreerd in het figuur hieronder. Keuze 1: Welke bronnen worden gebruikt voor biogassen? Biogassen worden gemaakt van biomassa. Biomassa is onder te verdelen in hoogwaardig materiaal (droog/houtachtig en geschikt voor vergassing) en laagwaardig (nat, geschikt voor vergisting). New Energy Coalition heeft onderzocht hoeveel bronnen van elk type beschikbaar is in Fryslân. Lang niet al deze biogrondstoffen kunnen gebruikt worden voor energietoepassingen, bijvoorbeeld omdat ze hoogwaardiger kunnen worden ingezet als veevoer, grondstof of voor de productie van biobrandstoffen. De bronnen die het meest aanwezig zijn, zijn mest uit de agrarische sector en reststromen uit de voedings- en genotsmiddelenindustrie.

Alle biomassa

Zet ik mijn biomassa in voor energie?

Welke techniek past en is die beschikbaar?

Keuze 2: Welke techniek past en is die beschikbaar? Afhankelijk van het type biomassa zijn andere technieken nodig. Voor natte biomassa (mest) is vergisting nodig. Deze techniek is nu ook al breed inzetbaar. Voor andere biomassastromen zoals uit de voedings- en genotsmiddelenindustrie is een nieuwe techniek nodig: vergassing. Deze techniek is nu nog niet ver genoeg ontwikkeld, maar is dit in de toekomst mogelijk wel. Keuze 3: Hoe en waar wordt er van biomassa biogas gemaakt?

Het opwerken van mest naar biogas via vergisting vereist grote investeringen. Deze investeringen zijn pas rendabel als een minimum aantal koeien aanwezig is (als vuistregel geldt hiervoor dat dit minimaal 300 koeien betreft). Veel boeren hebben echter minder koeien, waardoor een vergister op eigen terrein onrendabel is. Hiervoor zijn collectieve vergisters of hubs mogelijk, ieder met voor- en nadelen (zie studie New Energy Coalition). Voor de potentie inschatting zijn we uitgegaan van een collectieve aanpak waarbij mest bij boeren lokaal wordt opgehaald en deze collectief wordt vergist.

Hoe en waar kan ik biomassa inzetten?

Is er een afnemer beschikbaar voor biogas?

Zijn de kosten en verliezen het waard om op te waarderen?

6

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen - biogassen

Vraag en aanbod van biogas in Fryslân is afhankelijk van keuzes die worden gemaakt rondom opwaardering en toegepaste technieken Keuze 4: Is er een afnemer beschikbaar voor biogassen?

Na vergisting of vergassing blijven er gassen over die een lagere kwaliteit hebben dan aardgas. Deze gassen kunnen daarom niet direct worden ingevoed in het gasnet. Wel is er de mogelijkheid om hier in de directe omgeving een afnemer voor te vinden en zo bij te dragen aan de verduurzaming hiervan. Deze afnemers kunnen de industrie of WKK’s (Warmte Kracht Koppeling) zijn. Via WKK’s kan op deze manier weer duurzaam (en flexibel) elektriciteit worden opgewekt. Keuze 5: zijn de kosten en verliezen het waard om op te waarderen naar groen gas?

opwaarderen ook energie, waardoor de netto-opbrengst afneemt. Hiermee is het wel mogelijk om de soms moeilijk te elektrificeren gebouwde omgeving te verduurzamen. Sturen op groengas Overheden hebben via beleidsinstrumentarium de mogelijkheid om te sturen op deze keuze. Zo stijgt, door de nationale bijmengverplichting voor de gebouwde omgeving, de waarde van groengas en zal er mogelijk meer van de biomassa verwaard worden. Daartegenover staat wel dat dit ook kannibaliseert op de inzet van biogas in WKK’s of industrie, dat energetisch gezien efficiënter is.

Als er geen directe afnemer van het biogas in de buurt zit, kan er worden gekozen om te investeren om de gassen op te waarderen naar aardgaskwaliteit en deze in te voeden in het bestaande gasnet. Deze investeringen zijn echter erg hoog en behoeven vaak een zekere schaal. Daarnaast kost dit

Alle biomassa

Zet ik mijn biomassa in voor energie?

Welke techniek past en is die beschikbaar?

Hoe en waar kan ik biomassa inzetten?

Is er een afnemer beschikbaar voor biogas?

Zijn de kosten en verliezen het waard om op te waarderen?

7

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen – biogassen

Friese potentie voor biogassen uit reststromen VGI Reststromen uit de voedings- en genotmiddelenindustrie (VGI) blijven over bij de productie van voedings- en genotmiddelen. De totale hoeveelheid energie die besloten ligt in Friese VGI reststromen, bedraagt maximaal 1,3 TWh (theoretisch potentieel). Dit is onderzocht door New Energy Coalition in opdracht van Provincie Fryslân. Gebruikt zijn de nationale gegevens van het CBS, omgeslagen per gemeente op basis van het aantal VGI bedrijven. Niet al deze biogrondstoffen kunnen gebruikt worden voor energietoepassingen, met name omdat ze hoogwaardiger kunnen worden ingezet als veevoer, grondstof of voor de productie van biobrandstoffen. De New Energy Coalition heeft in vier scenario's berekend hoeveel van dit theoretische potentieel praktisch kan worden ingezet als energie. Deze hoeveelheid varieert tussen: •

55 GWh (weinig sturing door overheid en uitgaande van huidige technieken) en

•

394 GWh (veel sturing overheid en uitgaande van innovatieve technologieën zoals hogedrukvergisting en (superkritische water-) vergassing).

Om een groot deel van het potentieel te kunnen benutten, zijn er innovatieve technieken benodigd. De kaart rechts laat zien hoeveel potentie in TJ er per gemeente beschikbaar is, indien die technieken worden benut. Dit potentieel is met name hoog in Leeuwarden en Súdwest-Fryslân, vanwege de aanwezigheid van fabrieken zoals Fryslân Campina.

Potentie energie uit reststromen VGI (TJ)

Omvang bron

Klein

Groot Volwassenheid benodigde techniek

Experimenteel

Bewezen

8

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen - biogassen

Friese potentie voor biogassen uit mest De totale hoeveelheid energie die besloten ligt in Friese mest bedraagt maximaal 2,2 TWh (theoretische potentie). Fryslân is een netto exporteur van mest. Vanuit de provincie wordt ca. 366 kton mest per jaar afgevoerd.

De New Energy Coalition heeft ook voor mest in vier scenario's berekend hoeveel van dit theoretische potentieel praktisch kan worden ingezet als energie. Deze hoeveelheid varieert niet in de scenario's en is maximaal 1,2 TWh. Dit is omdat de grootste gemeenten zijn met de hoogste mestproductie. Om biogas van mest de maken zijn er geen innovatieve technieken nodig en is daarmee de volwassenheid van de benodigde techniek groot. Er zijn op dit moment al tientallen biogasinstallaties aanwezig in Fryslân. Een deel van dit potentieel wordt daarom al benut.

Potentie energie uit mest (TJ)

Omvang bron

Klein

Groot Volwassenheid benodigde techniek

Experimenteel

Bewezen

9

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen - waterstof

Waterstofproductie en –import via de backbone Productie Waterstof is geen energiebron maar een product dat gemaakt wordt met aardgas (grijs) of elektriciteit van windmolens (groen). Vandaar dat waterstof technisch gezien geen potentie heeft, zoals geothermie of aquathermie. De mogelijke productie van groene waterstof in Fryslân hangt aan de ene kant af van de hoeveelheid windturbines of zonneparken waarmee elektriciteit geproduceerd kan worden en anderzijds van de mogelijkheid tot installatie van één of meerdere elektrolysers. De productie ervan is daarmee afhankelijk van welke keuzes er in Fryslân hierover worden gemaakt. De vraag naar waterstof in Fryslân is echter nog bepalender. Waterstof is met name geschikt voor processen waar hoge temperaturen voor benodigd zijn, zoals (zware) industrie, die afwezig is in deze provincie. De vraag naar groene waterstof is hier dus relatief beperkt. Import In nationale plannen van de waterstofbackbone wordt gebruik gemaakt van één van de bestaande gasleidingen die o.a. door Fryslân richting de Randstad gaat. Waterstof uit deze leiding zou makkelijk via het GTS-net (Gas Transport Services van Gasunie) verspreid kunnen worden bij grootafnemers in Fryslân. Wederom is hier de verwachte vraag naar waterstof bepalend; dit is vanwege weinig grote industriële partijen in Fryslân beperkt.

Geïmporteerde waterstof via de backbone zou wel kunnen bijdragen aan de flexibilisering van het elektriciteitsnet. De energiecentrale bij Burgum kan de waterstof omzetten in flexibel vermogen ten behoeve van het hoogspanningsnet. Wanneer er bijvoorbeeld weinig wind of zon is, kan waterstof worden omgezet in elektriciteit.

Hierbij gaat echter relatief veel energie verloren waardoor deze optie duurder wordt en dit logischerwijs alleen gedaan wordt wanneer het echt noodzakelijk is. De centrale bij Burgum heeft een piekvermogen van 38x4 MW (150 MW). Elektrolyser in Oosterwolde In Oosterwolde wordt de komende vijf jaar onderzocht of de productie van waterstof haalbaar is op momenten dat er te veel groene stroom wordt aangeboden (flexibel vermogen). Op deze locatie gaan energieontwikkelaar GroenLeven en netbeheerder Alliander aan de slag om met de productie van waterstof de netcongestie te optimaliseren. De waterstoffabriek van 1,4 megawatt is duidelijk een proefproject. Als de fabriek op maximale capaciteit draait, neemt het slechts een klein deel van de stroom van het 50 megawatt zonnepark af.

Omvang bron

Klein

NVT

Groot

Volwassenheid benodigde techniek

Experimenteel

Bewezen

10

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen – hernieuwbare warmte

Warmte uit oppervlaktewater (TEO) Veel gemeenten zijn bezig de toepassingsmogelijkheden van TEO in kaart te brengen of er mee te experimenteren in de vorm van lokale, kleinere warmtenetten. De potentie is in theorie oneindig in Fryslân vanwege de vele wateren. De praktische potentie is afhankelijk van de vraag naar duurzame warmte en de afstand van de vraag tot de warmtebron. In de rapportage Energie uit Oppervlaktewater van ROM3D en Inenergie is er gekeken naar de potentie TEO die nabij vraagclusters beschikbaar is (gebouwde omgeving en/of glastuinbouw) in de noordelijke provincies. Dit is 1,9 TWh voor Fryslân. Dat betekent dat volgens de onderzoekers in 34% van de geschikte vraag uit woonwijken voorzien kan worden. Het potentieel van 1,9 TWh is gebaseerd op de vraag naar warmte binnen een straal van 500 meter van wateren. Volgens het Wetterskip kunnen distributiesystemen op brontemperatuur veel grotere afstanden overbruggen, waardoor de potentie nog kan stijgen. Het Wetterskip is bezig met een nieuwe aquathermie potentiekaart, evenenals het Stowa. Kansenkaart warmte uit oppervlaktewater

Warmtevraag kan maar één keer worden ingevuld Om de potentie van de verschillende warmtebronnen te bepalen wordt er vaak gekeken naar de businesscase voor een warmtenet, die weer afhankelijk is van de warmtevraag concentratie. Gezien deze rekensom voor alle bronnen wordt gedaan ontstaan er een dubbeltelling; immers, de warmtevraag wordt maar één keer ingevuld ondanks dat de businesscase voor meerdere bronnen positief is. Daarom hanteren we een totale praktische potentie van 2,5 TWh voor duurzame warmte. Dit komt overeen met het scenario met maximale warmte inzet uit de systeemstudie Fryslân.

Omvang bron

Klein

Groot Volwassenheid benodigde techniek

Experimenteel

Bewezen

11

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen – hernieuwbare warmte

Warmte uit afvalwater (TEA) Ook een andere vorm van aquathermie, warmte uit afvalwater afkomstig uit RWZI’s is een energiebron met veel potentie. Het Wetterskip schat het potentieel in van het totaal aan RWZI’s in Fryslân in op ong. 0,5 TWh zonder en 0,7 TWh met WKO. Dit is gebaseerd op het debiet van de RWZI’s en de optredende temperatuurverschillen jaarrond met RWZI. Veelal liggen RWZI’s nabij woonkernen of industrie. We nemen daarom in dit document aan dat een belangrijk deel van deze potentie benut zou kunnen worden in de gebouwde omgeving of industrie.

Warmtevraag kan maar één keer worden ingevuld Om de potentie van de verschillende warmtebronnen te bepalen, wordt er vaak gekeken naar de businesscase voor een warmtenet, die weer afhankelijk is van de warmtevraag concentratie. Gezien deze rekensom voor alle bronnen wordt gedaan ontstaan er een dubbeltelling; immers, de warmtevraag wordt maar één keer ingevuld ondanks dat de businesscase voor meerdere bronnen positief is. Deaarom hanteren we een totale praktische potentie van 2,5 TWh voor duurzame warmte. Dit komt overeen met het scenario met maximale warmte inzet uit de systeemstudie Fryslân.

Omvang bron

Klein

Groot Volwassenheid benodigde techniek

Experimenteel

Bewezen

12

Inzicht in potentie alternatieve energiebronnen – hernieuwbare warmte

Geothermie Met geothermie of aardwarmte wordt er warmte uit de (diepe) ondergrond door een warmtenet naar huizen, glastuinbouw of industrie geleid. In 2020 hebben Panterra en Berenschot in opdracht van EBN in het kader van WARM een detailstudie gedaan naar de potentie van aardwarmte in Fryslân. Zij hebben dit onderzoek o.a. gebaseerd op de kaarten van de ThermoGIS-database van TNO (zie figuur hiernaast). In het algemeen is Fryslân goed geschikt voor geothermie. Op diverse plekken is het economische potentieel goed (waar de warmte relatief economisch voordelig uit de grond kan worden gepompt), o.a. bij Leeuwarden, Balk en bij Drachten. Diepe geothermie heeft naar schatting zo'n 3.000 woningen nodig om een warmtenet rendabel te maken. Mede om deze reden zijn het vooral de grotere steden in de regio Fryslân waar het loont om de potentie van geothermie verder te onderzoeken. Volgens het onderzoek is de vraag naar warmte waarin aardwarmte kan voorzien in Fryslân 2,3 TWh. Deze vraag is opgebouwd uit de gebouwde omgeving (0,6 TWh), de glastuinbouw (0,1 TWh) en de industrie (1,6 TWh). Afhankelijk van welke sectoren gebruik gaan maken van geothermie kan er meer potentieel verzilverd worden. De systeemstudie Fryslân gaat ervan uit dat er voor 0,4 TWh (na technologische vooruitgang) aan geothermie in het toekomstige energiesysteem in Fryslân wordt gebruikt. O.a.

Leeuwarden is bezig met het project Warmte van Leeuwarden om dit potentieel te gaan benutten. Warmtevraag kan maar één keer worden ingevuld Om de potentie van de verschillende warmtebronnen te bepalen wordt er vaak gekeken naar de businesscase voor een warmtenet, die weer afhankelijk is van de warmtevraag concentratie. Gezien deze rekensom voor alle bronnen wordt gedaan ontstaan er een dubbeltelling; immers, de warmtevraag wordt maar één keer ingevuld ondanks dat de businesscase voor meerdere bronnen positief is. Daarom hanteren we een totale praktische potentie van 2,5 TWh voor duurzame warmte. Dit komt overeen met het scenario met maximale warmte inzet uit de systeemstudie Fryslân.