De moeder aller vragen inzake groene stroom en windenergie

Civis Mundi Digitaal #78

door Lode Goukens

Ondergetekende was vanaf het prille begin deelnemer aan een coöperatieve voor groene energie, maar reeds in 2007 ging dat de foute richting op. Toen nam de raad van bestuur het standpunt in dat ze ook aan politiek moesten gaan doen. Uiteraard ten bate van één specifieke partij: de Vlaamse groenlinksen genaamd “Groen!”. Gebaseerd op het hemelse manna van de groene stroomcertificaten en allerhande subsidies gingen de laatste rationele en economische criteria overboord. De productie van groene stroom leverde immers genoeg geld op los van de betalingen van de afnemers. Maar de afrekening voor die kwistige subsidies en die stroomcertificaten raakt nu reeds de zwaksten in de samenleving via hun stroomfactuur. (Zwakkeren die uiteraard geen coöperant zijn in energieproducenten.)

 

Figuur 1 instralingstotalen Nederland in 2011 in kJ per cm2 (bron:EZ)[i]

In dit essay zal de auteur op enkele fenomenen ingaan om te wijzen op enkele economisch en sociaal onwenselijke tendensen die maken dat het geroep om het inzetten op “groene stroom” los van het bedrog met het etiket groene stroom (cfr de hilarische uitzending van Lubach) een veel terughoudender instelling van de overheid en de burger zouden rechtvaardigen.[ii] Satiricus Lubach ontmaskerde het bedrog van groene stroom, maar dit leidde echter enkel tot schouderophalen bij de overheid. Als groen niet altijd echt groen is, kan het nog wel soms of misschien vaak alternatieve energie zijn. Maar zulke leugens als verkoopsargument ondermijnen wel het vertrouwen in alternatieve energie.

De auteur van dit essay was dus overtuigd van het belang van groene stroom tot het beleid van de stroomleverancier een ideologische wending nam. Wat sedertdien allemaal uitgekraamd werd had niks met de statuten van de stroomcoöperatieve te maken. Het had niks uit te staan met het borgen van erfgoed zoals oude watermolens en die in te zetten om groene energie te genereren. Het had niks te maken met het opzetten van projecten of de stroomvoorziening van de coöperanten die vanuit een ecologisch principe alternatieve energie wensten.

Een burgerlijk ingenieur van de coöperatie gaf destijds – dus ruim twaalf jaar geleden – al aan dat het rendement van windmolens, zonnepanelen en dergelijke problematisch was. Zijn voorkeur ging naar PPO of puur plantaardige olie. Om de simpele reden dat de generator op olie bijna 24 uur op 24 kon draaien en stroom opwekken. Bovendien gaf ir Karel Derveaux (van opleiding burgerlijk ingenieur elektromechanica aan de KU Leuven) voorbeelden op de jaarlijkse vergadering van aandeelhouders.[iii] Hij betreurde verschillende zaken. Helaas is PPO beperkt beschikbaar en andere oliesoorten zijn niet zo duurzaam. Positieve kanten daarentegen zouden de stabiele prijs en vaste transportkosten zijn en het feit dat PPO werk genereert in de landbouwsector. Maar toen en nu nog steeds was het inzetten van PPO niet zo evident. ALS WANNEER DAN WEL? Ten eerste omdat een catalysator zeker nodig is. Ten tweede omwille van de vergunningen. De overheid wil immers dezelfde fiscale inkomsten van plantaardige olie als brandstof ALS IPV dan diegene die ze puurt uit diesel en stookolie. Dit betekende in 2006 dat stookolie, die toen 52 cent per liter kostte, duurder was dan PPO die 42 cent per liter kostte. Maar door het heffen van accijnzen en taksen op de PPO werd deze laatste 96 cent per liter of bijna dubbel zo duur als stookolie inclusief accijnzen en taksen.

 

Figuur 2 evolutie van de stookolieprijs in België (bron: informazout)

In Wallonië liep een stichting zoals Valbiom tegen dezelfde problemen aan.[iv] Na veel studies en het verteren van lidgelden en subsidies leverde he WAT? niks op, ondanks de steun van landbouwcoöperatieven die graag koolzaadolie zouden slijten. Dus focussen ze nu op biomassa om politiek correcte projecten te bedenken.

Bij het inzetten van PPO kan ook de warmte gevaloriseerd worden. Want de groene energie uit PPO blijkt enkel rendabel als ook de warmte verkocht kan worden. In de zomer lukt dat uiteraard niet (tenzij door warmtekoppeling om de airco aan te drijven). Een landbouwer moet bovendien 700€ per ton krijgen om uit zijn kosten te komen. Zonder warmtekrachtkoppeling (WKK) werkt het hele plan dus niet rendabel. WKK blijkt enkel nuttig als het rendement minstens 85% is in de winter.

De sleutel tot het oplossen van dit probleem is enerzijds politiek (fiscaal) en anderzijds technisch. De overheid moet dus de belasting juist verminderen en tevens toegeven dat sommige oplossingen technisch onhaalbaar of inefficiënt blijken (zoals bijvoorbeeld dure energievretende en luidruchtige warmtepompen). Om de verbrandingsmotoren te optimaliseren is de toepassing van trigeneratie noodzakelijk. Dat is het verbranden van de verbrandingsgassen van de PPO in een stirlingmotor om extra energie op te wekken (en de uitstoot dus te verminderen). Dit vermeerdert met het gebruik van de koelvloeistof als bron van energie voor verwarming, koeling enzovoort.[v]

Bij een WKK wordt elektriciteit geproduceerd en wordt de warmte die daarbij vrijkomt nuttig gebruikt. De techniek is bijzonder geschikt voor sectoren met een continue hoge warmtevraag. Zo heeft de voedingssector een vrij constante vraag naar warm water. De vraag naar proceswarmte en warmte voor het verwarmen van de ruimte varieert tijdens het jaar en is daarvoor minder interessant. Tijdens de zomer kan de overmatige warmte die vrijkomt uit de WKK benut worden voor absorptiekoelers. Op dat moment spreekt men van trigeneratie.

Het Vlaamse onderzoeksinstituut VITO beweerde dat “WKK installaties zijn enkel rendabel wanneer ze meer dan 5 000 uur per jaar kunnen draaien”. WKK-installaties verdienen zichzelf wel binnen de 10 jaar terug. “Op voorwaarde dat alle geproduceerde elektriciteit door het bedrijf zelf gebruikt wordt en de installatie minstens 2850 vollasturen werkt.” Dit is geen klein addertje onder het gras, maar een heuse boa constrictor. Maar zo komen we bij het concept vollasturen.

Vollast

De vollasturen zijn het belangrijkste aspect in alternatieve energie (namelijk ze geven het rendement aan) en het is desondanks de factor die de milieulobby en politici graag buiten beschouwing laten. Voor de niet-ingewijden geeft de auteur nog even de Wikipedia-definitie:

Een vollastuur (vaak vollastuur per jaar) is een eenheid voor de effectieve (jaar)opbrengst van een energiebron met een wisselend vermogen (zoals zonnepanelen en windmolens). Het aantal vollasturen kan worden gezien als de tijdsduur waarin de energiebron effectief op vol vermogen energie heeft geproduceerd. Deelt men het aantal vollasturen door het totaal aantal uren in de beschouwde tijdsperiode (in een jaar bijvoorbeeld 8766 uur) dan verkrijgt men de capaciteitsfactor.”

Eenvoudig gezegd is vollast het aantal uren dat de machine jaarlijks draait ten opzichte van het aantal uren in een jaar. Bij windmolens is dit beduidend lager dan bij andere bronnen van energieopwekking. Bovendien moeten de windmolens steeds hoger en groter gebouwd worden om genoeg windsnelheid te vangen om überhaupt voldoende energie op te wekken. Ir Jos Beurkens (ECN) en prof Dr Ir Gijs van Kuik (TU Delft) formuleerden het als volgt:

 “De capaciteitsfactor kan worden berekend door de jaarproductie (in kilowatturen) te delen door de energie die de turbine zou leveren als deze het gehele jaar op vol vermogen zou draaien. De capaciteitsfactor geeft aan hoeveel procent van de tijd de turbine op vollast zou moeten draaien om de volledige jaarproductie te halen (in plaats van capaciteitsfactor wordt ook wel gesproken over equivalente bedrijfstijd). Deze factor wordt bepaald door het windklimaat in verhouding tot de grootte van de turbine en het vermogen van de generator. Een hoge capaciteitsfactor is mogelijk door een grote diameter van de rotor te combine- ren met een kleine generator. Dat geeft een tamelijk gelijkmatige opbrengst. Bij moderne windparken ligt de capaciteitsfactor tussen 25% en 35%.”[vi]

Een windmolen brengt dus slechts tussen een kwart en een derde van de tijd geld op. Wie dit aspect terzijde schuift, steekt zijn kop in het zand en voert struisvogelpolitiek. Andere bronnen bevestigen dit:

“Het gemiddeld aantal equivalente vollast-uren voor windturbines op zee wordt voor de eerste parken geschat op 3.350 uur per jaar (ECN, 2004) Afhankelijk van de windsnelheid (die varieert met de hoogte van de windturbine) kan het aantal vollast-uren toenemen. Er wordt verondersteld dat het aantal vollast-uren vanaf 2009 zal toenemen als gevolg van hogere turbines en windrijkere locaties tot gemiddeld 3.500 vollast-uren per jaar (Connect, 2004). De eerste twee al geplande parken in Nederland van gezamenlijk 220 MW produceren 3.350 uur onder vollast per jaar.”[vii]

In 2018 schreef het Planbureau voor de leefomgeving in haar eindadvies het volgende: “De spreiding in zoninstraling in Nederland is minder groot dan de spreiding in windaanbod in Nederland.” En “We zien vooral dat berekeningen en uitganspunten van SDE+ te optimistisch zijn (950 vollasturen ligt ver boven het langjarig gemiddelde van 0,88 kWh/Wp), en veel kosten zoals vervanging omvormers, schoonhouden panelen en overige kosten worden te laag ingeschat.” Eigenlijk schrijven ze dus dat zonnepanelen minder dan 950 vollasturen hebben in Nederland (cfr langjarig gemiddelde).

 

Figuur 3 gemiddeld aantal zonuren in Nederland

 

Figuur 4 Gemiddeld aantal uren zonneschijn in België (bron: KMI)

 

Figuur 5 Gemiddelde windsnelheid (bron: KMI)

Het lijkt misschien eenvoudig om te beweren dat zonnepanelen en windmolens alternatieven zijn voor kernenergie of kolen- en gascentrales. Maar welke waarde heeft een alternatief dat slechts een kwart van de tijd of nog minder beschikbaar is? Dergelijke energiebronnen zijn hoogstens complementair. De verbranding van puur plantaardige olie (PPO) kan die vollast wel bereiken, maar enerzijds moet men de vraag stellen hoe acceptabel het is om voedsel te gaan verbranden zolang hongersnood bestaat of dieren derderangsvoeder te vreten krijgen in de industriële landbouw? Plantaardige olie verbranden in plaats van fossiele brandstof levert geen enkel milieudividend op, tenzij men de ontginning van de fossiele brandstoffen nader beschouwt.

Vollasturen

De vergelijking tussen de vollasturen van verschillende manieren om groene stroom op te wekken geeft aan hoe onzinnig sommige debatten zijn:

Warmtekrachtkoppeling              8000 vollasturen per jaar

Watermolens                                  7000 vollasturen per jaar

Windmolens                                   2000 vollasturen per jaar

Zonnepanelen                                1000 vollasturen per jaar

De enige conclusie kan zijn dat de gepaste plaats, het gepaste ogenblik en de gepaste hoeveelheid essentieel blijken. Een decentrale productie kan nuttig zijn, omdat het kleinschalig, modulair en kosteneffectief kan zijn. Hoe dichter bij de verbruiker hoe goedkoper (netkosten). Toch is het rendement van windmolens en zonnepanelen relatief laag. Een hoger rendement is belangrijk voor de primaire energie die elektriciteit uitmaakt. Veel kleine centrales kunnen uitval van centrales opvangen. Ze zorgen voor lokale tewerkstelling, maar daarnaast blijft het maatschappelijk debat over energiegewassen (onder andere voor PPO) bestaan bij WKK.

 

Methaan en vergisting

Een derde alternatief is het methaniseren of vergisting. De groene lobby schreeuwt nu al moord en brand over de methaan-boertjes van herkauwers, dus zal het produceren van biogas of methaan uit afval (zoals China reeds decennia doet om op te koken) op weinig goodwill kunnen rekenen. Net als CO2 heeft methaan ten onrechte een slechte reputatie als broeikasgas. Methaan is een natuurlijk gas afkomstig van bacteriën die plantmateriaal afbreken (vroeger noemde men het moerasgas). Net als CO2 stelt de hoeveelheid methaan in de atmosfeer nauwelijks iets voor en net als CO2 (voedsel voor planten) is het onderdeel van een biologische cyclus inherent aan levende organismen. Het gebruik van biomassa vergt ook een continue aanvoer en afvoer van groenafval en mest. Gezien de bestaande mestproblematiek lijkt het aantrekkelijk, maar de praktische bezwaren blijven overeind. Hoe kan een biomassacentrale vollast bereiken indien de schaal niet groot genoeg is en de afvalstromen niet navenant enorm zijn? Zolang dat logistiek probleem niet uitgeklaard is, heeft het weinig zin erover te palaveren.

Helaas beschikken de Lage Landen niet over genoeg stuwdammen (enkele in Wallonië) en de kubieke meters water en het verval zijn uiteraard niet te vergelijken met die van de toekomstige Ingadam in Congo.

 

Figuur 6 de toekomstige Grand Inga stuwdam in Congo

 

Figuur 7 de toekomstige Grand Ingadam in Congo zou half Afrika van stroom kunnen voorzien

Dit maakt dat elke optie - op kernenergie na dan - ofwel extreme luchtvervuiling oplevert zoals bij bruinkool of steenkoolverbranding (en ontginning) of gewoon niet betrouwbaar genoeg is qua toelevering van de energie (vollast). Met capaciteitsfactoren die niet eens de 50% halen blijkt deze groene energie enkel economisch leefbaar met immense subsidiestromen van de overheid. In welke mate deze enorme subsidiestromen die uiteindelijk uit de zakken van de belastingbetaler komen te rechtvaardigen blijven met het argument dat het goed is voor het leefmilieu valt te bezien. Dat iedere belastingbetaler de overheidsmiddelen dient op te brengen voor subsidies van projecten die vanuit puur economisch of rationeel oogpunt niet voldoen is bitter. Op zich hoeft dat geen politiek probleem te zijn want ziekenhuizen en scholen zijn ook niet rendabel, maar ze dragen wel bij tot de levensstandaard van de bevolking. De vraag die zich opdringt is dus of de groene (stroom) symbooldossiers bijdragen tot de levensstandaard van huidige en toekomstige generaties. Groene stroom is verworden tot een symbool van verantwoord en duurzaam leven, maar die premisse klopt in de praktijk niet (los van het feit dat bijna alle als groene stroom verkochte energie in de realiteit niet groen maar eerder grijs blijkt). Draagt groene stroom in de huidige invulling bij aan de levensstandaard van onze nazaten? Die vraag is de moeder aller vragen in deze debatten. Het beargumenteerde antwoord is dat vele soorten groene stroom hoogstens complementair zijn. Door dogmatisch het ene hetzij het andere te kiezen en vervolgens het andere te demoniseren zorgt men voor een status quo. Exclusieven stellen en een status quo koesteren zullen nooit enige verbetering opleveren. Deze attitude belemmert tevens de innovatie. De kern van het probleem is dat rendement en economische leefbaarheid (of realisme) wel degelijk in de equatie opgenomen dienen te worden. Enig eco-realisme (waarbij eco dus kan staan voor zowel ecologie als economie) is op zijn plaats.

 

Figuur 8 correlaties zijn nog geen oorzakelijke verbanden

De politici en burgers zouden dus een veel terughoudender en beredeneerd standpunt moeten innemen dan wat de klimaatactivisten eisen. Bosbrossen of malieveldmarsen zijn nooit goede motieven voor verstandig beleid. Het zijn signalen uit bepaalde lagen van de bevolking, maar geen democratische besluitvorming. Politici dienen te luisteren naar de bezorgdheden van het publiek maar ze moeten tegelijk alle toekomstige problemen in de gaten houden. Ideologisch symboolbeleid en het spelen van groene prins op de internationale scene horen daar niet bij. Moge de rationaliteit dus alsjeblieft terugkeren in dit dossier. Behoedzaam en beredeneerd bestuur dringt zich op als noodzakelijk in tijden van polarisatie en demagogie.

 

Bibliografie:

Beurskens, Jos, and Gijs van Kuik. 2004. "Alles in de wind."  ECN Wind en ECN Beleidsstudies, Petten.

Sark, Wilfried van. 2014. Opbrengst van zonnestroomsystemen in Nederland. Utrecht: Universiteit Utrecht Copernicus Instituut voor duurzame ontwikkeling Energy & Ressources.

Verrips, Annemiek, Hage De Vries, A Seebregts, and M Lijesen. 2005. Windenergie op de noordzee: Een maatschappelijke kosten-batenanalyse.



[i] (Sark 2014)

[ii] https://youtu.be/xW-VLPyxqAM

[iii] Karel Derveaux werkte van 1989 tot 1991 bij baggeraar Jan De Nul. Na een postgraduaat milieuwetenschappen in Luxemburg vanaf 1993 was actief bij Luxcontrol, een milieuadvies en controlebedrijf. Van 1996 tot 1999 trad hij op als wetenschappelijk advies bij het IWT (Vlaamse overheid die steun aan innovatie geeft). in 1999 richtte hij een eigen advieskantoor (Kadee-consult) op en legde zich toe op projectontwikkeling rond hernieuwbare energie. In werd hij 1999 bestuurder bij Ecopower. Tussen 1999 en 2004 was hij actief bij Eurec Agency (lobbygroep van een rist Europese onderzoeksinstituten) en De European Energy Council. Vanaf 2004 is hij projectontwikkelaar bij Ecopower.

[iv] http://www.valbiom.be

[v] https://ibbt.emis.vito.be/content/toepassing-van-warmtekrachtkoppeling-wkk-en-trigeneratie-0

[vi] (Beurskens and van Kuik 2004)

[vii] (Verrips et al. 2005)