De rol van zonne-energie in vredesvraagstukken Prof. dr. W. Sinke 24 mei 2011 Zonne-energie en vrede Wanneer je kijkt naar zonne-energie en de link met vrede, dan kun je een aantal verbanden leggen. Ik zal straks ingaan op de meer technische en financiële aspecten van zonne-energie, maar een paar van deze verbanden wil ik nu alvast noemen. De wereld is volgens sommige mensen verslaafd aan energie, in het bijzonder aan olie. Wanneer de olievoorziening in gevaar komt, dan is men in het algemeen bereid om daarvoor drastische maatregelen te nemen. Hoe je ook denkt over de conflicten in het Midden-Oosten, olie speelt daar ongetwijfeld een belangrijke rol in. Wanneer we een alternatief voor olie zouden hebben, dan is in ieder geval dat soort conflicten niet meer aan de orde. Daarnaast is de verdeling van energie over de bijna 7 miljard mensen op dit moment niet eerlijk. Ongeveer 1/3 van deze mensen heeft geen toegang tot commerciële energie en sprokkelt hout en dergelijke. Dit is een bedreiging voor de stabiliteit en de vrede in bepaalde regio's. In sommige plaatsen loopt de hoogspanningsleiding over dorpen heen, maar hebben de dorpsbewoners geen toegang tot deze energie en zitten ze 's avonds gewoon in het donker. Deze mensen zijn afhankelijk van dure brandstof of batterijen voor hun energievoorziening. Zonne-energie is bij uitstek geschikt om juist die 2 tot 2,5 miljard mensen van energie te voorzien. Hetzij als definitieve oplossing, hetzij als overbrugging naar een andere vorm van energievoorziening. In Europa is men nerveus aan het worden door het feit dat we voor een groot gedeelte afhankelijk zijn van energie-import. Olie werd natuurlijk altijd al in belangrijke mate geïmporteerd, maar ook gas komt nu in toenemende mate uit het buitenland, met name uit Rusland. Kolen worden nog wel wat gewonnen in Europa, maar het meeste komt uit het buitenland. Er is dus heel veel belangstelling, ook vanuit het oogpunt van politieke stabiliteit, voor energiebronnen die je binnen Europa kunt toepassen, zodat je minder afhankelijk of zelfs onafhankelijk wordt van de import van energie uit het buitenland. Dit is een duidelijke link tussen zonne-energie en politieke stabiliteit en vredesvraagstukken. De laatste link tussen zonne-energie en vredesvraagstukken betreft de klimaatverandering. Hoe je ook denkt over de toekomst van het mondiale klimaat, het is duidelijk dat er een kans is dat zaken uit de hand gaan lopen. Dit leidt wereldwijd tot enorm veel commotie en ruzie aan de ene kant, maar aan de andere kant ook tot snelle ontwikkeling van duurzame energie. Een van de redenen om duurzame energie te ontwikkelen, behalve om de dreiging van de aarde als geheel, is ook dat sommige delen van de wereld langzamerhand veranderen in woestijnen of in gebieden waar geen grasspriet meer groeit. De gevolgen zijn migratie en afhankelijkheid van andere landen. Ook hier ligt een verband tussen duurzame energie en politieke stabiliteit en vrede op aarde. Eerlijkheid gebiedt te zeggen dat klimaatverandering van al die argumenten op dit moment met afstand de belangrijkste drijfveer is voor alles wat er gebeurt op het gebied
39
van zonne-energie. Het ultieme argument is echter natuurlijk de mogelijke uitputting van fossiele brandstoffen. Met de vondst van enorme hoeveelheden gas in nieuwe vormen en met name boven de poolgebieden, is dit argument echter weer een beetje naar achter geschoven. Wanneer men zegt dat er nog voor 200 jaar voorraad aan fossiele brandstoffen is, dan zal er niemand zijn die zich daar vandaag de dag druk om zal maken. Het argument zal dan vanzelf weer veranderen in het argument van de klimaatverandering. Introductie zonne-energie Ik heb in bovenstaande al betoogd dat zonne-energie een van de belangrijkste, zo niet de belangrijkste optie is om de wereld naar een meer duurzame en uiteindelijke volledig duurzame energievoorziening te brengen. Veel mensen voelen dat wel, maar ik denk dat het belangrijk is om te laten weten welke argumenten daarvoor zijn, hoe snel dat proces zou kunnen gaan, waarom het niet sneller gaat dan het op dit moment gaat en hoe we dit eventueel zouden kunnen versnellen. Er zijn veel aspecten die in het publieke debat naar voren komen, maar er is vaak een schrijnend gebrek, zeker in Nederland, aan een wat meer feitelijke onderbouwing van de stellingen. Het debat in de Tweede Kamer, maar ook in de kranten, is vaak van een bedroevend niveau. Wanneer je dat bijvoorbeeld vergelijkt met de manier waarop het debat in Duitsland wordt gehouden, dan kunnen we daar nog veel van leren. Dat zegt veel over Nederland en Duitsland en ik zal daar later nog op terugkomen. Het verschil tussen Nederland en Duitsland op het gebied van duurzame energie is een interessant onderwerp. Ik wil in de eerste plaats een gevoel geven van de omvang van de uitdaging waar we voor staan. Het is een uitdaging die zijn weerga niet kent. Er wordt vaak gevraagd waarom het met zonne-energie niet heel snel zou kunnen gaan, een techniek als mobiele telefonie heeft zich bijvoorbeeld ook heel snel ontwikkeld. Deze vergelijking loopt totaal mank. De reden hiervoor is dat de totale hoeveelheid installaties en de investeringen die daarmee gemoeid zijn, ordes van grootte hoger zijn dan al die voorbeelden die men graag naar voren brengt waarvan de ontwikkeling wél zeer snel gegaan is. Ik wil daarmee niet zeggen dat de ontwikkeling van zonne-energie niet sneller kan dan vandaag, maar het gaat hier om een gigantisch proces waar de wereld voor staat. Zonne-energie is een containerbegrip, er valt van alles onder. Ik zal u vanavond laten zien welke vormen van zonne-energie er zijn en wat je daarmee kunt doen. De productie en de toepassing groeien als kool mondiaal, maar met name in China groeit zonne-energie erg hard op dit moment. Het is interessant om te zien waardoor dat komt en wat de rol van Europa zou kunnen zijn. Hoe kunnen wij een graantje meepikken en onze bijdrage blijven leveren aan dit enorme groeiproces? Het zou ontzettend jammer zijn wanneer we wederom alles aan de Chinezen en Aziaten zouden overlaten. Ze zouden dat natuurlijk met liefde doen, zoals ze nu ook al met liefde onze televisies, auto's en andere zaken fabriceren. Straks zijn wij het openluchtmuseum van de wereld. In de wereldeconomie moet je iets te ruilen hebben. Ik denk dat enkel financiële intelligentie of handelsgeest onvoldoende is, dus laten we ook op het gebied van tastbare materiële zaken ambitie houden. De concurrentiepositie is een belangrijk aspect van zonne-energie. Men zegt vaak dat zonne-energie hartstikke leuk is, maar dat het vooral te duur is en ook nooit heel goedkoop zal worden. Dit is niet waar en ik zal u laten zien hoe niet waar dit tegenargument is. Een ander tegenargument is de beschikbaarheid van zonne-energie. Je hebt dag en nacht, zomer en winter, en daar
40
een betrouwbare energievoorziening op bouwen is niet mogelijk. Ook dit is niet waar, maar er is wel van alles dat je daar over kunt zeggen. Ik denk dat het hele verhaal nodig is om ook een overtuigend argument te hebben in de discussie over zonne-energie. Je zou kunnen zeggen dat zonne-energie automatisch hernieuwbaar is. De zon schijnt immers constant en deze bron is in feite onuitputtelijk. Zonne-energie is echter niet automatisch duurzaam. Duurzaamheid is een veel breder begrip. Je moet bijvoorbeeld zeker weten dat de materialen die je nodig hebt om zonne-energie op grote schaal toe te passen beschikbaar zijn, maar ook dat er een publiek draagvlak is. Het begrip duurzaamheid is veel breder dan het begrip hernieuwbaar. Ik zal u voorbeelden laten zien hoe je duurzaam en hernieuwbaar kunt verwarren en daarmee in feite het spel verknoeit. Tenslotte is de vraag wat ons nog te wachten staat. Zonne-energie in de vorm waarover ik zal spreken vanavond is al ruim een halve eeuw oud, maar de komende 50 jaar moet het gaan gebeuren. Er zit nog van alles in het vat waardoor het veel makkelijker zal worden om zonne-energie op grote schaal toe te passen. De uitdaging waar we voor staan De boodschap die ik wil brengen is dat de wereld op dit moment grotendeels op fossiele brandstoffen draait. Dit is geen verrassing. De fossiele brandstoffen nemen samen meer dan 80% van de mondiale energievoorziening voor hun rekening. Er blijft vervolgens dan iets minder dan 20% over voor kernenergie, waterkracht en biomassa. Een zeer klein percentage wordt opgevuld door andere energiebronnen, waaronder zonne-energie. Op een schaal van 0% tot 100% is zonne-energie eigenlijk niet zichtbaar op dit moment. Zonne-energie in de vorm waarover we vanavond spreken is op dit moment een verwaarloosbare energiebron voor de wereld als geheel. Dat is meteen ook een probleem. Je begint dus eigenlijk op nul en het zal vervolgens, hoe hard je ook groeit, een tijd duren voordat het echt substantieel wordt. Het is onvoorstelbaar hoeveel fossiele energie we met zijn allen gebruiken. Je realiseert je dat pas echt wanneer je een alternatief wil zoeken voor fossiele energie, wanneer je elk vat olie wil gaan vervangen door een zonnecel of windmolen. Tegelijkertijd is er een enorme noodzaak om heel snel de situatie te gaan veranderen. De CO2-concentratie is sinds de jaren '40 sterk toegenomen ten gevolge van het gebruik van fossiele brandstoffen. De toekomstige uitstoot van CO2 is afhankelijk van hoe snel wij overschakelen op alternatieve energiebronnen. De eerlijkheid gebiedt echter te zeggen dat we de afgelopen decennia niet erg succesvol zijn geweest om de trend om te buigen. Een plotselinge trendbreuk in de komende 10 jaar moet dan ook gepaard gaan met een enorme verandering van het beleid op wereldschaal. In het meest pessimistische scenario stijgt de wereldtemperatuur tussen de 4oC en 8oC door de sterke toename van de CO2 concentratie in 2100. Veel wetenschappers voorspellen een drama wanneer dit scenario uitkomt. Dit scenario moeten we dus koste wat kost zien te voorkomen. Een jaar of 10 geleden dacht men dat een temperatuurstijging van 1,5oC tot 3oC nog geen al te grote impact zou hebben. Inmiddels weten we dat die 3oC niet acceptabel is. Vanwege de onzekerheden in de temperatuurstijging moet je eigenlijk nog verder terug in de CO 2emissies om het risico op een te grote temperatuurstijging te vermijden. De meest recente inzichten, te vinden op de voorpagina van de kranten, vertellen dat we heel snel en heel drastisch moeten snijden in de CO2-uitstoot om te voorkomen dat het meer dan 2oC warmer wordt op de planeet. Er is natuurlijk een heel debat over of deze voorspellingen waarheid zijn, maar alleen de mogelijkheid dat deze toekomstscenario‟s waarheid worden is al onacceptabel en zouden we moeten gaan optreden. Vroeger
41
noemden we dit het “no regret-beleid”: je weet niet of het nodig is, maar als je het niet doet en het blijkt wel nodig geweest te zijn, dan heb je een probleem. Het probleem is natuurlijk dat de mensheid het simpelweg niet eens wordt over maatregelen. Dit was weer duidelijk zichtbaar in Kopenhagen. Het Kyoto-protocol en alles dat daarop volgde zijn ook niet al te succesvol geweest en leidden in ieder geval niet tot een trendbreuk in de afgelopen 10 jaar. Daarom zijn er nu, ook in de wetenschappelijke wereld, mensen die pleiten voor snelle ontwikkeling van duurzame energie en tevens het zo aantrekkelijk maken dat deze technologieën vervolgens vanzelf worden geïntroduceerd, zonder dat je er bindende afspraken over moet maken. Duurzame technologieën moeten een soort “offer you can‟t refuse” worden. Je bent dan niet afhankelijk van internationale afspraken, maar van technologieën en succesvolle resultaten uit de wetenschap. Dit is iets dat we wereldwijd veel beter weten te beïnvloeden en wat tevens veel sneller kan gaan dan het maken van internationale afspraken. Dit is nu een geleidelijke trend, door noodzaak en inzichten ingegeven. De wereld heeft de “pijngrens” nog niet bereikt. De echte pijngrens zal worden bereikt wanneer bijvoorbeeld grote aantallen mensen geen eten meer zullen hebben of dat complete landen overstromen. Tot dat moment zal er dus ook geen politicus zijn die het onderwerp op de politieke agenda zet. Mogelijke oplossingen Wat nu te doen? In de eerste plaats moeten we energie besparen en het rendement of de efficiency van alle energie die we verbruiken verhogen. Spaarlampen en elektrische auto‟s zijn daar voorbeelden van. Er zijn talloze voorbeelden te bedenken. Besparen en het verhogen van het rendement is een belangrijke stap. Alle energie die je bespaart hoef je immers niet op te wekken. Ten tweede, het inzetten van hernieuwbare energie. Ik denk daarbij onder andere aan zonne-energie, windenergie, biomassa en waterkracht. De resterende energie die je dan nog niet hebt gedekt, vul je op met fossiele brandstoffen, eventueel in combinatie met de opslag van CO2. We hebben in Nederland echter gezien dat dit proces niet vanzelf gaat. De mogelijke opslag in Barendrecht heeft in de eerste plaats geblunder in de procesgang laten zien. Wanneer bovendien een mogelijke opslag dichtbij komt, vinden veel mensen dit toch geen aantrekkelijk idee. Persoonlijk denk ik niet dat de CO2-opslag zo snel zal gaan als sommigen ons willen doen geloven. Daarnaast vraag ik me af of we deze techniek op grote schaal kunnen toepassen. Kernenergie is ook een optie. Het is een maatschappelijke keuze om hier wel of niet in te investeren. Ik ben het zelf niet eens met mensen die argumenteren dat we er zonder kernenergie niet komen. De snelle ontwikkelingen die je kunt bewerkstelligen in zonne -en windenergie overtreffen de hoeveelheid kernenergie die we kunnen behalen vele malen. We kunnen het ons dus permitteren niet voor kernenergie te kiezen. Het gaat hier echter om een maatschappelijke keuze en er kunnen andere redenen zijn om wel degelijk voor kernenergie te kiezen. Ik ben als fysicus niet angstig voor kernenergie, maar vind dat we elegantere manieren hebben om in onze energie te voorzien. Andere ideeën om de impact van klimaatverandering tegen te gaan worden geopperd. Sommige stellen bijvoorbeeld voor om materie de lucht in te schieten waardoor wolken worden gevormd en het gaat regenen in bepaalde gebieden. Ik moet daar persoonlijk niet aan denken, omdat we de gevolgen ervan niet kunnen overzien. Laten we dit soort zaken niet gaan bezigen en ons beperken tot zaken die we kunnen overzien en controleren.
42
Zonne-energie in verschillende vormen Zonne-energie is met afstand de grootste duurzame energiebron die de aarde heeft. De aarde ontvangt in een uur net zoveel energie als we in een heel jaar gebruiken. Aan de ene kant is dit een belangrijk gegeven, maar aan de andere kant ook tamelijk nietszeggend. Wanneer je immers niet weet of deze energie op de juiste plaats, de juiste vorm en het juiste tijdstip beschikbaar is en bovendien betaalbaar is, dan heb je niets aan dat potentieel. Het betekent wel dat wanneer je in staat bent om een heel kleine fractie van die enorme hoeveelheid zonne-energie af te tappen, je in principe de totale mondiale energiebehoefte kan dekken. Dit is dan ook de reden waarom zoveel mensen enthousiast zijn over zonne-energie. Het landoppervlak van de aarde ontvangt 1800 maal zoveel zonne-energie als de totale wereldwijde energiebehoefte. Dit maakt zonneenergie de grootste duurzame bron. Daarmee is niet gezegd dat die andere duurzame bronnen niet ook heel belangrijk kunnen zijn of op een bepaald moment zelfs wel aantrekkelijker. Het benadrukt echter het enorme potentieel van zonne-energie en dat pleit ervoor eraan te werken. We leven min of meer toevallig in een tijdperk waarin zonne-energie niet de belangrijkste bron van energie is. Tot 100 à 200 jaar geleden was alles wat de mensheid deed gebaseerd op biomassa, een resultante van fotosynthese bij planten. Over een jaar of 200, wanneer het gas en de kolen op zijn, zullen we weer overgaan op zonne-energie in verschillende vormen. Op langere tijdschaal hebben we slechts een korte periode het genoegen om allerlei energiebronnen op te graven, op te pompen en te verstoken. Na deze periode zullen we weer moeten overgaan op een alternatieve energiebron. De enige alternatieve energiebron die we op grote schaal beschikbaar hebben is de zon. Wanneer je heel pessimistisch bent zou je kunnen zeggen dat deze overgang vanzelf gaat, maar dan waarschijnlijk wel een paar honderd jaar te laat. Zonne-energie is er in allerlei vormen. We gebruiken energie in de vorm van warmte, stroom en brandstoffen. Deze verschillende vormen van energie kunnen door zonne-energie vervuld worden. De zonneboiler is een mooi voorbeeld om warmte (warm water) te kunnen produceren. Op grotere schaal bestaan er plannen voor zonnecentrales in de Sahara, waar je zonlicht concentreert en vervolgens via stoom elektriciteit kunt produceren. Met zonnecellen kan direct, in één stap, elektriciteit worden geproduceerd. Een bekende toepassing van zonnecellen is de zonneauto van de TU Delft, die al een aantal keren de wereldkampioenschappen voor zonneauto‟s heeft gewonnen. Daarnaast kun je proberen om de processen zoals ze in een plant plaatsvinden, waarbij zonne-energie wordt omgezet in opgeslagen energie in biomassa, te simuleren in kunstmatige systemen. Er is bijvoorbeeld een mogelijkheid om licht te gebruiken om water te splitsen in waterstof en zuurstof. Je kunt licht ook gebruiken om kunstmatige fotosynthese te plegen. In Nederland vindt er veel onderzoek op dat gebied plaats, onder andere in Wageningen, maar ook in Amsterdam en Leiden vindt belangrijk onderzoek plaats. Voor de lange termijn is kunstmatige fotosynthese een belangrijke optie, omdat dat het een alternatief is voor bijvoorbeeld biomassa. Energie uit biomassa is bewezen betrouwbaar, maar er is een aantal problemen voor grootschalige inzet. Ten eerste is het rendement relatief laag. Je moet dus een groot oppervlak gebruiken om substantieel energie te winnen. Ten tweede hebben levende systemen op zeer grote schaal behoefte aan bestrijdingsmiddelen en kunstmest. Er zijn natuurlijk allerlei manieren om dat gebruik te minimaliseren, maar als het mogelijk is om fotosynthese na te bootsen in een kunstmatig systeem, dat zich ook niet stoort aan ziektes en dergelijke, heeft dit de prioriteit. Er wordt op dit gebied wereldwijd dus veel onderzoek gedaan. Het is moeilijk te voorspellen wanneer dit uiteindelijk tot zonnebrandstoffen leidt, maar ik twijfel er niet aan dat dit uiteindelijk beschikbaar komt.
43
Tenslotte, hoge temperaturen en warmte kunnen gebruikt worden voor het bijvoorbeeld laten verlopen van chemische processen. In de chemische industrie wordt veel fossiele brandstof gebruikt om warmte te produceren om chemische processen te laten verlopen. In principe zou je dit proces ook op zonne-energie kunnen laten draaien. Met zonne-energie zou je zo ook chemische producten en brandstoffen kunnen maken. Zonnestroom Zonnestroom wordt ook wel fotovoltaïsche omzetting of PV genoemd, maar in het kader van de popularisering spreek ik zelf altijd over zonnestroom om het te onderscheiden van zonnewarmte. Zonnestroom en zonnewarmte zijn op dit moment de twee belangrijkste vormen van zonne-energie in Nederland. Hoe snel zou het nu kunnen gaan met zonne-energie? In 2003 is er een scenario opgesteld voor de Duitse overheid door de Duitse Wetenschappelijke Adviesraad. Figuur 1 laat de contributie van verschillende energiebronnen tot de mondiale energievoorziening zien in deze eeuw, wanneer we serieus werk maken van het reduceren van de uitstoot van CO2. Tegen het midden van deze eeuw zou zo ongeveer een kwart van de totale mondiale energiebehoefte, die dan ongeveer het dubbele bedraagt van de energiebehoefte aan het begin van deze eeuw, uit zonne-energie kunnen komen. Tegen het einde van de eeuw zou zonne-energie ongeveer 2/3 van de totale mondiale energiebehoefte kunnen dekken. Dit is gebaseerd op scenario‟s aangaande het ontwikkelen van bestaande en nieuwe technieken en hoe snel de kosten naar beneden gaan. Technologisch en economisch is dit echter absoluut geen vreemd scenario.
Figuur 1 Voorspelling van de contributie van verschillende energiebronnen in verloop van de tijd. Ontwikkeld door de Duitse Wetenschappelijke Adviesraad (Bron: solarwirtschaft.de) Het interessante is dat dit scenario gebruik maakt van de twee vormen van zonnestroom: de zonnecellen die zonlicht direct omzetten in stroom en de systemen die
44
met behulp van zonlicht water in stoom omzetten en als resultaat stroom produceren. Deze twee vormen samen een winning team. Deze vormen kunnen dus een hoofdrol gaan spelen in de totale mondiale energievoorziening. Het is trouwens onvoorstelbaar wat er op het gebied van zonne-energie, de economie en scenario‟s aan informatie en onderzoek verschijnt. Ik verwijs u bijvoorbeeld naar het rapport van het WNF, dat trouwens heel actief is op het gebied van zonne-energie. Er is een nieuwe publicatie verschenen van Greenpeace in samenwerking met de Europese Branchevereniging voor Zonne-energie. In Nederland is begin vorige maand een nieuwe roadmap zonneenergie gepubliceerd door het ECN (Energieonderzoek Centrum Nederland), genaamd “Zon op Nederland” (http://www.ecn.nl/fileadmin/ecn/corp/Nieuws/2011/Roadmap_Zon_op_het_Zuiden.pdf) Hierin wordt geschetst dat zonne-energie voor Nederland op twee manieren belangrijk kan zijn. In de eerste plaats voor onze energievoorziening, maar in de tweede plaats – eigenlijk de hoofdmoot in bovenstaand document – het ontwikkelen van veel nieuwe bedrijvigheid en banen op dit gebied. Je moet dan dus wel kunnen concurreren of juist samenwerken met de Chinezen en Taiwanezen. Dat is niet eenvoudig en daarom is deze roadmap ontwikkeld. In deze roadmap staat welke keuzes gemaakt moeten worden en welke maatregelen zouden moeten worden genomen door bedrijven en de overheid. De roadmap beschrijft dus hoe er gehandeld moet worden om van zonneenergie de vruchten te plukken in economisch opzicht en om voorbereid te zijn op de enorme groei die wordt verwacht in de komende decennia. Zonne-energie is in allerlei soorten en maten beschikbaar. Een grappig voorbeeld is een systeem op het dak van een moskee in Mali, vastgelegd door een stel keien, dat het geluidssysteem van de minaret van stroom voorziet. Een ander voorbeeld is een handtas met zonnecellen aan de buitenkant zodat je ‟s avonds in de schouwburg de inhoud kunt verlichten. Zonnesystemen zijn beschikbaar van kleinschalige systemen op kerken en graansilo‟s tot grote systemen in Spanje, Amerika en Bolivia. Er zijn twee soorten zonnestroomsystemen. Er zijn systemen die hun elektriciteit leveren aan het elektriciteitsnet en systemen die stroom leveren om een accu op te laden of bijvoorbeeld een waterpomp te bedienen. Wereldwijd leveren 95% van die systemen hun elektriciteit aan het net. Een simpele reden hiervoor is dat de marktstimulering in een aantal landen (o.a. Duitsland) gericht is op het geven van een vergoeding voor stroom die je vanuit het systeem in het elektriciteitsnet voedt. Als je echter eerlijk bent, terugkomend op het onderwerp vrede, zijn juist die kleine systemen voor ontwikkelingslanden iets waar de wereld letterlijk behoefte aan heeft. Het tragische is echter dat zulke systemen zichzelf nu al terugverdienen. Wanneer mensen de 5 à 10 dollar die ze per maand aan kerosine, batterijen en kaarsen uitgeven zouden investeren in een zonnepaneel, dan zou dat voordeliger zijn. Bovendien is deze energiebron schoner en betrouwbaarder. Toch komt deze vorm van zonnestroom slechts heel moeizaam van de grond. Een van de redenen is dat je deze systemen letterlijk per paneel bij de eindgebruiker moet installeren en financieren. Wanneer je dit soort systemen op grote schaal zou willen toepassen, moet je niet alleen de fysieke materialen leveren, maar ook de financiering. Er is vaak gezegd dat mensen in ontwikkelingslanden zeer kredietwaardig zijn, in de zin dat ze betrouwbare betalers zijn, maar ze zijn niet kapitaalkrachtig. Dit is een combinatie waar banken in veel gevallen geen raad mee weten. De Wereldbank en de Europese Investeringsbank hebben nu wel een beetje het roer omgegooid. Ze hebben “blauwtjes gelopen” bij het financieren van enorme waterkrachtprojecten die uiteindelijk slechts een blok beton bleken en nooit hebben gewerkt. Deze banken zijn nu bezig hun financieringsconstructies zo om te
45
vormen dat ze wellicht met tussenpartijen in staat zijn om niet 1 x 1 miljard dollar uit te geven, maar een miljoen x 1000 dollar om maar een voorbeeld te geven. Dit is natuurlijk veel ingewikkelder, maar voor de mensheid als geheel wellicht veel nuttiger. Dit is een van de condities, samen met het creëren van een netwerk voor onderhoud van de systemen, voor de ontwikkeling van dit soort kleinschalige zonne-energieprojecten in ontwikkelingslanden. Er zijn allerlei mensen die dit proberen, maar toch zie je dat de groei ver achterblijft bij de groei van zonne-energie in de geïndustrialiseerde wereld. De geïndustrialiseerde wereld verdrinkt op zich al in de energie, maar heeft om andere redenen (klimaatverandering, voorzieningszekerheid) het beleid gevormd en daardoor de markt gestimuleerd. Eigenlijk is het een schandaal dat dat onderdeel van de markt niet meer aandacht krijgt. Een ander probleem met zonne-energie in ontwikkelingslanden is dat het plaatsen van kleinschalige systemen in ontwikkelingslanden ook een veel minder mooi plaatje geeft dan wanneer je een foto kunt nemen van bijvoorbeeld een centrale die aan 10.000 huishoudens stroom levert. Deze toepassing leidt een beetje onder dit plaatje. Zonne-energie in ontwikkelingslanden heeft een beetje low-tech imago en dat is nooit goed voor de ontwikkeling.
Zonnepanelen zijn beschikbaar in vier verschillende soorten. Het voert te ver om hier te bespreken welke deze soorten zijn. Ik zeg altijd maar dat het voor de eindgebruiker eigenlijk een zwarte doos is. Er gaat licht in en er komt stroom uit. U moet vooral letten op de kosten, garantie en hoe het eruit ziet, of het gemakkelijk te plaatsen is en of u de leverancier vertrouwt en al dit soort zaken. Wanneer u deze aspecten in ogenschouw neemt, dan zijn vrijwel alle producten die op de markt zijn van hoge kwaliteit. Het heeft niet zoveel zin om al te veel nadruk te leggen op het soort zonnepaneel, voor zover dat niet te maken heeft met duurzaamheid. De eerlijkheid gebiedt te zeggen dat sommige panelen gemaakt zijn van cadmiumtelluride en dus het zware metaal cadmium bevatten. Weliswaar is dit element op een nette manier opgeborgen en zonder zou het paneel letterlijk op de vuilstort terechtkomen en dat is wellicht een minder wenselijke zaak. Toch vinden veel mensen duurzame energie niet stroken met de aanwezigheid van cadmium in zonnepanelen. Andere panelen gebruiken indium, een element waarvan niet veel beschikbaar is op aarde. Er is niet genoeg indium beschikbaar om de wereld van op indium gebaseerde zonnepanelen te voorzien. Bovendien concurreert indium met de platte televisieschermen, waar dit element ook voor gebruikt wordt. Voor deze laatste toepassing wordt veel meer betaald en dus voelt u wel aankomen waar het indium in verwerkt wordt als het er op aankomt. Dit zou een reden kunnen zijn om andere soorten zonnepanelen te gebruiken, maar zo ver is het op dit moment nog niet. De markt voor zonne-energie De productie van zonnepanelen is in de afgelopen 10 jaar sterk gestegen met gemiddeld 50% per jaar. China was als producent 5 jaar geleden nog vrijwel afwezig, maar nam in 2009 38% van de wereldproductie voor zijn rekening. In 2010 bedroeg de groei in productie in China 118% waardoor het marktaandeel van China met 10% toenam van 38% naar 48%. Het eind is daarvan nog niet in zicht. De Europeanen en Amerikanen sidderen, want ze hadden een sterke positie op dit gebied en een industrie opgebouwd. In Duitsland bijvoorbeeld is veel geïnvesteerd, maar men ziet nu de banen geleidelijk aan verloren gaan aan China, Taiwan en een aantal andere grote spelers in Azië. Dit is natuurlijk een zuur verhaal. Daarom is het belangrijk om te kijken of we in Europa in staat zijn om wellicht op een ander gebied binnen de zonne-energiesector toch bedrijvigheid te houden en werkgelegenheid te creëren. Op die manier hoeven we niet
46
enkel materiaal uit Azië te kopen en hier te installeren, waarbij je als het ware van de “aardolieregen” in de “zonne-energiedrup” zou komen. Het komt er dan op neer dat je geen olie meer importeert, maar zonnepanelen. Dit zal echter een hele onderneming zijn. De Chinese zonnepanelen zijn goedkoop, ze produceren op hoogwaardig niveau en werken heel efficiënt. De moderne Chinese fabrieken zijn moderner dan de Europese fabrieken. Het beeld van “goedkoop is duurkoop” is dus niet van toepassing op de Chinese zonnepanelen. Toch is het mogelijk om ook binnen Nederland de bedrijvigheid te stimuleren. Bij het ECN in Petten werken ongeveer 80 onderzoekers op het gebied van zonne-energie. Een niet onaanzienlijk deel daarvan werkt samen met Nederlandse apparatuurbouwers en Chinese fabrikanten van zonnecellen en modules om de technologie van de toekomst te ontwikkelen. De Nederlanders leveren de apparaten waarmee de Chinezen de zonnecellen maken. Het ECN levert de processen die in dat apparaat draaien en in feite dus het hart vormen van de productie. Daar zijn we zeer succesvol in. Op dit gebied zijn we wereldwijd de grootste speler. Dat zou je wellicht niet verwachten van een klein land en een instituut daar in de Pettense duinen. Dat geeft aan dat wanneer je de lat hoog legt, hard werkt en goede keuzes maakt, het mogelijk is om een rol van betekenis te spelen in de wereldwijde zonne-energiemarkt. Waar gaan de zonne-installaties nu naar toe? Dit is een heikel punt in Europa. De toepassing stijgt net zo hard als de productie, met een verschuiving van ongeveer een jaar. Tussen productie en installatie kan nogal wat tijd zitten. Duitsland neemt bijna de helft van de totale hoeveelheid installaties in de hele wereld voor zijn rekening. We moeten Duitsland daar dankbaar voor zijn, want dankzij Duitsland en zijn stimuleringsbeleid is de hele zonne-energiemotor gaan draaien, is de industrie gaan groeien, zijn de prijzen gedaald en zijn er allerlei nieuwe soorten zonnecellen gekomen. Duitsland betaalt daarvoor echter wel letterlijk en figuurlijk het leergeld voor de wereld. Toch zijn we in Nederland in staat om soms naar Duitsland te wijzen dat het hen veel geld kost en wij straks wel instappen wanneer de kosten zijn gedaald. Dat vind ik een voorbeeld van asociaal gedrag. Bovendien denk ik dat ons dat op een gegeven moment ook opbreekt omdat de Duitsers goed zijn voorbereid op grootschalige toepassing in hun eigen land. In Nederland moeten we dat nog allemaal gaan uitvinden. De Duitsers hebben daarin een voorsprong. Als Duitsland er niet was geweest, dan schat ik in dat we ongeveer 10 jaar terug in de tijd waren geweest wat de ontwikkeling van zonneenergie betreft. Het probleem is dat Duitsland miljarden per jaar betaalt aan die marktstimulering en in tijden van financiële schaarste is dat natuurlijk veel geld. Er is daar nu veel publiekdebat over de vraag of dat nu niet een beetje minder moet. Ik denk ook dat de oplossing zou zijn dat dat wat Duitsland nu niet meer kan doen, opgepakt wordt door de rest van de wereld. Op die manier kan een veel robuustere markt gecreëerd worden dan een markt die in feite afhankelijk is van een enkel land. Wanneer Duitsland de investeringskraan dichtdraait, dan zie je dat meteen op wereldschaal terugkomen. Dat is geen wenselijke situatie. De prijs van zonnestroom De kosten van zonnestroom is onder andere afhankelijk van de hoeveelheid inkomende zonnestraling. In figuur 2 is de gemiddelde hoeveelheid zonnestraling die in Europa en Noord-Afrika wordt ontvangen weergegeven.
47
Figuur 2 Inkomende jaarlijkse hoeveelheid zonnestraling per m2 in Europa (bron: PVGIS, European Communities, http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/)
Het verschil tussen Nederland en Spanje is niet groter dan ongeveer een factor 2. Dit betekent wel dat het toepassen van zonne-energie in Spanje op dit moment 2x zo goedkoop is dan toepassing in Nederland, er vanuit gaande dat alle andere factoren hetzelfde zijn. De verwachting voor de kosten van zonne-energie in de loop van de tijd variëren natuurlijk, maar over het algemeen zijn mensen het daar wel over eens. De opwekkosten van zonnestroom in 2010 zitten in Nederland tussen de 20 en 30 cent per kWh. De meeste mensen betalen nu zo‟n 20 tot 25 cent per kWh voor conventionele stroom. Dat betekent dat zonne-energie nog slechts marginaal duurder is dan conventionele energie. Ik schat dat over een jaar of 2 een punt wordt bereikt waarbij het opwekken van stroom met behulp van zonnepanelen op je eigen dak net zoveel kost als het inkopen van stroom van het energiebedrijf voor een gewone consument in Nederland. Wanneer je er rekening mee houdt dat de stroom uit het stopcontact waarschijnlijk duurder gaat worden in de komende 15 tot 20 jaar, dan zou je kunnen zeggen dat een investering in zonne-energie veilig is. In financiële termen zou je kunnen spreken van “hedging”, het jezelf indekken tegen toekomstige prijsstijgingen. Op die manier zou je ook naar zonne-energie kunnen kijken. De verwachting is dat de prijs voor zonne-energie in 2020 in Nederland ruwweg tussen de 10 en 15 cent per kWh zit. In 2030 zal de prijs wellicht onder de 10 cent per kWh zakken. Dat betekent dat zonneenergie op dat moment niet alleen kan concurreren met de prijzen die een consument betaalt, maar ook met de prijzen die bedrijven en andere grootgebruikers van stroom betalen. Op de nog langere termijn kan zonne-energie concurreren met alle energiebronnen die we op dit moment kennen. Zeker wanneer we rekening houden met de kosten die gepaard gaan met klimaatverandering of beveiliging van de beschikbaarheid van fossiele energie.
48
De boodschap is dus dat zonnestroom binnenkort kan concurreren met stroom uit het stopcontact. Over 10 jaar kan zonnestroom concurreren met stroom voor bedrijven. Op het moment dat u zonder extra subsidie de zonnepanelen kunt terugverdienen, dan gaat er toch iets gebeuren. Op dit moment is er geen subsidie op zonnepanelen in Nederland. Wel is het zo dat wanneer u via uw eigen zonnepanelen stroom levert aan het elektriciteitsnet, u in feite de stroom die u levert mag verrekenen met de stroom die u afneemt. Dit heet salderen. Wanneer u op jaarbasis zowel 3000 kWh verbruikt als levert, dan is uw nettoverbruik nul en hoeft u dus ook niets te betalen. Dit is toegestaan in Nederland. Dit is een manier om in de loop van de tijd uw installatie terug te verdienen. Over een paar jaar zullen zonnepanelen voor eigen gebruik in grote delen in Europa toegepast gaan worden. De verwachting is vervolgens dat de markt alleen nog maar sneller zal gaan groeien. Zonne-energie staat erom bekend dat het een variabel aanbod heeft. Wanneer de zon schijnt kun je stroom opwekken en als de zon niet schijnt kun je geen stroom opwekken. Het zou om die reden lastig zijn om met behulp van zonne-energie het elektriciteitsnet te voeden en daar een betrouwbaar systeem op te bouwen. Duitsland heeft daar veel ervaring mee. Het stroomverbruik vertoont gedurende de dag een piek die voornamelijk wordt vervuld door fossiele brandstoffen en kernenergie. Wanneer je zonne-energie en windenergie gaat inzetten, dan begin je in feite iets van die piek weg te eten, omdat zonne-energie stroom opwekt op het moment dat er overdag een piek in het verbruik optreedt. Het toevoegen van zonne-energie aan het elektriciteitsnet zorgt voor een netto-afname van het gebruik van fossiele brandstoffen en kernenergie. We noemen dit het “scheren van de piek”. Dit proces verloopt goed voor een bepaalde hoeveelheid stroom, maar het toevoegen van grote hoeveelheden zonnestroom verlaagt niet alleen de piek in het dagverbruik maar zorgt voor concurrentie met fossiele brandstoffen en kernenergie. Dit is in Duitsland een heet politiek debat. Je wilt kolencentrales en kerncentrales eigenlijk niet uitschakelen omdat dat een snelle afschrijving zou betekenen. Je moet in dat geval dus óf de hoeveelheid zonne-energie reduceren óf tot een andere maatregel overgaan. Een voorbeeld van dat laatste zou bijvoorbeeld kunnen zijn het grootschalig opladen van elektrische auto‟s met zonnestroom. Je hoeft deze stroom dan niet meer in het net te stoppen. Een andere maatregel is het slim afstemmen van vraag en aanbod met behulp van slimme elektronica. Zo zijn er talloze voorbeelden te bedenken die vraag en aanbod beter op elkaar afstemmen en zo het probleem van het inpassen van zonne-energie in het elektriciteitsnet reduceert. Er zijn mensen die zeggen dat je zonne-energie wel op moet slaan. Dat is ten dele waar en zal pas over een langere tijd moeten gaan plaatsvinden wanneer het aanbod steeds groter wordt. Tot die tijd kunnen we veel intelligentere, nuttigere en goedkopere maatregelen toepassen dan het botweg opslaan van zonnestroom. Ik vind het debat in Nederland omtrent dit onderwerp soms iets te simplistisch. Discussies en misverstanden Er is een hardnekkige mythe dat het meer energie kost om een zonnepaneel te maken dan dat het paneel tijdens zijn levensduur aan energie oplevert. Er zijn nog steeds gepensioneerde hoogleraren die deze mythe verder verspreiden. De feitelijke situatie echter op dit moment is dat een compleet zonne-energiesysteem op je eigen dak, ongeveer 1,5 tot 3 jaar nodig heeft om die energie op te wekken die het heeft gekost om het systeem te fabriceren en te installeren. De levensduur van zulke systemen bedraagt 20 tot 30 jaar en misschien nog wel langer. Na de eerste 1,5 tot 3 jaar begint het systeem dus netto energie te leveren. Deze beginperiode duurt steeds korter en de
49
verwachting is dat deze periode uiteindelijk rond een half jaar zal liggen. In dat geval is deze beginperiode vergelijkbaar met de beginperiode van een windmolen. Een windmolen verdient de energie in het fabricageproces terug in 3 tot 6 maanden om vervolgens 15 jaar netto energie te leveren. Wat je ook van windenergie vindt, dit is in ieder geval dus geen argument om hier niet in te investeren. Er zijn meer misverstanden en serieuze discussiepunten. Vorig jaar is er in Duitsland een organisatie opgericht genaamd “The Non-Toxic Solar Alliance”. Deze organisatie is van mening dat de zonnepanelen waarin cadmium is verwerkt moeten worden verboden. Dit wordt uiteraard fel weersproken door de fabrikanten van zonnepanelen. Ze hebben hier goede argumenten voor. Cadmium is een bijproduct en wanneer je dat niet zou gebruiken in zonnepanelen zou het wellicht in andere toepassingen worden gebruikt waar het zware metaal niet zo netjes wordt opgeborgen. Dit is dus een veel genuanceerder verhaal dan het domweg verbannen van een giftig element. Dit is een belangrijk debat op dit moment. Ik noemde net al de beschikbaarheid van materialen voor de productie van zonnepanelen en zonnecellen. Dit geldt ook voor windmolens. In generatoren in windmolens, maar ook in motoren in elektrische auto‟s worden materialen gebruikt die schaars zijn. Men ziet de bui al hangen want het is China dat zich op de berg van deze materialen bevindt. Wanneer China de kraan van deze materialen dichtdraait, heeft dat direct effect op de beschikbaarheid en de prijs van deze materialen in de rest van de wereld. We mogen de Chinezen hier eigenlijk dankbaar om zijn want sindsdien maken we nu serieus werk van het zoeken naar alternatieven voor deze schaarse materialen. Er is in Nederland sinds een tijdje een platform materiaalschaarste, waar wordt gekeken naar wat je vanuit duurzaamheidoverwegingen en militair-strategische overwegingen moet doen om te voorkomen dat je straks afhankelijk bent van andere landen voor essentiële materialen. Er zijn een heleboel kleurrijke voorbeelden te geven van materialen en grondstoffen in die categorie. Tenslotte is er ook een associatie opgericht die ten doel heeft alle zonneenergiesystemen te recyclen. Er wordt nu een soort statiegeld gegeven en opgepot. Wanneer een bedrijf vervolgens over 20 jaar niet meer bestaat, dan worden uit een pot de kosten voor de recycling betaald. Dit is een mooi en tevens vrijwillig systeem, maar alle fabrikanten zijn daar inmiddels lid van geworden. Dit is ook een goede trend naar duurzaamheid. Het maatschappelijk draagvlak is ook een onderdeel van duurzaamheid in brede zin. Veel mensen denken dat er weinig maatschappelijk draagvlak is voor windenergie, maar dat iedereen zonne-energie wel ziet zitten. Dit is echter niet het geval. Vooral vanuit bestaande conventionele energiesectoren, zoals de kolenmijnen en kolencentrales, is men bang voor verlies van banen wanneer zonne-energie grootschalig gaat worden toegepast. Hetzelfde zie je met de bruinkoolindustrie in Duitsland. Toch kun je zonne-energie ook verkeerd toepassen. In Tsjechië bijvoorbeeld is in 2009 de markt voor zonne-energie enorm snel gegroeid. Deze groei werd voornamelijk bewerkstelligd doordat mensen door de subsidieregeling, die vrij royaal was, kleinschalige systemen in akkers en weilanden hebben geïnstalleerd. Men dacht hier rijk van te worden door een stuk akker of ander stuk grond te huren en vol te zetten met zonnepanelen. De Tsjechen hebben het nu echter helemaal gehad met zonne-energie. Ze hebben een mooi romantisch landschap dat nu op sommige plaatsen helemaal vol is
50
gebouwd met zonnepanelen. De mensen die werkelijk in deze gebieden wonen hebben er bovendien geen euro aan overgehouden. Andere mensen zijn er rijk van geworden. Het maatschappelijk draagvlak voor zonne-energie is in Tsjechië in ongeveer 3 maanden volledig verschrompeld. De komende 10 jaar hoef je dus geen poging te doen om in Tsjechië te investeren in zonne-energie. Laten we dus voorzichtig zijn en niet denken dat hoe meer zonnepanelen hoe beter. Ik ben er een voorstander van om meervoudig ruimtegebruik toe te passen op zonne-energie. We moeten verstandig omgaan met de schaarse ruimte die we in Nederland hebben. Nederland is een dichtbevolkt land en landschap en open ruimten zijn van grote waarde. Laten we dus niet direct zonnepanelen neerzetten in het open landschap, maar eerst op een nette manier op daken, gevels, boven spoorlijnen en in geluidswallen. Ik kan talloze voorbeelden geven van het prachtig verwerken van zonnepanelen in bestaande constructies zodat niemand er last van heeft. Wanneer meervoudig ruimtegebruik is benut, dan kunnen we het maatschappelijk debat aanzwengelen over het gebruik van zonnepanelen op bijvoorbeeld vuilstortplaatsen of andere plekken. Wat staat ons nog te wachten? Zonne-energie wordt de komende jaren 5 maal zo goedkoop. De opbrengst zal per vierkante meter met een factor 2 toenemen en zonne-energie wordt nog minstens 100 maal zo groot als het vandaag de dag is. De vraag is dus niet of zonne-energie een succes wordt, maar in welke vormen, waar en hoe snel.
51
