Hoe de energiemix zich richting 2050 gaat ontwikkelen is niet op voorhand te voorspellen. Het tempo waarop elektriciteitsbronnen worden ingepast op het netwerk is ook niet exact te voorspellen (Donker et al., 2015, p. 27). Door de energietransitie wordt verwacht dat het hoeveel CO2-neutrale elektriciteit die word geproduceerd op het microniveau gaat toenemen. In 2016 werd in Nederland 5,9% van het totale energieverbruik hernieuwbaar opgewekt (CBS, 2017f). Het grootste gedeelte van de
0 500 1000 1500 2000 2500 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015* Aardgas reserve
hernieuwbare opgewekte elektriciteit kwam zoals is te zien in figuur 5-2 op rekening van respectievelijk windenergie, biomassa, zon-PV en waterkracht.
Figuur 5-2: totale bruto elektriciteitsproductie van de vier grootste hernieuwbare bronnen opgesteld in Nederland in GWh (CBS, 2017a).
Er zijn echter ook andere elektriciteitsbronnen voorhanden waarmee de 2050-doelen gehaald kunnen worden. Zo wordt in het regeerakkoord van kabinet-Rutte III bijvoorbeeld uitgesproken om in te zetten op het afvangen en opslaan van emissie afkomstig uit centrales die fossiele brandstoffen verbranden (PBL & ECN, 2017). Daarnaast is kernenergie ook een bron waarbij weinig CO2vrijkomt. Voor dit onderzoek is uitgegaan van de huidige stand van de techniek en kosten per potentiële CO2 -neutrale elektriciteitsbron wat de eigenschappen van deze bronnen zijn voor het elektriciteitsnetwerk. Een overzicht van de onderzochte bronnen is te vinden in figuur 5-3.
Figuur 5-3: overzicht van onderzochte CO2-neutrale elektriciteitsbronnen.
Bron Kenmerken Geografische spreiding
Kernenergie Niet hernieuwbaar,
regelbaar centraal
Fossiele verbranding
met CCS Niet hernieuwbaar, regelbaar centraal
Windenergie Zon-PV Biomassa Hernieuwbaar, niet-regelbaar Hernieuwbaar, niet-regelbaar Hernieuwbaar, regelbaar centraal of decentraal decentraal centraal of decentraal Waterkracht Hernieuwbaar,
regelbaar centraal of decentraal 0 2 4 6 8 10 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016*
Windenergie Zon-PV Biomassa Waterkracht *voorlopige
5.3.1 ZON-PV
Zoals is te zien in figuur 5-4 is de elektriciteitsproductie uit zon-PV sinds 2010 aan het toenemen. De salderingsregeling die in Nederland van kracht is, heeft voor een groot deel bijgedragen aan de snelle groei van zon-PV in Nederland. In 2016 bestond 10,32% van de in de Nederland opgewekte hernieuwbare elektriciteit uit zon-PV (CBS, 2017a), dit is 1,35% van de totale elektriciteitsproductie van dat jaar (CBS, 2017d).
Figuur 5-4: ontwikkeling van totale bruto elektriciteitsproductie afkomstig uit zon-PV in GW/h (CBS, 2017a).
Door de salderingsregeling is de terugverdientijd van zonnepanelen verlaagd waardoor het installeren van zonnepanelen voor gebouweigenaren een rendabele investering is. Door de salderingsregeling kunnen kleinverbruikers (< 10.000 KWh per jaar) elektriciteit die opgewekt wordt achter de meter als het ware ‘wegstrepen’ tegen hun eigen gebruik. Hierdoor betalen zijn geen energiebelasting, opslag duurzame energie (ODE) en btw over hun eigen elektriciteitsgebruik. Dit levert een flinke besparing op aangezien in Nederland de elektriciteitsprijs voor ongeveer 70% is opgebouwd uit belasting en heffingen. Sinds 2004 is het al mogelijk voor kleinverbruikers om de achter de meter opgewekte elektriciteit te verrekenen met de van het net afgenomen elektriciteit. Dit zogenoemde ‘salderen’ heeft ertoe geleid dat met name particuliere huiseigenaren (78% van het opgestelde vermogen in 2015) hebben geïnvesteerd in het aanleggen van zonnepanelen (PWC, 2016). Elektriciteit uit zon-PV is een decentrale vorm van elektriciteitsopwekking. Wanneer er decentrale elektriciteit door middel van zon-PV wordt opgewekt dan vindt er in eerste instantie een afname van de belasting op het netwerk plaats. Elk kWh dat decentraal op het laagspanningsnet wordt opgewekt kan binnen het net ook gelijk weer worden gebruikt. Het laagspanningsnet kan qua instroom van elektriciteit een even grote invoeding als uitstroom aan. Er gaan pas problemen ontstaan wanneer de terugleverpiek hoger gaat worden dan de huidige leverpiek (Rooijers et al., 2014). Het is de verwachting dat op decentraal niveau de hoeveelheid opgewekte energie uit zon-PV fors gaat groeien. Met name door een toename in de efficiëntie van zonnepanelen en een afname van de kosten door innovatie in de productieprocessen (Urgenda, 2014, p. 101; Netbeheerder Nederland, 2011, p.17).
0 0.5 1 1.5 2 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016*
5.3.2 WINDENERGIE
Windturbines op land zijn vooralsnog de goedkoopste bron van hernieuwbare elektriciteit. De aanleg van meer windturbines op land leidt op verschillende plaatsen echter tot protest in de samenleving. Er wordt verwacht dat door de combinatie van de verlaging van het energiebelasting tarief en de mogelijkheid dat burgers meefinancieren het aantal windparken toch verder toe gaat nemen (Netbeheer Nederland, 2013). Doordat winturbines op land zijn aangesloten op het MS-net wordt verwacht dat deze vooralsnog weinig problemen op gaan leveren.
Windmolenparken op zee zijn op dit moment nog relatief duur maar er wordt tussen 2014 en 2024 een kostenreductie van 40% per opgewekte MW per jaar verwacht (SER, 2013, p. 70; Urgenda, 2014). Urgenda (2014) schrijft dat het ondiepe gedeelte van de Noordzee genoeg oppervlakte heeft om alle windturbines te plaatsen die nodig zijn voor de Nederlandse energievraag. Wind op zee gaat daardoor in totaal opgestelde vermogen wind op land inhalen is de verwachting. Voor het elektriciteitsnetwerk betekent dit dat er investeringen in een hoogspanningsnetwerk op zee nodig gaan zijn. Figuur 5-5 is een overzicht van de in het Energieakkoord vastgelegde aanbestedingen van windparken op zee. Figuur 5-5: schema van het vermogen aan geplande aanbestedingen voor wind op zee (SER, 2013).
Aanbesteden in Windvermogen Operationeel in
2015 450 MW 2019
2016 600 MW 2020
2017 700 MW 2021
2018 800 MW 2022
2019 900 MW 2023
5.3.3 FOSSIELE VERBRANDING MET CCS
Het afvangen en opslaan van CO2 kent op dit moment nog vele onzekerheden. Toch wordt er verwacht dat het afvangen van CO2 bij de verbranding van fossiele brandstoffen (Carbon capture and storage, afgekort tot CCS) een rol kan gaan spelen bij het behalen van de doelen. CCSis het meest kosteneffectief bij kolencentrales vanwege het grote en geconcentreerde CO2 aanbod in de rookgassen (Rooijers et al., 2014, p. 38-39). Op dit moment worden er projecten uitgevoerd om de techniek te testen, maar er zijn nog meerdere jaren nodig voordat de techniek in de markt kan worden gezet (Rooijers et al., 2014, p. 70). Vanuit de wetenschap heerst er vooralsnog twijfel over de veiligheid van CCS (Zoback & Gorelick, 2012). Op een testlocatie in Barendrecht werd in 2010 zo heftig geprotesteerd dat de tests gestopt zijn (Nu.nl, 2010). Mocht CCS veilig, economisch haalbaar en maatschappelijk wordt geaccepteerd dan kan het gaan gebeuren dat de inzet van fossiele brandstoffen in combinatie met het (ondergronds) opslaan van de afgevangen CO2nog een lange tijd een rol gaat spelen (Netbeheerder, Nederland, 2011, p. 27). In het regeerakkoord van kabinet-Rutte III is de ambitie vastgelegd om verder in te zetten op deze technologie (PBL & ECN, 2017). Met name het opslaan van de opgevangen broeikasgassen brengt planologische vraagstukken met zich mee. Voor het elektriciteitsnetwerk in zijn geheel brengt CCS weinig problemen met zich mee omdat het netwerk
5.3.4 OVERIGE ONDERZOCHTE ELEKTRICITEITSBRONNEN
Waterkracht vormt met een elektriciteitsproductie van rond de 100 MW per jaar een relatief bescheiden bijdrage aan de totale energiemix. Door het gebrek aan hoogteverschil in Nederland wordt er geen substantiële toename van elektriciteit uit waterkracht verwacht. Biomassa droeg in het jaar 2016 na windenergie het meeste bij aan de Nederlandse hernieuwbare energiemix. De voornaamste keerzijde van het gebruiken van biomassa om elektriciteit op te wekken is de hoeveelheid landbouwareaal die nodig is om genoeg gewassen te verbouwen. Verschillende rapporten gaven aan dat een onrealistisch hoge import van biobrandstoffen nodig is om de hoeveelheid opgewekte elektriciteit uit biomassa substantieel op te voeren (Rooijers et al., 2014; Urgenda, 2014). Problemen voor het elektriciteitsnetwerk in zijn geheel worden door de geringe verwachte toename van biomassa en het centrale karakter van grootschalige biomassa centrales niet verwacht. Decentrale biomassa centrales bij agrarische bedrijven kunnen indien het bedrijf alleen zou terugleveren bij kunnen dragen aan lokale congestie of overcapaciteit op het netwerk. Door het eigen hoge elektriciteitsgebruik van deze bedrijven lijkt dit echter geen realiteit te gaan worden. Energie uit kernsplitsing vormt in Nederland op dit moment een bescheiden rol in de energiemix. De doorlooptijd van de bouw van een nieuwe kerncentrale ligt rond de 10-15 jaar. In de periode waarin deze studie is verricht zijn er geen besluiten genomen over de bouw van nieuwe centrales. Dat betekent dat er tot 2032 in elk geval geen toename van kernenergie op het netwerk verwacht wordt (Rooijers et al., 2014, p. 70). Technieken zoals blue energy, energie uit getijden en energie opwekking uit traag stromende rivieren zijn veelbelovend en in Nederland toepasbaar (Urgenda, 2014, p. 88). Doordat zij nu nog te vroeg in de experimentele fase bevinden vallen zij uit de scope van het tijdsbestek van de hoofdacties van dit onderzoek. De experimentele technieken kunnen in het onderzoek wel worden meegenomen in de ‘onvoorziene acties’ wanneer bepaalde indicatoren van deze experimentele technieken zoals bijvoorbeeld een bepaalde prijsdoorbraak behaald wordt.