De Energietransitie van de Elektriciteitsproductie door Adriaan Wondergem
6 october 2010
De Energietransitie van de Elektriciteitsproductie van 2008 tot 2050.
De kernvragen zijn: •Hoe ziet een (bijna) CO2-loze Elektriciteitsproductie er in 2050 uit? •Kunnen wij dat met het huidige Overheidsbeleid bereiken? •Welke rol speelt KIVI NIRIA in deze energietransitie?
Geplande CO2 emissiereductie in “stappen”:
• • • •
Reductie uitstoot door vervanging van kolen en gas door duurzame en hernieuwbare energie Duurzame energie: zon, wind en water Hernieuwbare energie is biomassa. Tijdelijke tussenvorm: kolen met Carbon Capture & Storage (CCS).
In de komende 40 jaar MOET de koolstofhuishouding omgezet worden naar duurzame en hernieuwbare energie.
Energietransitie
Prijs van elektriciteitsproductie en bijbehorende kosten De elektriciteitsverbruikersprijs is opgebouwd uit: •Productie door energiebedrijven en zelfstandigen tegen kostprijs +. (80 € / MWh) •Levering aan Transportnetwerk beheerd door Tennet. Afname door Grootgebruikers en Distributiebedrijven. Distributie naar Klanten. (40 €/MWh) •Toeslagen (80 €/MWh) •Klant betaalt E-verbruikersprijs. (240 €/MWh) Welke invloed heeft de energietransitie •op de kostprijs van de Elektriciteitsproductie en •waaruit bestaat het productievermogen nu en in 2050.
Opgesteld Elektriciteitsproductievermogen: MWe Jaar
2008
2015
2020
2030
2050
Wind land Wind zee Zon Kolen Kolen+CCS Kolen+biomas Gas (ketel) STEG WKC WKK tuinbouw WKK industrie Kernenergie
1500
1600 400 9000
2000 4000 1000 3000 6000 3000
3000 9000 2000
6500
2000 2000 500 7750 2000 2250
3000 4800 3000 3500 1300 500
9000 3000 3000 2000 2400
4000 2000 2000 2000 4000
Totaal
24100 32250 37000 38400 36000
1750 1000 10000 12000 3000 3000 4000 4000 1000 1000 500 500
3000 5000
Jaar
2008
2015
2020
2030
2050
E-vraag is TWh
120
125
131
135
140
Opgesteld vermogen: 24100 32250 37000 38400 36000 Gem. benut vermogen: 13700 14250 15000 15400 16000 •Opvallend groot verschil tussen gemiddelde benut vermogen en het opgesteld vermogen. •Inzet van vermogen wordt bepaald door Tennet aan de hand van de prijs voor aangeboden “pakketten” elektriciteit door de producenten. Principe: laagste prijs eerst. •Belangrijk is dus de hoogte van de kostprijs van de elektriciteit.
Om inzicht te krijgen in o.a. de opbouw van de kostprijs is een Rekenmodel van de Elektriciteitsproductie opgesteld. Met de hulp van dit model kan de kostprijs-€/MWh, productie - MWh, CO2 uitstoot-Mton, etc. van elke productiesoort en de totale E-kostprijs berekend worden. Ook is het mogelijk onderzoek te doen naar de invloed van: •De keuze van de inzet van kolen -, gascentrales, duurzame energie, etc. •Opgesteld vermogen van de verschillende productiesoorten •het aantal bedrijfsuren per productiesoort, •de hoogte van de brandstofprijs, etc. op o.a. de totale kostprijs in € /MWh is mogelijk.
Energietransitie naar 2020. De Overheidsdoelstellingen: •20 % hernieuwbare Energie, •30% emissiereductie van Broeikasgassen, •2 % energiebesparingstempo per jaar. Vastgesteld Beleid: •Stimuleren van energiebesparing, 2 % per jaar. •Versneld overschakelen op hernieuwbare energie, dus stimuleren van biomassa-, zon- en windenergie. •terugdringen van gebruik van kolen en gas door een CO2 emissieheffing. •Stimuleren van CCS (CO2 afvang en opslag) als overgangsmaatregel:
Prognose voor 2020: • • • •
Meer Kolencentrales en STEG-centrales. Van elektriciteit Import naar Export. Stijging van CO2 emissie van 50 tot 68 Mton. Primair energieverbruik 3030 PJ (2008: 3134 PJ). Dat is een besparing van 3% in 12 jaar. • 20 % hernieuwbare Energie bij E-productie. • 10 à 13 % hernieuwbare Energie van het totale Energieverbruik Waarom is het Overheidsbeleid geen succes?
Energietransitie naar 2050. Wat zijn de doelstellingen voor 2050: •Reductie van de CO2-emissie tot 10 Mton. •80 % duurzame en hernieuwbare Energie. Dus o.a. veel meer zon- en windenergie. •Biomassa, biofuel en Syngas als vervanger van kolen, aardolie en aardgas. •Flexibiliseren van energienetten , door bijv. vraagsturing mogelijk maken door smart grids, toevoeren van groen gas in aardgasnetwerk, e.d.
Opmerkingen: •Energieopslag door sterk wisselend aanbod van zon en wind is wellicht nodig, tenzij Wind afgeschakeld wordt voor 2 á 3 % van de tijd. •Nieuwe Energieopslagsystemen creëren is zeer duur. Think smart! Bedenk een list. •De maatschappelijke kosten zijn hoog. •Subsidie aan “wind op zee” is kapitaalvernietiging. •Worden de doelstellingen gehaald?!
Duurzame en hernieuwbare energie. Wind: •onvoorspelbare energiebron, grote variatie in productie. •hoge kostprijs. Zon-PV: •onvoorspelbare energiebron. •Zeer hoge kostprijs, maar eenvoudig toe te passen. CCS: •moet nog ontworpen en getest worden. •Kostenschatting is zeer moeilijk te geven, omdat ervaringscijfers ontbreken. Syngas: •proefinstallaties worden gebouwd. Verwachting is, dat syngas pas over 20 jaar in bulk beschikbaar is. •Benodigd productiegrondoppervlak voor 500 PJ (vraag in 2050) is circa 25.000 km². Geschatte prijs is 15-18 € / GJ.
Wind is een onvoorspelbare energiebron, bovendien pas bij windkracht 7 (Bft) bereikt een 3 MW windturbine zijn volle vermogen. Hoge investering met weinig vollasturen, omdat verreweg de meest voorkomende windsterktes lager zijn dan 6 Bft
Conclusies. •De CO2 doelstelling kan gehaald worden, ook met kolen in combinatie met CCS en biomassa bijstook. •80 % duurzame en hernieuwbare energie is niet haalbaar. Maar waarom willen we 80%? •Kosten – baten analyses dienen voor elke oplossing van elektriciteitsopwekking uitgevoerd te worden. •Kernenergie is in 2050 verreweg de goedkoopste energiebron
Wat hebben we nodig in Nederland? •Een visie en een centrale regie door de Overheid. •Maak het subsidiebeleid onafhankelijk van de korte termijn visie van politieke partijen. •Maak een wet: Energietransitie naar duurzame en hernieuwbare energie. •Stimulering van energie innovatie, gericht op gedefinieerde doelgebieden, bijv. biofuels . Rol van het KIVI NIRIA? •Meedenken op zijn minst. Denktank oprichten! •Sturing is dat mogelijk?
Maatschappelijke kosten
Kosten van Elektriciteit opwekking: 2008 8,04 miljard Euro kostprijs is 2015 9,71 miljard Euro kostprijs is 2020 11,5 miljard Euro kostprijs is 2050 14,4 miljard Euro kostprijs is
67 € /MWh 77,7 € /MWh 87,8 € /MWh 102 € /MWh
Deze kostprijs is exclusief: •de SDE-subsidie: voor 2020 is dat 40 € / MWh ofwel 4 miljard / jaar (ECN). •de investeringen in smart grids, •verzwaring van transport- en distributienetten en verbindingen naar “wind op zee”, •investeringen in energieopslagsystemen.
2050
MWe
h
MWh
€/MWh
W-land
3.000 2.000
6.000.000 85,58
513.450.872
W-zee
9.000 3.500 31.500.000 128,33
4.042.259.738
Zon-PV
2.000 1.000
2.000.000 200,00
€
CO2 ton
800.000.000
K+bioma 5.000 6.000 30.000.000 95,00
2.850.000.000 4.281.081
CCS
3.000 6.000 18.000.000 83,75
1.507.459.306 1.926.486
STEG
3.000 4.000 12.000.000 128,16
1.537.921.641
WKC
2.000 6.500 13.000.000 125,49
1.631.362.390
WKK-tu
2.000 3.500
7.000.000 111,42
779.958.985
WKK-in
2.000 6.500 13.000.000 114,14
1.483.812.256
Kern
4.000 8.300 33.200.000 62,37
2.070.786.326
Totaal
35.000
165.700.000 102,67 17.217.011.513 6.207.568
Hernieuwbare Energie 2050 Wind Zon Biomassa 1/4 biomassa CCS STEG biogas 100% WKC biogas 100% tuinbouw biogas 100% industrie biogas 100% totaal
66,8%
MWh input PJ 37.500.000 2.000.000 7.500.000 73,0 18.000.000 12.000.000 80,0 13.000.000 130,0 7.000.000 72,0 13.000.000 146,3 110.000.000
501,2
