Ik heb voor de SP-fractie in PS vragen opgesteld over het toekomstige
energiebeleid van de provincie.
Hieronder staat het persbericht. De vragen zelf en de bijbehorende rekenbijlage zijn als doorklik-bijlagen toegevoegd.
Zonnepark |Azewijn staat op een oude vuilstort en is gerealiseerd met steun van de provincie Gelderland
———————————————————————————————
PersberichtEindhoven, 25 juni 2015
Provinciale SP stelt vragen over toekomstig energiebeleid provincie
Fractievoorzitter Nico Heijmans van de SP in Provinciale Staten heeft op 25 juni 2015 vragen gesteld over het toekomstige energiebeleid van de provincie Noord-Brabant.
De vragen richten zich op twee onderwerpen.
Op de eerste plaats concludeert de SP, dat de twee wetenschappelijke brondocumenten die ten grondslag aan het huidige provinciale
energiebeleid liggen, updating verdienen (studies Telos en ECN). De jongste daarvan (die van ECN) is al weer vijf jaar oud. In tussentijd is er zoveel veranderd, dat het toekomstig beleid niet meer op deze documenten gebaseerd kan worden. Beide brengen bijvoorbeeld geen serieuze behandeling van zonne-energie. De prijs en de beschikbaarheid van zonnepanelen is in de afgelopen vijf jaar drastisch verbeterd. De noodzaak tot een updating van de wetenschappelijke studies betekent dan ook niet, dat de SP deze studies diskwalificeert.
De vraag is of het College opdracht wil geven tot een dergelijke updating.
Vooruitlopend op deze nieuwe studie heeft de SP geprobeerd in te schatten of er verschil bestaat tussen enerzijds een naar Brabant vertaalde taakstelling, zoals die in het landelijke Energieakkoord genoemd is en die in het recente Brabants Energie Akkoord is overgenomen, en
anderzijds het bestaande Brabantse beleid en een extrapolatie daarvan. Dat leidt tot de constatering dat het bestaande beleid achterblijft bij wat het zou moeten zijn, als Brabant de ambities van het landelijke
Energieakkoord overneemt. Tussen droom en daad zit een flink gat.
De SP wil daarom een techniek in discussie brengen die nog geen deel uitmaakt van het bestaande beleid, namelijk grootschalige zonneparken, om te beginnen op oude vuilstorten, vliegvelden en ongebruikte industrieterreinen. Van alle categorieën heeft Brabant er veel.
Met dergelijke grootschalige zonneparken zijn in Brabant en elders in den lande al ervaringen opgedaan.
De vragen van de SP zijn erop gericht doelgericht kennis bijeen te brengen die als start voor een dergelijk beleid zo kunnen dienen.
De “thuisbatterij van Tesla” als aanleiding ….. Op 1 mei 2015 kopte de NRC “Tesla wil na de auto ook de energiemarkt vernieuwen”.
Er is vaker gesproken tussen elektrotechnische bedrijven en de autowereld. ABB heeft met General Motors gepraat en BMW met Vattenfall. Na verloop van tijd gaan de accu’s in elektrische auto’s achteruit. Als er nog maar zo’n 80% van de capaciteit over is, krijgt de auto een nieuwe accu. De vrijgekomen accu’s kunnen echter in principe nog een hele tijd dienst te doen in statische opstellingen, bijvoorbeeld als buffer voor zonne- en windenergie.
De stap die Tesla-topman Elon Musk zet is in zoverre nieuw, dat hij rechtstreeks batterijen voor statische opstellingen aanbiedt. En omdat Musk een redelijk krachtdadig type is, kan dat wat worden. Hij is in elk geval bezig om in Nevada zijn ‘Gigafactory’ te bouwen, die de wereldproductie aan lithium-ion batterijen moet geen verdubbelen. Je kunt bij Musk voor 3500 dollar (nu ca €3200) een 10kWh-accu kopen. 10kWh is ongeveer het gemiddelde dagelijkse stroomverbruik van één Nederlands huishouden.
… en hoe dat in praktijk uit zou zien in Eindhoven-Acht Eindhoven wil in 2045 energieneutraal zijn. Dat is een heftige ambitie en de tijd moet het leren, maar het is in elk geval een goed streven. Daartoe is veel onderzoek nodig.
De TU/e neemt daarvan een deel voor zijn rekening. Het is handig als je een overzichtelijke woonwijk hebt om je modellen op los te laten. Daarvoor gebruikt de TU/e o.a. de woonwijk Acht (zonder de bedrijventerreinen).
Let wel: het betreft hier pure Gedachtenspielerei, geen feitelijk voorstel!
Twee studenten aan de TU/e deden er afstudeeronderzoek aan. Hun professor Bauke de Vries noemde hun werk tijdens de Energy Day op de TU/e van 2 okt 2014.
De productie van duurzame energie
Acht telt 1359 percelen, goed voor 8.605.254kWh/y (dat is jaargemiddeld 982kW). De zon levert er jaargemiddeld 117W/m2 en het waait er jaargemiddeld 4,83 m/sec. De wijk heeft een oppervlakte van 104 hectare (ha).
Als je de bestaande elektriciteitsvraag in Acht jaargemiddeld wilt opvangen met alleen zonne-energie, moet je 5,6ha zonnepaneel kwijt in de goede orientatie t.o.v. de zon. Bij 1300 percelen is dat 43m2 of 26 panelen per perceel. Mohammadi’s financiele aannames leiden tot een (ongesubsidieerde) kWh-prijs van 16,6 €cent.
De energievraag valt jaargemiddeld ook op te vangen met vijf windturbines. Waarschijnlijk echter zijn dergelijke molens niet in de buurt van Acht toegestaan vanwege het vliegveld – weer een voorbeeld van economische schade die het vliegveld aanbrengt).
Een combi met 60% zon – 40% wind vereist 3,35ha goed gesitueerd paneel en virtueel twee windturbines van 100kW. Als je bovendien €100/m2 paneel subsidie veronderstelt (dus bij elkaar €3,35 miljoen), wordt de kWh-prijs van zonne-energie 13€cent/kWh en van wind 10€cent/kWh.
De kale kostprijs van grijze stroom op dit moment is ca 5 cent/kWh.
Er valt wel wat af te dingen op de uitkomsten (maar dat was niet de taak van Mohammadi).
Inwoners van Acht gebruiken per huishouden ruim 6300kWh/y (zijnde 8605254/1359), dat is bijna het dubbele van het landelijk gemiddelde van 3500kWh/y. Een fors energiebesparingsprogramma lijkt in Acht mogelijk en zeer gewenst.
Verder: er worden voor zonnepanelen fors hogere rendementen voorspeld dan de huidige 15%-standaard, maar ze zullen dan per m2 ook wel duurder zijn. Tot welke financiële gevolgen dat gaat leiden, valt nog niet te zeggen.
De opslag van duurzame energie Student Hieu Doan studeerde in aug 2014 af op Energy Storage Technologies in Residential Areas, opnieuw zijnde Eindhoven-Acht. Hij bekeek wat een zinvolle toedeling van accu’s zou zijn in allerlei mogelijke scenario’s. Zie http://alexandria.tue.nl/extra2/afstversl/bwk/Doan_2014.pdf
Het ‘combined scenario’ leidt tot (zie onder).
De mogelijke plaatsing van accu’s in Acht
Elk stipje stelt een accu voor. Nadere gegevens –> gegevenstabel_opslag_Acht.
Er zijn samen 104 accu’s, voor 1079 huishoudens, totaal beschikbaar 6288kWh, maximaal collectief op/ontlaadtempo 1641kW. De laatste twee cijfers moeten met een korrel zout genomen worden.
Het is van belang enkele uitgangspunten aan te stippen, omdat deze een politiek karakter hebben:
– dit systeem veronderstelt een variabele elektriciteitsprijs,
bijvoorbeeld variërend per uur. Deze wordt kort van tevoren bekend gemaakt.
– Bij slim gedrag kan dit ook buiten de accu om tot individuele consumentenvoordelen leiden
– Opslag is vooralsnog slechts te betalen bij een collectieve aanpak. Als 1079 huishoudens elk hun eigen accu willen, schiet de kosten-batenanalyse 12 miljoen in de min, misschien ook nog wel met Tesla-
prijzen
– de truc is dat de accu oplaadt als het goedkoop is en ontlaadt als het duur is. Het accu-systeem kan dan rendabel draaien
Baten (na aftrek van kosten) en kosten. De laatste kolom is het gekozen scenario.
– Acht is jaargemiddeld 982kW. Maar wind en zon kunnen op een goede dag ongeveer 10* zoveel opleveren. Het maximale opslurptempo van de accu’s (dat in praktijk bij lange na niet gehaald wordt) wordt dan ver overschreden. Het accu-systeem is nooit groot genoeg om op zichzelf alleen de lokale productiepieken op te vangen. Daarnaast is ook gedragsaanpassing en koppeling met het grotere elektriciteitsnet nodig.
Aan dit artikel is op 9 mei 2015 een update toegevoegd ( update 9 mei )
Ik heb eerder geschreven dat elektrische vliegtuigen mogelijk zijn, maar niet praktisch (zie hier over de Solar Impulse) , en dat kerosine nodig
blijft.
Nu komt Duurzaam Nieuws (30 maart 2015) met het bericht dat Siemens een nieuw type elektromotor ontwikkeld heeft, die voor hetzelfde gewicht 5* zoveel vermogen levert (lees –> Siemens ontwikkelt sterke elektromotor voor vliegtuigen_maart2015 het bericht). Concreet noemt het artikel een motor van 260kW continu, die 50kg weegt. Siemens meent dat je daarmee ooit kunt gaan vliegen. Nog sterker, eind 2015 is de eerste testvlucht gepland met een “hybride elektrisch vliegtuig“.
Nu wordt ik op deze weblog graag tegengesproken en Siemens is niet de eerste de beste, maar bij Solar Impuls staat ABB en dat is ook niet de eerste de beste.
Nu sidder ik so wie so al niet voor autoriteiten, ook niet als ze Siemens heten, dus ik ga het toch maar eens fact checken.
Ik kijk eerst of het Siemens-vliegtuig puur op zonlicht kan vliegen, en dat doe ik door de gegevens van de Solar Impuls erbij te betrekken.
Daarna kijk ik of elektrische energie significant kan meetellen bij een overigens fossiele aandrijving.
Puur op zonne-energie
Ik geloof meteen dat Siemens goede elektromotoren maakt en dat ze zichzelf hier hebben overtroffen. Maar de vraag is of de motor het hoofdprobleem is dat moest worden opgelost.
De Solar Impuls vliegt rond met 270m2 zonnepaneel à 23% rendement, die dus in ideale omstandigheden goed zijn voor ca 0,23kW/m2 * 270m2 = 62kW vermogen. De vier motoren van de Solar Impuls draaien elk 13,5kW maximaal en 11,2kW etmaalgemiddeld. Zeg maar samen rond de 50kW continu. De Solar Impulse houdt dus een beperkt deel van de dag een restant over voor de besturingsfuncties en om de accu’s op te laden (die samen overigens 633kg wegen). De details van de energie-
balans hangen af van de details van de vlucht, maar grofweg lijkt het een consistent systeem. Het dingt heeft feitelijk gevlogen (bij mooi weer).
De Solar Impuls heeft voor zijn zonnepanelen-oppervlakte nu al een spanwijdte nodig van 72 m (dat is meer dan een Boeing 747). Verder moet iets, dat in essentie een zweefvlieguig met hulpmotor is, om aerodynamische redenen relatief smalle vleugels hebben. Het lijkt dus niet goed mogelijk een nog grotere vleugeloppervlakte te maken. Evenmin
lijkt het mogelijk om op korte termijn ultradunne film – zonnecollectoren te maken met een rendement dat ver boven de 23% ligt. Dus lijkt het niet goed mogelijk dat welk zonnevliegtuig op dit moment dan ook boven de (pakweg) 70kW elektrisch continuvermogen uitkomt.
De nieuwe motor van 260kW is niet relevant, omdat de bottleneck elders zit: in de totale oppervlakte en het rendement van de zonnepanelen.
Op basis van genoemde specificaties kan de Solar Impuls de wereld rondvliegen met de snelheid van een auto, één piloot als menselijke bagage in een onverwarmde cockpit zonder overdruk, en dagen de tijd.
Ik geloof niet dat het Siemens-vliegtuig als puur elektrisch vliegtuig reguliere comfortabele lijnvluchten met passagiers en vracht kan uitvoeren.
In combinatie met motoren op fossiele brandstof?
Als het hybride mag, en als het moet met echte mensen en koffers erin, gehuld in een drukcabine, en ongeveer presterend als bestaande
vliegtuigen?
Fokker F27
Dan moet het vliegtuig veel zwaarder zijn, veel kleinere vleugels hebben en veel sneller gaan, en dat vraagt om veel grotere vermogens. Een ouwe F27 bijvoorbeeld had een vermogen van grofweg 1500kW, een BombardierQ400 van 6800kW en een Cessna Citation rond de 1000 a 1500kW. Zonnepanelen zouden daarvan (vanwege de kleinere vleugels) slechts een klein deel kunnen leveren (bijvoorbeeld 20kW). Kortom, de zonne-energie levert dan ca 1 a 2% van wat nodig is en het kost je vanwege de accu’s extra gewicht. Je kunt dat natuurlijk hybride noemen, maar dan rek je het begrip wel heel erg op. Zie voor een update op dit onderdeel ( update 9 mei ).
Bombardier Q400
Conclusie Ik zie niet dat de nieuwe Siemens-motor praktisch elektrisch vliegen mogelijk maakt. Het is vast een hele mooie motor, maar de hoofdproblemen zitten elders.
Hoezeer het mij ook spijt, van fossiel vliegen zijn we voorlopig niet (en waarschijnlijk nooit niet) af.
Als het goed is, is in 2050 het verbruik van fossiele brandstof teruggebracht tot bijv. de helft van die in 2005, en wordt dat laatste restje zeer selectief gebruikt voor wat niet anders dan fossiel kan. En ik denk dat het vliegen daarbij hoort.
Het kan geen kwaad om discussies over duurzame energie in onze provincie te voeden met cijfers over de Brabantse energiebelans. Als regel ontbreekt het daaraan wanneer mensen meningen debiteren over biomassa of zonne-energie.
Ik beperk mij in dit artikel tot een schatting van energiehoeveelheden in Brabant. Ik zal in een apart artikel ingaan op wat ik van het (recent verschenen) Brabants Energie Akkoord vind.
Begripsomschrijvingen en de nationale getallen
Dit is de Energiebalans van Nederland in 2013 (Compendium voor de Leefomgeving)
Ik zal de CBS-balans uit 2006 gebruiken om eerst de begrippen uit te leggen.
Eerst even wat een PJ is. Dat is een eenheid van energie (1015J, oftewel ongeveer 278 miljoen kWh).
Het is handig om Nederland (cq Brabant) als een ‘black box’ te zien. Ik tel alleen mee wat de black box in gaat (in de vorm van gas, kolen, wind, etc), dus geen export en doorvoer. Dit heet het Primair Binnenlands Verbruik (PBV). In 2006 was dat 3233PJ en hierboven in 2013 is het 3255PJ.
In de black box wordt de inkomende energie omgezet (bijv. in elektrische energie+warmte) en herverdeeld over drie hoofdbestemmingen.
Hoofdbestemming één zijn de eindverbruikers (huizen, kantoren, auto’s etc). Die energie wordt gemeten met gas- of kWh-meters of hoeveelheden benzine etc. Dit heet het Finaal Energetisch Verbruik (FEV). In 2006 bedroeg deze post 2172PJ (67% van het PBV).
Hoofdbestemming twee bestaat uit producten, voor de vervaardiging waarvan energie nodig is (bijv. plastic of aluminium). Deze “onzichtbare” energie heet het finaal niet-energetisch gebruik (FNEV). In 2006 bedroeg dit 579PJ (idem 18%).
Hoofd’bestemming’ drie is afvalwarmte (AW). Warmte wordt zowel bedoeld geproduceerd (bijv. in CV-installaties en stadsverwarmingssystemen) als onbedoeld (bijvoorbeeld in motoren). Warmte die geloosd wordt zonder eerst een nuttige bestemming gepasseerd te zijn, heet afvalwarmte AW. In 2006 was dat op nationale schaal 482PJ (idem 15%).
Nu geldt: PBV = FEV + FNEV + AW.
In 2006 betekent dat 3233PJ = 2172 + 579 + 482 , oftewel 100% = 67% + 18% + 15%.
In 2013 betekent dat 3255PJ = 2166 + 648 + 441 (Comp. Leefomg.)
In het Nationale SER Energie Akkoord staat een jaarlijks percentage besparing, namelijk 1,5% van het Finaal Energetisch Gebruik (FEV) (in 2006 zou dat dus van 2172PJ geweest zijn). Ik schat in dat je dan ook 1,5% op het PBV moet besparen.
Bij het percentage duurzame energie (14% in 2020, 16% in 2023) staat er in het SER-akkoord niet bij van wat dit een percentage is. Logisch is om ook hier het Primair Binnenlands Verbruik (PBV) te nemen (in 2006 dus van 3233PJ).
De Brabantse getallen Het is moeilijker om Brabantse getallen te vinden dan nationale.
De TELOS-studie ‘Energiek Brabant’ ( Energiek_Brabant_2040_scenario ,2006) noemt getallen. Je kunt ook redeneren dat de Brabantse bevolking 15% van de Nederlandse is en aannemen dat de verdeling 100/67/18/15 ongeveer dezelfde blijft. Deze twee methodes komen in 2006 redelijk op hetzelfde neer. Dit leidt tot
In 2006 is in Brabant 485PJ = 325 + 87 + 73
In 2013 is in Brabant 488PJ = 325 + 97 + 66
Als naar analogie van het nationale SER-Energieakkoord ook in Brabant jaarlijks 1,5% van 488PJ bespaard moet worden (jaarlijks ca 7PJ) tussen 1 jan 2014 en 1 jan 2020, dan geldt:
In 2020 is in Brabant 444PJ = analoog verdeeld
Het Telos-rapport haalt de besparing van 1,5%/y overigens niet. Wat je o.a. mist is een bespreking van het nuttig gebruiken van tot dan toe onnuttige warmte.
De duurzame energie-taakstelling voor 2020 Volgens Telos was in 2006 29PJ duurzaam (15 biomassa, 8 afval, 6 de rest). 29PJ is 6,0% van 485PJ .
Volgens het SER-akkoord moet in 2020 14% van 444PJ duurzaam zijn, dat is 62PJ.
Dus t.o.v. 2006 moet de hoeveelheid duurzame energie in Brabant stijgen van 29PJ naar 62PJ, dus met 33PJ.
Hiervan zal windenergie na realisatie van de 470 MW – taakstelling in 2020 3,1PJ leveren. Dit was 0,3PJ in 2006, dus een bijdrage van 2,8PJ aan de taakstelling.
Het Telos-rapport (blz 66) verwacht dat 8,4PJ door verbranding van afval gerealiseerd kan worden, waarvan ca 8PJ in 2006 al benut werd. Dus een bijdrage van 0,4PJ aan de taakstelling.
Zo ook verwacht dit rapport dat er een realistische taakstelling is van 21,6PJ beschikbaar is voor de gezamenlijke vormen van biomassa, waarvan in 2006 al 15PJ benut werd. Dus een bijdrage aan de taakstelling van 6,6PJ.
Van de overige energievormen in Brabant levert alleen de zon een substantiële bijdrage. Dus moet de zon in 2020 ongeveer 23PJ meer leveren (33-2,8-0,4-6,6) dan in 2006 en in 2006 was het bedrag ongeveer 1PJ.
Wat kan de zon in Brabant? Een ECN-studie uit 2004 ( potentials and costs for renewable electricity production_ECN_feb2004 ) citeert een IEA-studie uit 2001, die taxeert dat voor Nederland als geheel 357km2 effectief dakoppervlak de meest realistische waarde is. Voor Brabant, 15% van Nederland, betekent dat 54km2 dak. Volledige benutting hiervan bij de huidige PV-panelen, die bij een rendement van 16% 15W/m2 jaargemiddeld leveren, leidt tot ca 25PJ per jaar.
Zou men dezelfde oppervlakte volzetten met zonneboilers, dan geeft dat (bij 1,5PJ/km2*y) ongeveer 80PJ in de minder nuttige warmtevorm. Men kan spelen met combinaties van beide technieken.
Conclusie Het bovenstaande is een redelijke orde van grootte – schatting. De slotsom is dat de taakstelling voor duurzame energie in 2020 gehaald kan worden als men de nogal drastische gevolgen accepteert: volledige uitvoering van het windprogramma, een flink deel van wat organisch is verbranden of vergisten, en elk dak dat maar een beetje de goede kant op wijst volzetten met boilers of panelen. De berekening biedt namelijk weinig reserve.
Het lijkt verstandig om reservemogelijkheden te verzinnen. Dat lukt alleen bij zonne-energie. Ik zie twee uitwijkmogelijkheden:
Hopen op een hoger rendement van zonnepanelen. Dat zal ongetwijfeld gaan gebeuren, maar de vraag is of het voor 2020 al in praktisch haalbare en betaalbare hoeveelheden gaat lukken
Zonnepanelen ontkoppelen van de gebouwde omgeving en ze in het weiland neerzetten, eventueel in combinatie met windturbines. Ik heb hiervoor wel ideeën, waarover later meer.
Let wel dat het in dit verhaal steeds om jaargemiddeldes gaat. De waarden van moment tot moment kunnen geheel anders zijn. Vroeg of laat worden er extra maatregelen nodig om het elektriciteitsnet beter te beheersen. Dat is stof voor een ander artikel.
