Stimuleren van wind: Suggesties ter verbetering van het rendement van de SDE
Martin van Pernis David Molenaar Siemens Nederland N.V. Energy | Renewables | Wind Power
30 juli 2009
Inhoud
Page 2
Inhoud •
Introductie: – Siemens | Energy – Siemens Wind Power in Nederland
•
Het probleem: – Onze uitgangspunten – De kern: MW vs. MWh – Illustratieve voorbeelden: 1) MEP 2) SDE
– SDE vs. MEP
• •
Suggesties ter verbetering van de SDE Impact op kabinetsdoelstelling Page 3
Sector
Divisions
Industry
Industry Automation Motion Control Building Technologies Osram Industry Solutions Mobility
Energy
Fossil Power Generation Renewable Energy Oil & Gas Service Rotating Equipment Power Transmission Power Distribution
Healthcare
Siemens | Energy
Imaging & IT Workflow & Solutions Diagnostics
Page 4
Siemens | Energy Duurzame energiebronnen worden steeds belangrijker, maar fossiele brandstoffen zullen nodig blijven
Page 5
Siemens | Energy Onze strategie: • Fossiele brandstoffen zo efficiënt en uitstootloos mogelijk exploiteren • Duurzame energiebronnen tot een volwaardig alternatief maken • Optimale integratie en afstemming van alle elektriciteitsproducerende bronnen Onze aanpak: • Energie besparen • Doorlopend investeren in nieuwe en verbeterde technologieën Page 6
Siemens Wind Power in Nederland E R WP David Molenaar Germaine Kuntz
Sales:
Engineering:
Service:
E R WP EU SL
E R WP EN
E R WP SE
and
and
E R WP OF SL
E R WP OF EN
Page 7
Siemens’ offshore windparken in bedrijf Vindeby [1991] 11 * 450 kW
Lillgrund [2007] 48 * SWT-2.3-93
Middelgrunden [2000] 20 * SWT-2.0-76
Burbo Banks [2007] 25 * SWT-3.6-107
Nysted [2003] 72 * SWT-2.3-82
Lynn and Inner Dowsing [2008] 54 * SWT-3.6-107
Samsø [2002] 10 * SWT-2.3-82
Page 8
Siemens’ OWF verkocht / in aanbouw Greater Gabbard
London Array
Hywind
Horns Rev II
140 * SWT-3.6-107
175 * SWT-3.6-107
1 * SWT-2.3-82 VS
91 * SWT-2.3-93
Status:
Status:
Status:
Status:
Contract signed on May 14, 2008
Contract signed on May 19, 2009
Installed in fjord Stavanger on May 13, 2009
First turbine installed on March 19, 2009
Planning: installation 09&10
Planning: installation 11&12
Planning: tow-out soon
Planning: installation 2009
Butendiek 80 * SWT-3.6-107
Rhyl Flats
Status: Reservation Agreement signed on May 25, 2009
25 * SWT-3.6-107 Status:
Planning: installation 2012
First turbine installed on April 21, 2009 Planning: installation 2009
Gunfleet Sands
Sheringham Shoal
Baltic I
Rødsand II
30 * SWT-3.6-107
88 * SWT-3.6-107
21 * SWT-2.3-93
90 * SWT-2.3-93
Status:
Status:
Status:
Status:
31/48 Foundations completed. 1st turbine installed on March 31st
Contract signed on April 1, 2009
Contract signed on April 21, 2009
Pre-assembly started in Esbjerg
Planning: installation 2011
Planning: installation 2010
Planning: installation 2009
Planning:installation11-2009 Page 9
Onze uitgangspunten • Overheid wil maximaal rendement op elke geïnvesteerde subsidie € (i.e. SDE): – Megawatturen (MWh) emissieloze stroom – Werkgelegenheid (“Nederland als vestigingsplaats voor de snel groeiende offshore windindustrie”) – Export van kennis en deskundigheid
• Onderwijs en onderzoek vormen de basis voor innovatie • Subsidie is tijdelijk • Hoogte van subsidie per MWh staat vandaag niet ter discussie
Page 10
De kern: MW vs. MWh De 20-20-20 doelstelling van Nederland* in Megawatturen is in de kabinetsdoelstelling “Schoon en Zuinig” voor wind vertaald in de realisatie van Megawatten Google: • Cramer • Doelstelling • Wind
* **
Aandeel duurzame energie 20% van het totale energiegebruik Nederland moet een van de schoonste en zuinigste energielanden van Europa worden. Doelstelling wind op zee: (450) 950 MW in 2011 en 6.000 MW in 2020 Page 11
De kern: MW vs. MWh
Page 12
Illustratieve voorbeelden: 1) MEP MEP subsidie had invloed op turbinekeus:
en heeft dus niet per definitie geleid tot het hoogste rendement op elke geïnvesteerde € MEP subsidie Page 13
Illustratieve voorbeelden: 2) SDE Maar dat geldt – helaas – ook voor de SDE: IEC classes I: 10 m/s II: 8.5 m/s III: 7.5 m/s IV: 6 m/s
Vollasturen jaargemiddelde elektriciteitsproductie [in kilowatturen] gedeeld door het nominaal vermogen [in kilowatt]
Conclusie: SDE moet aangepast worden om kabinetsdoelstelling met zo min mogelijk subsidie te realiseren Page 14
MEP vs. SDE: de belangrijkste kenmerken MEP 18.000 vollasturen binnen 10 jaar Subsidiedeel onafhankelijk van marktprijs grijze stroom
SDE Plafond van 2200 vollasturen per jaar gedurende 15 jaar: plafond stimuleert goede bedrijfsvoering niet + Koppeling tussen grijze stroomprijs en subsidiedeel Complexe regeling
+ 18.000 vollasturen op goede locaties al na 5.5 jaar bereikt: leidt tot vervroegd vervangen + Is effectief een investeringssubsidie
Stimuleert inefficiënte “1760 vollasturen” turbines + Financiering door stroomverbruikers
Stimuleert turbines met een relatief grote generator en kleine rotor Gefinancierd uit staatskas
Conclusie: het niet direct stimuleren van MWh leidt tot ongewenste neveneffecten Page 15
Toelichting: vollasturen vs. rendement Gegevens: • Vergoeding: • •
Grijze stroomprijs: SDE subsidie: Vermogen [kW] 2300 2300 2300 2300 2300 2300 2300 2300
Opbrengst [VLh / jr] 5000 4000 3000 2500 2200 2000 1760 1500
[kWh / jr] 11500000 9200000 6900000 5750000 5060000 4600000 4048000 3450000
€ 0.088 8.8 / 0.8 = € 0.11 5.2 / 0.8 = € 0.065 3.6 / 0.8 = € 0.045 Grijze stroom [ct / kWh] 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2
[EUR / jr] € 598,000.00 € 478,400.00 € 358,800.00 € 299,000.00 € 263,120.00 € 239,200.00 € 210,496.00 € 179,400.00
[2200 vollasturen] [1760 vollasturen]
SDE [ct / kWh] 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
[EUR / jr] € 182,160.00 € 182,160.00 € 182,160.00 € 182,160.00 € 182,160.00 € 182,160.00 € 182,160.00 € 155,250.00
Totale vergoeding [EUR / jr] € 780,160.00 € 660,560.00 € 540,960.00 € 481,160.00 € 445,280.00 € 421,360.00 € 392,656.00 € 334,650.00
[ct / kWh] 6.8 7.2 7.8 8.4 8.8 9.2 9.7 9.7
Page 16
Toelichting: vollasturen vs. rendement Gevolg: rendement op elke € SDE varieert sterk: Vermogen [kW] 2300 2300 2300 2300 2300 2300 2300 2300
Opbrengst [VLh / jr] 5000 4000 3000 2500 2200 2000 1760 1500
[kWh / jr] 11500000 9200000 6900000 5750000 5060000 4600000 4048000 3450000
SDE [ct / kWh] 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
[EUR / jr] € 182,160.00 € 182,160.00 € 182,160.00 € 182,160.00 € 182,160.00 € 182,160.00 € 182,160.00 € 155,250.00
Opbrengst / SDE [kWh / EUR] 63 51 38 32 28 25 22 22
Maar: • Aangezien exploitant streeft naar maximaal rendement zal rendement overheid minimaal zijn • Leidt niet tot de vereiste innovaties om turbines efficiënter te maken Page 17
Toelichting: vollasturen vs. rendement Full load hours: SWT-2.3-82VS
2100 vollasturen 2.6 260
4784
Waalw ijk @ 85 m HH
2.4
Delfzijl @ 85 mOWEZ HH @ 70 m HH Slufter @ 85 m HH Kreekrak @ 90 m HH NOP @ 115 m HH
k [-]
2.2 2
NOP @ 73 m HH NOP @ 97.5 m HH
1.8 1.6
2700 vollasturen
1.4 1.2
3
4
5
6
7
8 A [m/s]
9
10
11
12
13
Page 18
Toelichting: vollasturen vs. rendement Full load hours: SWT-2.3-101
2900 vollasturen 2.6 427
5655
Waalw ijk @ 85 m HH
2.4
Delfzijl @ 85 mOWEZ HH @ 70 m HH Slufter @ 85 m HH Kreekrak @ 90 m HH NOP @ 115 m HH
k [-]
2.2 2
NOP @ 73 m HH NOP @ 97.5 m HH
1.8 1.6
3400 vollasturen
1.4 1.2
3
4
5
6
7
8 A [m/s]
9
10
11
12
13
Page 19
Suggesties ter verbetering van de SDE • Stimuleer datgene wat je wilt realiseren: MWh (zonder vollasturen plafond) • Overheid zorgt voor infrastructuur (e.g. stopcontacten op zee) gelet op project overschrijdend karakter • Differentieer subsidie eventueel naar windklasse • Geef de voorkeur aan een transparante regeling met een lager tarief per kWh maar duidelijkheid over de looptijd boven een onduidelijke / onzekere regeling met een hoger tarief • Beheersbaarheid: centrale coördinatie voor toewijzen windparken Page 20
Impact analyse • Stap 1: Selecteer representatieve locaties • Stap 2: Vergelijk de elektriciteitsopbrengst: – Situatie a): 2 turbines met hetzelfde nominaal vermogen, maar een andere rotordiameter – Situatie b): 2 turbines met vergelijkbare rotor maar ander nominaal vermogen
voor alle geselecteerde locaties • Stap 3: Evalueer impact op kabinetsdoelstelling
Page 21
Stap 1: selecteer representatieve locaties
Delfzijl
OWEZ
NOP
Weibull distribution with A = 7.51 [m/s] and k = 2.389
PV-curve ( N = 1)
1000 Wind distribution [hours/annun]
1200
2500
2000 Power [kW]
Slufter
3000
1500
1000
500
0
800
600
400
200
0
5
10 15 Wind speed [m/s]
20
25
0 -5
0
5
10 15 Wind speed [m/s]
20
25
30
Waalwijk
Kreekrak Page 22
Stap 1: selecteer representatieve locaties PV-curve ( N = 1)
Weibull distribution with A = 7.51 [m/s] and k = 2.389 1200
2500
1000 Wind distribution [hours/annun]
3000
Power [kW]
2000
1500
1000
500
0
800
600
400
200
0
5
10 15 Wind speed [m/s]
20
25
0 -5
0
5
10 15 Wind speed [m/s]
20
25
30
Jaargemiddelde elektriciteitsproductie [in kilowatturen] Page 23
Stap 2a): 101 m vs. 82 m rotor Annual yield comparison: SWT-2.3-101 vs. SWT-2.3-82VS
2.6 64.5%
Waalw ijk @ 85 m HH
2.4
Delfzijl @ 85 mOWEZ HH @ 70 m HH Slufter @ 85 m HH
2.2 k [-]
NOP @ 115 m HH
2 NOP @ 73 m HH NOP @ 97.5 m HH
1.8 1.6
15.3%
1.4 1.2
3
4
5
6
7
8 A [m/s]
9
10
11
12
13
Page 24
Stap 2b): 3 MW vs. 2.3 MW Annual yield comparison: 3V-90 MW vs. SWT-2.3-93
2.6 -8.0%
Waalw ijk @ 85 m HH
2.4
Delfzijl @ 85 mOWEZ HH @ 70 m HH Slufter @ 85 m HH Kreekrak @ 90 m HH NOP @ 115 m HH
k [-]
2.2 2
NOP @ 73 m HH NOP @ 97.5 m HH
1.8 1.6
15.8%
1.4 1.2
3
4
5
6
7
8 A [m/s]
9
10
11
12
13
Page 25
Stap 2b): 3 MW vs. 2.3 MW Annual yield comparison: 3V-90 MW vs. SWT-2.3-101
2.6 -18.9%
Waalw ijk @ 85 m HH
2.4
Delfzijl @ 85 mOWEZ HH @ 70 m HH Slufter @ 85 m HH Kreekrak @ 90 m HH NOP @ 115 m HH
k [-]
2.2 2
NOP @ 73 m HH NOP @ 97.5 m HH
1.8 1.6
11.0%
1.4 1.2
3
4
5
6
7
8 A [m/s]
9
10
11
12
13
Page 26
Stap 3: impact op kabinetsdoelstelling De totale jaarlijkse elektriciteitsvraag in Nederland: 117 TWh (CBS, 2007) Æ ~160 TWh in 2020. Doel is 20% duurzaam: 32 TWh. Illustratief voorbeeld (condities Waalwijk): a) 6600 * SWT-2.3-82 VS @ 27 kWh / EUR b) 4800 * SWT-2.3-101 @ 37 kWh / EUR Investeerder kiest – gestimuleerd door de SDE – voor turbine met hoogste totale terugleververgoeding per kWh: de SWT-2.3-82 VS Page 27
“Er is geen gunstige wind voor hen die niet weten waar ze heen gaan”
Willem I, Prins van Oranje (1533-1584) Source: Scientific American,
Page 28
