Potentieelstudie Provincie Groningen Keuzes voor het energiebeleid van de Provincie Groningen Deel 1. Resultaten veldverkenning 24 juni 2003
Opgesteld door: KNN Milieu BV Zernikepark 6c 9747 AN Groningen tel: 050-5745701 e-mail:
[email protected] Website: www.knnmilieu.nl
2
Inhoudsopgave
SAMENVATTING VELDVERKENNING................................................... 5 1
INLEIDING........................................................................ 9
1.1 1.2 1.3
AANLEIDING ........................................................................ 9 DOELSTELLING VELDVERKENNING ................................................... 9 LEESWIJZER ........................................................................ 9
2
ENERGIE EN KLIMAATBELEID IN GRONINGEN: STAND VAN ZAKEN......11
2.1 2.2
ACHTERGROND ....................................................................11 DE KADERS: HUIDIG ENERGIEGEBRUIK IN DE PROVINCIE GRONINGEN ................13
3
ENERGIEBESPARING: VERKENNING MARKTKANSEN T/M 2010...........17
3.1 3.2
HET TECHNISCH ENERGIEBESPARINGSPOTENTIEEL ..................................17 CONCLUSIES ......................................................................30
4
DUURZAME ENERGIE: VERKENNING MARKTKANSEN T/M 2010 ..........31
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7
INLEIDING .........................................................................31 AANPAK ...........................................................................31 WIND .............................................................................32 ZON ..............................................................................37 BIOMASSA .........................................................................41 OVERIGE ..........................................................................47 CONCLUSIES ......................................................................49
5
VAN TECHNISCH NAAR PRAKTISCH POTENTIEEL ..........................51
5.1 5.2
ENERGIEBESPARING ...............................................................51 DUURZAME ENERGIE ...............................................................52
6
UITGELEIDE.....................................................................59
6.1 6.2 6.3
ENERGIEBESPARINGSPOTENTIEEL...................................................59 POTENTIEEL VOOR DUURZAME ENERGIE ............................................59 TEN SLOTTE.......................................................................60
BIJLAGE: ONDERGRONDSE ENERGIEOPSLAG.......................................63 LITERATUUR............................................................................67
3
4
Samenvatting veldverkenning De beleidsinzet Met de ondertekening van het BANS klimaatconvenant tussen Rijk, IPO en VNG in 2002 is de provincie Groningen een inspanningsverplichting aangegaan voor de uitvoering van het klimaatbeleid. De vraag ligt voor hoe de provincie Groningen conform POP een evenredige bijdrage kan leveren aan de realisatie van de Kyoto afspraken. Om die vraag te beantwoorden is het van belang om inzicht te hebben in de mogelijkheden voor energiebesparing en de implementatie van het duurzame energie potentieel. Bovendien moet duidelijk zijn welke rol de provincie kan spelen in het energie en klimaatbeleid. Met deze kennis kan een strategie worden geformuleerd en kan vervolgens worden vastgesteld op welke onderdelen van het onderzochte potentieel ingezet moet worden om op een efficiënte wijze onze energie- en klimaatdoelstelling te bereiken. Alvorens de uitgangspunten hiervoor te formuleren wordt kort de provinciale uitgangspositie geschetst. De provinciale taakstelling In het Provinciaal OmgevingsPlan (POP) wordt de algemene richting geschetst voor het klimaat en energiebeleid in de provincie Groningen. In het POP is vastgelegd dat "de provincie een evenredige bijdrage wil leveren aan het nakomen van de internationale afspraken over het terugdringen van de CO2-emissies als gevolg van het gebruik van fossiele brandstoffen”. In februari hebben de Provinciale Staten van de provincie Groningen het energieconvenant vastgesteld, waarin met andere partijen samenwerkingsafspraken met betrekking tot het energie- en klimaatbeleid zijn gemaakt. Van belang is dat het provinciaal bestuur met het convenant heeft aangegeven via dit instrument een bijdrage te leveren aan het realiseren van de POP taakstelling. De Potentieelstudie: beschrijving van de procesgang Ter onderbouwing van het toekomstig energiebeleid heeft de provincie Groningen KNN Milieu opdracht gegeven een potentieelstudie duurzame energie en energiebesparing uit te voeren. KNN Milieu heeft deze opdracht uitgevoerd in samenwerking met Bureau Van Werven. Bij het uitvoeren van de opdracht is bovendien nauw samengewerkt met de provinciaal coördinator. De potentieelstudie energiebesparing en duurzame energie bestaat uit twee delen. In deel I, de veldverkenning, is zowel het technisch en praktisch potentieel voor energiebesparing en duurzame energie tot 2010 beschreven. In deel II, de beleidsruimtestudie, gaat het om de vraag hoe de provincie
5
Groningen zou kunnen bijdragen aan het benutten van het beschreven potentieel en het realiseren van taakstellingen voor 2010. In het voorliggende rapport wordt de veldverkenning gepresenteerd. Op basis van de resultaten van de veldverkenning en de beleidsruimtestudie zijn uitgangspunten geformuleerd voor strategische keuzes die de provincie kan maken in haar energie- en klimaatbeleid. Deze strategische keuzes dienen als “filter” om op basis van de provinciale menukaart een “Gronings menu” samen te stellen dat in lijn is met reeds ingezette initiatieven en waarmee gericht, en op effectieve wijze, kan worden gewerkt aan de toekomstige energiehuishouding in de provincie Groningen. Deze procesgang is weergegeven in figuur 1.
Figuur 1: de procesgang Resultaten van de veldverkenning In 2000 bedroeg het energiegebruik in de Provincie Groningen naar schatting 142 PJ. Ruim 40% van het energiegebruik in de provincie komt voor rekening van de industrie. Overige belangrijke sectoren zijn de energiesector (27%), huishoudens (13%) en verkeer & vervoer (12%). Aan de hand van gegevens over de verwachte volumeontwikkeling in de verschillende sectoren van het CPB is de energievraag in de Provincie Groningen in 2010 geraamd op 222 PJ. Technische en praktische potentiëlen energiebesparing Het technisch besparingspotentieel in 2010 is geraamd op ongeveer 42,7 PJ. Een groot deel van de energiebesparingpotentiëlen (17,6 PJ) is te vinden bij de sector die het meeste energie gebruikt: de industrie. Van het technisch energiebesparingspotentieel in de industrie wordt 82% (14,3 PJ) gerealiseerd in de chemische industrie. Indien hieraan de besparingspotentiëlen van de basismetaal en de papier- & kartonindustrie worden toegevoegd blijkt dat in deze drie sectoren gezamenlijk 95% van het technisch besparingspotentieel in de industrie kan worden gerealiseerd. Het energiegebruik in de sector verkeer en vervoer zal fors stijgen. Het technisch besparingspotentieel is aanzienlijk, de praktische realiseerbaarheid van dit potentieel is weerbarstiger. Voor de bebouwde omgeving (huishoudens en de sector ‘Handel, Diensten, Overheid, HDO) geldt dat naast energiebesparing in de nieuwbouw met name in de bestaande bouw kansen voor energiebesparing liggen.
6
Bij de raming van het praktisch besparingspotentieel is ervan uitgegaan dat alleen de kosteneffectieve maatregelen worden doorgevoerd. Dit zijn de maatregelen waarvoor geldt dat de uitgespaarde energiekosten minimaal gelijk zijn aan het totaal van de investeringskosten, operationele & onderhoudskosten, rente en afschrijving. Het totale praktisch energiebesparingspotentieel bedraagt ongeveer van het technisch energiebesparingspotentieel. De resultaten samengevat in tabel 1.
54% zijn
Tabel 1: energiebesparing; van technisch naar praktisch potentieel Technisch potentieel in PJ
Praktisch potentieel in PJ
Industrie
17.6
11.6
Land- en tuinbouw
0.4
0.3
Verkeer & vervoer
9.0
2.9
Huishoudens
8.5
4.4
HDO TOTAAL
7.2
5.0
42.7
24.2
Technische en praktische potentiëlen duurzame energie Bij het vaststellen van het potentieel voor duurzame energie is onderscheid gemaakt tussen de energieopbrengst en het vermeden primair brandstofverbruik. Informatie over het vermeden primair brandstofverbruik is met name van belang voor het monitoren van de CO2 emissie reductie. Met name bij opties waarmee elektriciteit wordt geproduceerd (wind en PV systemen, ofwel zonnecellen) zijn duidelijke verschillen zichtbaar tussen energieopbrengsten en het vermeden fossiel energiegebruik. Het totale technische productie potentieel duurzame energie in 2010 is geschat op 30,6 PJ. In termen van vermeden fossiel energiegebruik is het technisch potentieel duurzame energie geraamd op 60,6 PJ in 2010. Dit komt overeen met 17% van het verwachte energiegebruik na realisatie van het technisch energiebesparingspotentieel in 2010. Op basis van financieeleconomische en andere beperkingen (met name ruimtelijke ordening) ontstaat het beeld ten aanzien van het praktisch duurzame energie potentieel. Het praktisch duurzame energiepotentieel is 16% van het technisch duurzame energiepotentieel (zie tabel 2). Financieel-economisch is windenergie één van de meest aantrekkelijke duurzame energie opties. Het technisch windpotentieel is geschat op 455 MW. De Provincie Groningen zal in 2010 de BLOW doelstelling van 165 MW hebben gerealiseerd. Zonne-energie heeft een groot technisch potentieel. Gezien vanuit financieel-economisch oogpunt is het echter niet de verwachting dat er voor 2010 sprake is van een rendabele vorm van energieopwekking. Daar komt bij dat het technisch potentieel zoals hier vastgesteld voor een groot gedeelte
7
betrekking heeft op andere oppervlakken dan bebouwing zoals braakliggende terreinen, industrie- en haventerreinen, geluidsschermen. Daar doen zich niet alleen financiële restricties voor, maar ook andere beperkingen zoals vanuit het perspectief van ruimtelijke ordening. Wij veronderstellen derhalve tot het richtjaar 2010 een zeer beperkt praktisch potentieel. Ten aanzien van biomassa lijkt het realistisch te veronderstellen dat slechts een gedeelte van het technisch potentieel 'verbranding/vergassing' van biomassa praktisch haalbaar is. Ten aanzien van vergisting en overige conversieroutes zal hoogstwaarschijnlijk slechts sprake kunnen zijn van pilotprojecten op beperkte schaal. Vanwege de relatief gunstige financieel-economische aspecten en vanwege de redelijke geschiktheid van de ondergrond verwachten wij ten aanzien van ondergrondse energieopslag dat het technisch potentieel voor 2010 in de praktijk daadwerkelijk haalbaar moet zijn. Tabel 2: duurzame energie; van technisch naar praktisch potentieel Technisch potentieel in PJ
Praktisch potentieel in PJ
Wind -
grootschalig
10.5
3.8
-
kleinschalig
0.2
0.05
-
PV-bebouwing
9.6
0.1*
-
PV-overige locaties
24.8
nihil
-
thermisch
1.2
0.6
Zon
Biomassa -
verbranding/vergassing
7.2
4.8
-
vergisting
1.2
0.1*
-
overige
5.8
0.1*
0.2
0.2
Overige -
ondergrondse energieopslag
TOTAAL 60.7 9.8 * een inschatting van het praktisch potentieel is lastig. De opties zullen naar verwachting slechts een beperkte bijdrage leveren aan de realisatie van de doelstellingen
8
1
Inleiding
1.1
Aanleiding Op internationaal niveau is in 1992 in Rio de Janeiro het Klimaatverdrag getekend. Op nationaal niveau is door het Rijk de Uitvoeringsnota Klimaatbeleid opgesteld. Een recent uitvoeringsprogramma is het BANS/Klimaatconvenant. In het kader van dit convenant is de Provincie Groningen een inspanningsverplichting aangegaan. Tevens heeft de Provincie Groningen in het kader van BLOW (Bestuursovereenkomst Landelijke Ontwikkeling Windenergie) de verplichting in 2010 165 MW aan windenergie te realiseren. Energiebeleid heeft in de provincie een hoge prioriteit. De provincie is bezig met de provinciale menukaart (in het kader van BANS) en wil meer inhoud gaan geven aan het provinciale energiebeleid. Ter onderbouwing van het toekomstig energiebeleid heeft de Provincie Groningen het bureau KNN Milieu opdracht gegeven een potentieelstudie duurzame energie en energiebesparing uit te voeren. KNN Milieu heeft deze opdracht uitgevoerd in samenwerking met Bureau Van Werven uit Groningen. De potentieelstudie omvat twee onderdelen: een veldverkenning en een beleidsruimtestudie. In deze rapportage worden de resultaten van de veldverkenning beschreven.
1.2
Doelstelling veldverkenning Het verschaffen van inzicht in het technisch en praktisch potentieel ten aanzien van energiebesparing en duurzame energie in de Provincie Groningen met als zichtjaar 2010.
1.3
Leeswijzer In hoofdstuk 2 beschrijven we kort de huidige stand van zaken ten aanzien van het energie- en klimaatbeleid in de Provincie Groningen. Hoofdstuk 3 gaat nader in op het technisch potentieel voor energiebesparing in de Provincie Groningen tot 2010. Hoofdstuk 4 beschrijft het technisch potentieel voor duurzame energie in de Provincie Groningen tot 2010. Op basis van de technische potentiëlen uit de twee voorgaande hoofdstukken leiden we in hoofdstuk 5 het praktisch potentieel voor energiebesparing en duurzame energie in de Provincie Groningen af. Tot slot vatten wij in hoofdstuk 6 de potentiëlen samen.
9
10
2
Energie en klimaatbeleid in Groningen: stand van zaken
2.1
Achtergrond
2.1.1 Energie en klimaatbeleid: internationaal en nationaal Op internationaal niveau is in 1992 in Rio de Janeiro het Klimaatverdrag getekend. In 1997 is het Kyoto-protocol opgesteld. Zowel het Klimaat verdrag als het Kyoto-protocol zijn geratificeerd door Nederland, zodat bindende verplichtingen zijn ontstaan voor Nederland. Eén van deze verplichtingen is dat Nederland in 2010 6% minder C02 uitstoot ten opzichte van het ijkjaar 1990. Om invulling te geven aan deze verplichting is door de nationale overheid de Uitvoeringsnota Klimaatbeleid opgesteld. Hierin zijn diverse maatregelen opgenomen voor alle maatschappelijke sectoren, inclusief de diverse overheden. Ter uitvoering van het klimaatbeleid zijn door diverse ministeries (met name EZ, VROM en V&W) regelingen en actieprogramma's opgesteld gericht op (verdergaande) energiebesparing en op stimulering van duurzame energie. Een van de uitvoeringsinstrumenten van het landelijk beleid is het BANS/Klimaatconvenant dat tussen Rijk, IPO en VNG is opgesteld en is ondertekend op 18 februari 2002. Ook de Provincie Groningen heeft zich hieraan gecommitteerd. Als hulpmiddel voor het uitvoeren van het BANS/Klimaatconvenant wordt een provinciale prestatiekaart ontwikkeld gebaseerd op de provinciale menukaart. Aan de hand van de provinciale menukaart kunnen provincies bepalen welk ambitieniveau zij willen nastreven. De prestatiekaart bevat onderdelen van de menukaart waarvoor een financiële bijdrage vanuit het Ministerie van VROM beschikbaar kan worden gesteld. Bestuursovereenkomst landelijke ontwikkeling windenergie (BLOW) De rijksoverheid heeft de bestuursovereenkomst landelijke ontwikkeling windenergie (BLOW) afgesloten met provincies en gemeenten. Doel van deze overeenkomst is het in 2010 realiseren van 1500 MW windenergie (op land) en een optimale verdeling van dit vermogen over de verschillende provincies. Voor de Provincie Groningen betekent dit dat in 2010 165 MW aan windenergie moet zijn gerealiseerd. Medio 2002 is hiervan zo’n 58 MW gerealiseerd.1 Tabel 2.1 BLOW taakstelling (MW) per provincie.
Provincie Gr Fr Dr Ov Ge Fle Utr NH ZH Ze NB Li Totaal Vermogen 165 200 15 30 60 220 50 205 205 205 115 30 1500 (MW)
1
Provincie Groningen
11
De provincies zetten zich actief in om tenminste hun taakstelling in samenwerking met marktpartijen en gemeenten te realiseren. Hiertoe stellen de provincies een plan van aanpak vast. Het plan van aanpak geeft inzicht in de concrete activiteiten ter ontwikkeling van locaties voor windturbines en de wijze van samenwerking met gemeenten en marktpartijen. Het plan van aanpak geeft tevens inzicht in de tijdsplanning van deze activiteiten en in de meerkosten die de uitvoering daarvan voor de Provincies met zich meebrengt. Ter voorbereiding van het plan van aanpak voeren de Provincies overleg met gemeenten om tot afstemming te komen met voornemens van de gemeenten. Om een tijdige regeling van planologische mogelijkheden voor de realisatie van de genoemde taakstelling te waarborgen, bevorderen de Provincies finale planologische besluitvorming op gemeentelijk niveau vóór 31 december 2005. Wanneer deze gemeentelijke besluitvorming geen toereikend kader oplevert voor de realisatie van de afgesproken taakstelling, geeft de desbetreffende provincie vóór medio 2006 inzicht in de wijze waarop zij zelf tijdig - dat wil zeggen met het oog op realisatie vóór 31 december 2010 - in finale planologische besluitvorming zal voorzien. 2.1.2 Energie- en klimaatbeleid in de Provincie Groningen Op 1 september 1998 is de Energienotitie van de Provincie Groningen vastgesteld. Daarin worden de mogelijkheden voor provinciaal energiebeleid verkend. In het Provinciaal OmgevingsPlan (POP) (Provincie Groningen, 2000) wordt de algemene richting geschetst voor het klimaat en energiebeleid in de Provincie Groningen. In het POP is vastgelegd dat "de provincie een evenredige bijdrage wil leveren aan het nakomen van de internationale afspraken over het terugdringen van de CO2-emissie als gevolg van het gebruik van fossiele brandstoffen. Mede met het oog op de economisch ontwikkeling van onze provincie willen wij energiebesparing (en daarmee beperking van de CO2-emissie) bij de bedrijven in de provincie ondersteunen en stimuleren”. In het POP is verder gesteld dat "Groningen met zijn bestaande energiecluster (bedrijven, infrastructuur, kennis en diensten en mogelijkheid voor ondergrondse opslag) het potentieel heeft om uit te groeien tot een strategische schakel in de internationale energiemarkt en – distributie. Groningen kan zich profileren als energieprovincie door de bestaande kennis en infrastructuur op het gebied van energie te benutten en te versterken……. Initiatieven die de positie van het energiecluster versterken willen wij zoveel mogelijk ondersteunen"2. In het POP is verder ook bepaald dat "wij samen met (energie)bedrijven en kennisinstituten een noordelijk energieplatform willen oprichten, dat een 2
POP, pagina 30; onderdeel "ontwikkeling energiecluster"
12
strategische visie ontwikkelt op de toekomstige plaats van de Provincie Groningen in de internationale energiehuishouding. Uit die visie moet blijken hoe daarbij gebruik kan worden gemaakt van de huidige energiekennis en –infrastructuur in onze provincie"3 2.2
De kaders: huidig energiegebruik in de Provincie Groningen
2.2.1 Raming van het energiegebruik Om de potentiëlen voor energiebesparing en duurzame energie in de Provincie Groningen te verkennen is een globale indruk van de huidige energievraag in Groningen van belang. Energiegegevens zijn schaars en niet eenduidig. Om een indruk te krijgen van het energiegebruik in Groningen is gebruik gemaakt van verschillende bronnen. In eerste instantie is gebruik gemaakt van energiestatistieken en productiestatistieken van het Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS, 2002) en regionale productiestatistieken. Daarnaast zijn gegevens over de directe energie-intensiteiten van de IVEM (RuG) gebruikt (Kok et al., 2001). Nationale energiekentallen In 2000 bedroeg het finaal energiegebruik4 in Nederland 2577 PJ (CBS, 2001). Met behulp van de productiewaarde en de directe energieintensiteit5 van de verschillende Nederlandse sectoren kan voor (groepen van) sectoren een raming van het energiegebruik worden gemaakt. In tabel 2.2 worden de directe energie-intensiteiten van een aantal belangrijke sectoren gepresenteerd. Deze, meest recente, gegevens hebben betrekking op het jaar 1996. Tabel 2.2 Gemiddelde directe energie-intensiteiten van productiesectoren in Nederland in 2000 (energiebedrijven afgeleid van (CBS, 2002), overige sectoren afgeleid van Kok et al (2001))
Productiesectoren
I-O sectoren
Directe Energie-intensiteit (MJ/€)
Energiebedrijven Industrie Transport HDO Landbouw
43 7-47 m.u.v. 24 50, 51 45-49, 52-66 1-4
3
8.26 9.4 17.2 1.0 8.8
POP, pagina 30; rechterkolom bovenaan Het gebruik waarna geen bruikbare energiedragers meer resteren (CBS, 2001-b) 5 De direct energie-intensiteit geeft aan hoeveel energie direct nodig is geweest voor de productie van goederen of diensten ter waarde van 1 euro. 6 De directe energie-intensiteit van energiebedrijven betreft het eigen gebruik en de omzettingsverliezen. 4
13
Energiekentallen voor Groningen Aan de hand van sectorale productiewaarden en de directe energieintensiteiten per sector is het energiegebruik in Groningen geraamd. (zie voor een meer gedetailleerde uitwerking hoofdstuk 3). Hierbij is verondersteld dat de hoeveelheid energie dat een Gronings bedrijf nodig heeft om één euro aan producten te produceren gelijk is aan het landelijk gemiddelde (zie tabel 2.2). Voor veel sectoren lijkt deze aanname gerechtvaardigd. Echter voor de sectoren landbouw en energiebedrijven is voor de Provincie Groningen deze schatting minder betrouwbaar. De directe energie-intensiteit van de Nederlandse landbouw wordt in sterke mate bepaald door de glastuinbouw7. In Groningen is de bijdrage van de glastuinbouw aan de productie van de landbouwsector relatief beperkt. Uitgaande van de veronderstelling dat het landelijk gemiddelde ook van toepassing is op Groningen, zouden we het aardgasverbruik van de Groninger landbouw overschatten. Daarom is de energie-intensiteit gecorrigeerd voor het aardgasverbruik van tuinders per provincie afgeleid van CEA (CEA, 2000). Wat betreft de sector energiebedrijven kan worden gesteld dat het eigen energiegebruik van energiebedrijven (omzettingsbedrijven) sterk wordt bepaald door de productiemethode en het al dan niet afzetten van restwarmte. Voor het bepalen van het huishoudelijk energiegebruik is gebruik gemaakt van verschillende bronnen. Uit de CEA studie (2000) blijkt dat het aardgasverbruik van huishoudens in Groningen in 1996 hoger was dan het landelijk gemiddelde. Dit hangt zeer waarschijnlijk samen met temperatuurverschillen tussen Groningen en Nederland (gemiddeld) en een groter aandeel van vrijstaande en twee-onder-een kap woningen in deze regio. Het elektriciteitsverbruik van huishoudens in Groningen is tot stand te komen door uit te gaan van het gemiddeld elektriciteitsverbruik per Nederlands huishouden. Middels bovengenoemde methode is het mogelijk om een schatting te maken van het energiegebruik in de Provincie Groningen, opgespitst naar sector. Het energiegebruik in Groningen is geraamd op ongeveer 142 PJ (zie tabel 2.3). Uit tabel 2.3 blijkt met name het hoge aandeel voor de energieproductiebedrijven en voor de industriële sector in Groningen. Aan de hand van gegevens over de verwachte volumeontwikkeling in de verschillende sectoren van het CPB8 is het energiegebruik in de Provincie Groningen in 2010 geraamd op 222 PJ. 7
In 1996 bedroegen de directe energie-intensiteiten van de Nederlandse akkerbouw en veehouderij respectievelijk 4.1 en 2.9 MJ/€. De directe energie-intensiteit van de tuinbouw was met 24.1 MJ/€ ongeveer 7 maal hoger (Kok et al, 2001). 8 CPB, 1996. Omgevingscenario's 1995-2010. Voor deze raming is gebruik gemaakt van het Global Competition scenario, het scenario met de hoogste economische
14
Tabel 2.3 Energiegebruik (PJ) naar sector in 2000.
Huishoudens Energiebedrijven Industrie Verkeer & vervoer Diensten Landbouw
NL
Groningen
422 180 1008 462 331 174
19 40 55 16 10 2
Totaal 2577 CBS (2002), CBS (2001), CBS (2000), KvK (2000), Kok et al (2001)
142
2.2.2 Het aandeel van duurzame energiebronnen In vergelijking met de overige energiedragers vervult duurzame energie nog maar een marginale rol in de energievoorziening. De Provincie Groningen produceert circa 0,5 PJ energie uit wind. Het aandeel van zonne-energie en energie uit biomassa is nog verwaarloosbaar.
groeicijfers. Het midden scenario (“European Competition”) lijkt gezien de huidige economische stagnatie een beter beeld te schetsten. Indien we uitgaan van de verwachte volume-ontwikkeling van het EC scenario kan de verwachte energievraag in 2010 bij gelijkblijvende energie-intensiteit , worden geraamd op 209 PJ
15
16
3
Energiebesparing: verkenning marktkansen t/m 2010
3.1
Het technisch energiebesparingspotentieel
3.1.1 Aanpak In dit hoofdstuk beschrijven we de technische besparingspotentiëlen in Groningen tot 2010. Bij het in kaart brengen van het technisch besparingspotentieel is zoveel mogelijk de indeling van de provinciale menukaart aangehouden. In 2000 is de provinciale menukaart duurzame energie en energiebesparing vastgesteld. De menukaart vormt voor de uitwerking van het klimaatconvenant door de provincies een belangrijke leidraad. Deze menukaart is onderverdeeld in negen thema’s: • Energie in beleid • Energie in eigen gebouwen • Energie en duurzaam ondernemen • Energie in de Wm vergunning • Energie in verkeer en vervoer • Energie in de bouw • Energie in de land- en tuinbouw • Duurzame energie • Energie in het buitenland Voor het bepalen van het technisch energiebesparingspotentieel wordt eerst voor alle relevante thema’s uit de menukaart een algemeen beeld geschetst van het potentieel.9 Om goed te kunnen aansluiten bij de dagelijkse praktijk en de rollen die de Provincie daarin vervult zijn de thema’s ‘energie en duurzaam ondernemen’ en ‘energie in de Wm vergunning’ samengevoegd. Per thema wordt kort beschreven hoe de situatie voor de Provincie Groningen eruit ziet, wat de besparingspotentiëlen zijn en waar deze besparingen zouden moeten worden gerealiseerd. Voor het krijgen van een eerste indruk van de technische besparingspotentiëlen binnen de thema’s ‘duurzaam ondernemen en de Wm vergunning’, ‘land- en tuinbouw’ en ‘verkeer en vervoer’ is een spreadsheet ontwikkeld. Aan de hand van tabel 3.1 wordt toegelicht hoe de besparingspotentiëlen voor de verschillende sectoren zijn bepaald. Als voorbeeld wordt de sector voedings- en genotmiddelenindustrie gebruikt. 9
Het thema ‘duurzame energie’ is uitgewerkt in hoofdstuk 4. De thema’s ‘energie in beleid’ en ‘energie in het buitenland’ blijven buiten beschouwing. Ten aanzien van ‘energie in beleid’ komt dit voort uit het gegeven dat dit thema een ander karakter heeft dan de overige. Hier is geen sprake van het vaststellen van een technisch potentieel. Daarentegen draagt deze potentieelstudie bij aan het concreet invulling geven aan het opnemen van energie in beleidsvorming en –uitvoering. Wat betreft ‘energie in het buitenland’ merken wij op dat deze potentieelstudie zich uitdrukkelijk richt op het vaststellen het potentieel voor energiebesparing en duurzame energie binnen de provinciegrenzen.
17
Aan de hand van sectorale productiewaarden en de directe energieintensiteiten wordt een raming gemaakt van het energiegebruik in 1995. De directe energie-intensiteit (MJ/€) van een sector is de hoeveelheid directe energie die nodig is voor het produceren van een output ter waarde van €1. Het energiegebruik in 2010 kan worden bepaald door de energievraag van 1995 te extrapoleren volgens aannames die door het CBP (CPB, 1996) zijn gebruikt voor het Global Competition (GC) scenario10. Vervolgens wordt met gegevens uit ICARUS per sector het besparingspotentieel bepaald. De productiewaarden van de productiesectoren (in €) van de Provincie Groningen zijn in Statline11 vanaf 1995 t/m 1998 beschikbaar. Voor de jaren 1999 - 2000 zijn slechts voor enkele sectoren de productiewaarden beschikbaar. De meest recente cijfers voor energie-intensiteiten per sector hebben betrekking op het jaar 1996 (Kok et al., 2001). Gegevens met betrekking tot besparingspotentiëlen van verschillende sectoren bepalen we aan de hand van data uit het Icarus project (Alsema, 2001). In dit project zijn landelijke besparingspotentiëlen berekend, gebaseerd op de ontwikkelingen van 1995 t/m 2010 onder het GC (Global Competition) regime. De gebruikte volumeontwikkelingen (CPB, 1996) zijn onder GC berekend voor de periode 1996-2010. Bij de berekening van de energievraag per sector in 2010 in Groningen sluiten we aan bij het tijdvak dat ook in ICARUS wordt aangehouden. Dit is de periode 1995-2010. Aan de hand van de sector voedings- en genotsmiddelen industrie laat tabel 3.1 zien op welke wijze de ontwikkeling in de energievraag en het energiebesparingspotentieel in 2010 is bepaald.
10
De nadruk in Global Competition van het CPB ligt op een zeer dynamische technologische ontwikkeling, sterke internationalisering en een grote rol voor het marktmechanisme. Het is het scenario met de hoogste economische groei in Europa en Nederland. (overige scenario’s: Divided Europe en European Coordination) 11 CBS Statline (2002): www.cbs.nl/statline
18
Tabel 3.1 Opbouw spreadsheet technisch besparingspotentieel A
Sector
B
C
D
E
F
G
Productiewaarde 1995 (mln.€)
Energieintensiteit direct (MJ/€)
Raming energiegebruik Groningen 1995 (TJ)
Volume ontwikkeling (%/jr)
Energiegebruik Groningen 2010 (TJ)
Technisch reductiepotentieel (%)
1418
3,3
4685
2,1
6423
7
Voedings en genotmiddelen
Kolom A: Kolom B:
Kolom C:
Kolom D: Kolom E:
Kolom F:
Kolom G: Kolom H: Kolom I:
H
EnergieGebruik Groningen 2010 met besparing (TJ) 5973
I
Technisch besparings potentieel in 2010 (TJ)
450
naam sector. Sectoren zijn ingedeeld conform de SBI’93/BIK code (bedrijfsindeling kamers van koophandel). de productiewaarde van de sector op niveau van de Provincie Groningen in 1995 (bron: productiestatistieken CBS, 2002). de directe energie-intensiteit in MJ/€ per sector. Dat wil zeggen de hoeveelheid energie die nodig is per geproduceerde euro (Kok et al., 2001).12 raming van het energiegebruik van de sector in 1995 in Groningen. gemiddelde jaarlijkse volumeontwikkeling van de productiewaarde tot 2010 op basis van Omgevingsscenario’s Lange Termijn Verkenning 1995-2020 in % (CPB, 1996). energiegebruik van de sector in Groningen in 2010 op basis van de gemiddelde jaarlijkse volumeontwikkeling van de productiewaarde tot 2010 zoals aangeduid in kolom E.13 technisch besparingspotentieel per sector in 2010 ten opzichte van 1995 op basis van ICARUS (Versie 4.0, 2001) energiegebruik van de sector in Groningen met toepassing van besparingsmogelijkheden in 2010 technisch besparingspotentieel in 2010 in TJ (kolom I)14.
Rekening houdend met de relevantie van verschillende thema’s voor deze potentieelstudie wordt de volgende paragraafindeling aangehouden: §3.1.2 Duurzaam ondernemen & Wm vergunning §3.1.3 Land- en tuinbouw §3.1.4 Verkeer en vervoer §3.1.5 Bouw en consumenten §3.1.6 Eigen gebouwen & openbare verlichting
12
Het gaat hier om de energie-intensiteit zoals vastgesteld voor 1996. In verband met consistentie in de aanpak ware het wenselijk geweest hier de cijfers voor 1995 te gebruiken. Aangezien deze cijfers evenwel niet beschikbaar zijn hebben wij gemeend dat het methodisch verantwoord is hier de cijfers voor 1996 te gebruiken. 13 Bij de berekening van het energiegebruik in 2010 gaan we er vanuit dat de benodigde energie per geproduceerde € over de periode 1995-2010 constant blijft. 14 Op enkele plaatsen is van deze aanpak afgeweken. Waar van toepassing wordt dit in de subparagrafen toegelicht.
19
3.1.2 Duurzaam ondernemen & Wm vergunning Het thema ‘duurzaam ondernemen & Wm vergunning’ wordt hier aan de hand van de Groningse industrie beschreven. In tabel 3.3 zijn de verschillende, binnen de industrie te onderscheiden sectoren samen met de resultaten van de berekening van het technisch besparingspotentieel weergegeven (zie ook §3.1.1). Sectoren die binnen de provincie worden aangeduid als speerpuntsectoren zijn cursief weergegeven. In 1995 waren de chemische industrie en basismetaal gezamenlijk verantwoordelijk voor ongeveer 78% van de energievraag van de industriële sectoren. Zonder maatregelen zou het aandeel in de totale energievraag van deze beide sectoren groeien tot ruim 81% in 2010. Binnen de speerpuntssectoren ‘Metaal en elektro’ en ‘Chemie en kunststof’ verdienen dus met name de sectoren ‘Basismetaal’ en ‘Chemische industrie’ specifieke aandacht als het gaat om energiebesparing. Daarnaast is de sector ‘Papier en karton’ met een aandeel van 10% in de energievraag in 1995 een belangrijke sector in Groningen. In 1995 waren deze sectoren gezamenlijk verantwoordelijk voor bijna 90% van de energievraag in de Groningse industrie. Tabel 3.2 Technisch besparingspotentieel industrie A
B
C
D
Productiewaarde 1995 (mln.€)
Energieintensiteit (MJ/€)
Raming energiegebruik Groningen 1995 (TJ)
Voedings en genotmiddelen
1418
3,3
4685
2,1
6423
7
5973
450
Papier en karton
566
9,91
5510
3,6
9366
10
8429
937
Uitgeverijen en drukkerijen
296
0,73
216
3,6
367
11
327
40
Chemische industrie
525
58,5
30713
5,8
71548
20
57239
14310
Rubber en kunststof
100
3,3
330
5,8
769
20
616
153
Basismetaal
289
43,3
12514
0,6
13688
9
12457
1231
Metaalproduct en industrie
302
1,32
399
5,3
866
16
727
139
Machineindustrie
242
0,77
187
3,6
317
16
266
51
372
1,54
573
3,6
974
18
799
175
240
1,32
317
3,6
539
13
469
70
87302
17556
Sector
Elektro technische industrie Transportmiddelen industrie Totalen
4350
E Volume ontwikkeling (%)
55444
F Energiegebruik Groningen 2010 (TJ)
104857
G Technisch reductiepotentieel (%)
H Energiegebruik Groningen 2010 met besparing (TJ)
I Technisch besparingspotentieel (TJ)
Uit tabel 3.2 blijkt dat in 1995 het energiegebruik binnen de industrie in Groningen 55.444 TJ bedroeg. Zonder besparingsmaatregelen ontwikkelt deze zich, onder de GC scenario condities, tot 104.857 TJ in 2010. De chemische industrie is verantwoordelijk voor een groot deel van de groeiende energievraag. Implementatie van maatregelen uit ICARUS in alle sectoren leidt tot een verminderde groei (87.302 TJ in 2010). Dit betekent dat ten opzichte van de autonome ontwikkeling van de energievraag een
20
technisch besparingspotentieel van 17.556 TJ mogelijk is. Hiervan kan 16.478 TJ worden gerealiseerd in de ‘Chemische industrie’, ‘Basismetaal’ en ‘Papier en karton’. In figuur 3.1 is de hierboven beschreven geschatte ontwikkeling van het besparingspotentieel binnen de industrie over de periode 1995 - 2010 weergegeven. Figuur 3.1 laat zien dat er geen sprake is van een absolute afname in het energiegebruik. Door energiebesparingsmaatregelen te nemen wordt de toename in het energiegebruik echter afgeremd (87.302 TJ in plaats van 104.857 TJ in 2010). Indien deze ontwikkeling geleidelijk aan wordt opgebouwd kan tussen 1995 en 2010 zo’n 68.000 TJ worden bespaard in de industrie. De oppervlakte tussen de twee curven in de figuur (resp. ontwikkeling zonder energiebesparing en ontwikkeling met energiebesparing) geeft dit technisch reductiepotentieel weer. Bij deze scenarioberekeningen moet worden aangetekend dat bij de autonome ontwikkeling van het energiegebruik geen rekening is gehouden met reeds genomen besparingsmaatregelen zoals afgesproken in bijvoorbeeld het Benchmark convenant.
Figuur 3.1 Technisch besparingspotentieel industrie tot 2010
In het bovenstaande zijn de besparingspotentiëlen tot 2010 voor de Groningse industrie weergegeven. De gebruikte gegevens uit ICARUS zijn van toepassing op de sectoren in Nederland. Om een beeld te krijgen hoe de Groningse situatie zich verhoudt tot de Nederlandse situatie schetsen we hieronder het Groningse profiel t.o.v. Nederland15 aan de hand van de volgende parameters: de productiewaarde, het energiegebruik en het aantal arbeidsuren per sector. 15
Hierbij zijn de volgende sectoren uit de industrie meegeteld: Voedings- en genotmiddelen, Papier en karton, Uitgeverijen en drukkerijen, Chemische industrie, Rubber en kunststof, Basismetaal, Metaalproductenindustrie, Machine-industrie, Elektrotechnische industrie, Transportmiddelenindustrie.
21
35% 30%
Nederland
25%
Groningen
20% 15% 10% 5%
Transportmiddelen industrie
Elektrotechnische industrie
Machine-industrie
Metaalproductenindustrie
Basismetaalindustrie
Rubber- en kunststof industrie
Chemische industrie
Uitgeverijen en drukkerijen
Papier en karton
Voedings- en genotmiddelen
0%
Figuur 3.2 Productiewaarde per sector Nederland vs. Groningen
Uit figuur 3.2 blijkt dat de voedings- en genotmiddelenindustrie en de papier en kartonindustrie in Groningen ten opzichte van Nederland een groter aandeel hebben in de productiewaarde. Deze sectoren zijn in Groningen dan ook ruim vertegenwoordigd. Voor de overige sectoren liggen de aandelen in productiewaarde vrij dicht bij elkaar. Alleen de productiewaarde van de chemische industrie is in Groningen duidelijk lager. Dit zou het gevolg kunnen zijn van het feit dat de fijn chemische industrie hier in mindere mate aanwezig is dan in de rest van Nederland.
Figuur 3.3 Energiegebruik per sector Nederland vs. Groningen
In Groningen domineert het energiegebruik in de chemische industrie en in de basismetaal. Dit komt overeen met het landelijke beeld. Een deel van het energiegebruik in de chemie is toe te wijzen aan niet-energetische
22
toepassingen (feedstock). De voedings- en genotmiddelenindustrie en de papier en kartonindustrie hebben beide een substantieel aandeel in het energiegebruik. In Groningen heeft met name basismetaal een groter aandeel in de energievraag dan het landelijk gemiddelde. In figuur 3.4 is het arbeidsvolume16 van de verschillende industriële sectoren voor Nederland en Groningen tegen elkaar uitgezet. Hieruit kan worden afgeleid in welke sectoren relatief de meeste arbeidsuren worden ingezet. Vooral de sector papier en karton laat een grote afwijking zien van het landelijke beeld (in Groningen veel hoger). Dit is overeenkomstig met de productiewaarde uit figuur 3.2. Ook het arbeidsvolume in de sector voedingen genotmiddelen ligt in Groningen boven het landelijke beeld.
Figuur 3.4 Arbeidsvolume Nederland vs. Groningen
Hieronder willen we per sector nader ingaan op de mogelijkheden voor energiebesparing in relatie tot het besparingspotentieel en reeds genomen besparingsmaatregelen (bijv. Benchmark). Voedings- en genotmiddelen In ICARUS wordt voor deze branche een overall besparingspotentieel van 7% gegeven. Dit komt concreet op een besparing van 450 TJ. Voor de verschillende typen bedrijven binnen deze branche die in Groningen aanwezig zijn kan een nadere specificatie worden gegeven (Tabel 3.3). In Groningen zijn de suiker-, zetmeel- en zuivelindustrie verantwoordelijk voor het grootste deel van het energiegebruik. De maatregelen in de Energie Efficiëntieplannen die in het kader van de Benchmark worden opgesteld van de verschillende suikerproducenten dragen bij aan ruim de helft (54%) van het berekende technisch besparingspotentieel voor de sector voedings- en genotmiddelen. 16
Het aantal arbeidsjaren, waarbij een arbeidsjaar de overeengekomen arbeidsduur is van een voltijdbaan
23
Tabel 3.3 Besparingspotentieel voedings- en genotmiddelen
Slacht/ vleesindustrie Aardappelproducten Eetbare oliën en vetten Zuivel Zetmeel Veevoeder Bakkerijen Suikerindustrie Brouwerijen/ mouterijen
Technisch besparingspotentieel (%) 5 5 5 17 5 5 5 5 5
Papier & karton en Uitgeverijen & drukkerijen De fabricage van papier en karton is een energie-intensief proces. Een groot deel van de thermische energie, in de vorm van stoom, wordt gebruikt voor het drogen van de papierbaan, verwarmen van de pulp en aanmaak van lijm en coatings. Tabel 3.4 Besparingspotentieel Papier&Karton/Drukkerijen&Uitgeverijen
Pulp, papier, karton Papier & karton producten Drukkerijen & Uitgeverijen
Technisch besparingspotentieel (%) 10 4 11
De papier en karton industrie is ruim vertegenwoordigd in Groningen. In 1995 werd in deze sector in heel Nederland circa 35.500 TJ energie gebruikt. Ongeveer 5.500 TJ hiervan vond in Groningen plaats. Het berekende technisch besparingspotentieel in Groningen voor deze sector is 973 TJ. In de EEP’s van de verschillende papier en karton producenten staan maatregelen voor energiebesparing weergegeven die 47% van het berekende technische besparingspotentieel beslaan. Chemische industrie en rubber & kunststof Tabel 3.5 Besparingspotentieel chemische industrie
Anorganische basischemicaliën Organische basischemicaliën Kunstmest Andere basischemicaliën Chemische producten industrie
Technisch besparingspotentieel (%) 14 18 19 36 35
De zout/chloorindustrie in Groningen heeft een belangrijk aandeel in het energiegebruik binnen deze sector. In 2010 bedraagt het berekende besparingspotentieel 14.310 TJ. Maatregelen voor ruim 38% van dit berekende besparingspotentieel worden al in de EEP’s van deze branche beschreven.
24
Basismetaalindustrie Tabel 3.6 Besparingspotentieel basismetaalindustrie
Technisch besparingspotentieel (%) IJzer & staal 9 Smelterijen 19 Primair aluminium 7 primair zink 10 Secundair aluminium 25 Non-ferro casting 12 Non-ferro forming 22 Voorbeelden van basismetaal in de Provincie Groningen zijn de aluminiumen magnesiumindustrie. In de sector basismetaalindustrie in Groningen is een technisch besparingspotentieel van 1.231 TJ aanwezig. In de EEP’s binnen deze sector wordt al invulling gegeven aan bijna 49% van het berekende technisch besparingspotentieel. Metaalproductenindustrie Tabel 3.7 Besparingspotentieel metaalproductenindustrie
Metal coating Stalen containers metaal producten Auto’s
en
Technisch besparingspotentieel (%) 31 andere 9 13
Voor de metaalproductenindustrie is een technisch besparingspotentieel van 139 TJ berekend. Elektrotechnische industrie Tabel 3.8 Besparingspotentieel elektrotechnische industrie
Geïsoleerd kabel en draad Lampen en elektronische apparatuur
Technisch besparingspotentieel (%) 4 14
Voor de elektrotechnische industrie is een technisch besparingspotentieel van 175 TJ berekend. ICT In 2001 was het Nederlands energiegebruik voor grote ICT bedrijven 1650 miljoen kWh. Volgens een studie van ECN (Sijpheer en Ligthart, 2002) kan 21% op het totale energiegebruik worden bespaard. Tevens wordt verwacht dat in 2005 het aantal ICT bedrijven zal zijn verdubbeld. Wat dit voor het energiegebruik in Groningen betekend is niet duidelijk aangezien het energiegebruik van deze sector in Groningen onbekend is. In Groningen is Tycom een grootgebruiker van energie in de ICT.
25
3.1.3 Land en tuinbouw Voor 1995 is volgens de methodiek zoals in §3.1.1 beschreven voor land en tuinbouw (incl. de visserij) voor Groningen een energievraag van 2.427 TJ berekend. In 2010 zou deze energievraag bij een autonome ontwikkeling 2.946 TJ bedragen. Door implementatie van de maatregelen uit ICARUS wordt de vraag in 2010 verminderd tot 2.503 TJ. In de sector land- en tuinbouw is een technisch besparingspotentieel van 442 TJ. Het energiegebruik in de landbouw is voor een heel groot deel toe te rekenen aan de glastuinbouw. In Groningen vindt nauwelijks glastuinbouw plaats. Het besparingspotentieel is hiervoor gecorrigeerd. Tabel 3.9 Besparingspotentieel land en tuinbouw
Besparingspotentieel (%) 48 21 9
Glastuinbouw Veeteelt Overig
Tabel 3.10 Technisch besparingspotentieel land en tuinbouw A Sector
B Productiewaarde 1995 (mln.€)
Land en tuinbouw
612
C Energieintensiteit (MJ/€)
3,97
D Raming energievraag Groningen 1995 (TJ)
E
F
Volume ontwikkeling (%)
2427
1,3
Energievraag Groningen 2010 (TJ)
2946
G Technisch reductiepotentieel (%)
15
H Energievraag Groningen 2010 met besparing (TJ)
2503
I Technisch besparingspotentieel (TJ)
442
Geleidelijke invoering van het besparingspotentieel in de land en tuinbouw van 1995 tot 2010 (zie figuur 3.5) leidt tot een cumulatieve energiebesparing van ongeveer 3.400 TJ.
3000
energievraag (TJ)
besparingsmaatregelen
autonome groei
2800
2600
2400
19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10
2200
jaar
Figuur 3.5 Besparingspotentieel landbouw
Bij de veeteelt is het grootste energieverbruik toe te wijzen aan verwarming en ventilatie. De energievraag kan worden verlaagd door aandacht te besteden aan isolatiemaatregelen en efficiënte verwarming. Tevens vraagt de bereiding van warm tapwater en klimaatbeheersing een belangrijke
26
hoeveelheid energie. Ook hiervoor moet worden bepaald hoe dit op een zo efficiënt mogelijke wijze kan plaatsvinden. 3.1.4 Verkeer en vervoer In afwijking van de gevolgde aanpak bij de industrie en bij de land- en tuinbouw is het energiegebruik van de sector verkeer & vervoer (mobiele bronnen) in Groningen op de volgende wijze geraamd. Eerst is het aandeel van de productiewaarde van deze sector in Groningen ten opzichte van heel Nederland bepaald. Dit aandeel is 3,48% (CBS, 2002) Het landelijk energiegebruik mobiele bronnen lag in 1995 op 447.000 TJ. Wanneer vervolgens een evenredig deel van het totale energiegebruik aan Groningen wordt toegekend resulteert dit in een energiegebruik van 15.555 TJ. Tabel 3.11 Energiegebruik personenauto’s en OV in Groningen 2000
Voertuig Personenauto 1
CBS (2002);
2
Voertuigkm (mld km) 31
Energiegebruik per km (MJ/km) 2,962
Totaal Energiegebruik (PJ) 8,8
Brink et al. (1997)
In 2000 was het geschatte energiegebruik voor autogebruik in Groningen 8,8 PJ (zie tabel 3.11). Het milieucompendium (RIVM, 2001) laat zien dat personenauto’s voor ruim de helft van het totale energiegebruik van mobiele bronnen verantwoordelijk zijn.17 Dit verhoudt zich goed met de raming voor het totale energiegebruik van 15.555 TJ. Tabel 3.12 Technisch besparingspotentieel verkeer en vervoer Sector
Verkeer
Raming energiegebruik Groningen 1995 (TJ)
15.555
Volume ontwikkeling 18 (%)
5
Energiegebruik Groningen 2010 (TJ)
32.338
Technisch reductiepotentieel (%)
28
Energiegebruik Groningen 2010 met besparing (TJ)
23.283
Technisch besparingspotentieel (PJ)
9.055
In 1995 was de energievraag 15.555 TJ. In 2010 bedraagt het energiegebruik bij een autonome groei van de sector verkeer en vervoer 32.338 TJ. Op basis van gegevens uit ICARUS is een reductie van 28% mogelijk. Indien de besparingsmaatregelen uit ICARUS worden geïmplementeerd vermindert dit het energiegebruik tot ongeveer 23.283 TJ. In de sector verkeer en vervoer is daarmee een technisch besparingspotentieel van 9.055 TJ aanwezig. Deze ontwikkeling is in figuur 3.6 grafisch weergegeven.
17
Ter vergelijking: de 8,8 PJ van de personenauto’s in Groningen is ruim de helft van de totale 15,5 PJ die voor Groningen is berekend. 18 Schatting KNN Milieu op basis van RIVM gegevens over de trend 1985-1998
27
groei met besparingsmaatregelen
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
35 33 31 29 27 25 23 21 19 17 15 1995
Energievraag (PJ)
Autonome groei
jaar
Figuur 3.6 Technische besparingspotentieel verkeer en vervoer
3.1.5 Bouw en consumenten Het huidige woningenbestand in de Provincie Groningen bedraagt ongeveer 244.000 woningen (CBS, 2002). Volgens de nota ‘Bouwen en Wonen’ van de Provincie Groningen dienen jaarlijks ongeveer 2.200 woningen vervangen te worden door nieuwbouw. Daarnaast dient de woningvoorraad met 2.300 woningen per jaar toe te nemen. De totale (gewenste) nieuwbouw tot 2010 bedraagt daarmee 36.000 woningen. De totale woningvoorraad in 2010 bedraagt dan ongeveer 262.400 woningen. Tabel 3.13 woningvoorraad 2002-2010 Groningen Voorraad 2002 244.000 Vervanging tot 2010 17.600 Nieuwbouw tot 2010 36.000 Voorraad 2010 262.400
Voor nieuwbouw kan de EPC in de toekomst fors worden verlaagd. Een woning met een energieprestatiecoëfficiënt (EPC) van 0,8 heeft een gasverbruik van ongeveer 800 m3 per jaar. De bestaande woningvoorraad verbruikt jaarlijks gemiddeld 2000 m3. Er worden in tabel 3.14 twee situaties vergeleken. In situatie 1 worden de nieuwe woningen met de gemiddelde kwaliteit uit 2000 gebouwd (1200 m3 per jaar) en in situatie 2 wordt een EPC van 0,8 toegepast. Tabel 3.14 Twee scenario’s gasverbruik tot 2010
Situatie 1 Situatie 2
2002 (TJ per jaar) 15.440 15.440
2010 (TJ per jaar) 15.660 15.210
Wanneer situatie 2 zich voordoet, in plaats van situatie 1, leidt dit tot een besparing van 450 TJ. Daarnaast kan ook in de bestaande bouw
28
energiebesparing worden gerealiseerd.19 Aanzienlijke reducties kunnen tevens worden gerealiseerd door het opvolgen van EPA adviezen.20 Met name het gasverbruik in de bestaande woningvoorraad kan aanzienlijk worden gereduceerd door het toepassen van isolatiemaatregelen en het gebruik van meer efficiënte ketels (HR ketels). Bij een gemiddeld gasverbruik van 2000 m3 per woning (63 GJ) bedraagt het totale huishoudelijke gasverbruik in de provincie Groningen ongeveer 15.7 PJ. Het technisch besparingspotentieel bedraagt volgens ICARUS 53%. Rekening houdend met de jaarlijkse vervanging van een deel van de bestaande voorraad is het technisch besparingspotentieel in de bestaande bouw geschat op 8 PJ. Het totale technische besparingspotentieel voor de sector huishoudens komt daarmee op circa 8,5 PJ. 3.1.6 Eigen gebouwen & openbare verlichting In de huidige kantoorgebouwen bestaat een groot besparingspotentieel voor energie. Ook in de gebouwen van de Provincie Groningen. Uit de praktijk blijkt dat bij een energiebewust gebruik en betere afregeling van installaties besparingen tot 15% mogelijk zijn. Er zijn verschillende manieren om tot energiebesparing in eigen gebouwen te komen: • Energie Potentieel Scan • Energie Monitoring Systeem • BedrijfsEnergiePlan • Personeelscampagnes • Uitgebreid energiebesparingsadvies • Energie-inkoop Om goed inzicht te krijgen in het besparingspotentieel moet een Energie Potentieel Scan (EPS) worden uitgevoerd. Hierbij wordt een inventarisatie van de installaties en het gebouw zelf gemaakt. Uit deze inventarisatie wordt een theoretisch gebruik berekend. Dit gebruik wordt vergeleken met het werkelijk gebruik. De ‘eigen gebouwen’ maken deel uit van de sector HDO (handel, diensten, overheid). Het energiegebruik van deze sector is geschat op 10 PJ in 1998. Bij een verwachte volume ontwikkeling van 3.8% per jaar stijgt de energievraag naar 15.6 PJ in 2010. Het technisch besparingspotentieel is geschat op 46% of wel 7.2 PJ. 19
Energiebesparing kan ook worden gerealiseerd door de bewoners bewust te maken van hun gedrag met betrekking tot energiegebruik. Initiatieven als Netwerken met energie (KNN Milieu in samenwerking met de Rijksuniversiteit Groningen en een aantal marktpartijen) laten zien dat gedragsverandering tot een reductie in het energiegebruik van 5%-10% kan leiden. 20 EPA staat voor energieprestatieadvies. Dit is een advies van een gecertificeerde adviseur over efficiënter energiegebruik in een woning. In een EPA wordt op een rijtje gezet wat besparingsmaatregelen kosten, wat ze besparen aan gas en elektra en in hoeveel tijd de investeringen kunnen worden terugverdiend. Voor meer informatie: www.vrom.nl
29
Openbare verlichting In 2003 bedraagt het totaal energiegebruik door openbare verlichting in de Provincie Groningen 881.000 kWh bij een opgesteld vermogen van 220 kW. Dit is 67% van het werkelijk gebruik en opgesteld vermogen. De overige 33% wordt aan de gemeenten toegekend. Het grootste deel van de Groningse straatverlichting is van het zuinigste type (de SOX of SON verlichting). Deze verlichting neemt momenteel 61% van het totale energiegebruik ten behoeve van verlichting voor haar rekening. Mogelijke besparingen kunnen worden gerealiseerd door: • het implementeren van nieuwe ontwikkelingen en het ondersteunen bij het ontwerp en beheer van nieuwe verlichting • dimmers toepassen • ontwikkelingen op het gebied van LED verlichting in en om wegen volgen • besparingen in de openbare verlichting integraal onderdeel maken van beleidskeuzes 3.2
Conclusies Voor het bepalen van de potentiëlen is gebruik gemaakt van landelijk beschikbare scenario’s en gegevensbestanden. Onderverdeeld naar enkele belangrijke thema’s van de menukaart is het technisch potentieel energiebesparing in 2010 vastgesteld als in tabel 3.15. Daarbij is tevens aangegeven wat het aandeel is van het technisch potentieel ten opzichte van het in 2010 verwachte energiegebruik van 222 PJ. Tabel 3.15 Technische besparingspotentiëlen in 2010 Technisch potentieel energiebesparing in PJ (2010) Industrie 17.6 Land- en tuinbouw 0.4 Verkeer & vervoer 9.0 Huishoudens 8.5 HDO 7.2 TOTAAL 42.7
% van het verwachte energiegebruik in 2010 17 13 28 46 46
Toelichting Van het technisch energiebesparingspotentieel in de industrie kan 82% (14.3 PJ) worden gerealiseerd in de chemische industrie. Indien hieraan de besparingspotentiëlen van de basismetaal en de papier- & kartonindustrie worden toegevoegd blijkt dat in deze drie sectoren gezamenlijk 95% van het technisch besparingspotentieel in de industrie kan worden gerealiseerd. Het energiegebruik in de sector verkeer en vervoer zal fors stijgen. Het technisch besparingspotentieel is aanzienlijk. Voor de bebouwde omgeving geldt dat naast energiebesparing in de nieuwbouw met name in de bestaande bouw kansen voor energiebesparing liggen.
30
4
Duurzame energie: verkenning marktkansen t/m 2010
4.1
Inleiding Bij het vaststellen van het potentieel voor duurzame energie is het van belang een duidelijke definitie te hanteren van wat duurzame energie is. We baseren ons bij deze definitie in deze rapportage op het Protocol Monitoring Duurzame Energie, dat in opdracht van Novem is ontwikkeld. In het Protocol Monitoring Duurzame Energie is duurzame energie als volgt gedefinieerd: duurzame energie is elektriciteit, warmte en/of brandstof die is opgewekt met hernieuwbare energiebronnen zoals zonne-energie, windenergie, getijden- en golfenergie, biomassa en omgevings- en aardwarmte.21 Op basis van de definitie kan duurzame energie in drie groepen worden ingedeeld: • stromingsbronnen • biomassa • omgevings- en aardwarmte Stromingsbronnen Voor de Provincie Groningen zijn alleen de stromingsbronnen windenergie, actieve zonne-energie (thermisch, fotovoltaïsch, fotoconversie) en passieve zonne-energie relevant. Getijde- en golfenergie laten wij verder buiten beschouwing. Biomassa Er zijn twee hoofdstromen van biomassa: specifiek voor energiedoelen geteelde of geoogste biomassa (energieteelt) en organische reststromen. Omgevings- en aardwarmte Met name ondergrondse energieopslag, en ook warmtepompen, zijn energiebesparingsopties die veelal ook als duurzame energiebron worden opgevoerd.
4.2
Aanpak Voor het vaststellen van het potentieel wordt in eerste instantie gekeken naar het richtjaar 2010. Om echter een juist perspectief te houden op eventuele kansen op het gebied van duurzame energie op de langere termijn kijken we soms verder dan 2010. Dit is met name van belang ten aanzien van zonne-energie.
21
In sommige gevallen wijken we in dit hoofdstuk van de definitie af, bijvoorbeeld in het geval van warmtepompen. Deze worden in het protocol beschouwd als energiebesparingsmaatregel.
31
We beschrijven het potentieel voor duurzame energie per type energiebron. Voor iedere duurzame energiebron worden allereerst kentallen weergegeven op basis waarvan het potentieel kan worden bepaald. Vervolgens maken we een inschatting van de huidige opwekking van duurzame energie. Tenslotte wordt aan de hand van statistische en literatuur gegevens een inschatting gemaakt van het opwekkingspotentieel. Bij de berekening van het potentieel bepalen we de hoeveelheid opgewekte duurzame energie. Bij de productie van duurzame elektriciteit is de hoeveelheid vermeden primair energiegebruik22 echter groter dan de geproduceerde duurzame energie. Beide kentallen (de productie en het vermeden primair energiegebruik) zijn van belang. De productie kan beschouwd worden in relatie tot de vraag naar energie. Het vermeden primair energiegebruik vormt een goede onderlinge vergelijkingsbasis voor duurzame energiebronnen. Duurzame energie opwekking heeft betrekking op verschillende beleidsvelden. In de laatste paragraaf van dit hoofdstuk wordt daarom ingegaan op het potentieel per doelgroep. 4.3
Wind
4.3.1 Inleiding Windenergie is een controversieel onderwerp. Voorstanders roemen de lage kostprijs van elektriciteit uit windenergie (zie ook § 4.8), tegenstanders benadrukken de aspecten horizonvervuiling, geluidsoverlast en risico’s voor vogels. Hoe het ook zij, windenergie vervult in Europa een belangrijke rol in de totstandkoming van een duurzame energievoorziening. Volgens het Witboek Duurzame Energiebronnen uit 1996 (Europese Commissie,1996) wordt van wind energie een forse bijdrage verwacht. In het Witboek werd ingezet op 10.000 MW geïnstalleerd vermogen in 2010. Eind 2000 was echter al bijna 13.000 MW geïnstalleerd in de Europese Unie (European Wind Energy Association, 2002). De Europese windenergie industrie zet in op 60.000 MW geïnstalleerd vermogen tegen 2010 in Europa. Het doel voor 2020 is zelfs 150.000 MW. Tweederde van dit vermogen zou op land gerealiseerd moeten worden. In het licht van deze cijfers steekt de Nederlandse doelstelling van 1.500 MW geïnstalleerd vermogen tegen 2010 mager af. Het technisch potentieel voor windenergie in Nederland is groot maar de ruimtelijke problematiek biedt weinig kansen om het potentieel te realiseren. Momenteel neemt Nederland in Europa de vierde positie in als het gaat om geïnstalleerd vermogen. Voor het jaar 2000 geeft figuur 4.1 per land aan hoeveel vermogen windenergie is geïnstalleerd. De verschillen tussen de landen zijn groot waarbij Duitsland op afstand over het grootst geïnstalleerde vermogen
22
Bij primair energiegebruik gaat het om het energiegebruik rendementsverliezen (bijvoorbeeld in elektriciteitscentrales).
32
inclusief
beschikt. De verschillen worden met name bepaald door verschillen in ruimtelijk en financieel-economisch beleid.
Geinstalleerd vermogen (MW)
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
Luxemburg
Belgie
Finland
Frankrijk
Oostenrijk
Portugal
Ierland
Griekenland
Zweden
Groot Brittanie
Italie
Nederland
Spanje
Denemarken
Duitsland
0
Figuur 4.1 Geïnstalleerd vermogen windenergie per land in de EU eind 2000 (EWEA, 2002)
Op basis van BLOW (zie 2.1.1) bedraagt de taakstelling voor de Provincie Groningen 165 MW geïnstalleerd vermogen in 2010. Deze taakstelling kan gerealiseerd worden door grote windparken bij Eemshaven en Delfzijl. In principe is het technisch potentieel voor windenergie in de Provincie Groningen groter dan 165 MW. Er zijn meer regio’s aan te wijzen waar windenergieparken gerealiseerd zouden kunnen worden. In dit kader wijzen we ook op het Kabinetsstandpunt met betrekking tot de Veenkoloniën. Daarin stelt het Rijk voor nader overleg met de Provincie Groningen te voeren over het aanleggen van een of meer extra windparken, naast de parken die al in het Provinciaal Omgevingsplan genoemd zijn. Het kabinet zal een dergelijk park beschouwen als een bijdrage in de nationale taakstelling voor windenergie en constateert bovendien dat windenergie extra inkomen kan genereren in het gebied. Ten slotte willen we noemen dat er ook mogelijkheden zijn voor kleinschalige opwekking van windenergie met behulp van kleine turbines die geschikt zijn voor toepassing in de gebouwde omgeving. Hoewel de opbrengst van dergelijke turbines niet groot is, kunnen deze wel een bijdrage leveren aan een positief imago van duurzame energie. Duurzame energie komt op deze wijze dichter bij de consument te staan (vgl. ook zonnepanelen). 4.3.2 Kentallen Om het potentieel voor de productie van windenergie vast te stellen zijn de volgende basisgegevens nodig: • Aantal windturbines • Nominaal elektrisch vermogen (MWe)
33
•
Netto(/bruto) elektriciteitsproductie (gemeten of geschat op basis van vollasturen) (GWhe).
De gemiddelde capaciteit van het huidige windmolenpark in de Provincie Groningen bedraagt 0,3 MW (Wind Service Holland, 2002). Momenteel gangbare turbines voor energieproductie op land hebben een capaciteit van 1,5 MW. De verwachting is dat de capaciteit voor ‘on-shore’ windmolens doorgroeit tot zo’n 3 MW. Dergelijke grote turbines draaien per jaar 2000 3000 vollasturen. Bij de berekeningen gaan we uit van gemiddeld 2500 vollasturen voor grote turbines. Turbines voor kleinschalige opwekking van windenergie in de bebouwde omgeving hebben een vermogen van 2 – 3 kW. De jaaropbrengst van dergelijke turbines bedraagt 5000 kWh. In tabel 4.1 zijn de kentallen voor turbines samengevat weergegeven voor verschillende typen turbines. Tabel 4.1 Kentallen met betrekking tot windenergie
Capaciteit (kW) 2 1.500 2.000 3.000
Jaarproductie (kWh) 5.000 3.750.000 5.000.000 7.500.000
4.3.3 Potentieel voor grootschalige windturbines Bij het bepalen van het potentieel voor windenergie in de Provincie Groningen is onderscheid te maken tussen: • aangewezen locaties; locaties waar volgens het POP turbines zijn toegestaan • uit te werken locaties; locaties waarover nader overleg met de gemeenten en eventuele initiatiefnemers plaats dient te vinden • overige locaties; locaties die in de huidige beleidsvorming niet worden genoemd maar waar wel mogelijkheden zijn voor opwekking van windenergie In deze potentieelstudie nemen we zoveel mogelijk locaties in ogenschouw. Solitaire turbines in het buitengebied laten we daarbij buiten beschouwing, gezien het strikte beleid van de provincie dienaangaande. In het POP is een aantal locaties aangewezen voor grootschalige opwekking van windenergie in de Provincie Groningen: • Schermdijk (Zeehavenkanaal Delfzijl) • Eemshaven • Industrieterrein Delfzijl Zuid • Lauwersoog Als uit te werken locaties zijn genoemd:
34
• •
N33 Veendam/Menterwolde Eemshaven zuid
Daarnaast onderscheiden wij als onderzoekers in deze studie nog de volgende mogelijke locaties voor windenergie: • Delfzijl Noord • Gemeente Groningen • Oude Pekela Schermdijk Er is inmiddels een startnotitie voor de aanleg van een windmolenpark op de Schermdijk. Het gaat om een park van 13 molens van 1,5 MW, in totaal 19,5 MW23. Eemshaven In het Eemshaven/Eemsmond gebied liggen 3 windparken met in totaal 138 turbines. Het totale vermogen van de bestaande windparken bedraagt 46 MW. In de potentieel berekening gaat we ervan uit dat de bestaande parken wordt vervangen door nieuwe turbines van 1,5 MW. Naar schatting zal er ruimte zijn voor 60 turbines. Daarnaast is er op de zeedijk van de oostlob van het Eemshaventerrein ruimte voor circa 10 nieuwe turbines (Stichting Natuur en Milieu, 2000). Delfzijl Zuid Op het bedrijventerrein bij Delfzijl Zuid zijn plannen voor de plaatsing van 34 turbines van 1,5 MW. Verwacht wordt dat de bouw eind 2003 start. Momenteel maakt de gemeente Delfzijl nog bezwaar tegen de aanleg van het windpark. Lauwersoog Er zijn momenteel geen plannen voor het door het POP aangewezen gebied Lauwersoog. De gemeente De Marne heeft het windbeleid feitelijk gedelegeerd aan het Ministerie van Defensie. De verwachte productiecapaciteit op Lauwersoog bedraagt ongeveer 5 MW. Lauwersmeer Geschat wordt dat er in het Lauwersmeergebied, met name aan de randen van het gebied, theoretisch ruimte is voor 50 windmolens van 2 MW24. In deze potentieelstudie gaan we uit van molens met een vermogen van 1,5 MW. Veendam/Menterwolde Voor de uitwerkingslocatie Veendam/Menterwolde worden momenteel plannen uitgewerkt. Naar schatting zijn hier zo’n 10 - 20 turbines van 1,5 MW te plaatsen. 23 24
Provincie Groningen C. Witvliet (2003): mondelinge communicatie
35
Eemshaven Zuid Het Eemshavengebied Zuid is in het POP aangewezen als glastuinbouwgebied en is mogelijk uit te werken tot windpark. Naar onze schatting zijn hier zo’n 30 turbines van 1,5 MW te plaatsen. Delfzijl Noord De eerste initiatieven voor een windpark bij Delfzijl Noord zijn inmiddels ontplooid. Er zijn plannen voor een windpark met een omvang van ca. 58 MW. Daarnaast zijn er plannen voor ‘Randmolens Delfzijl Noord’, een park dat aansluit op Delfzijl Zuid. Hierbij gaat het in totaal om 21 molens van 1,5 MW. Het park ‘overlapt’ deels met Delfzijl Zuid25. Gemeente Groningen Op basis van voorlopige resultaten van een inventarisatie van KEMA vat tabel 4.2 het potentieel voor windenergie in de gemeente Groningen samen.26 Tabel 4.2 Potentieel voor windenergie in de gemeente Groningen
Locatie
Milieuboulevard Eemspoort Van Starkenborghkanaal Totaal
Aantal molens
Vermogen Opbrengst (kW) (kWh)
2 5
1.500 1.500
7.500.000 18.750.000
8 15
1.500
30.000.000 56.250.000
Vermeden primair energiegebruik (TJ) 70 175 275 520
Oude Pekela De Vereniging Windenergie Pekela heeft een initiatief ontwikkeld om aan de Zuideranleg 40 MW windenergie te plaatsen27. Totaaloverzicht In tabel 4.3 is een samenvatting gegeven van het windenergie per locatie. De totale productiecapaciteit Groningen bedraagt 455 MW. Het totale technisch grootschalige windenergie bedraagt daarmee ongeveer (4.100 TJ) per jaar. De hoeveelheid vermeden primair bedraagt ongeveer 10.500 TJ.
25
potentieel aan in de Provincie potentieel voor 1.138.750 MWh energiegebruik28
Haalbaarheidstudie windpark Delfzijl Noord (23-10-02), Royal Haskoning KEMA – Prioriteitenstudie gemeente Groningen 27 D. de Boer, voorzitter Vereniging Windenergie Pekela 28 Voor een omschrijving zie 4.2 26
36
Tabel 4.3 Potentieel windenergie per locatie
Vermogen (MW) Schermdijk 20 Eemshaven (bestaand) 90 Delfzijl Zuid 51 Lauwersoog 5 Lauwersmeer 75 Eemshavengebied zuid 45 Delfzijl Noord 90 Veendam/Menterwolde 22 Gemeente Groningen 22 Oude Pekela 40 Totaal 460
Jaaropbrengst (MWh) 48.750 225.000 127.500 12.500 187.500 112.500 225.000 56.250 56.250 100.000 1.151.250
Jaaropbrengst (TJ primair) 448 2.066 1.170 115 1.721 1.033 2.066 516 516 918 10.569
4.3.4 Potentieel voor kleinschalige opwekking van windenergie Kleine turbines kunnen op daken van hoogbouw en bijvoorbeeld voedersilos worden geplaatst. Geschat wordt dat er in de Provincie Groningen zo’n 10.000 van dergelijke molens geplaatst kunnen worden (= 20 – 30 MW). Dat levert een technisch potentieel op van 50 MWh elektriciteit per jaar. De hoeveelheid vermeden primair energiegebruik bedraagt 200 TJ. 4.4
Zon
4.4.1 Inleiding Bij zonne-energie maken we onderscheid tussen fotovoltaïsche zonneenergie (PV) en thermische zonne-energie. PV systemen zetten zonlicht om in elektriciteit. Thermische zonne-energie kan zowel actief als passief worden gebruikt. Het passief gebruik van zonnewarmte wil zeggen dat gebruik wordt gemaakt van de zon als warmtebron zonder de tussenkomst van speciale voorziening. Dat kan bijvoorbeeld door zongericht verkavelen bij woningbouw. Bij actief gebruik van zonnewarmte gaat het om voorzieningen die zonlicht omzetten in warmte bijvoorbeeld bij zonneboilers voor warm water. 4.4.2 PV systemen Kentallen Bij fotovoltaïsche zonne-energie dient onderscheid gemaakt te worden in netgekoppelde PV-systemen en autonome PV-systemen. Bij autonome PVsystemen is de opbrengst per kWp geïnstalleerd vermogen sterk afhankelijk van de toepassing en van het gebruikspatroon. Bij het vaststellen van het potentieel voor PV zijn de volgende kentallen van belang: • Type systeem 1. Netgekoppeld 2. Autonoom • Vermogen (kWp) • Beschikbare oppervlak voor systemen (m2) • Energieopbrengst per m2 per jaar (GWhe)
37
In het Protocol Monitoring Duurzame Energie (Novem, 1999) wordt voor autonome systemen uitgegaan van een opbrengst van 400 kWh per kWp geïnstalleerd vermogen per jaar. Voor netgekoppelde systemen wordt uitgegaan van 800 kWh per kWp geïnstalleerd vermogen per jaar. Hoewel PV momenteel nog niet economisch rendabel is, is het de verwachting dat PV voor 2010 kan concurreren met traditionele opwekking van elektriciteit (BP Solar, 2002). In figuur 4.2 is de ontwikkeling van de productie van PV systemen in Nederland weergegeven voor de periode 1988 - 2000.
9 8
Productie (GWhe)
7 6 5 4 3 2 1 0 1988
1989
1990
1991
Autonome PV systemen
1992
1993
1994
1995
1996
Netgekoppelde PV systemen
1997
1998
1999
2000
Totaal
Figuur 4.2 De ontwikkeling van PV in Nederland. (Ecofys/ KEMA, 2001)
Hoewel aan het eind van de jaren 90 sprake is van een aanzienlijke groei, is de bijdrage van PV aan de elektriciteitsproductie in Nederland nog verwaarloosbaar. Indien de groei zoals in de figuur weergegeven, doorzet, zal de productie in 2010 in de ordegrootte liggen van 250 GWhe (900 TJ). Het Ministerie van EZ gaat uit van een productie van 1.160 GWhe in 202029 (4.200 TJ). Ter vergelijking: het huidige elektriciteitsgebruik in Nederland bedraagt 360.000 TJ. Voor geheel Nederland wordt het technisch potentieel voor PV op de lange termijn geschat op 208.000 TJ, waarvan 76.000 TJ in de bebouwde omgeving en 132.000 TJ op overige locaties (KPMG, 1999). Daarbij wordt uitgegaan van volledige benutting van het bestaande dakoppervlak van woningen en utiliteitsgebouwen en benutting van andere oppervlakken als braakliggende terreinen (mogelijk gezamenlijke toepassing met biomassa teelt), industrie en haventerreinen en geluidsschermen langs spoor en auto wegen. We praten dan over bijna 700 km2 aan zonnepanelen (bij de huidige technologie).
29
Ministerie van Economische Zaken, Duurzame energie in opmars, Actieprogramma 1997-2000.
38
Wat kan dit nu betekenen voor de Provincie Groningen? Op basis van CBS gegevens met betrekking tot bodemgebruik maken we een inschatting van het potentieel aan oppervlak voor PV systemen in de provincie. In tabel 4.4 zijn de CBS gegevens voor bodemgebruik weergeven voor Nederland en de Provincie Groningen. Tabel 4.4 Bodemgebruik in Nederland en Groningen (CBS, 2002) Bebouwing Totale oppervlakte Nederland (ha) 320.096 4.152.618 Groningen (ha) 15.569 296.710 Aandeel Provincie Groningen in 4,9 7,1 Nederland (%)
Bij het bepalen van het potentieel maken we onderscheid tussen potentiële bebouwing (dakoppervlak) en overig potentieel. Bij het potentieel voor bebouwing gaan we uit van het aandeel van de Provincie Groningen in het totaal oppervlakte bebouwing in Nederland. Voor het overig potentieel gaan we uit van het aandeel van Groningen in het totale oppervlakte van Nederland. De energieopbrengst is dan als volgt: Potentieel PV bebouwing: 76.000 TJ * 4,9% = 3.700 TJ (12 km2) Potentieel overige locaties: 132.000 TJ * 7,1% = 9.300 TJ (31 km2) De totale hoeveelheid vermeden fossiel energiegebruik komt daarmee op 33.150 TJ. 4.4.3 Thermische zonne-energie Kentallen Bij het vaststellen van het potentieel voor thermische zonne-energie wordt uitgegaan van de volgende kentallen: • Type systeem 1. Zonneboilers: Systemen voor warmtapwater met een afgedekte collector (collectoroppervlak < 6 m2); met name toegepast in woningbouw. 2. Grote warmtapwatersystemen: Systemen voor warmtapwater met een afgedekte collector (collectoroppervlak > 6 m2); met name toegepast in de utiliteitsbouw. 3. Niche markten: Systemen voor warmteproductie met behulp van onafgedekte collectoren voor badwaterverwarming van zwembaden, drogen van landbouwproducten, ruimteverwarming. 4. Seizoenopslag: Systemen voor warm tapwater en ruimteverwarming met toepassing van seizoenopslag (vooralsnog experimenteel). • Bestaande woningbouw (aantal woningen) • Nieuwbouw (aantal nieuwbouwwoningen tot 2010) • Opgesteld oppervlak (per systeem) (m2) • Energieopbrengst per jaar (gemeten) (TJth), of • Energieopbrengst per jaar (geschat) (TJth), of • Energiebesparing per jaar (geschat) (m3 a.e./ jaar)
39
In tabel 4.5 zijn kentallen voor zonthermische systemen weergegeven waar wij in deze studie van uitgaan. Tabel 4.5 Kentallen voor zonthermische systemen30
Systeem
Gemiddelde oppervlakte (m2) 4
Zonneboiler Grote warmtapwater systemen Niche markten Seizoenopslag31
Opbrengst (MJth/m2) 1.250
>6 >6 n.b.
Jaaropbrengst per systeem (TJth) 0,00125
1.500 1.500 n.b.
n.b.
Stand van zaken De ontwikkeling van actieve zonthermische energiesystemen wordt sinds 1984 gemonitored in Nederland. In figuur 4.3 wordt de ontwikkeling tot en met het jaar 2000 weergegeven.
300
energie opbrengst (TJ)
250
Zonneboilers (w oningen) Overige actieve thermische zonne-energiesystemen
200
150 100
50
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
1984
0
Figuur 4.3 De ontwikkeling van zonneboilers en overige actieve thermische zonneenergiesystemen in Nederland (Novem, 2001)
Op basis van de monitoringsrapportage Duurzame energie in Nederland leiden wij af dat circa 10% van het totale collectoroppervlak in de Provincie Groningen is gesitueerd. Dat betekent dat het totale energieopbrengst van actieve zonthermische systemen ongeveer 40 TJ bedraagt. Uit figuur 4.3 wordt duidelijk dat momenteel de doelgroep huishoudens een belangrijke doelgroep is voor duurzame energie met behulp van 30 31
Protocol Monitoring Duurzame Energie (NOVEM) De opbrengst van seizoensopslag moet per project worden bepaald.
40
zonneboilers. Op basis van het aantal woningen in de Provincie Groningen kan een inschatting worden gemaakt van het potentieel voor zonneboilers in de provincie. Daarbij wordt onderscheid gemaakt tussen bestaande bouw en nieuwbouw. Het besparingspotentieel per woning komt ongeveer overeen met het totale gemiddelde warmwatergebruik per huishouding (200 m3)32. De totale (gewenste) nieuwbouw tot 2010 bedraagt 36.000 woningen (zie ook paragraaf 3.1.5). De totale woningvoorraad in 2010 bedraagt dan ongeveer 262.000 woningen. Een beperkt deel van deze woningen is geschikt voor plaatsing van zonneboilers (zonneboilers voor woningbouw zijn minder geschikt voor bijvoorbeeld hoogbouw). Wanneer we ervan uitgaan dat alleen eengezinswoningen (volgens de definitie van het CBS gaat het dan om laagbouw zoals vrijstaande woningen, twee-onder-een-kap en bijv. boerderijen) geschikt zijn voor toepassing van zonneboilers, dan bedraagt het totaal aantal woningen in de provincie dat geschikt is voor zonneboilers momenteel ongeveer 178.000 (CBS, 2002). Dat komt overeen met 73% van de totale woningvoorraad in de provincie. Bij de berekening van het potentieel voor 2010 gaan we ervan uit dat het aandeel eengezinswoningen gelijk blijft. In dat geval bedraagt het aantal woningen dat geschikt is voor zonneboilers in 2010 ongeveer 191.000. Op basis van deze gegevens bedraagt het potentieel voor zonneboilers 38,2 miljoen m3 aardgas (191.000 woningen x 200 m3 aardgas). Ofwel een opbrengst van 1.200 TJ. Volgens de DE Scan van de Novem bedraagt het potentieel ongeveer 800 TJ. De scan houdt waarschijnlijk geen rekening met het feit dat het aandeel laagbouw in de Provincie Groningen relatief groot is. De groei voor grootschaliger zonthermische energiesystemen verloopt aanmerkelijk langzamer dan de groei van zonneboilers (zie figuur 4.3). Uitgaande van een lineaire groei van grootschalige zonthermische energiesystemen schatten we de totale opbrengst in 2010 ongeveer 200 TJ in Nederland. Wanneer we aannemen dat 10% gerealiseerd wordt in de Provincie Groningen dan komt dat neer op een opbrengst van 20 TJ. Grootschalige zonthermische systemen kunnen worden toegepast bij zwembaden, kantoorgebouwen, droogprocessen bloembollen etc. 4.5
Biomassa
4.5.1 Inleiding De verwachtingen voor biomassa zijn hooggespannen. Er wordt een groei verwacht van 28.000 TJ in 2000 naar 170.000 TJ in 2020 in Nederland. Hoewel in Nederland veel biomassa zoals drijfmest, agrarische residuen of snoei- en rooihout beschikbaar is, is het binnenlandse aanbod waarschijnlijk onvoldoende om deze doelstelling te halen. Import uit landen als Rusland,
32
Protocol Monitoring Duurzame Energie, Novem
41
de Baltische staten en Zuid-Amerika vormt een mogelijke aanvulling voor de benodigde biomassa33. Het potentieel voor biomassa wordt vastgesteld door na te gaan hoeveel energie door conversie van biomassa opgewekt zou kunnen worden in de Provincie Groningen. Dat is ook conform het Protocol monitoring duurzame energie. We maken onderscheid tussen de volgende energieconversie categorieën voor biomassa: • Verbranding o Afvalverbrandingsinstallaties o Houtverbranding in huishoudens o (Overige) Verbranding van biomassa • Vergassing van biomassa • Vergisting van biomassa • Pyrolyse van biomassa • Overige conversieroutes voor biomassa (bijv. bio-ethanol) In deze potentieelstudie worden afvalverbrandingsinstallaties en houtverbranding bij huishoudens buiten beschouwing gelaten.34 4.5.2 Verbranding en vergassing van biomassa In de industrie wordt in houtovens hout verbrand ten behoeve van de eigen energievoorziening (m.n. warmteproductie). Door energiedistributiebedrijven worden momenteel plannen ontwikkeld om hout en andere biomassa afval- en/of reststoffen in te zetten voor warmte en/of elektriciteitsproductie, zowel decentraal in de industrie als centraal als productie-eenheid. Daarnaast wordt biomassa (hout) meegestookt in elektriciteitscentrales. Ook wordt biomassa vaak vergast voordat het (mee)gestookt wordt in energiecentrales.
33
NOVEM: Energie uit het landelijk gebied. Het gebruik van reststromen voor duurzame energieopwekking. 34 Afvalverbrandingsinstallaties zoals bedoeld in het Protocol Monitoring Duurzame Energie, komen niet voor in de Provincie Groningen.
42
Vermeden primair energiegebruik (TJth/jr)
3000
Decentrale elektriciteitsproductie Centrale elektriciteitsproductie (meestoken)
2500
Verbranding van biomassa
2000 1500 1000 500 0 1995
1996
1997
1998
1999
2000
Figuur 4.4 Ontwikkeling van de productie van duurzame energie door verbranding van biomassa in Nederland.
In figuur 4.4 is de productie van energie door verbranding van biomassa in Nederland weergegeven. In de Provincie Groningen is momenteel geen sprake van projecten waar biomassa wordt meegestookt bij elektriciteitsopwekking. Wel is er een initiatief van Electrabel voor biomassacentrale met een vergassinginstallatie. Het gaat daarbij om een productiecapaciteit van 40 MW. Dat levert een productie op van 1.260 TJ en een hoeveelheid vermeden primair energiegebruik van 3.220 TJ. Een ander initiatief betreft een initiatief van Agrostroom. Ingezet wordt op een installatie van 20 MW. Dat komt overeen met een hoeveelheid vermeden primair energiegebruik van 1.600 TJ. Daarnaast is het initiatief van North Refinery om te komen tot de verwerking van afvalstoffen met terugwinning van energie hier te noemen. De status van dit project is onbekend. Overigens vormt niet alleen houtachtige biomassa een bron voor verbranding of vergassing. Ook pluimveemest is een geschikte bron. In Nederland is een aantal recente initiatieven opgestart voor (centrale) verbranding van pluimveemest. Daarbij gaat het zowel om meestook als om solitaire units. Stichting Mest Afzet Noord Nederland (SMANN) heeft bijvoorbeeld het initiatief genomen voor een vergassingsproject. Volgens de initiatiefnemers is het mogelijk om een 30 MW centrale te bouwen op basis van kippenmest uit Noord Nederland. Dat levert een totale productie op van 1.000 TJ en een hoeveelheid vermeden primair energiegebruik van 2.400 TJ per jaar. Begin 2003 wordt een begin gemaakt met de bouw van een democentrale in Friesland. Groningen is zeker in beeld, mocht er sprake zijn van opschaling. Het meest geschikt zijn locaties in de nabijheid van glastuinbouw. Dit in verband met de afzet van warmte, CO2 en nutriënten.
43
4.5.3 Vergisting van biomassa Bij de volgende vergistingsprocessen komt methaanrijk gas vrij dat veelal wordt ingezet voor energieproductie: • Rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI) • Afvalwaterzuiveringsinstallaties (industrie) (AWZI) • GFT-vergisting • Stortplaatsen: Stortgas benutting • Mestvergisting Bij de RWZI’s in Veendam en Scheemda wordt energie gewonnen uit het resterende slib. De installaties kunnen daarmee voor 70% aan hun energiebehoefte voldoen. Energiewinning bij RWZI is rendabel vanaf verwerking van 100.000 inwoners. De Waterschappen Noorderzijlvest en Hunze en Aas hebben een onderzoek uitgevoerd naar gezamenlijke slibverwerking in Garmerwolde. Daar hoort ook energiewinning bij. Momenteel wordt er door Essent ook energie opgewekt uit biogas in Garmerwolde35. De Provincie Groningen telt in totaal ongeveer 450 AWZI’s. De belangrijkste AWZI’s zijn verbonden aan de voedselverwerkende industrie (suiker en zetmeel industrie). De kwaliteit van de reststoffen is dusdanig dat deze veelal toegepast worden als meststof. Het potentieel voor energiewinning uit AWZI’s is daarom gering. In figuur 4.5 is de productie van biogas uit AWZI’s en RWZI’s in Nederland weergegeven.
AWZI's
RWZI's
1990
1992
vermeden primaire energie (TJ/jr)
3000 2500 2000 1500 1000 500
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1991
1989
0
Figuur 4.5 De productie van duurzame energie uit slib van AWZI’s en RWZI’s36
De vergistinginstallatie van VAGRON is het bekendste voorbeeld voor GFT vergisting in de Provincie Groningen (Vagron, 2002). De installatie 35 36
A. Hammenga (2003); mondelinge communicatie, Waterschap Hunze en Aa’s Duurzame energie in Nederland.
44
produceert 56 TJ elektrische energie per jaar en 81 TJ warmte. Van de 56 TJ elektrische energie wordt 17 TJ aangewend voor eigen gebruik en 39 TJ geleverd aan het net. Van de 81 TJ aan warmte wordt ruim 24 TJ (15 TJ in de vorm van warm water; 9 TJ in de vorm van stoom) intern gebruikt. Ruim 38 TJ aan warm water en 18 TJ aan stoom worden nog niet benut. Mestvergisting komt geleidelijk aan weer in de belangstelling. In Nederland zijn recent een aantal initiatieven opgestart voor centrale en decentrale mestvergisting. We beschrijven hier het technisch potentieel voor mestvergisting in de Provincie Groningen. De stookwaarde bedraagt ongeveer 1 GJ per ton mest. De huidige totale mestproductie in Groningen bedraagt 1,7 miljoen ton (CBS, 2002). Een reële schatting is dat in een optimale situatie bij centrale vergisting maximaal 50% voldoet aan technische specificaties om benut te kunnen worden voor mestvergisting. Het totale potentieel voor mestvergisting komt daarmee (bij een WKK rendement van 80%) op maximaal 680 TJ. De hoeveelheid vermeden primaire energie komt daarbij uit op 1.156 TJ37.
Centrale mestvergisting bij BioRek Agro Sinds september 2001 draait in Elsendorp (Noord-Brabant) een centrale mestvergistingsinstallatie. De installatie verwerkt ongeveer 25.000 ton varkensmest en levert daarmee 1,6 miljoen kWh elektriciteit (5,8 TJ), 7.500 ton mineralenconcentraten (kunstmestvervangers) en 17.500 ton schoon water. De installatie toont aan dat het bedrijfseconomisch aantrekkelijk is om mest te vergisten en vervolgens via mestbewerkingstechnieken hoogwaardige mineralenconcentraten te produceren als kunstmestvervanger.
Het is ook mogelijk om de mest decentraal te vergisten. Decentrale productie is mogelijk op rundvee- en varkenshouderijen. Decentrale productie is niet mogelijk op alle bedrijven. De schaalgrootte speelt een belangrijke rol. Verder is van belang: • mogelijkheden om te investeren • verwachte financiële rentabiliteit van de vergistingsinstallatie en • de inpasbaarheid bij gebouwen en erf, beschikbare arbeid en mestbeheer op het bedrijf. De varkenshouderijen in Groningen zijn vrijwel allemaal voldoende groot voor een decentrale mestvergistingsinstallatie. De huidige mestproductie van varkenshouderijen bedraagt 150.000 ton (CBS, 2002). Dat betekent dat er voor decentrale vergisting een potentieel is van ongeveer 120 TJ. Voor rundveehouderijen is het een reële aanname dat ongeveer een kwart van de bedrijven voorzien kan worden van een mestvergistingsinstallatie. We gaan er daarnaast van uit dat deze bedrijven ongeveer de helft van de rundveestapel in Groningen bezitten. De vergistbare hoeveelheid 37
We nemen daarbij aan dat de output van de WKK bestaat uit 50% elektrisch en 50% thermische energie.
45
rundermest bedraagt dan ongeveer 750.000 ton. Het potentieel bedraagt daarmee zo’n 600 TJ. 4.5.4 Pyrolyse en andere biomassa conversieroutes Vloeibare en gasvormige energiedragers op basis van biomassa krijgen steeds meer aandacht. Het belang is evident. Denk maar aan het bijvoegen van waterstof aan het gasleidingnet of aan brandstof voor transport. Andere biomassa conversieroutes, zoals pyrolyse en bio-ethanol productie behoren tot de mogelijkheden. Deze conversieroutes bevinden zich veelal nog in experimentele fasen. Dat betekent dat grootschalige inzet vooralsnog niet aan de orde zal zijn. Niettemin zijn er mogelijkheden voor experimenten op dit gebied in Groningen. In deze paragraaf verkennen we een aantal mogelijke experimenten en bepalen op basis daarvan een potentieel voor vergassing. Om het potentieel te kunnen bepalen zijn de volgende basisgegevens nodig: • Potentieel aantal installaties of mogelijke projecten • Vermeden inzet fossiele brandstoffen (TJprim of m3 a.e.) per installatie/project (schatting) Mogelijke projecten en experimenten zijn: • Pilot bijmengen van waterstof gas in het gasleidingnet • Methanolproductie op basis van biomassa ipv aardgas • Biobrandstof in de transportsector (vrachtvervoer, bussen) Bijmengen waterstofgas Of het bijmengen van waterstofgas een duurzame optie is hangt af van de herkomst van de waterstof. Gezien de gewenste tendens naar een waterstof economie is het realiseren van dergelijke projecten van belang voor het opdoen van kennis in praktijksituaties. Gasunie is betrokken bij projecten op dit gebied en is voornemens om een praktijk experiment in de Provincie Groningen op te starten. Onder de huidige technisch randvoorwaarden is het een reële aanname dat het potentieel ongeveer 10% van het huishoudelijk gasverbruik in de provincie bedraagt. Wordt de waterstof op duurzame wijze geproduceerd (bijv. uit biomassa), dan komt dat overeen met een potentieel van 15.600 TJ. De benodigde productiecapaciteit voor ‘groene’ waterstof (het gaat daarbij om een 400 MW biomassa centrale) is echter pas op lange termijn realiseerbaar. De beschikbaarheid van biomassa is hierbij een sterk limiterende factor. We gaan ervan uit dat 25% realiseerbaar is (4.000 TJ). Er zijn ook mogelijkheden om waterstofgas als brandstof in te zetten op bedrijventerreinen, bijvoorbeeld op het Chemiepark Delfzijl. Voordeel van een dergelijke locatie is de nabijheid van een aanvoerhaven voor biomassa.
46
Methanolproductie op basis van biomassa Bij de productie van methanol wordt aardgas gebruikt. In plaats van aardgas kan ook biomassa als input dienen voor de productie van methanol. Een aantal partijen werken momenteel aan een dergelijke conversie route. Biobrandstof in de transportsector Het energiegebruik van de transportsector in Groningen bedraagt naar schatting 7 PJ (zie ook §3.1.4). Momenteel vindt een nieuwe aanbesteding van het openbaar vervoer plaats. In de aanbesteding is ondermeer aandacht voor energiemaatregelen in het openbaar vervoer. Dat lijkt het juiste moment om in te zetten op een deel biobrandstof. Daarnaast kunnen biobrandstoffen bij bedrijven uit de transportsector worden gepromoot. We veronderstellen dat een totaal potentieel van 25% biobrandstof realistisch is. 4.6
Overige
4.6.1 Warmtepompen De energiebesparing per kWth uitgaand vermogen kan bij warmtepompen sterk fluctueren, afhankelijk van de specifieke toepassing en warmtepomptechnologie. Bij het uitdrukken van doelstellingen in termen van vermeden primaire energie dienen de gehanteerde kentallen voor de energiebesparing te worden aangegeven. Als gemiddelde waarde voor toepassingen van warmtepompen in huishoudens en de utiliteit kan bijv. 3 GJ/kWth/jaar worden gehanteerd (uitgaande van een thermisch vermogen van de warmtepomp van circa 5 tot 6 kWth). 4.6.2 Ondergrondse energieopslag In de energietechniek gaan de bodem en het grondwater een steeds grotere rol spelen. Met name indien een duurzame energievoorziening is gewenst, wordt warmte- en koude opslag in de bodem, al dan niet in combinatie met warmtepompen, vaak toegepast. De techniek wordt voornamelijk gebruikt in de utiliteitsbouw (grotere) woningbouwprojecten en industrie. Meestal gaat het hierbij om nieuwbouwprojecten. Er is een aanzienlijke reductie van het primair energiegebruik en dus van de CO2-uitstoot, haalbaar. Daarnaast is ondergrondse energieopslag ook financieel aantrekkelijk: afhankelijk van met name de koudevraag zijn terugverdientijden van 5 tot 7 jaar mogelijk. Verdere achtergrond informatie is opgenomen in Bijlage 1(bijdrage: M.van Vulpen, Royal Haskoning).
47
vermeden primaire energie (TJ/jaar)
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
0
Figuur 4.6 Energiebesparing door ondergrondse energieopslag in Nederland.
Ondergrondse energieopslag groeit sterk (zie figuur 4.6) maar het is bij de huidige groei zeer de vraag of de landelijke doelstelling van 8 PJ in 2007 wordt gehaald38. Hoewel de kantoren markt momenteel de belangrijkste markt is voor warmte/koude opslag, wordt er ook gezocht naar andere toepassingen zoals de woningbouw. Een dergelijke optie kan nauwelijks los worden bezien van energiebesparingsmaatregelen. Op basis van een haalbaarheidsstudie naar toepassing van energieopslag in combinatie met warmtepompen en extra isolatie in een woonwijk. In figuur 4.7 worden de beide varianten vergeleken op het primaire energiegebruik voor verwarming en warm tapwater. De woningen met energieopslag, warmtepompen en extra isolatie hebben een energiegebruik dat gemiddeld 17 GJ per jaar lager is dan de referentie woningen39.
38
IPO monitoringsrapportage 2002 De referentiewoningen voldoen aan de huidige normen voor isolatie en energiegebruik.
39
48
40 Primair energiegebruik (GJ/jr)
35 30 25 20 15 10 5 0 Referentie woningen
warmtepompwoningen
Figuur 4.7 Jaarlijks primair energiegebruik voor ruimteverwarming en warm tapwater (Novem, 1997).
Toepassing op grote nieuwbouw locaties (zoals Meerstad) zou een forse energiebesparing op kunnen leveren. Wanneer we ervan uitgaan dat 1000 van de 8000 woningen worden voorzien van warmtepompen in combinatie met energieopslag dan levert dat een besparing op van 17 TJ per jaar. 4.6.3 Asfaltcollector Een recente technologie waar de afgelopen jaren mee is geëxperimenteerd, is warmtewinning en koude productie uit geasfalteerde oppervlakken. De technologie kan toegepast worden in combinatie met warmte/koude opslag en warmtepompen in de woningbouw. De opbrengsten van een asfaltcollector systeem zijn berekend op 1 – 2 GJ/m2 per jaar (Rikken et al., 2001). De Provincie Groningen beschikt over ongeveer 6.500 ha verharde weg. Wanneer we ervan uitgaan dat daarvan ongeveer 1% te benutten valt voor asfaltcollectoren dan levert dat per jaar 650 – 1.300 TJ per jaar op. 4.7
Conclusies In figuur 4.8 zijn de technische duurzame energie potentiëlen in 2010 per optie samengevat. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen de energieopbrengst en het vermeden primair brandstofverbruik. Met name bij opties waarmee elektriciteit wordt geproduceerd (wind en PV systemen, ofwel zonnecellen) zijn duidelijke verschillen zichtbaar tussen energieopbrengsten en het vermeden fossiel energiegebruik. Immers, indien elektriciteit in plaats van met zonnecellen in een conventionele centrale opgewekt wordt, wordt fossiele energie (zoals aardgas of kolen) verbrand waarbij aanzienlijke rendementsverliezen optreden. Het totale technische productie potentieel duurzame energie in 2010 bedraagt 30.600 TJ in 2010. Dit komt overeen met 14,6% van het verwachte energiegebruik na realisatie van het technisch energiebesparingspotentieel
49
(209 PJ) in 2010. In termen van vermeden fossiel energiegebruik is het technisch potentieel Duurzame Energie geraamd op 60.600 TJ in 2010. 35000 30000 Energieopbrengst (TJ/jr) 25000
Vermeden primair brandstof (TJ/jr)
20000 15000 10000 5000
Energie opslag
Overige biomassa
Vergisting
Biomassa (verbranding)
Thermische zonne-energie
Windenergie
PV systemen
0
Figuur 4.8 Technische potentiëlen voor de verschillende duurzame energie opties
In tabel 4.6 is het technisch potentieel per doelgroep weergegeven. Tabel 4.6 Technisch potentieel duurzame energie per doelgroep in TJ vermeden primair energiegebruik
Bebouwde omgeving Bedrijven V&V Energiesector Landbouw Overig TOTAAL
Wind 200
Zon 10.630
Biomassa
1.300
Totaal 11.050
220
3.050 19.270 3.556 23.720 60.646
1.750 8.820 3.556
10.450
10.650
Overig 220
23.720 35.650
14.126
50
5
Van technisch naar praktisch potentieel
5.1
Energiebesparing
5.1.1 Van technisch naar praktisch potentieel Het technisch besparingspotentieel is in §3.1 beschreven. Hierin zijn alle beschikbare technieken die technisch gezien mogelijk zijn opgenomen. Er zijn echter meer factoren aanwezig waar rekening mee moet worden gehouden. Bepaalde technieken voor energiebesparing zijn momenteel nog niet economisch rendabel. In de tabellen 3.3, 3.11 en 3.13 is voor de diverse sectoren het technisch energiebesparingspotentieel weergegeven. Op basis van ICARUS kan vanuit het technisch besparingspotentieel het economisch reductiepotentieel worden afgeleid. Het economisch reductiepotentieel wordt bereikt wanneer alle kosteneffectieve maatregelen worden doorgevoerd.40 In tabel 5.1 worden zowel het technisch als economisch besparingspotentieel weergegeven. Tabel 5.1 Technisch en economisch potentieel Technisch potentieel Sector
Geschatte energievraag Groningen 2010 (TJ)
Technisch reductiepotentieel (%)
Economisch potentieel
Technisch besparingspotentieel (TJ)
Economisch reductiepotentieel (%)
Economisch besparingspotentieel (TJ)
Voedings en genotmiddelen
6423
7
450
6
383
Papier en karton
9366
10
937
8
749
Uitgeverijen en drukkerijen
367
11
40
11
40
Chemische industrie
71548
20
14310
13
9301
Rubber en kunststof
769
20
153
13
100
Basismetaal
13688
9
1231
5
684
Metaalproducten industrie
866
16
139
14
121
Machine-industrie
317
16
51
14
44
974
18
175
14
136
539
13
70
13
70
Land en tuinbouw
2946
15
442
12
353
Verkeer en vervoer
32338
28
9055
9
2910
Huishoudens
15700
53
8500
29
4400
HDO
15600
46
7200
32
5000
Elektro technische industrie Transportmiddelen industrie
Totaal
171441
42753
24291
40 Kosteneffectieve maatregelen zijn maatregelen waarvoor geldt dat de uitgespaarde energiekosten minimaal gelijk zijn aan het totaal van de kosten op basis van investeringskosten, operationele & onderhoudskosten, jaarlijkse rentekosten en levensduur.
51
5.1.2 Conclusies Ervan uitgaande dat van de technisch mogelijke besparingsmaatregelen slechts de kosteneffectieve maatregelen worden ingevoerd ontstaat voor de sectoren ‘industrie’, ‘land- en tuinbouw’, ‘verkeer & vervoer’, ‘huishoudens’ en ‘HDO’ het beeld zoals weergegeven in tabel 5.2. Tabel 5.2 Energiebesparing: van technisch naar praktisch potentieel Technisch potentieel in PJ
Praktisch potentieel in PJ
Industrie
17.6
11.6
Land- en tuinbouw
0.4
0.3
Verkeer & vervoer
9.0
2.9
Huishoudens
8.5
4.4
HDO
7.2
5.0
42.7
24.2
TOTAAL
Het praktisch energiebesparingspotentieel is bijna 57% van het technisch energiebesparingspotentieel. 5.2
Duurzame energie
5.2.1 Financieel-economische aspecten Wind Om zicht te krijgen op de financieel-economische aspecten van windenergie zijn allereerst de investeringskosten voor het opstellen van windgeneratoren van belang. Wij beperken ons hierbij tot het kostenplaatje voor windgeneratoren op land omdat off-shore (en ook near-shore) parken voor de Provincie Groningen niet relevant worden geacht. Hieronder worden de investeringskosten voor het opstellen van windgeneratoren op land vergeleken met de gemiddelde investeringshoogte van conventionele centrales windgeneratoren op land conventionele centrale
€ 1000 per kW € 600 per kW
(KIVI, 2002), (Menkveld, 2002)
Hierbij dient ook nog rekening te worden gehouden met de productiefactor. De productiefactor brengt in rekening dat de jaaropbrengst van een generator (in kWh) minder is dan overeenkomt met het vermogen van die generator (in kW) vermenigvuldigd met het aantal uren in een jaar. Dit komt door de sterke fluctuaties in windsterkte. De productiefactor van de gezamenlijke windparken in Nederland bedraagt ongeveer 20% met uitschieters naar 28% voor de best producerende parken (KIVI, 2002). Ter vergelijking: bij een conventionele centrale ligt de beschikbaarheid bij 90% of hoger. Met andere woorden, bij gelijke opbrengst moet een windpark dus 4 a 5 x groter worden gekozen dan een conventionele centrale (90/20)(exclusief eventuele reservecapaciteit).
52
Wel kan worden opgemerkt dat de investeringskosten voor windturbines dalen, terwijl de elektriciteitsopbrengst per eenheid vermogen stijgt (Ybema et al., 2001). De lagere kosten zijn onder andere een gevolg van schaalvoordelen (steeds grotere turbines) en leereffecten (er worden steeds meer turbines weggezet). Een andere financiële parameter is de kostprijs per kilowattuur. Hieronder wordt de vergelijking gemaakt tussen de kostprijs per kWh voor gasgestookte energie en de kostprijs per kWh voor windenergie op een windrijke kustlocatie en de kostprijs per kWh voor windenergie landinwaarts (Ybema et al., 2001 en Beurskens et al., 200.). gasgestookte energie windenergie op een windrijke kustlocatie windenergie landinwaarts
0,035 €/kWh 0,05 – 0,06 €/kWh 0,08 €/kWh
Behalve voor de windturbine zelf zijn bij de investering kosten gemoeid voor o.a. de planontwikkeling, het bouwrijp maken van de locatie, de fundatie en de netaansluiting. Bovendien moeten leges worden betaald. Tijdens de exploitatie zijn o.a. kosten gemoeid met het gebruik van het elektriciteitsnet, onderhoud en verzekeringen. Een gemeente heft over het algemeen onroerende-zaakbelasting over een windturbine. Subsidievergoeding MEP 2003 In het kader van de MEP (Milieukwaliteit Elektriciteitsproductie) zijn voor wind de volgende subsidievergoedingen vastgesteld teneinde het verschil tussen de kostprijs van windenergie en de kostprijs van langs fossiele weg opgewekte elektriciteit te compenseren. De subsidievergoedingen liggen voor 10 jaar vast.
Wind op land Wind op zee
MEP subsidie (€ct/kWh) 4,9 6,8
De subsidie voor wind op land geldt tot een maximum van 18.000 vollasturen in 10 jaar. Het aantal vollasturen geeft aan hoeveel uren de windturbine op het maximumvermogen heeft gedraaid. Dus: vollasturen = jaarlijkse energieproductie in kWh/ het nominaal vermogen in W.
Uitgedrukt in € per ton vermeden CO2 bedraagt de reductieprijs in 2001 rond de € 50 per ton CO2. De verwachting is dat de kosten in 2010 zullen zijn gedaald tot ongeveer € 30 per ton CO2. Zon Conform de onderverdeling in 4.4 maken we ook hier onderscheid tussen photovoltaische zonne-energie (PV) en thermische zonne-energie.
53
PV-systemen zijn relatief kostbaar. Het Projectbureau Duurzame Energie maakt daarbij onderscheid tussen netgekoppelde en autonome systemen. Autonome systemen zijn door het gebruik van accu’s duurder. Voor een paneeloppervlak van 1 m2 bedragen de investeringskosten bij netgekoppelde systemen ongeveer € 700,- . Voor een autonoom systeem met hetzelfde paneeloppervlak zijn de investeringskosten ongeveer het dubbele: € 1.400,-. In euro/kW heeft het ECN investeringskosten becijferd van ongeveer € 4500 (Menkveld, 2002). Hieronder wordt nadere informatie gegeven over de kostprijs per kWh. kostprijs opbrengst netto kostprijs
0,54 €/kWh 0,04 €/kWh 0,50 €/kWh
Uitgedrukt in € per ton vermeden CO2 bedraagt de reductieprijs in 2001 ruim € 1200 per ton CO2. De verwachting is dat de kosten in 2010 zullen zijn gedaald tot ongeveer € 600 per ton CO2. Subsidievergoeding MEP 2003 In het kader van de MEP (Milieukwaliteit Elektriciteitsproductie) is voor zon-pv de volgende subsidievergoeding vastgesteld teneinde het verschil tussen de kostprijs van zonne-energie en de kostprijs van langs fossiele weg opgewekte elektriciteit te compenseren. De subsidievergoeding liggen voor 10 jaar vast.
Zon-pv
MEP subsidie (€ct/kWh) 6,8
Voor thermische zonne-energie geldt dat de meerinvestering van een zonneboiler circa € 1300 per woning bedraagt (Jeeninga et al., 2002). Door leer- en schaaleffecten kan de meerinvestering dalen. De jaarlijkse besparing bedraagt ongeveer 150 m3 aardgas/woning. De waarde van de uitgespaarde energie is 0,125 €/m3. Per woning komt dat neer op € 18,75 per jaar Uitgedrukt in € per ton vermeden CO2 bedraagt de reductieprijs in 2001 ruim € 400 per ton CO2 (bij een meerinvestering van ongeveer € 1300 per woning). De kosten kunnen in 2010 dalen tot ongeveer € 200 per ton CO2 Biomassa Onderscheid dient hier te worden gemaakt tussen meestook en bijstook in kolencentrales en aparte biomassacentrales. Het mee- en bijstoken van biomassa in kolencentrales is al zonder financiële stimuleringsregelingen rendabel. Feitelijk beperken de kosten zich tot een meerinvestering. Als biomassa goedkoper is dan kolen levert mee- en bijstok zelfs financiële voordelen. Over het algemeen wordt
54
uitgegaan van een kostprijs per kilowattuur van € 0,00 tot € 0,02 (Menkveld, 2002).41 Bij biomassacentrales is er een groot verschil in de kosten van grootschalige en kleinschalige centrales. De kostprijs per kilowattuur bedragen respectievelijk ! € 0,06 voor grootschalige centrales ! € 0,13 voor kleinschalige centrales (Menkveld, 2002) Gecorrigeerd voor een gemiddelde opbrengst van € 0,04 per kWh bedraagt de netto kostprijs per kWh respectievelijk ! € 0,02 voor grootschalige centrales ! € 0,09 voor kleinschalige centrales (Menkveld, 2002) Een belangrijk aandachtspunt vormt de beschikbaarheid van biomassa. Nu wordt nog gerekend met de prijzen van reststromen. Grootschalige inzet en bijbehorende import van biomassa uit het buitenland kan de prijzen van biomassa verdubbelen. Subsidievergoeding MEP 2003 In het kader van de MEP (Milieukwaliteit Elektriciteitsproductie) zijn voor biomassa de volgende subsidievergoeding vastgesteld teneinde het verschil tussen de kostprijs van elektriciteit op basis van biomassa en de kostprijs van langs fossiele weg opgewekte elektriciteit te compenseren. De subsidievergoedingen liggen voor 10 jaar vast.
Zuivere biomassa Biomassa mengstromen Kleine biomassacentrales (<50 MW, stand alone)
MEP subsidie (€ct/kWh) 4,8 2,9 6,8
Zuivere biomassa in grootschalige biomassacentrales: deze subsidievergoeding ligt vast gedurende de eerste 3 jaren na inwerkingtreding van het wetsvoorstel. Naar verwachting zal binnen die 3 jaar een nadere onderverdeling operationeel worden. Biomassa mengstromen: naar rato van de zuivere biomassa component.
Ondergrondse energieopslag De meerprijs van een dergelijk systeem bedraagt ongeveer € 4500,- per woning. Wanneer het systeem grootschalig in Nederland geïntroduceerd zou worden, gaan deze kosten naar verwachting fors omlaag.
41
Overigens zijn ook de winning van stortgas voor elektriciteitsopwekking, het omwerken van stortgas naar aardgas en het opwekken van bio-energie uit afval in afvalverbrandingsinstallaties rendabel.
55
5.2.2 Ruimtelijke Ordeningsaspecten Wind Grote windturbines hebben ruimte nodig. Bij een lijnopstelling is een vuistregel dat de ruimte tussen de molens ongeveer 6 maal de rotordiameter bedraagt (Novem, 2002). Voor een 1,5 MW molen komt dat neer op een onderlinge afstand van ongeveer 300 meter. In een clusteropstelling is per molen dan ongeveer een ruimte nodig van ongeveer 7 ha. In tabel 5.3 is een aantal harde belemmeringen weergegeven voor het plaatsen van windmolens. Tabel 5.3 Ruimtelijke belemmeringen voor het plaatsen van windmolens
Harde belemmeringen Kerngebieden Ecologische Hoofdstructuur Woonbebouwing (bestaand en nieuw) Verblijfsrecreatieterreinen Luchtvaartterreinen Stiltgebieden Hoogspanningstracees Straalpaden (radar)
minimale afstand 300-500 meter 300-500 meter 500 meter 300-500 meter 50 meter aan weerszijden 100 meter
Windenergie is daarom in de eerste plaats een zaak van ruimtelijke ordening. Algemeen blijkt dat, hoewel financieel aantrekkelijk, realisatie van windturbines op land achterblijft bij de doelstelling omdat het problematisch is gebleken locaties beschikbaar te krijgen. Is een locatie in beeld dan zijn er langdurige en complexe procedures met vele bezwaarmogelijkheden (doorlooptijden 4 tot 7 jaar). Van de initiatieven is in het verleden 80 tot 90% gestrand (ECN, 2002). Tot nu toe was de rol van lokale overheden afwachtend en waren het vooral de energiebedrijven die het initiatief namen tot realisatie. Met het BLOW convenant wordt nu meer initiatief verwacht van lokale overheden. De rol van de provincie in het creëren van ruimte voor windenergie is echter cruciaal. Zowel de provincie Friesland, Groningen als Drenthe hebben om landschappelijke redenen besloten geen verdere kleinschalige uitbreiding van windmolens meer toe te staan. Dat houdt in dat voor de Provincie Groningen windenergie beperkt blijft tot grootschalige toepassing. Er moet echter voor gewaakt worden, dat door het vastleggen van planologische randvoorwaarden voor de lange termijn niet kan worden ingespeeld op nieuwe technische ontwikkelingen, zoals de toepassing van kleine windturbines voor het opwekken van de eigen elektriciteit. Andere aspecten waaraan een eventuele toepassing van windenergie moet worden getoetst zijn: • Geluid: gedeeltelijk via technische maatregelen te beperken, maar nooit geheel weg te nemen. Door toepassing op daarvoor minder kwetsbare locaties als bedrijventerreinen is het bezwaar verder te verminderen.
56
•
•
Veiligheid: het gaat hierbij om het maken van een inschatting van het risico op incidenten als afbrekende rotorbladen of een omvallende molen voor mensen of objecten. Slag- of windschaduw ECN heeft een handboek opgesteld waarmee voor tien verschillende kwetsbare objecten (bebouwing, wegen, industrie, dijken e.d.) snel kan worden getoetst.
Zon Het technisch potentieel voor zonne-energie (PV) op dak- en geveloppervlak is in de praktijk veelal niet praktisch beschikbaar (dit in verband met oriëntatie, beschaduwing en andere gebruiksfuncties). Daarnaast speelt de wereldwijde productiecapaciteit voor PV systemen een beperkende rol. Naast de financiële aspecten zoals genoemd in 5.2.1 zal van de vele km² die in 4.4.2. als technisch potentieel worden genoemd slechts een zeer beperkt deel kunnen worden gerealiseerd in de periode tot 2010. Het stimuleren of zelf bindend planologisch voorschrijven van de oriëntatie van dakhellingen is mogelijk. Een andere voor de provincie interessante optie, namelijk gelegen binnen de eigen sfeer van investeringen, is het realiseren van PV op en naast de eigen wegen (verhardingen en geluidsschermen). Bij thermische zonne-energie moet vooral gedacht worden aan de toepassing van zonneboilers in woningen en de utiliteitsbouw. De RO aspecten die hierbij aan de orde zijn liggen op hetzelfde terrein als hierboven genoemd bij de PV systemen. Buiten deze kleinschaliger toepassingen zijn grootschaliger, maar ook innovatieverre oplossingen denkbaar (zwembaden, droogproces bloembollen). Biomassa Voor Nederland als geheel geldt dat wat betreft biomassatoepassingen de ruimtelijke aspecten relatief gering zijn (Menkveld, 2002). Reststromen kunnen niet voorzien in de behoefte aan biomassa. Tot de reststromen worden gerekend landbouwresiduen, organisch afval, houtafval en slib. De totale beschikbaarheid van biomassareststromen in Nederland bedraagt circa 76 PJ (18,4 PJ aan bijproducten uit de land- en tuinbouw; 57,6 PJ aan afvalstromen). Uitgedrukt in CO2 reductie levert meestook van deze reststromen in kolencentrales (de gunstigste optie) 3 Mton op. Dit terwijl het potentieel voor Nederland van biomassa (incl. biobrandstoffen) wordt geschat op ongeveer 8 Mton (Menkveld, 2002). Voor het resterende deel (ongeveer 5 Mton) zullen gewassen geteeld moeten worden. Geschat wordt dat het ruimtebeslag van energieteelt minimaal 2500 km2 bedraagt. Dat komt overeen met 13% van het totale landbouwoppervlak van Nederland. Energieteelt kan echter momenteel niet concurreren met andere aanwendingsmogelijkheden van grond (zoals woningbouw en bedrijventerreinen, maar ook veeteelt en natuurontwikkeling en de
57
klassieke landbouwteelten). Doordat in Nederland (ook in Groningen) de schaduwprijs van grond en de arbeidskosten hoog zijn, is energieteelt alleen mogelijk als een hoog economisch rendement wordt gehaald.42 Daar is momenteel geen sprake van, zodat als enige mogelijkheid biomassa import resteert. Dit heeft gevolgen voor de prijs (zie 5.2.1.) 5.2.3 Conclusies Op basis van financieel-economische en andere beperkingen (met name ruimtelijke ordening) ontstaat het volgende beeld ten aanzien van het praktisch duurzame energie potentieel (tabel 5.4). Tabel 5.4 Duurzame energie: van technisch naar praktisch potentieel Technisch potentieel (TJ) Wind - grootschalig - kleinschalig Zon - PV-bebouwing - PV-overige locaties - thermisch Biomassa - verbranding/vergassing - vergisting - overige Overige - ondergrondse energieopslag TOTAAL
Praktisch potentieel in (TJ)
10.569 200
3.800 50
9.435 23.715 2.500
100* nihil 600
7.220 1.156 5.750
4.800 100* 100*
220 60.765
220 9.770
* Op grond van hierboven geformuleerde overwegingen is het realistisch te verwachten dat tot 2010 deze opties slechts zeer beperkt kunnen worden gerealiseerd.
42
Vergelijk bijvoorbeeld Strijker, Kamann en Sijtsma – Bioraffinage in Noord Nederland (2000)
58
6
Uitgeleide In het voorliggende rapport is het technisch en praktisch potentieel beschreven voor energiebesparing en duurzame energie in de Provincie Groningen tot 2010. In 2000 bedroeg het energiegebruik in de Provincie Groningen naar schatting 142 PJ. Aan de hand van gegevens over de verwachte volumeontwikkeling in de verschillende sectoren van het CPB is de energievraag in de Provincie Groningen in 2010 geraamd op 222 PJ. Bij ongewijzigd beleid en onder de veronderstellingen van het gebruikte CPB scenario, zal het energiegebruik dus fors stijgen.
6.1
Energiebesparingspotentieel Het technisch besparingspotentieel in 2010 is geraamd op ongeveer 42,7 PJ. Een groot deel van de energiebesparingpotentiëlen (17,6 PJ) is te vinden bij de sector die het meeste energie gebruikt: de industrie. Van het technisch energiebesparingspotentieel in de industrie wordt 82% (14,3 PJ) gerealiseerd in de chemische industrie. Indien hieraan de besparingspotentiëlen van de basismetaal en de papier- & kartonindustrie worden toegevoegd blijkt dat in deze drie sectoren gezamenlijk 95% van het technisch besparingspotentieel in de industrie kan worden gerealiseerd. Een belangrijk deel van het technisch potentieel is bovendien praktisch realiseerbaar. De meeste maatregelen zijn kosteneffectief. Het energiegebruik in de sector verkeer en vervoer zal fors stijgen. Het technisch besparingspotentieel is met 9 PJ aanzienlijk te noemen. In de praktijk zal de realisering van het potentieel veel lastiger zijn dan in de industriële sectoren. Veel maatregelen zullen leiden tot hogere kosten van de mobiliteit. Voor de bebouwde omgeving (huishoudens en HDO) geldt dat energiebesparing in de nieuwbouw weliswaar belangrijk is, maar dat gezien de huidige voorraad met name in de bestaande bouw kansen voor energiebesparing liggen. Het totale praktisch energiebesparingspotentieel bedraagt ongeveer van het technisch energiebesparingspotentieel.
6.2
57%
Potentieel voor duurzame energie Bij het vaststellen van het potentieel voor duurzame energie is onderscheid gemaakt tussen de energieopbrengst en het vermeden primair brandstofverbruik. Met name bij opties waarmee elektriciteit wordt geproduceerd (wind en PV systemen, ofwel zonnecellen) zijn duidelijke verschillen zichtbaar tussen energieopbrengsten en het vermeden fossiel energiegebruik. Het totale technische productie potentieel duurzame energie in 2010 is geschat op 30,6 PJ in 2010. In termen van vermeden fossiel energiegebruik is het technisch potentieel Duurzame Energie geraamd op 60,6 PJ in 2010.
59
Op basis van financieel-economische en andere beperkingen (met name ruimtelijke ordening) ontstaat het beeld ten aanzien van het praktisch duurzame energie potentieel. Het praktisch duurzame energiepotentieel is 16% van het technisch duurzame energiepotentieel. Financieel-economisch is windenergie momenteel één van de meest aantrekkelijke duurzame energie opties. Het technisch windpotentieel is geschat op 10,7 PJ. Door beperkingen op het gebied van ruimtelijke ordening en gezien gemaakte afspraken in het kader van het BLOW convenant, bedraagt het praktisch potentieel voor windenergie 3,9 PJ in 2010. Zonne-energie heeft een groot technisch potentieel van ruim 35 PJ. Gezien vanuit financieel-economisch oogpunt is het echter niet de verwachting dat er voor 2010 sprake is van een rendabele vorm van energieopwekking. Daar komt bij dat het technisch potentieel zoals hier vastgesteld voor een groot gedeelte betrekking heeft op andere oppervlakken dan bebouwing zoals braakliggende terreinen, industrie- en haventerreinen, geluidsschermen. Daar doen zich niet alleen financiële restricties voor, maar ook andere beperkingen zoals vanuit het perspectief van ruimtelijke ordening. Wij veronderstellen derhalve tot het richtjaar 2010 een zeer beperkt praktisch potentieel van in totaal minder dan 1 PJ. Het technisch potentieel voor biomassa bedraagt ruim 14 PJ. Technisch gezien lijkt biomassa dus meer perspectief te bieden dan windenergie. Ten aanzien van biomassa is het echter realistisch te veronderstellen dat slechts een beperkt gedeelte van het technisch potentieel praktisch haalbaar is. Waar voor windenergie feitelijk ‘slechts’ ruimtelijke beperkingen een belangrijke rol spelen, spelen bij biomassa ook financieel economische beperkingen een belangrijke rol. Niettemin kunnen een aantal pilotprojecten met een redelijke schaalgrootte in termen van vermogen, leiden tot een vermeden hoeveelheid fossiel brandstof gebruik van 5 PJ in 2010. Vanwege de relatief gunstige financieel-economische aspecten en vanwege de redelijke geschiktheid van de ondergrond verwachten wij dat het technisch potentieel voor ondergrondse energieopslag voor 2010 in de praktijk ook daadwerkelijk haalbaar moet zijn. Dat betekent dat het praktisch potentieel voor koude warmte opslag ongeveer 0,2 PJ bedraagt. 6.3
Ten slotte De verwachting is dat (onder de voorwaarden van het gehanteerde CPB scenario), ondanks realisering van het praktisch potentieel aan energiebesparingsmaatregelen, het energiegebruik tot 2010 blijft stijgen. Wanneer het praktisch energiebesparingspotentieel wordt gerealiseerd, bedraagt het energiegebruik in 2010 ongeveer 198 PJ. Dat betekent dat bij
60
realisering van het praktisch potentieel voor duurzame energie, de bijdrage (in termen van vermeden fossiel energiegebruik)43 van duurzame energie aan de energievoorziening bijna 5% bedraagt. Ondanks de stijging van het energiegebruik zou de nationale doelstelling voor duurzame energie (5% tegen 2010) dus kunnen worden gehaald. De provincie staat daarbij wel voor de immense opgave om zowel het praktisch potentieel voor energiebesparing als voor duurzame energie maximaal te benutten.
43
Conform het protocol monitoring duurzame energie, wordt bij het bepalen van de bijdrage van hernieuwbare energiebronnen aan de Nederlandse energievoorziening de productie van elektriciteit, warmte en/of brandstof omgerekend in vermeden primaire energie.
61
62
Bijlage: Ondergrondse energieopslag Bijdrage: M. van Vulpen, Royal Haskoning. Energieopslagsystemen kunnen worden verdeeld in een tweetal groepen, namelijk: Open systemen De werking van open systemen is in grote lijnen als volgt: grondwater wordt opgepompt, gebruikt voor verwarming of koeling en vervolgens weer in de grond geïnjecteerd. De watervoerende lagen in de bodem (aquifers) worden hierbij als buffer gebruikt. Er zijn, ten aanzien van open systemen, twee basisprincipes: ! recirculatie van grondwater; ! warme en koude bron systeem. Recirculatie Recirculatie is het meest eenvoudige systeem. Er wordt gewerkt met een vaste onttrekkings- en een vaste injectiebron. Grondwater van 10 à 12°C wordt opgepompt en naar de gebruiker geleid. Afhankelijk van de behoefte wordt aan het water warmte toegevoerd (koeling van een gebouw in de zomer) of warmte afgevoerd (verwarming in de winter, met behulp van een warmtepomp). Dit resulteert erin dat het water ’s winters met circa 8°C en ’s zomers met circa 17°C wordt geïnjecteerd. Deze temperatuurfluctuaties dempen elkaar in de bodem uit. Warme/koude bron systeem Ook dit systeem maakt gebruik van twee putten, een zogenaamd doublet. ’s Winters wordt grondwater uit de warme bron gepompt waarna het de warmte afgeeft aan de gebruiker, meestal via een warmtepomp. Eventueel wordt nagekoeld met een koeltoren. Het afgekoelde water (rond 7°C) wordt vervolgens geïnjecteerd in de koude bron. ’s Zomers draait dit proces (en de stromingsrichting van het grondwater) om. Water uit de koude bron wordt dan gebruikt voor koeling, waarna het met een hogere temperatuur (rond 20°C) weer in de warme bron wordt opgeslagen. Gesloten systemen Bij gesloten systemen worden horizontale (HBWW) of verticale warmtewisselaars (VBWW) in de bodem aangebracht. Een HBWW of VBWW is een in de bodem geplaatste buis of een stelsel van buizen waarin een medium wordt rondgepompt waardoor de in de aarde opgeslagen energie kan worden onttrokken. Simpel gezegd is de werking tegenovergesteld aan de centrale verwarming. Selectiecriteria Wij beperken ons hier tot open systemen. De toepasbaarheid van gesloten systemen is voldoende bekend. Voor het inzichtelijk maken van de mogelijkheden van open energieopslagsystemen in de Provincie Groningen is
63
op basis van de onderstaande bodemparameters een eerste globale selectie gemaakt. Het betreft: • Het doorlaatvermogen (kD-waarde) van het diepe watervoerend pakket; • Potkleiverbreiding in de ondergrond; • Verloop onderbegrenzing zoet grondwater; Op basis van de beschikbare gegevens is de provincie verdeeld in een vijftal gebieden, het betreft : ! Westerkwartier (gemeentes Grootegast, Marum en Leek). ! Centrum (gemeentes: Groningen, Haren en Hooogezand-Sappemeer). ! Veenkolonie (gemeentes Veendam, Pekela, Stadskanaal, Vlagtwedde, Bellingwedde, Winschoten Scheemda, Reiderland). ! Delfzijl (gemeentes: Delfzijl en Appingedam). ! Hoge Noorden (gemeentes: Eemsmond, De Marne, Winsum , Loppersum). In onderstaande tabel is voor de open systemen per selectiecriterium een score weergegeven. Gebied
Doorlaatvermogen
Westerkwartier Centrum Veenkoloniën Delfzijl
++ + +/-
Hoge Noorden
+
Boorkosten (Potkleiverbreiding) +/- (sterk wisselend) + +/- (plaatselijk wel mogelijkheden) - (weinig gegevens)
Installatiekosten (Zoet/zout grondwater) + ++ + -
Op basis van bovenstaande tabel en geraadpleegde informatie bronnen kan het volgende worden opgemerkt. Doorlaatvermogen (kD-waarde) Het doorlaatvermogen in het gebied ‘Delfzijl’ * is over het algemeen niet geschikt voor open systemen. Het doorlaatvermogen in dit gebied is kleiner dan 1.000 m2/dag. Verder is in het gebied ‘Veenkoloniën’ ter plaatse van Stadskanaal, Musselkanaal en Nieuw Weerdinge het doorlaatvermogen ook kleiner dan 1.000 m2/dag. In het resterend gebied daaromheen is het doorlaatvermogen in de orde grote van 1.000-3.000 m2/dag, hetgeen voor open energieopslagsystemen als goed kan worden gekwalificeerd. In de gebieden ‘Westerkwartier’, ‘Centrum’ en ‘Hoge Noorden’ kan worden opgemerkt dat het doorlaatvermogen over het algemeen groter is dan 3.000 m2/dag, en dus voor open energieopslagsystemen zeer goed geschikt is. Boorkosten/Potkleiverbreiding. In de Provincie Groningen komen gebieden voor waarin de ondergrond potklei aanwezig is. De dikte van de potklei varieert tussen de 0 en groter dan 50 meter. Onder deze potklei bevindt zich het watervoerend pakket waarin de mogelijke bronnen van open energieopslagsystemen worden *
In het gebied Delfzijl is het doorlaatvermogen sterk wisselend. Tijdens hydrologisch onderzoek van Royal Haskoning is een hogere kD-waarde gemeten dan in het grondwaterplan staat omschreven
64
geplaatst. Gesteld kan worden: hoe dikker de potklei des te hoger worden de boorkosten. In alle gebieden is verbreiding van potklei te vinden. In de gebieden ‘Centrum’ en ‘Veenkoloniën’ is het oppervlak waar geen potklei in de ondergrond aanwezig het grootst. In de overige gebieden zijn grote aaneengesloten potklei-afzettingen aanwezig. De potklei heeft naast een negatief aspect op de boorkosten een positief aspect ten aanzien van hydraulische effecten aan het maaiveld. Een onttrekking/infiltratie onder een potklei-afzetting bewerkstelligt nagenoeg geen hydraulische effecten aan het maaiveld omdat de potklei de effecten uitdempt. Enerzijds zijn dus dikke potklei-afzettingen (> circa10 meter) ongewenst en anderzijds dunne potklei-afzettingen (< circa 10 meter) gewenst. Installatiekosten/zoet zout grondwater. In de Provincie Groningen is een tweedeling te maken tussen zoet en zout grondwater. Boven de lijn Oude kerk, Hoogkerk, Groningen, Appingedam, Woldendorp is het grondwater zout. Onder deze lijn is het grondwater zoet. Zout grondwater stelt hogere eisen aan het materiaal en materieel van een energieopslag systeem en is daarom duurder dan een systeem in zoet grondwater. Mogelijkheden voor gesloten energieopslagsystemen in Groningen. De toepassing van verticale bodemwarmtewisselaars is voor geheel Nederland door IF-technology bepaald. Om de geschiktheid van de bodem te kunnen kwalificeren zijn een aantal parameters onderzocht die relevantie invloed hebben op een gegeven warmteonttrekking. Het betreft: warmtegeleiding van voorkomende bodemlagen, aan- /afwezigheid van isoleren toplagen, grondwaterstroming en natuurlijke bodemtemperatuur. Voor de Provincie Groningen kan worden opgemerkt dat de bodem, goed tot matig geschikt is voor verticaal gesloten systemen. De toepasbaarheid van horizontaal gesloten systemen is , met uitzondering van gebieden waar de bovengrond voornamelijk uit veen bestaat, overal in Nederland als goed/matig te kwalificeren. Samenvattend Op basis van de geselecteerde bodemparameters is de volgende rangorde van gebieden die geschikt zijn voor open energieopslagsystemen gemaakt. Volgorde van zeer geschikt tot slecht geschikt. ! Gebied ‘Centrum’. ! Gebied ‘Westerkwartier’. ! Gebied ‘Veenkoloniën’. ! Gebied ‘Hoge Noorden’. ! Gebied ‘Delfzijl’. Over het algemeen kan worden gesteld dat een groot deel (circa ¾) van de Provincie Groningen geschikt is voor open energieopslagsystemen. Ten aanzien van gesloten energieopslag-systemen kan gesteld worden dat gehele Provincie Groningen matig/goed geschikt is.
65
66
Literatuur 1. Alsema, 2001, ICARUS-2 A database of Energy-efficiency Measures for the Netherlands, 1995-2020, Universiteit Utrecht 2. Brink, R.M.M. en G.P. van Wee (1997): Energiegebruik en emissies per vervoerwijze; RIVM, Bilthoven 3. Beurskens, J. en G. van Kuik (2001): Alles in de wind: vragen en antwoorden over windenergie; Delft 4. CEA, 2000, Energieprofiel Limburg, Hoe energiek is Limburg? CEA, Bureau voor communicatie en advies over energie en milieu B.V., Rotterdam. 5. CBS, 2000, Nederlandse EnergieHuishouding. Centraal Bureau voor de Statistiek, Voorburg/Heerlen. 6. CBS, 2001, Energiemonitor 2001-2. Centraal Bureau voor de Statistiek, Voorburg/Heerlen. 7. CBS, 2002, Statline. Statische informatie op de internetsite van het Centraal Bureau voor de Statistiek: www.cbs.nl/statline Voorburg/Heerlen. 8. CPB, 1996. Omgevingscenario’s Lange Termijn Verkenning1995-2020, No 98 9. Ecofys/KEMA, 2001, Duurzame energie in Nederland 2000. Bijdrage aan de energievoorziening. 10. Europese Commissie, 1996, Energie voor de toekomst: Duurzame energiebronnen. Witboek voor een communautaire strategie en een actieplan. 11. Jeeninga, H. et al., 2002, Effect van energie- en milieubeleid op broeikasgasemissies in de periode 1990 -2000 12. KEMA, 2002, Prioriteitenstudie gemeente Groningen 13. Kok,R., R.M.J. Benders en H.C. Moll, 2001, Energie-intensiteiten van de Nederlandse consumptieve bestedingen anno 1996, onderzoeksrapport no. 105, IVEM, RuG 14. KIVI, 2002, Windenergie: resultaten van een debat tussen voor en tegenstanders van windenergie 15. KPMG, 1999, Zonne-energie: van eeuwige belofte tot concurrerend alternatief 16. Menkveld, 2002, Duurzame energie en Ruimte, ECN 17. Ministerie van Economische Zaken, 1997, Duurzame energie in opmars, Actieprogramma 1997-2000 18. Novem, 1997, Energie-efficiënte warmtevoorziening voor nieuwbouwwijk 19. Novem, 1999, Protocol Monitoring Duurzame Energie; Novem, Utrecht 20. Novem, 2001, Duurzame energie in Nederland 2000 21. Provincie Groningen, 2000, Provinciaal Omgevingsplan, koersen op karakter 22. Rikken, J.F., J.J. de Wolff en F. Boekhorst, 2001, Duurzame energie uit de zonneweg, KEMA, Arnhem 23. Royal Haskoning, 2002. Haalbaarheidstudie windpark Delfzijl Noord. 24. Strijker, Kamann en Sijtsma, 2000, Bioraffinage in Noord Nederland (2000)
67
25. Sijheer en Ligthart, 2002, Mogelijkheden tot vermindering van de benodigde koelenergie in datahotels 26. Stichting Natuur en Milieu, 2000, Frisse Wind door Nederland 27. Van Werven, G., 2003 Energy Valley. Mogelijkheden voor uitbouw van de energiesector in Noord Nederland; Groningen 28. Ybema et al, 2001 Referentieraming Energie en CO2 2001-2010, ECN Websites 1. BP Solar, 2002, www.bpsolar.com 2. CBS Statline, 2002, www.cbs.nl/statline 3. European Wind Energy Association, 2002, www.ewea.org 4. Novem, 2002, www.den.novem.nl 5. Vagron, 2002, www.vagron.nl 6. VROM, 2002, www.vrom.nl 7. Wind Service Holland, 2002, http://home.planet.nl/~windsh/statsnl.html
68
