HE cubeFossielvrij

Klimaatvisies

photo-1559599934-d76ffe30ab54
Klimaatverandering is een feit: al duizenden jaren. Er zijn voor- en tegenstanders van de overtuiging dat de menselijke activiteit het broeikaseffect versterkt.

Er zijn wetenschappers die betogen dat door de CO2 toename vele dorre gebieden weer groen worden (de Climategate-groep en Café Weltschmerz). Anderen stellen juist dat de woestijnvorming toeneemt en landbouwgebieden verdorren. (Klimaatrapport van de Verenigde Naties aug 2019)

Wetenschap is geen mening, maar is gebaseerd op feiten, metingen en toetsbare inzichten. Je kunt daarom ook niet met een enquête vaststellen in welke mate klimaatverandering het gevolg is van menselijke activiteit.

Als van de 100 wetenschappers er 90 roepen dat de mens de oorzaak is van de opwarming van de aarde en 10 dat sterk betwijfelen;- dan geldt niet meeste stemmen gelden. Het is geen politieke besluitvorming. Of een consensus opvatting dat de aarde plat is. Wetenschap gaat om toetsbare feiten en inzichten. Kennelijk is de materie zo ingewikkeld dat het nog niet eenduidig is vast te stellen dat de oorzaak van opwarming bij de mens ligt.



Toch is verduurzamen per saldo de enige echte optie


Als we 30 jaar na vandaag ontdekken dat de voorspellingen van klimaatopwarming correct zijn, dan zijn we te laat voor strategisch effectieve tegenmaatregelen. Anderzijds als we de keuze maken om vol te gaan voor een duurzame economie die draait op fossielvrije energie en wij komen tot de ontdekking dat de CO2 kwestie een veel kleiner probleem was dan we dachten, dan winnen we toch op elk vlak.
We hebben honderden gigatonnen van vervuiling geëlimineerd uit de lucht, uit de bodem en uit het water en de gezondheid wereldwijd verbeterd.
We hebben dan een geweldige hoeveelheid nieuwe technologieën ontwikkeld om de oude vervuilende te vervangen. We hebben de planeet en onze lichamen niet langer vergiftigd. We hebben duizenden nieuwe bedrijven opgericht en meer banen gecreëerd dan we verloren. Terwijl het werk meer betekenis heeft en getuigt van visie van hoop. Plus, we hebben dan nog steeds steenkool en aardolie reserves voor toekomstige generaties die we kunnen gaan gebruiken als we we ontdekt hebben dat deze ingezet kunnen worden zonder CO2 uit te stoten.

Schermafbeelding 2019-08-08 om 23.15.53


Nederland CO2 vrij

Iedereen heeft het er over. Aan de keukentafel, aan de bar, op het werk en vooral de politici en de media. Nederland moet van het gas af én we moeten CO2 vrij worden. Als het even kan voor 2050.
Dat betekent onder andere elektrisch rijden, warmtepompen installeren in uw huis en de industrie krijgt een CO2 heffing wanneer ze gebruik maken van fossiele brandstoffen. Maar waarom krijgt men in België en Duitsland dan subsidie wanneer je juist overschakelt naar gas? Wie weet nu wat er goedkoper, duurzamer en milieuvriendelijker is? Wij van Humsterland Energie proberen wat duidelijkheid te brengen in de jungle van energie.

Onze portemonnee
Allereerst hebben wij onderzocht wat het precies voor financiële gevolgen met zich mee zal brengen wanneer we in Nederland compleet CO2 vrij willen worden. Daarnaast hebben we bekeken wat de eventuele alternatieven zouden kunnen zijn. Hierbij hebben wij gebruikt gemaakt van onderzoeksinstellingen zoals CE Delft en het Fraunhofer Instituut in Duitsland.
Het CE Delft is het Nederlandse onafhankelijke onderzoeks- en adviesbureau dat is gespecialiseerd in het ontwikkelen van innovatieve oplossingen van milieuvraagstukken. Het Fraunhofer Instituut besteed 2,3 miljard euro per jaar aan wetenschappelijk onderzoek. Hier zijn zo’n 25.000 stafleden werkzaam.

Feiten 2017
Nederland gebruikt aan energie
• totaal landelijk verbruik 3155 Petajoule
• waarvan 188 Petajoule hernieuwbare energie uit zon, wind, biomassa, waterkracht
• waarvan 30 Petajoule kernenergie
Het huidige beleid wil fossiel verbruik belasten. Het bedrag wat daardoor wordt ‘binnengehaald’ moet worden gebruikt om nieuwe technologieën in te zetten om CO2 uitstoot te verminderen. In 2030 zal het met 50% verminderd moeten zijn en in 2050 zal dit tot nul teruggebracht worden.

Conclusie
We komen tot de conclusie dat de CO2 heffing €3,7 miljard op zal brengen in 2030. Wanneer je de som van de CO2 heffingen van 2020 tot en met 2030 bij elkaar zou optellen kom je uit op een bedrag van € 34 miljard. Om de helft van die uitstoot op te vangen en in te zetten als hernieuwbare energie, dus schone, duurzame en onuitputtelijke energie die ons milieu niet schaadt, moet er voor 1550 Petajoule aan zonneweides of windmolens moeten worden aangelegd.

Die investeringen bedragen bij de windmolenoptie €A miljard en bij zonneweides € B miljard. Dit zal in de 11 jaar van 2020 tot en met 2030 moeten worden geïnvesteerd.
Tegenover de kosten van de aanleg van de windmolenparken staan de vermeden kosten van steenkool, aardolie en gas. Die kosten over de periode van 2020 tot en met 2030 bedragen opgeteld € C miljard. Die besparing is niet genoeg om de investering te kunnen dragen. Toelichting: In 2030 besparen we aan de inkoop van fossiele brandstoffen € D miljard wanneer de 50% reductie doelstelling is behaald. Echter de kapitaallasten voor de windmolenoptie zijn € E miljard per jaar. Uitgaande van 4% rente en 25 jaar levensduur. Dan hebben nog geen basislast, omdat wind en zon niet op afroep beschikbaar beschikbaar zijn.

Daarbij komen ook nog de kosten van de systeemintegratie. TenneT en de locale netwerkbedrijven hebben begroot dat zij voor tenminste € 40 miljard moeten investeren om de elektriciteitsnetten (het grid) aan te passen om de piekstromen van zonneweides en windmolenparken op te kunnen vangen.



Opslag is zo kostbaar dat we met de technologie die we nu kennen de transitie niet kunnen financieren.

Zonder opslag van zon en wind is de transitie naar fossielvrije energievoorziening niet mogelijk. Accu’s kosten nu nog € 150 per kWh en wegen per kWh 100 kg. Experts verwachten dat die prijzen gaan dalen onder de € 100 per kWh.
Wij hebben vastgesteld dat 33% van de jaarproductie van een paneel moet kunnen worden opgeslagen in het voorraadvat om het hele jaar door een basislast te kunnen creëren. Via de opslag moet dan ruim 60% van de jaarproductie worden opgeslagen en afgegeven.
De kosten van opslagcapaciteit voor één paneel met een jaarproductie van 300 kWh kost dan: 300 x 33% x € 100 = € 10.000.

Wij van Humsterland Energie zijn dan ook overtuigd dat je met windmolens en of zonneweides niet het beoogde resultaat kunt halen zonder hiervoor enorme kosten te moeten maken. Wij hebben daarom ook een dijk van een ander idee om Nederland van hernieuwbare energie te voorzien:
Getijdendammen in zee. Die leveren wel een baseload. De kWh kosten zijn betaalbaar.

Invloed van de mens versus natuurlijke CO2 huishouding


the-glowal-carbon-cycle

CO2 cyclus wereldwijd. Getallen tonen de flux van CO2 in gigaton in 2007. Inmiddels is de flux gestegen tot 38 gigaton in 2018 en de CO2 concentratie gestegen naar 415 ppm. (Bron: Figuur links IPCC AR4)


Van de uitstoot door menselijk handelen wordt 40% geabsorbeerd door vegetatie en oceanen. Kennelijk verzet de aarde zich tegen de verhoging van CO
2. De netto uitstoot na absorptie bedraagt daardoor 16 gigaton. Insecten produceren samen een veelvoud CO2 t.o.v. het menselijk handelen. Het gewicht aan termieten (mieren) bedraagt bijvoorbeeld 5 x meer dan dat van alle mensen op aarde. Termieten leven samen met vele microben. Gebruik geen gif. Insecten en micro-organismen zijn onmisbaar in de levenscyclus op aarde.
De anatomy van insecten

Infografic energieverbruik en oorsprong Nederland (bron CBS)


stacks-image-1fd279c-818x1200

Zie details van energiebalans Nederland op CBS



Kosten per kWh voor fossiel en duurzame opwek

Het Fraunhofer instituut in Duitsland heeft alle kosten voor de LCOE in beeld gebracht in 2018. Onderstaande grafiek geeft daarvan een beeld. Opgemerkt moet worden dat in deze studie CO2 heffing is meegerekend van € 30 per ton CO2 in de kosten.
Heffingen vertroebelen het beeld omdat in verschillende landen andere heffingen gelden.


lcoe-fraunhofer.png



Voor elke technologie hebben de onderzoekers van Fraunhofer volgens de nieuwste inzichten de investeringskosten (CAPEX) en de operationele kosten (OPEX) in beeld gebracht. Hiermee ontstaat het inzicht van elke technologie de beste en de minst goede prestatie.
De CAPEX werd tegen een gemiddeld rentepercentage van 3% over de levensduur berekend. Echter voor bewezen technieken met weinig risico kan op de kapitaalmarkt goedkoper geld worden aan getrokken. Die lage rente is bijvoorbeeld voor steenkoolcentrales toegepast.


schermafbeelding-2019-04-07-om-22.14.46.png

Voorts is dit afgezet tegen het aantal productie uren per jaar. Voor zon is rekening gehouden met de Globale Horizontale Instraling van 950 - 1300 kWh per m2. Bij wind zijn de vermelde uren de omgerekende vollast uren van het opgestelde vermogen.

Wat opvalt is dat stroom uit aardgas duur is in Duitsland. De gascentrales in Duitsland worden kennelijk voor snelle bijstook gebruikt. De Capex per kWh is een factor 4 hoger tov centrales die een vol jaar draaien, omdat de investering dan over veel meer kWh productie wordt verdeeld. Vollast aardgascentrales bij 80.00 bedrijfsuren zouden dan uitkomen op een stroomprijs van 5,5 cent - 6,6 cent per kWh.

Download het volledige rapport.

Stroomkosten van elektriciteit opgewekt met aardolie per kWh

De kosten van aardolie op de wereldmarkt zijn €70,- per barrel. Een barrel bevat 159 liter. De energiewaarde van aardolie is circa 11,3 kWh per liter. Aardolie heeft een rendement van 90% op gebied van verwarmingsdoeleinden. Berekening: 70/ (159 x 11,3)/0,9: € 0,043 per kWh Wat het aandrijven van voertuigen betreft heeft aardolie een rendement van circa 30 %. Berekening: € 0,1289 per kWh aan de wielen. Bij het produceren van elektriciteit kunnen we bij aardolie uitgaan van een rendement van 50 %. Berekening: € 0,0773 per kWh (voor de stroomproductie excl. CAPEX en OPEX)
Stroomkosten van elektriciteit opgewekt met aardgas per kWh

Kosten op de handelsmarkt markt € 0,20 per m3. Per m3 is de energiewaarde circa 8,8 kWh.
Verwarmingsdoeleinden met 95% rendement: 0,20/(8,8 x 0,95): € 0,0239 per kWh
Aandrijving voertuigen met 28% rendement: € 0,0784 per kWh
Produceren van elektriciteit met 55 % rendement: € 0,0399 per kWh (excl. CAPEX en OPEX).
Als aardgas gebruik wordt voor bijstook in de pieken, dan zijn de kapitaallasten een stuk hoger en komt de prijs boven de 10 cent per kWh. Als aardgascentrales als basis last worden gebruikt dan ligt de prijs onder de 6 cent per kWh.

Stroomkosten van elektriciteit opgewekt met steenkool per kWh

Kosten op de handelsmarkt markt € 65 per ton. Per kg is de energiewaarde circa 2,7 kWh.
Produceren van elektriciteit met 40 % rendement kost: € 65/(1000 x 2,7 x 0,4): € 0,022 per kWh CAPEX en OPEX € 0,045: totaal € 0,068 /kWh

Stroomkosten van elektriciteit opgewekt met biogas per kWh

Kosten productie inclusief feed-stock op de markt zijn € 0,70 per m3. Per m3 is de energiewaarde circa 8,8 kWh.
Verwarmingsdoeleinden met 95% rendement: 0,70/(8,8 x 0,95): € 0,0837 per kWh
Aandrijving voertuigen met 27% rendement: € 0,2946 per kWh
Produceren van elektriciteit met 50 % rendement: € 0,159 per kWh (incl. CAPEX en OPEX)

“Omdat biogas een baseload kan vormen kan deze optie een concurrent worden voor zon en wind.”

Stroomkosten van elektriciteit opgewekt met grote windmolens per kWh

Kosten productie inclusief onderhoud € 0,04 - € 0,138 per kWh. (incl. CAPEX en OPEX). Zoals eerder vermeld: de kosten voor windmolen stroom gaan drastisch omhoog als dmv opslag windstroom ingezet wordt voor basislast.

Stroomkosten van elektriciteit opgewekt met zonneweides per kWh

Kosten productie inclusief onderhoud en investeringskosten € 0,038 - € 0,064 per kWh.

Toepassen van accu’s voor opslag van zonnestroom in de woonsituatie

Indien ook opslag wordt toegepast wordt de prijs voor kleinschalige zonnestroom stukken stuk duurder. De integrale prijs voor uw zonnestroom stijgt dan van minimaal 17 cent tot meer dan 45 cent per kWh. Voor die 45 cent heb je dan nog niet eens volledige dekking.

schermafbeelding-2019-04-08-om-09.27.48.png
Verwarmen met waterstof in huizen

Productie 1 kg watersof kost aan stroom 60 kWh; onderhoud en investering € 0.20 - € 1,00 per kg
1 kg waterstof levert 33 kWh aan energie.
Stel dat de waterstof gemaakt wordt met windenergie van € 0,08 per kWh.
Verwarmingsdoeleinden met 95% rendement: (60 x 0,08 + 0,20)/(33 x 0,95): € 0,159 per kWh.
Een huishouden dat normaal 1.600 m3 gas verbruikt betaalt dan 1600 x 8,8 x 0,159 = € 2.238. Dat kost met aardgas bij een prijs van € 0,70 per m3 € 1.120 per jaar.

Verwarmen in woningen met warmtepompen

De warmte die met 1600 m3 gas in huis wordt gebracht bedraagt 1600 x 8,8 = 14.080 kWh. Warmtepompen kunnen warmte uit de buitenlucht halen, die niets kost. Per saldo kunnen elektrische warmte pompen met een COP van 4,5 de zelfde warme leveren als 1600 m3 voor 14.080/4,5 = 3.128 kWh stroom. Stroom kost voor de consument € 0,21 per kWh. Dus dan worden de jaarkosten 3.128 x € 0,21 = € 657.

Conclusie: Met waterstof verdubbelen de verwarmingslasten en met warmtepomp halveren de verwarmingslasten. (zie hieronder voor de berekening inclusief de investeringslasten)

Om warmtepompen te stimuleren heeft de regering een list bedacht. We maken het gas duurder en de stroom goedkoper. Dan zijn warmtepompen sneller terug verdiend. Per saldo is dat natuurlijk een sigaar uit eigen doos.

Warmtepompen met zonnepanelen

Warmtepompen renderen nog beter als we elektriciteit maken voor minder geld per kWh. Bijvoorbeeld met zonnepanelen.
Als je slim inkoopt kosten panelen geïnstalleerd per wattpiek € 1,00 excl. BTW. BTW krijg je terug. Een Wattpiek levert 0,95 kWh bij gunstige plaatsing.

De LCOE = (de som van alle kosten gedurende de levensduur)/(de productie in kWh) = 5,34 cent per kWh. In dat geval kost de stroom van de warmtepomp 3.128 x € 0,0534 = € 167 per jaar.

We gaan er dan vanuit dat de geproduceerde stroom gesaldeerd mag worden. Na 2023 ontstaat een andere situatie.

Hydropower

Rendabele bronnen voor energie uit water zijn te vinden op plaatsen waar de stroming groot is of groot gemaakt kan worden (> 1 m/s) met constructies zoals stuwdammen. In Nederland zijn stuwen op land niet rendabel, omdat er geen grote valhoogte voor het water gecreëerd kan worden. De meeste projecten zijn “voor de leuk”. En kunnen draaien op subsidies die toegekend worden als ware het kunstprojecten.

Waterkracht voor Nederland opties:

  • Koop stroom in van Noorwegen: kostprijs + transport = 8 - 12 cent per kWh
  • Sla eigen stroom op in spaarbekkens in Noorwegen: extra kostprijs + transport = 18 cent per kWh, met dit bedrag worden de kosten van opslag voor stroom uit zon en wind verhoogd
  • Ontwikkel getijden dammen: kostprijs 3,8 - 12,8 cent per kWh

Kosten van waterkracht per kWh
schermafbeelding-2019-04-13-om-13.39.58.png

USD kost 0,88 Euro. Dus we mogen vaststellen dat een kWh stroom uit hydropower gemiddeld kost:
4,4 Euro cent. Dit is op productielocatie;- transport op lange afstand (van Noorwegen naar bijvoorbeeld Nederland) kan die prijs aanzienlijk verhogen.

Bron statistics.com

Andere bronnen
  • In Europa opereert het Noorse Bedrijf Statkraft. Uit hun gegevens blijkt dat hydropowerstroom uit Noorwegen 2,5 tot 8 cent per kWh kost afhankelijk van de locatie. Dan moet nog wel transport naar Nederland geregeld en betaald worden.
  • US Energy Information and Administration (EIA.gov) komt tot waarden van 2 $cent tot 11 $cent per kWh afhankelijk van de locatie.

Wij concluderen dat stroom kopen uit Noorwegen, kernenergie en getijden dammen serieuze opties moeten worden.