Het technisch potentieel van lokale decentrale duurzame energie opwek oplossingen in 2020 literatuur onderzoek November 2012
Inhoud 1. 2. 3. 4.
Inleiding Samenvatting Realisatie overheidsdoelstellingen Technologieën i. Zon PV ii. Zonneboilers iii. Wind iv. Biogas en Biomassa v. Bodemwarmte / energie 5. Potentiele bijdrage decentrale energieoplossingen aan duurzame energie-, CO2 reductie- en energiebesparingsdoelstellingen 6. Bijlagen i. Scenario’s ii. Energieproductie onder diverse scenario’s in PJ iii. Voorwaarden voor groei decentrale technieken iv. Definitie lokaal decentrale energieopwek v. London: “Decentralized energy capacity study”, Een vergelijking met London vi. Bronnen
14-11-2012
eRisk Group
2
Inleiding •
•
•
• •
Het doel van deze studie is te onderzoeken wat het verwachte technisch potentieel van lokale decentrale duurzame energie opwek technieken is in 2020. Deze studie is alleen op bestaande studies gebaseerd. Een uitvoerige bronvermelding van de gebruikte studies is te vinden onder bijlage vi. Ter vergelijking zijn ook enkele studies uit het buitenland meegenomen bij het onderzoek. Van één daarvan zijn de belangrijkste resultaten in een bijlage (v) opgenomen. Met lokaal decentrale duurzame energie wordt energie opwek bedoeld die door particuliere of decentrale overheidsinitiatieven tot stand komen en een maximum capaciteit hebben van 10 MW. Voor wind is een uitzondering gemaakt waar in hoofdstuk wind op teruggekomen wordt. Een lijst met technologieën is in bijlage iv bijgevoegd. Het technisch potentieel is de hoeveelheid energie die geproduceerd dan wel bespaard kan worden rekening houdend met de stand van de techniek en de fysieke mogelijkheden van Nederland, zoals bijvoorbeeld geschikte m2 dakoppervlak (zon PV), geschiktheid van de ondergrond voor WKO en max. PJ die de ondergrond kan leveren voor geothermie per m2. Niet onderzocht zijn de financiële haalbaarheid en eventuele regulatorische issues en andere mogelijke belemmeringen om het technisch potentieel ook daadwerkelijk te realiseren. Er zijn een drietal groeiscenario’s ontwikkeld: • BAU: De huidige marktconsensus • Transitie: Een goed haalbaar scenario met de huidige stand van de technologie • Revolutie: Maximaal gebruik van het technisch potentieel Meer details worden gegeven in bijlage i.
14-11-2012
eRisk Group
3
Samenvatting - 1 • •
•
•
•
Productie Zon PV en Wind 2011-2020
Alle decentrale duurzame energie oplossingen kunnen nog substantieel groeien. De grootste potentie lijkt in Zon PV. Wind op land kan zowel in kleinschalige als in grootschalige projecten voor meer groei zorgen dan in de gangbare scenario’s voorzien. Het onderscheid tussen centrale en decentrale projecten is echter arbitrair. Biogas en biomassa hebben potentie waarschijnlijk alleen tegen relatief hoge kosten en veelal in concurrentie met andere toepassingen. De Nederlandse bodem is zeer geschikt voor WKO installaties. De potentie wordt mogelijk beperkt door de stand van de technologie en de mogelijke interferentie tussen projecten onderling. Daarnaast heeft geothermie mogelijk ook een groot potentieel. Zonneboilers lijken een behoorlijk potentieel te hebben hoewel in absolute aantallen de geproduceerde PJ’s laag blijven. 14-11-2012
Productie bruikbare energie 2011-2020 biogas
vaste biomassa
Ontwikkeling bodem- en buitenwarmte 2011-2020
eRisk Group
4
Samenvatting - 2 •
•
•
Decentrale duurzame energie opwek kan onder het transitiescenario bijna 9% van de totale finale energievraag in Nederland voorzien (is 2,207 PJ in 2020, PBL /ECN 2012), hetgeen overeenkomt met 10% van de totale primaire energievraag in Nederland voorzien, wanneer de totale primaire energievraag rond de 3,500 PJ geschat wordt. Decentrale duurzame energietechnologieën hebben een enorme potentie. Voor een aantal lijkt ook de economische haalbaarheid hoog. Hoewel de terugverdientijden aanzienlijk kunnen zijn, zijn zowel warmtepompen, WKO installaties en zon PV rendabel zonder subsidies. De verwachtingen van de bijdragen aan de duurzaamheidsdoelstellingen van de overheid voor 2020 moeten waarschijnlijk drastisch naar boven bijgesteld worden. Of decentrale energie technologieën een substantiële bijdrage kunnen leveren is derhalve niet de vraag. Wel in hoeverre dit binnen het huidige kader van regelgeving en vergunningverleningstrajecten is te realiseren en in hoeverre de technologieën in onderlinge samenhang hun volle potentieel kunnen realiseren.
14-11-2012
eRisk Group
Transitiescenario (t.ov. finale energivraag)
Transitiescenario (t.o.v. primaire energievraag)
5
Realisatie overheidsdoelstellingen • •
•
• • •
De EU doelstelling voor duurzame energie bedraagt 20% in 2020, volgens het ‘Climate Change and Energy Package 20-20-20 by 2020’. De bijdrage van Nederland in deze doelstelling omvat ongeveer 14% met betrekking tot de totale energievraag, hetgeen neer komt op ongeveer 35% voor het aandeel in de elektriciteitsproductie. Het aandeel decentrale duurzame elektriciteit bedraagt in het BAU-, Transitie- en Revolutiescenario respectievelijk 8%, 19% en 41%. Deze getallen zijn wel inclusief alle wind op land. De EU doelstelling voor het reduceren van emissies bedraagt 20% in 2020, volgens het ‘Climate Change and Energy Package 20-20-20 by 2020’. De Nederlandse bijdrage aan de non-ETS doelstelling is 16%. Binnen het ETS is de EU reductiedoelstelling 20%. De CO2–reductie realisaties (ten opzichte van 213 Mt CO2-equivalent in 1990) bedragen in het BAU-, Transitieen Revolutiescenario respectievelijk 4,2%, 7,6% en 14,6%.
Bijdrage decentrale duurzame elektriciteit in 2020
Target (35%)
De CO2–reductie in 2020 t.o.v. 1990 Target (20%)
Bron: Team analyse
14-11-2012
eRisk Group
6
Realisatie overheidsdoelstellingen: energiebesparing • •
•
De onderzochte technologieën worden alle geschaard onder opwek en daarmee dus niet onder besparing. Het is echter aannemelijk dat een aantal decentrale duurzame installaties impliciet bijdragen aan de besparingsdoelstelling aangezien ze niet correct worden opgenomen in de statistieken voor duurzame opwek. In het transitiescenario, draagt decentrale duurzame energie opwek door zon en bodemwarmte ongeveer 11% bij aan de totale besparingsdoelstelling indien deze niet als opwek worden geregistreerd.
14-11-2012
eRisk Group
7
Technologieën
14-11-2012
eRisk Group
8
Zon PV
14-11-2012
eRisk Group
9
Ontwikkelingen zon PV • •
•
•
1) 2)
Momenteel is het opgesteld vermogen ongeveer 145 MW1 echter bestaat er grote onzekerheid en lopen serieuze schattingen uiteen van 200-300 MW (Wim Sinke). De potentie is enorm. Ter illustratie, indien het Markerwaard met zonnepanelen zou worden overdekt levert dat al bijna net zoveel elektriciteit op als Nederland jaarlijks verbruikt. De capaciteit zou ongeveer 110 GW zijn, de mogelijke jaarlijkse productie ongeveer 95 TWh. Vanzelfsprekend is er dan nog wel een groot probleem met het afstemmen van vraag en aanbod. In diverse studies is onderzocht hoeveel dak oppervlak er in Nederland beschikbaar is voor zon PV en hoe groot de groei percentages zouden kunnen zijn per jaar. Ook in andere landen zijn vergelijkbare studies gedaan waardoor een goede sanity check mogelijk is. Voor alle berekeningen is als uitgangspunt een nu gangbare zon PV installatie aangenomen die tegen normale marktprijzen leverbaar is2 (157 Watt/m2, 867 uren per jaar, 136 kWh per jaar per m2).
Historie ontwikkeling Zon PV en huidige marktconsensus tot 2020
Aanname project Leveranciersverplichting (mei 2012) Zie bijvoorbeeld de website www.metdezon.nl
14-11-2012
eRisk Group
10
Potentieel zon PV •
•
•
Het Planbureau voor de Leefomgeving heeft in 2011 een ruimtelijk energiemodel voor de gebouwde omgeving ontwikkeld (Vesta). In het kader van dit model is veel data verzameld en onderzocht, waaronder opnieuw de beschikbare hoeveelheid dakoppervlak welke geschikt is voor zon PV. Binnen dit model wordt verondersteld dat per huishouden gemiddeld 10 m2 geschikt is voor zon PV. Hierbij is het aantal huishoudens gecorrigeerd voor verschillende type woningen, zoals flats. Dit levert een relatief laag getal op voor beschikbare dakoppervlakte per huishouden. Echter voor de utiliteit sector wordt juist een veel hoger getal berekend dan in vergelijkbare onderzoeken. Voor de glastuinbouw wordt geen oppervlakte aangenomen. Om de tabel toch compleet te maken is de totale dakoppervlakte van de glastuinbouw erbij vermeld.
14-11-2012
Vesta Model Huishoudens (max 10m2) Glastuinbouw Utiliteit Totaal
km2 60 103 356 519
Alternatieve berekeningen • Diverse studies hebben in het verleden een inschatting proberen te maken van het beschikbare dakoppervlak in Nederland. • Er lijkt geen eenduidige methode te bestaan voor het berekenen van het potentieel. • Er zijn inschattingen van ECN (897 km2) en de IEA (357 km2) uit 2004 resp. 2001. • Daarnaast wordt ter illustratie nog het scenario weergegeven indien de gehele Markerwaard zou worden bedenkt met zonnepanelen (700 km2). • ECN maakt in een studie uit 2011 een andere inschatting: 343 km2 op daken van huizen en gevels in 2050 (ter illustratie dit staat gelijk aan 1% van het totale Nederlandse land oppervlak).
eRisk Group
11
Resultaten zon PV • • •
•
Het technisch potentieel maakt uiteindelijk meer dan 100 GW zon PV mogelijk. Echter het is niet realistisch te veronderstellen dat een dergelijke omvang de komende 8 jaar kan worden bereikt op decentraal niveau. Daarom zijn er drie scenario's gedefinieerd: i. BAU: tot dusver gehanteerde raming, 28% YOY groei. ii. Transitie: een versnelde groei als gevolg van de huidige gridparity voor de consumenten markt. 50% YOY groei. iii. Revolutie: een scenario waar alles op alles wordt gezet om tot maximale groei te komen. 100% YOY groei. De benodigde oppervlakte blijft in alle scenario’s onder de door alle studies berekende minimaal beschikbare oppervlakte. 2 Onderzoek IEA 2001 ECN 2004 ECN 2011 PBL 2011 Revolutie
14-11-2012
km 357 897 343 416 237
Ontwikkeling capaciteit Zon PV 2012 - 2020
Ontwikkeling productie uit Zon PV 2012 - 2020
GW 56 141 54 65 37
eRisk Group
12
Zonneboiler
14-11-2012
eRisk Group
13
Ontwikkelingen zonneboilers • •
• • •
1)
Momenteel levert het opgesteld vermogen 1040 TJ per jaar (inclusief industrie en utiliteit). Zonneboilers zijn in competitie met Zon PV voor het beschikbare dakoppervlak. Een zonneboiler kan per m2 per jaar ongeveer 1,3 GJ warmte leveren. Een gemiddeld systeem gebruikt ongeveer 2,5 tot 3,5 m2. Momenteel worden er ongeveer 10.000 zonneboilersystemen per jaar in Nederland geïnstalleerd. Dit aantal is redelijk stabiel. Indien alle daken van huizen in Nederland voor zonneboilers worden ingezet (7,7 mln. huizen in 2020) zal dit tot een besparing van 1,1 tot 2,6 BCM aardgas per jaar leiden Bijgaande grafiek geeft alleen de ontwikkeling van de zonneboilers bij huishoudens weer.
Historie ontwikkeling Zonneboilers
Zie bijvoorbeeld de website www.metdezon.nl
14-11-2012
eRisk Group
14
Potentieel zonneboilers
• • • •
Het technisch potentieel van zonneboilers is niet specifiek onderzocht. Vaak genoemd als één van de mogelijkheden wordt het overschaduwd door andere warmte technologieën zoals WKO. Voor het BAU scenario is dezelfde groei als het gemiddelde van de afgelopen 10 jaar aangenomen. Het Vesta model noemt een scenario waarbij 600.000 huizen van zonneboilers worden voorzien als reëel. Dit is in het transitiescenario aangenomen. Een studie uit 2009 (o.a. Ecofys) voorziet een mogelijke groei tot 2020 naar een productie van 6 PJ. Dat zijn ongeveer 2 mln. boilers. Per jaar moeten dan 400.000 systemen worden verkocht (i.p.v. de 10.000 nu). Dit is als het revolutiescenario aangenomen.
14-11-2012
eRisk Group
15
Resultaten zonneboilers •
•
•
BAU scenario: Dezelfde groei als het gemiddelde van de afgelopen 10 jaar is aangenomen (ongeveer 9%) Transitiescenario: Het Vesta model noemt een scenario waarbij 600.000 huizen van zonneboilers worden voorzien als reëel. Daarnaast wordt 0,5 PJ verondersteld in de utiliteit. Revolutiescenario: Een studie uit 2009 (o.a. Ecofys) voorziet een mogelijke groei tot 2020 naar een productie van 6 PJ. Dat zijn ongeveer 2 mln. boilers. Per jaar moeten dan 400.000 systemen worden verkocht (i.p.v. de 10.000 nu).
14-11-2012
eRisk Group
Ontwikkeling capaciteit Zonneboilers 2012 - 2020
16
Wind
14-11-2012
eRisk Group
17
Ontwikkelingen decentraal wind (10MW of onder) •
•
•
Lokaal decentrale windenergie zijn windparken van 10 MW en kleiner waarvoor vergunning en subsidie losstaat van andere aanvragen. Zo wordt er subsidie en/of vergunning voor sommige grote parken worden aangevraagd in delen van 7,5 MW. Dit is bijvoorbeeld het geval voor het windpark gepland op de Noordoostpolder. Voor bestaande parken geldt dit soms ook. Echter dit betekent niet dat deze (deel)parken onder de definitie van dit onderzoek als lokaal decentraal kunnen worden aangemerkt. Als onderdeel van de laatste Voornemen Opstelling Windenergie valt de coördinatie voor parken > 100 MW onder de verantwoordelijkheid van de Rijksoverheid. Recent nieuws (zoals de positie van Noord-Holland) laat zien dat Provincies niet altijd constructief staan tegenover de ontwikkeling van kleinere windparken in hun gebied. Voor wat betreft het gerealiseerde vermogen is gedifferentieerde informatie beschikbaar. Volgens de Rijksoverheid droegen de lokaal decentrale windparken (< 10 MW) een totaal van 1,9 TWh bij in 2011 (bron: database w-i-n-d.nl), hiervan was 182 GWh afkomstig uit parken kleiner dan 1 MW. 14-11-2012
eRisk Group
Ontwikkeling nieuwbouw decentraal wind vs. totaal
18
Potentieel decentraal wind (10 MW minder) Decentrale karakter lastig vast te stellen • Het potentieel decentrale windenergie is lastig te onderscheiden van het totaal potentieel voor wind op land. De informatie wordt ook niet eenduidig gerapporteerd. • In de SDE rondes zijn een aantal kleinere parken geselecteerd, in totaal 264,8 MW (2008-2010). Het is de verwachting dat de parken die door de eerste rondes van SDE+ kwamen ook relatief kleinere parken zullen zijn met alternatieve financieringsbronnen. Er is echter geen informatie beschikbaar over het decentrale karakter. • Bosch en van Rijn differentieert tussen kleine en grote parken. Projecten onder 6 MW worden echter niet meegeteld: in de range 6-10 MW wordt op dit moment 472,5 MW ontwikkeld, in verschillende stadia van ontwikkeling (voor een aantal parken wordt de vergunning pas 2018 aangevraagd). Voor de parken kleiner dan 6 MW, zijn de SDE ronde uitslagen aangenomen: 154,2 MW. In totaal is de pijplijn ongeveer 626,7 MW oftewel een productie van ongeveer 1,4 TWh. 14-11-2012
Zoekgebieden: revolutie scenario • Op initiatief van de Rijksoverheid is gezocht per zoekgebied naar animo voor het ontwikkelen van windparken langs “windlijnen”. Deze lijnen gaan dwars door gemeentes/provincies heen. Voor de meeste initiatieven gaat het om parken waarbij turbines van 2 MW op een afstand van 8 km worden geplaatst. • Een aantal van de initiatieven betreffen snelwegen, havens en/of een grootschalige ontwikkeling op het Flevomeer, deze zijn afgetrokken van het totaal. Het totaal is dan 6,5 GW. De mate van overlap met de cijfers van NWEA en de Provincies is niet duidelijk. Het gaat in ieder geval om een verschil van minimaal 2.6 GW ten opzichte van de al ruim genomen schattingen van NWEA. Microwind • Wat betreft microwind is de verwachting dat er maximaal 50.000 van dergelijke molens in 2020 geplaatst zullen zijn, goed voor ongeveer 100 GWh productie per jaar. eRisk Group
19
Resultaten wind •
• •
•
Het technisch potentieel voor wind op land is 12-15 GW. Op decentraal niveau is er sprake van een additioneel vermogen van 6 GW (volgens de zoekgebieden en de inventaris van Guldenlijn). Echter is het niet realistisch te veronderstellen dat een dergelijke omvang de komende 8 jaar kan worden bereikt op decentraal niveau. Er zijn drie scenario's gedefinieerd: i. BAU: vertrekpunt is Projectboek Bosch en van Rijn, 10% YOY groei, geen leveranciersverplichting ii. Transitie: een versnelde groei als gevolg van geïntensifieerd werk door provincies en gemeentes (NWEA scenario). iii. Revolutie: een scenario waar alles op alles wordt gezet om tot maximale groei te komen. Dit betekent voornamelijk dat vrijwel alle zoekgebieden worden benut. Revolutie scenario veronderstelt dat er drastische veranderingen op het gebied van vergunningen en bestuursrechtelijke procedures worden doorgevoerd. Ook de financiering zal een uitdaging zijn gezien de vereiste bedrijfseconomische constructies. 14-11-2012
eRisk Group
Scenario’s wind centraal en decentraal
20
Revolutie: op basis van zoekgebieden •
•
Zoekgebieden voor windenergie zijn die gebieden in een gemeente die in principe geschikt zijn voor de bouw van een windpark. Volgens Guldenlijn worden bij voorkeur deze gebieden ontwikkeld volgens windlijnen. Dit voornamelijk om rekening te houden met bezwaren ten aanzien van het landschap. Dit betekent dat windmolens/parken op een gemiddelde afstand van 8 km moeten staan. Op initiatief van de Rijksoverheid is gezocht per zoekgebied naar animo voor het ontwikkelen van windparken langs “windlijnen”. Deze lijnen gaan dwars door gemeentes/provincies heen. Voor de meeste initiatieven gaat het om parken waarbij turbines van 2MW op een afstand van 8km worden geplaatst. Potentieel windenergie: verschillende schattingen per provincies Gerealiseerd Onderhanden
Add. Provincies
Add. NWEA
Add. Guldenlijn
Add. Burger
Groningen
357
283
388
449
450
450
Friesland
156
147
17
536
660
660
Drenthe
1
291
199
508
357
357
Overijssel
6
77
74
69
747
747
Flevoland
614
681
117
859
3651
51
Gelderland
36
73
66
100
783
783
Utrecht
9
35
41
58
267
267
Noord-Holland
293
492
194
318
498
498
Zuid-Holland
246
370
14
446
1512
771
Zeeland
205
247
92
399
527
527
Brabant
71
270
156
177
1467
1362
Limburg
6
28
24
18
33
33
2000
2994
1382
3937
10952
6506
14-11-2012
eRisk Group
NB: en aantal van de initiatieven betreffen snelwegen, havens en/of een grootschalige ontwikkeling op het Flevomeer, deze zijn afgetrokken van het totaal om tot een inschatting te komen van kleine parken. Het totaal is 6,5 GW. De mate van overlap met de cijfers van NWEA en de Provincies is niet duidelijk uit de cijfers te halen. Het gaat in ieder geval om een verschil van minimaal 2,6 GW ten opzichte van de al ruim genomen schattingen van NWEA.
21
Biogas en Biomassa
14-11-2012
eRisk Group
22
Huidige situatie bio-energie • •
• • • •
•
De totale productie van bio-energie is gestegen van 44 PJ naar 56 PJ tussen 2006 en 2012. Voor bio-energie kan onderscheid worden gemaakt: • Bij- en meestook (centraal, > 10 MW). • Groene energie uit AVIs (centraal, > 10 MW). • Vaste biomassa: Verbranding van ‘droge’ biomassa in houtkachels en overige verbranding (centraal en decentraal). • Biogas: Vergisting van ‘natte’ biomassa (decentraal). Bij- en meestook van, met name geïmporteerde, biomassa vindt voornamelijk plaats in kolencentrales en wordt niet verder behandeld. AVIs worden verder niet meegenomen aangezien het ook centrale opwek behelst. De totale bijdrage van bio-energie aan elektriciteitsproductie in 2011 was 25 PJ (7 TWh, 6% van het totaal). Bio-energie droeg in de warmteproductie 29 PJ bij (2% van totale warmtevraag) waarvan houtkachels bij huishoudens de grootste bijdrage (50%) levert. Groengas speelt op dit moment nog een relatief kleine rol (nog geen 1% van de voorziene productie van hernieuwbare energie in 2020. 14-11-2012
eRisk Group
Totale bijdrage energie per techniek uit biomassa in 2006 en 2011
Totale bijdrage energie uit biomassa per energiedrager in 2011
Bron: Agentschap 2011, CBS hernieuwbare energie 2011
23
Beschikbaarheid van soorten biomassa per techniek • • • •
Beschikbare biomassa voor energie in 2009 en 2020
De huidige opwek van energie uit biomassa is gebaseerd op het CBS (2012). De (maximale) beschikbaarheid van biomassastromen is gebaseerd op rapporten van SenterNovem (2009) en Agentschap NL (PWC, 2011). De verwachting is dat de biomassa beschikbaar voor energieproductie zal toenemen van 100 PJ in 2011 tot ruim 150 PJ in 2020. Verklaring biomassasoorten: • Mestvergisting: Vergisting van dierlijke mest uit de intensieve pluimvee- en veehouderijen. • Land-,tuin- en bosbouw: Gewasresten uit land -en tuinbouw en houtresten uit bosbouw. • RWZI: Slib uit riool- en afvalwaterzuiveringsinstallaties. • Rest- en afvalhout: hout uit de houtindustrie en de bouw. • VGI: Afval uit de voedings- en genotsmiddelen industrie zoals vetten en oliën. • GFT: Groente-, fruit- en tuin afval. • Berm: Bermgrassen. • Overige afval: Restafval uit landbouw papierslib, B-hout Bron: SenterNovem 2009 en Agentschap/PwC 2011 restfractie industrie afval. 11/14/2012
eRisk Group
24
Methodologie voor potentieel beschikbare biomassa technieken < 10 MW •
•
•
•
Beschikbare biomassa voor energie naar eindgebruik in 2020
Uitgangspunt van de analyses is de huidige opwek van energie uit biomassa en de mogelijke groeivoet, op basis van historische data en rapporten van SenterNovem (2009) en AgentschapNL (PWC 2011), gegeven de beschikbaarheid van biomassastromen. De analyse maakt het volgende onderscheid tussen de gebruikte biomassastromen: 1) Biogas: ‘Natte’ biomassa die wordt vergist tot biogas en vervolgens wordt ingezet voor de energieproductie in WKK’s en voor de productie van groen gas, 2) Vaste biomassa: ‘Droge’ biomassa die direct wordt ingezet voor de energieproductie in WKK’s of houtkachels. Vervolgens is er een inschatting gemaakt hoeveel elektriciteit, warmte en groen gas (in het geval van biogas) er in de scenario’s met de veronderstelde beschikbare vaste biomassa of biogas kan worden gegenereerd. Voor overige biomassa verbranding is er alleen gekeken naar decentrale WKK’s (<10 MW). Aangenomen is dat 50% van de totale beschikbare biomassa voor overige verbranding beschikbaar is voor decentrale WKK’s.
Bron: SenterNovem 2009 en Agentschap/PwC 2011
11/14/2012
eRisk Group
25
Ontwikkelingen biogas •
•
• •
• •
•
Ontwikkeling van biogas
Biogas wordt opgewekt met verschillende type installaties, zoals stortgas, (mest)vergisters en (riool)waterzuiveringinstallaties. Het aantal vergistinginstallaties is de afgelopen jaren flink toegenomen vooral de mestvergisters vanwege de relatief eenvoudige aanvraagprocedure. Het aandeel stortgas neemt gestadig af en zal in de toekomst verdwijnen door afbouw van afval-stortplaatsen. Het opwaarderen van biogas tot groen gas (aardgas kwaliteit) speelt nu nog een relatief kleine rol en loopt zelfs terug omdat het meeste groen gas bij stortplaatsen wordt geproduceerd. Het niet opgewaardeerde biogas wordt vooral decentraal voor elektriciteit- en warmteproductie gebruikt. In de SDE+ van maart 2012 is 1,4 miljard toegezegd voor 52 projecten waarmee 0,25 BCM per jaar voor 12 jaar groen gas zou kunnen worden gemaakt. Het is niet duidelijk hoeveel projecten gerealiseerd gaan worden. In 2011 werd volgens het CBS in totaal 8,7 PJ aan biogas (circa 275 mln. Nm3) afgenomen. Groen gas vormt daar ongeveer 1 PJ van.
1 PJ ongeveer 31,6 mln m3 gas 1 PJ ongeveer 0,28 TWh
Bron CBS 2012
14-11-2012
eRisk Group
26
Potentieel biogas • • • • •
• •
De rapporten van SenterNovem, Agentschap en PwC tonen aan dat dat er voldoende biomassa is in NL om 56 PJ biogas te produceren. Dit kan toenemen naar 61 PJ indien natuur- en bermgras worden toegevoegd aan de lijst voor toelatebare bronnen voor de productie van biogas. Stortgas zal geen bijdrage leveren voor de productie van biogas in 2020. VGI, GFT en RWZI vormen ongeveer 30% van de het potentiele biomassa voor biogasproductie in 2020. VGI, GFT en RWZI zijn relatief goedkoop, maar zijn ook geschikt voor alternatieve doeleinden zoals biomassa bijstook en compostering. De beschikbaarheid van biomassa hangt sterk af van mest (co)-vergisting en beschikbare co-substraten. Op basis van een gemiddelde productie van 69 TJ per installatie zijn er in 2020 ongeveer 890 installaties nodig om het maximaal potentieel aan biogas te realiseren.
Beschikbare biomassa voor vergisting in 2009 en 2020
Bron SenterNovem 2009 en Agentschap/PwC 2011
14-11-2012
eRisk Group
27
Resultaten biogas • • •
•
•
Het technisch potentieel in 2020 is ongeveer 61 PJ aan biogas. Dit biogas moet nog worden omgezet in elektriciteit en warmte of in groen gas. In lijn met het rapport van SenterNovem wordt 50% van biogas uit mest omgezet in groengas en 50% decentraal ingezet en in WKK’s omgezet warmte en elektriciteit. Scenario’s: i. BAU: Jaarlijkse groei van 5%. ii. Transitie: Jaarlijkse groei van 10%. iii. Revolutie: Het maximaal potentieel aan biogas wordt gerealiseerd in 2020. De makkelijkste en goedkoopste projecten worden snel gerealiseerd maar het vergt meer tijd om het potentieel volledig te benutten. Vandaar dat er wordt aangenomen dat het groeipad de vorm van een S-curve heeft. In het revolutie scenario wordt in 2020 het maximaal potentieel aan 61 PJ biogas omgezet in 32 PJ aan bruikbare energie: • 10 PJ Elektriciteit (2.7 TWh, of 416 MW vermogen). • 12 PJ Warmte. • 10 PJ Groen gas (0.3 BCM). 14-11-2012
eRisk Group
Productie bruikbare energie uit biogas 2011-2020
Productie bruikbare energie uit biogas naar eindverbruik in 2020
0.32 BCM 0.24 BCM 0.15 BCM 1.3 TWh 230 MW
2.0 TWh 345 MW
2.7 TWh 480 MW
Bron: Team analyse
28
Ontwikkelingen vaste biomassa • • •
• •
• •
Houtkachels droegen 3% bij aan de warmteproductie in 2011. De andere technieken laten een stabiele tot negatieve bijdrage aan de elektriciteit en warmte productie zien Houtkachels bij huishoudens betreft ca. 800.000 sfeerkachels. De verkoop van de kachels ligt rond de 15.000 kachels per jaar. Houtkachels bij bedrijven staan voornamelijk bij de houtverwerkende industrie (ca. 1.100 installaties van ca. 100 kW tot 2 MW). De overige verbranding in bio-wkk is licht gegroeid tot 2009 en vervolgens weer afgenomen. Deze ontwikkelingen zijn sterk afhankelijk van subsidies. De grafiek toont de ontwikkelingen van overige verbranding voor zowel centraal als decentraal, aangezien het CBS hiervoor geen onderscheid maakt. Veel van de biomassa moet worden voorbewerkt alvorens het kan worden gebruikt. Tevens moet veel van de biomassa worden getransporteerd en opgeslagen hetgeen alleen interessant is in grotere bio WKK’s.
14-11-2012
eRisk Group
Energie (warmte en elektriciteit) uit vaste biomassa 2006 - 2011
Bron CBS 2012
29
Potentieel vaste biomassa •
•
•
•
Houtkachels: De sector denkt een groei te kunnen realiseren. Groei in houtkachels wordt vooral verwacht in de vervangingsmarkt en bij landbouwbedrijven, zwembaden en andere grote lokale warmtevragers. De vraag naar houtafval voor bij- en meestook in kolencentrales zal een prijsverhogend effect hebben en het potentieel van houtkachels mogelijk kunnen remmen. Overige verbranding: De bijdrage van overige verbranding kan verzesvoudigen in 2020, vooral de grotere centrales (5 tot 10 MW) als er voldoende subsidies zijn voor deze vorm van energiewinning uit biomassa. De kleinschalige verbranding zal m.b.t. beschikbare en voorbewerkte biomassa moeten concurreren met de grootschalige overige verbranding. Gezien relatief hoge transportkosten en opslagkosten van beschikbare en bruikbare biomassa zullen grotere verbranding installaties beteren groeikansen hebben. De potentielen zijn bepaald op basis van beschikbare biomassa in 2020 (SenterNovem, 2009, Agentschap / PwC, 2011) en op basis van het BTG rapport over biomassa in MRA regio.
Totale energieproductie (E en W) uit vaste biomassa in 2011 en het totale potentieel voor 2020
Potentiele warmte en elektricteitsproductie uit vaste biomassa in 2020
Bron SenterNovem 2009 en Agentschap/PwC 2011, team analyse
14-11-2012
eRisk Group
30
Resultaten vaste biomassa •
• •
Scenario’s: i. BAU: Overige verbranding kent een jaarlijkse groei van 3%. Houtkachels groeien hier niet door. ii. Transitie: Houtkachels en overige verbranding kennen een jaarlijkse groei van respectievelijk 2% en 6%. iii. Revolutie: Het maximaal potentieel aan vaste biomassa wordt gerealiseerd in 2020, zowel voor houtkachels als voor overige verbranding. De makkelijkste en goedkoopste projecten worden snel gerealiseerd maar het vergt meer tijd om het potentieel volledig te benutten. Vandaar dat er wordt aangenomen dat het groeipad de vorm van een S-curve heeft. Het maximaal potentieel aan decentrale energie uit vaste biomassa bedraagt 36 PJ. Voor de productie van elektriciteit uit overige verbranding worden in de verschillende scenario’s de volgende opgestelde vermogens gerealiseerd: i. BAU: 110 MW. ii. Transitie: 142 MW. iii. Revolutie: 440 MW.
Productie bruikbare energie uit vaste biomassa 2011-2020
Productie bruikbare energie uit vaste biomassa naar eindverbruik in 2020
0,6 TWh
0,8 TWh
1.5 TWh
Bron: Team analyse
14-11-2012
eRisk Group
31
Bodemwarmte
14-11-2012
eRisk Group
32
Bodemwarmte en buitenwarmte Voor het benutten van warmte uit de bodem/buitenlucht moet onderscheid gemaakt worden tussen warmte uit de ondiepe bodem en buitenlucht (WKO/warmtepompen) en diepe bodem (geothermie):
WKO/warmtepompen: • Bij warmte-koudeopslag (WKO) wordt gebruik gemaakt van het isolerendvermogen van de ondiepe bodem (tot 500 meter diep). • Bij WKO kan onderscheid gemaakt worden tussen open en gesloten systemen: • Open systemen worden veelal toegepast in grotere systemen (flats, kantoorcompexen etc). • Gesloten systemen worden vaak op kleiner niveau toegepast (woningen). • Daarnaast worden warmtepompen, die gebruik maken van de buitenlucht, hier ook onder WKO geschaard.
Open WKO
Geothermie: • Bij geothermie wordt, in tegenstelling tot WKO, direct gebruik gemaakt van de warmte die zich op dieptes vanaf 1.5 km bevindt. • Geothermie is vanwege de hoge initiële kosten alleen geschikt voor zeer grote systemen zoals wijken (warmtenetten) of grootschalige kasbouw.
Gesloten WKO
Bron: ECN, 2009
14-11-2012
eRisk Group
33
Ontwikkelingen bodemwarmte en buitenwarmte WKO • De bijdrage van energie opgewekt uit de bodem en buitentemperatuur is bijna verdrievoudigd in de afgelopen 5 jaar. • WKO is met name toegenomen in grote kantoren aangezien het redelijk rendabel is. • De meeste open systemen staan in Zuid-, Noord-Holland en Noord Brabant. • WKO wordt ook steeds meer toegepast in de glastuinbouw. Geothermie • Geothermie is pas sinds 2008 ingevoerd in Nederland (glastuinbouw) en vormt nog een geringe bijdrage. • In Den Haag worden sinds 2012 de eerste 300 woningen voorzien van geothermie. • De kosten van geothermie zijn grotendeels afhankelijk van de kosten voor het boren en de risico’s die hiermee gepaard gaan. • Om deze risico’s te verzachten heeft de overheid een regeling geïmplenteerd die deze risico’s gedeeltelijk dekt. • Vanaf 2012 komt geothermie in aanmerking voor de SDE-subsidie regeling. • Er zijn 30 projecten ingediend die gezamenlijk 10 PJ per jaar kunnen genereren. 14-11-2012
eRisk Group
Benutting bodemwarmte
Bron: CBS 2012
34
Potentieel WKO • • • • •
Op het eerste gezicht lijkt een groot deel van Nederland geschikt voor WKO. De toepassing van name open systemen wordt beperkt doordat naburige systemen met elkaar kunnen interferen. Verder is WKO relatief slecht toepasbaar in bestaande systemen. Gesloten systemen kennen het probleem van interferen niet maar deze worden gekenmerkt door een lagere efficiëntie hetgeen ook een beperking kan vormen voor de toepassing. De inschattingen voor het potentieel lopen redelijk uiteen: • CE (2010) raamt het maximaal potentieel voor WKO op 70 PJ in 2020. • ECOFYS (2009) schat het potentieel voor hybride warmte pompen (incl WKO) op 64 PJ in 2030. • PBL (2012) raamt het maximaal potentieel voor WKO/warmtepompen op 80 PJ in 2050. • DE-koepel (2007) komt echter in haar visie met een relatief lage schatting voor 2020 (28 PJ) maar met een relatief hoge schatting voor 2050 (150 PJ). • MNP schat het WKO potentieel op 10-30 PJ in 2040. • ECN/PBL (2010) raamt het potentieel voor WKO op 25 PJ in 2020. 14-11-2012
eRisk Group
Geschikt- zeer geschikt Matig geschikt
Bron: Vesta ruimtelijk energie model voor de gebouwde omgeving, Planbureau voor de Leefomgeving, 2012
35
Potentieel geothermie •
•
• •
Het is nog onbekend of grote delen van Nederland geschikt zijn voor geothermie. In de nog nauwelijks onderzochte gebieden bevinden zich een aantal grote stadsverwarmingsprojecten (Amsterdam-Almere, Utrecht) waar geothermie relatief makkelijk is in te passen in het bestaand warmtenet. Verder is er nog weinig ervaring met geothermie in Nederland: - Eerste installatie in Nederland werd ontwikkeld in de glastuinbouw in 2008. - In Den Haag worden sinds 2012 de eerste 300 woningen voorzien van geothermie. Het potentieel van geothermie is daarom nog moeilijk in te schatten. De inschattingen voor het potentieel lopen dan ook zeer uiteen: - CE (2010): max potentieel op 30 PJ in 2020. - PBL (2012): max op 80-125 PJ in 2050. - DE-koepel (2007): 15 PJ (2020) en 60 PJ in 2050. - Het MNP (2009): max potentieel op 11 PJ in 2020 en 2550 PJ in 2050. 14-11-2012
eRisk Group
Kans (%) 0-10 10-30 30-50 50-70 Meer dan 70 Onbekend
Bron: Naar een duurzamere warmte voorziening van de gebouwde omgeving 2050, Planbureau voor de Leefomgeving, 2012
36
Resultaten bodemwarmte en buitenwarmte •
Het potentieel voor bodemwarmte en buitenwarmte is moeilijk in te schatten gezien een groot aantal onbekenden: - Mogelijke beperkingen voor WKO door interferentie met andere projecten en problemen met inpasbaarheid. - Geringe ervaring met geothermie, risico’s met boren en beperkte informatie over toepasbaarheid. • Er zijn drie scenario's gedefinieerd: i. BAU: WKO groeit lineair op dezelfde voet verder als tussen 2007 – 2011, wat neerkomt op 16 PJ in 2020 hetgeen gelijk is aan de lage schattingen van het potentieel in de diverse studies. De 30 geothermieprojecten (SDE) zijn uitgevoerd in 2020 en genereren in totaal 10 PJ per jaar. ii. Transitie: De helft van het WKO potentieel van 70 PJ, zoals geïdentificeerd door CE en Ecofys, wordt gerealiseerd in 2020. Het potentieel voor geothermie is 20 PJ in 2020, een verdubbeling ten opzichte van de 30 SDE-projecten en in lijn met de lage schattingen gemaakt in de diverse studies. iii. Revolutie: Geothermie groeit versneld naar 80 PJ door de aanleg van diverse warmtenetten. WKO draagt 70 PJ bij waardoor in totaal 150 PJ aan duurzame warmte wordt opgewekt. Hiermee is Nederland goed op weg naar het maximaal potentieel aan WKO en geothermie van 200 PJ in 2050 (PBL 2012 en DE 2007). 14-11-2012
eRisk Group
Ontwikkeling bodem- en buitenwarmte 2011-2020
Aandeel geothermie en WKO/warmtepomp in bodemen buitenwarmte in 2020
Bron: Team analyse
37
Effecten bodem- en buitenenergie Effect op E-vraag • Voor het opwekken van warmte (en koude) uit de bodem en buitenlucht wordt gebruik gemaakt van een warmtepomp. • Een warmtepomp verbruikt elektriciteit en leidt dus tot een additionele elektriciteitsvraag (er is gerekend met een gemiddelde COP van 4): - BAU: warmtelevering 26 PJ (7.2 TWh) => additionele E-vraag van 1.8 TWh. - Transitie: warmtelevering 55 PJ (15.3 TWh) => additionele E-vraag van 3.8 TWh. - Revolutie: warmtelevering 150 PJ (41.7 TWh) => additionele E-vraag van 10.4 TWh. • De additionele elektriciteitsvraag (ten opzichte van BAU scenario) wordt in meerdering gebracht op de Nederlandse elektriciteitsvraag in Nederland zoals gemodelleerd in PPSGen: - BAU: 0 TWh, Transitie 2.0 TWh en Revolutie 8.6 TWh. - Verondersteld dat het patroon gelijk is aan die van de elektriciteitsvraag in Nederland.
CO2 reductie • Gebaseerd op gevolg van verdringing inzet gasgestookte ketels (referentie efficiëntie 90%). • CO2 emissies als gevolg van additionele E-Vraag worden berekend door model (PPSGen).
14-11-2012
eRisk Group
38
Potentiele bijdrage decentrale energie aan duurzame energiedoelstellingen •
•
•
•
•
De totale productie aan decentrale elektriciteit is in het BAU-, Transitie- en Revolutiescenario respectievelijk 11,1 TWh, 26,2 TWh en 58,5 TWh. Deze getallen zijn wel inclusief alle wind op land en exclusief extra verbruik door genereren van warmte uit de bodem en de buitenlucht. Op de totale vraag zoals ingeschat voor 2020 (134 TWh), bedraagt het aandeel decentrale duurzame elektriciteit in het BAU-, Transitie- en Revolutiescenario respectievelijk 8%, 19% en 41%. De EU doelstelling voor het duurzame energieproductie bedraagt 20% in 2020, volgens het ‘Climate Change and Energy Package 20-20-20 by 2020’. De bijdrage van Nederland in deze doelstelling omvat ongeveer 16% met betrekking tot de totale energievraag hetgeen neer komt op ongeveer 35% voor het aandeel in de elektriciteitsproductie. Ten opzichte van het BAU scenario is de extra productie duurzame elektriciteit voor het transitie scenario: 15,1 TWh (11,2%), en voor het revolutie scenario: 47,4TWh (33,8%).
Decentrale duurzame elektriciteitsproductie naar bron in 2020
Bron: Team analyse
14-11-2012
eRisk Group
39
Potentiele bijdrage decentrale energie aan CO2 doelstellingen • •
• • •
De totale emissiereductie is in het BAU-, Transitie- en Revolutiescenario respectievelijk 9,0, 16,2 en 31,2 Mt. Ten opzichte van de emissies in 1990 (213 Mt), bedraagt het CO2 reductie potentieel voor decentralee energie in het BAU-, Transitie- en Revolutiescenario respectievelijk 4,2%, 7,6% en 14,6%. De EU doelstelling voor het reduceren van emissie bedraagt 20% in 2020, volgens het ‘Climate Change and Energy Package 20 20 20 by 2020’. De bijdrage van Nederland in deze reductiedoelstelling omvat ook ongeveer 20%. Emissiereductiepotentieel, ten opzichte van BAUscenario, bedraagt respectievelijk 7,3 Mt (3.4%) and 22,2 Mt (7,0%) in de transitie- en revolutiescenario.
Emissiereductiepotentieel naar bron in 2020
Emissiereductiepotentieel naar eindgebruik in 2020
Bron: Team analyse
14-11-2012
eRisk Group
40
Lokaal duurzame energie opwek en energiebesparing • •
• •
De onderzochte technologieën worden alle geschaard onder opwek en daarmee dus niet onder besparing. Het is aannemelijk te veronderstellen dat een aantal lokaal duurzame energie installaties zoals zonneboilers, zon PV en warmtepompen waar geen subsidie voor is aangevraagd “buiten” de duurzame CBS statistieken zullen vallen. Het gevolg daarvan is dat ze per saldo zullen worden meegenomen als energiebesparing. De energiebesparingsdoelstelling van de EU is een reductie van 20% in 2020 ten opzichte van het in 2007 geprognotiseerde primaire energieverbruik. Het potentieel voor energiebesparing voor elektriciteit is veel complexer aangezien enkele CO2-maatregelen juist zullen leiden tot een groei in de elektriciteitsvraag (zie bijvoorbeeld warmtepomp, elektrische auto).
14-11-2012
eRisk Group
Bijdrage decentrale duurzame elektriciteit aan besparingsdoelstelling in 2020 onder het Transitiescenario
Indien wordt aangenomen dat de energiebesparingsdoelstelling 1,6% per jaar is en 100% van de lokaal decentraal opgewekte energie met zonneboilers, zon PV en WKO in de besparingsstatistieken terecht komt, zal in 2020 bijna 11% van de energiebesparing afkomstig zijn van energie opwek. In de berekening is het energieverbruik en de energie opbrengst van alle technologieën omgezet naar primair energieverbruik.
41
Bijlagen i. ii. iii. iv. v. vi.
Scenario’s Energieproductie onder diverse scenario’s in PJ Voorwaarden voor groei decentrale technieken Definitie lokaal decentrale energieopwek London: “Decentralized energy capacity study”, Een vergelijking met London Bronnen
14-11-2012
eRisk Group
42
Scenario’s Er zijn voor alle onderzochte technologieën drie scenario’s bepaald: •
Business as usual (BAU): De huidige marktconsensus Hoewel de overheid geen specifieke doelstellingen heeft per technologie zijn daar wel aannames voor te maken. In de eerdere studie die door SQ Consult en eRisk Group is verricht in het kader van de leveranciersverplichting is uitvoerig onderzocht wat het meest voor de hand liggende groeipad is per technologie, zowel centraal als decentraal.
•
Transitie: Een goed haalbaar scenario met de huidige stand van de technologie Bij dit scenario is het uitgangspunt een realistisch succespercentage van de projecten die nu worden voorzien rekening houdend met technische inpasbaarheid. De jaar op jaar groei ligt aanmerkelijk hoger dan onder het BAU scenario, echter is in het verleden al wel gedemonstreerd.
•
Revolutie: Maximaal gebruik van het technisch potentieel Onder dit scenario wordt de maximale potentie van Nederland volledig benut. Met name de samenhang tussen de diverse technologieën zal een grote uitdaging worden.
14-11-2012
eRisk Group
43
Energieproductie onder diverse scenario’s in PJ
Productie in 2020 in PJ BAU Zon PV Wind Biogas Vaste biomassa WKO Zonneboilers Totaal
14-11-2012
2011 0.4 15.7 8.7 18.2 2.5 1.0 46.5
3.3 46.9 15.3 19.1 25.7 2.3 112.5
Transitie Revolutie 2020 11.6 98.6 72.8 96.8 23.4 32.0 23.2 29.9 55.0 150.0 3.3 6.5 189.2 413.8
eRisk Group
44
Voorwaarden groei decentrale technieken Zonder additioneel beleid komen decentrale duurzame energietechnieken moeizaam tot stand en wordt niet het gehele potentieel gerealiseerd. Een aantal van de belangrijkste voorwaarden worden hier aangegeven. • Instandhouden huidige energiebelastingsysteem met hoge tarieven voor kleinverbruikers. • Fiscale stimulering voor technologie met hoge initiële investeringen (bijvoorbeeld zon PV of WKO). • Nieuwbouwwijken, nieuwe bedrijvenparken en industrieterreinen moeten gestimuleerd worden om decentrale technieken zoals bijvoorbeeld WKO, wind of kleinschalige biomassa centrales voor warmte- en elektriciteitsproductie te gaan toepassen. • Lokale netwerkbedrijven moeten gestimuleerd worden om de lokale energie infrastructuur voor de toepassing van decentrale technieken zoals bijvoorbeeld lokale warmte netten, te ontwikkelen. • Lokale netwerken (lage voltage en lage druk netwerken) voor gas en elektriciteit moeten aangepast worden (bijvoorbeeld met opslagsystemen voor duurzame elektriciteit en biogas) om decentrale energiestromen optimaal en efficiënt in te passen of elkaar te versterken bijvoorbeeld biogas WKK als back-up voor zon PV. • De centrale overheid moet bindende afspraken maken met provincies en gemeenten om tot een efficiënte en optimale uitrol van de toepassing van decentrale technieken per regio te komen en potentiële bottlenecks m.b.t. transport of regulering adequaat op te lossen.
11/14/2012
eRisk Group
45
Definitie lokaal decentrale energieopwek Voor de onderzochte technologieën zijn diverse aannames gemaakt. 1. Zon PV en Zonneboilers Er is aangenomen dat alle scenario’s kunnen worden gerealiseerd met behulp van kleinschalige projecten, dat wil zeggen op daken van huizen, kantoorgebouwen, overheidsgebouwen en het midden en kleinbedrijf. Er is daarom geen expliciete grenswaarde vastgesteld, echter deze zal altijd beneden de 10 MW liggen. 2. Wind Voor de historische analyse is 10 MW als bovengrens gebruikt bij de definitie van decentrale wind energie. Dit sluit bijna alle parken uit die door bijvoorbeeld landelijke energieleveranciers zijn gerealiseerd. Deze scheiding is voor de toekomstscenario’s lastiger te maken. Het aangehaalde "Guldenlijn" initiatief spreekt van burgerparticipatie en impliceert kleinere parken. 3. Biogas Er is aangenomen dat alle biogas projecten kleinschalig zijn en daarom <10 MW bedragen. 4. Biomassa AgentschapNL (PWC 2011) schat dat ongeveer 50% van het de totale beschikbare biomassa voor overige verbranding beschikbaar is voor decentrale WKK’s (<10 MW). 5. Geothermie en Warmte Koude Opslag Er is aangenomen dat alle scenario’s kunnen worden gerealiseerd met behulp van projecten bij huizen, wijken, kantoorgebouwen, overheidsgebouwen en het midden en kleinbedrijf. Er is geen expliciete grenswaarde vastgesteld, zeker gezien de capaciteitsbeperkingen per bron. Relatief grootschalige projecten zullen dan ook gebruik maken van meerdere eenheden. 14-11-2012
eRisk Group
46
Vergelijking methoden eRisk
DECC
GLA tailored
Photovoltaic’s
Potentieel wordt bepaald a.d.h.v.: beschikbaar dak en land oppervlak, van huishoudens (gecorrigeerd voor flats; met een gemiddelde van 10m2), glas- en tuinbouw en utiliteits gebouwen en land beschikbaar; en groei percentages.
Stappenplan: bepalen aantal geschikte daken beschikbaar (25% van alle woningen, 40% van alle commerciële gebouwen, en 80% van alle industriële gebouwen); bepalen beschikbaarheid nieuwbouw daken (50%), berekenen potentieel met 2KW voor woningen, 5KW op commerciële gebouwen en 20KW op industriële gebouwen).
Stappenplan: bepalen van de footprint van alle gebouwen; dakoppervlak bepalen met de juiste richting, de invloed van schaduw en andere gebouwen meenemen; beschermde gebouwen en gebieden uitsluiten; en het potentieel berekenen.
Wind turbines
Potentieel wordt bepaald a.d.h.v.: beschikbaarheid land voor parken; windlijnen; beleid en vergunningen.
• Stappenplan: bepalen van windsnelheid in de regio; uitsluiten van gebieden met te lage windsnelheden (< 5m/s); bepalen van fysieke beperkingen voor plaatsen turbines (bijv. vliegvelden); uitsluiten van gebieden waarin niet redelijk zou zijn om windturbines te plaatsen (bijv. oude bosgebieden). • Meegenomen worden turbines ~2,5 MW (hoogte 45m). • De impact van windturbines op residentiële faciliteiten wordt bepaald door te kijken naar de afstand van bebouwde gebieden.
Stappenplan DECC, met de volgende verschillen: • Meegenomen worden turbines ~250 KW (hoogte 45m en 25m). • De impact van windturbines op residentiële faciliteiten wordt bepaald door te kijken naar individuele gebouwen en hun functie. • Toekomstige ontwikkelingen worden meegenomen als (mogelijke) beperkingen, zoals toekomstige woonwijken.
Biomassa
Potentieel wordt bepaald a.d.h.v.: onderscheid tussen ‘vaste stromen’ en ‘biogas’; inschatting hoeveelheid elektriciteit, warmte en groen gas met de beschikbare vaste biomassa (AVI’s en houtkachels) of biogas (uit installaties als stortgas, (mest)vergisters en (riool)waterzuivering) kan worden gegenereerd.
Stappenplan: bepalen van bestaande en toekomstige hoeveelheid feedstock (hoeveelheid biomassa beschikbaar in de regio); bepalen van hoeveelheid biomassa per MW capaciteit benodigd is; en uitsluiten van milieu- en marktbeperkingen op biomassa beschikbaar.
• Stappenplan: bepalen van hoeveelheid beschikbare feedstock; dit omzetten naar primaire energie; beperken van beschikbaarheid naar technische en milieu beperkingen; beperken van beschikbaarheid a.d.h.v. alternatief gebruik; de overgebleven hoeveelheid beschikbare bronnen omzetten naar primaire energie. * Meer dan 98% van biomassa bronnen beschikbaar komt van gemeentelijk, commercieel en industrieel afval, vanwaar het merendeel (41%) uit papier afval bestaat. De overige hoeveelheid, van minder dan 2%, komt uit landbouw en bosbouw afval.
Warmte pompen
Potentieel wordt bepaald a.d.h.v.: onderscheid tussen WKO (open en gesloten systemen) en geothermie (bijv. voor stadsverwarming); bij WKO rekening houden met interferentie en inpasbaarheid; bij geothermie kijken naar bestaande en mogelijke nieuwe warmtenetten.
Stappenplan: bepalen van geschikte gebouwen (75% van alle vrijstaande en semi-vrijstaande gebouwen, 50% van alle rijtjeshuizen en 25% van alle flats); bepalen van toekomstig potentieel (50%); berekenen potentieel met 5KW bij woningen en 100KW bij commerciële systemen.
• GSHP & residentieel: bepaal totaal aan woonplaatsen excl. Flats, bepaal de impact van Londen’s energie prestatie op geschiktheid voor GSHP, bereken potentieel met 5KW voor alle systemen (= 13% van stock). • GSHP & niet-resid.: bepaal totaal aantal commerciële en industriële gebouwen, bepaal geschiktheid van deze gebouwen voor GSHP (5% van comm.; 40% van indust.), bereken potentieel met 100KW. • ASHP & residentieel: aantal woonplaatsen, impact van energieprestatie op geschiktheid, uitsluiten van GSHP. • ASHP & niet-resid.: Commercieel + industrieel, geschiktheid (50%), potentieel ASHP bepalen met uitsluiting GSHP.
14-11-2012
eRisk Group
47
Toepassing GLA methodiek voor Nederland • De Decentralised Energy Capacity studie richt zich op de Greater London Authority (GLA). Klimaat en cultuur (qua afval) van de twee gebieden zijn vergelijkbaar maar fysieke omstandigheden van het ondergrond en bevolkingsdichtheid verschillen. Omdat deze de meeste gedetailleerde studie is die openbaar is, hebben wij de resultaten omgerekend naar de Nederlandse situatie. Vanwege de lastige en bij sommige technologieën soms onvergelijkbare omstandigheden is dit nadrukkelijk alleen ter illustratie bedoeld. • De berekeningen om het potentieel in Nederland uit de getallen van de UK studie te halen is als volgt: (Totaal aan GWh gesteld voor die technologie / 1.572 km2) * 33.718 km2 (Nederland) * 0,1035 (bevolkingsdichtheid in procenten van de bevolkingsdichtheid van GLA) = potentieel in GWh in Nederland per technologie en per methode. Londen & DECC Wind turbines
1,5 TWh (elektriciteit)
Biomassa
Londen & GLA tailored
NL & DECC
NL & GLA tailored
eRisk 2020 scenario’s
4,1 TWh (elektriciteit)
3,4 TWh (elektriciteit)
9,1 TWh (elektriciteit)
BAU: 8,3 TWh, Transitie: 20,2 TWh, Revolutie: 26,9 TWh
3,9 TWh (1,4 TWh elektriciteit; 2,5 TWh warmte)
-
8,7 TWh (energie)
Biogas max. e.: 3 TWh. BAU e.: 0,8 TWh; Biogas max. w.: 12,2 PJ, BAU w.: 3,2 PJ; Biomassa w. max. AVI: 6,5 PJ, Houtkachels.: 53,8 PJ, Overig: 4,2 PJ Biomassa w. BAU. AVI: 4,4 PJ, Houtkachels: 16,7 PJ, Overig: 2,7 PJ
PV
2,6 TWh (elektriciteit)
8,6 TWh (elektriciteit)
5,8 TWh (elektriciteit)
19.039 GWh (elektriciteit)
BAU: 0,9 TWh, Transitie: 3,2 TWh, Revolutie: 22,5 TWh
Warmte pompen
48,5 TWh (13,9 TWh elektriciteit; 34,6 TWh warmte)
41,6 TWh (12,8 TWh elektriciteit; 28,8 TWh warmte)
107,7 TWh (energie)
92,4 TWh (energie)
BAU: 0 TWh, Transitie 4 TWh en Revolutie 17 TWh
14-11-2012
eRisk Group
48
Bronvermelding – 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.
Algemeen: CBS, Hernieuwbare energie in Nederland 2011, 2012 Bio-energie: Agentschap, statusdocument bio-energie in Nederland, 2011 Bio-energie: Agentschap, evaluatie van de vergisters in Nederland, 2011 Bio-energie: Agentschap/PwC, inventarisatie verschillende afzetroutes voor groengas, 2012 Bio-energie: SenterNovem, beschikbaarheid biomassa voor warmte en elektriciteitsproductie in Nederland, 2009 Bio-energie: SenterNovem EWAB marsroutes biomassa, 2004 Bio-energie: BTG, mogelijkheden inzet biomassa voor energieopwekking in de MRA regio 2008 Bio-energie: SER, Biobased Economy in Noord-Nederland, 2010 Warmte: CE, overzicht van het warmtepotentieel in Nederland, 2010 Warmte: DE-Koepel, duurzame warmte & koude, visiedocument, 2007 Warmte: ECN, Duurzame warmte en koude in Nederland, 2009 Warmte: ECOFYS, Duurzame Warmte en koude2008-2020, 2007 Warmte: PBL, Vesta ruimtelijk energie model voor de gebouwde omgeving, 2012 Warmte: PBL, Naar een duurzamere warmte voorziening, 2012 Warmte: MNP productie en opslag van warmte en koude, 2009 Wind: NWEA, Ruimte voor wind op land, visiestuk, Juni 2011 Wind: Agentschap NL, toezeggingen SDE (2009, 2010, 2011) Wind: Bosch en van Rijn, Update Projectboek Windenergie, 2011
14-11-2012
eRisk Group
49
Bronvermelding – 2 19. 20. 21. 22. 23. 24.
Wind: Guldenlijn Initiatief Wind: Klimaat en Energieakkoord voor 2020 Wind: Aanbod Provincies Februari 2011 tav realisatie in 2020 Zon PV: Potentials and Cost for Renewable Electricity Generation, ECN 2003 Zon PV: Naar een schone economie in 2050, Planbureau voor de Leefomgeving en ECN, 2011 Zon PV: ruimtelijk energiemodel voor de gebouwde omgeving, data en methoden, Planbureau voor de gebouwde omgeving, 2011 25. Zon PV: www.metdezon.nl 26. London: ‘Decentralised energy capacity study - Phase 1’ (2011, http://www.london.gov.uk/sites/default/files/DE%20Study%20Phase%201%20report%20%20Technical%20assessment.pdf) 27. London: ‘Renewable and low-carbon energy capacity methodology’ (2010, http://www.sqw.co.uk/file_download/246)
14-11-2012
eRisk Group
50
