25 juli 2024
7 min
leestijd
7 min
leestijd
25 juli 2024
7 min
leestijd
We stoppen met het gebruiken van fossiele energie en stappen over op hernieuwbare energie. Maar wat komt er eigenlijk in de plaats van leidingen voor gas en tankstations met benzine?
Het betekent een gigantische verbouwing van ons energiesysteem. Minstens even groot als toen we ons gasnetwerk aanlegden. En dringend nodig, want nu al loopt ons elektriciteitssysteem vast.
Aan de hand van 8 afbeeldingen bespreken we de afwegingen en dilemma’s op weg naar het energiesysteem van de toekomst. Het doel? Een betrouwbaar, betaalbaar en schoon energiesysteem.
Onder aanvoering van de provincie Overijssel wordt gewerkt aan de Energievisie, die begin 2025 moet worden opgeleverd. In dit transitieverhaal lees je welke afwegingen bij het opstellen ervan worden gemaakt.
Hoeveel energie hebben we überhaupt nodig over 25 jaar? De grootste vraag naar energie komt uit de gebouwde omgeving. Huizen, kantoren en andere gebouwen die vooral energie vragen om verwarmd te worden. Mobiliteit, industrie en landbouw zijn de andere sectoren. In de visualisatie is te zien met welke groei rekening wordt gehouden.
De totale energievraag in 2050 wordt, met wat slagen om de arm, ingeschat op ruim 50 Peta joule (PJ). De huidige vraag is 85-90 PJ.
Gas en olie vullen op dit moment ruim tweederde van de energievraag in. Daar is onze huidige infrastructuur op gebouwd. Deze visualisatie maakt duidelijk hoe groot de omslag van ons energiesysteem is.
Wat opvalt is dat de totale energievraag flink terugloopt, terwijl de vraag naar elektriciteit ruim verdubbeld. Dit is één van de vier scenario’s uit de ‘integrale infrastructuurverkenning 2030-2050 (II3050)’. De gezamenlijke netbedrijven hebben hierin scenario’s voor het energiesysteem in 2050 uitgetekend, voor een klimaatneutraal Nederland. Dat de totale energievraag terugloopt, komt vooral doordat elektrisch rijden en elektrisch verwarmen veel minder (60%-75%) energie vraagt.
De reden dat de vraag naar elektriciteit zo toeneemt, is dat het voor vrijwel alle sectoren een efficiënte bron van energie is. Zo weten we bijvoorbeeld dat elektrisch autorijden veel energie-efficiënter is dan autorijden met benzine.
Het gebruik van olie en gas zal de komende jaren steeds meer ontmoedigd worden. De meest logische keuze voor de drie genoemde sectoren (gebouwde omgeving, mobiliteit, industrie/landbouw) is overstappen op elektriciteit.
Dat gebeurt nu al volop. Maar dat levert grote uitdagingen op voor het elektriciteitsnet. Op twee manieren. De eerste is de omvang van het net. Hoe fors willen we deze versterken? En hoe snel kunnen we dat aanpassen? De tweede uitdaging is de beschikbaarheid van elektriciteit. Elektriciteit kan duurzaam opgewekt worden met zonnepanelen en windturbines. Maar redden we dat dag en nacht en in de zomer en winter? En hoeveel windturbines en zonnepanelen wensen we? Over duurzame opwek lees je later in dit verhaal meer.
Eerst nog even over dat elektriciteitsnet. Dat zouden we misschien wel vier keer zo sterk moeten maken als het nu is. Maar dan lopen de kosten heel erg op. Nog los van het probleem of we dit wel snel genoeg kunnen bouwen. Dat leidt nu al tot problemen: in bijna heel Nederland is sprake van netcongestie.
Om tot een betrouwbaar energiesysteem te komen, doen we er verstandig aan om de opties van de andere energiebronnen te verkennen en niet alles in te zetten op elektriciteit. Kunnen we de elektriciteitsvraag enigszins beperken? Vanuit het Rijk is hier energiebesparing met prioriteit voor op de agenda gezet. Daarnaast kunnen we inzetten op warmtenetten, biogas en waterstof. Als het mogelijk is meer met deze bronnen te doen, neemt de belasting op het elektriciteitsnet af.
Waar veel huizen en gebouwen dichtbij elkaar staan, zijn warmtenetten een kansrijk idee. Warmte kun je uit de bodem halen, bijvoorbeeld met geothermie. Of je gebruikt restwarmte uit de industrie. In Overijssel is afvalverwerker Twence daarvan een voorbeeld. Uit het verbranden van afval komt heel veel warmte vrij. Daar kunnen in potentie 100.000 woningen mee worden verwarmd. De vraag is wel of we op termijn nog zoveel afval blijven verbranden, en welke alternatieve restwarmtebronnen er nog ontstaan bij de overgang naar een circulaire econome. Zo moet over warmtebronnen dus goed nadenken, want een warmtenet is ingewikkeld om aan te leggen en kostbaar. Dat doe je niet voor de korte termijn.
De grote uitdaging is dat heel veel mensen het moeten willen. Het is uiteindelijk een keuze achter de voordeur. De praktijk zal weerbarstig zijn, lang niet iedere inwoner zal, om wat voor reden dan ook, mee willen doen aan een gezamenlijk project. Het moet voor inwoners en ondernemers ook financieel aantrekkelijk worden.
Al met al bieden warmtenetten dus wel potentie om ruim 10% van de totale energievraag in 2050 in te vullen.
Biogas is weliswaar een brandstof, zoals het gas dat we kennen, maar toch duurzaam. Er komt wel CO2 vrij, maar dat is CO2 die heel recent nog uit de lucht opgenomen door planten, bomen en gewassen. Deze biomassa is de bron van biogas.
Mestvergisting is een van de manieren om aan biogas te komen. Het is een goed idee voor duurzame landbouw. Er zijn verschillende onderzoeken met verschillende resultaten, maar het is veilig om te zeggen dat je de stikstofemissie kan halveren en methaanemissie (een krachtiger broeikasgas dan CO2) met 85% terug kan brengen.
In dit transitieverhaal lees je alles over mestvergisting.
Gasvormige energiedragers kunnen makkelijk hoge temperaturen leveren. Zij spelen dus een belangrijke rol in de warmtevraag. Van huizen die moeilijk te isoleren zijn bijvoorbeeld. En industrieën die voor hun processen afhankelijk zijn van zeer hoge temperaturen. Denk aan asfaltfabrieken of broodbakkerijen. Als het boven de 150 graden Celsius komt, is dat steeds moeilijker te elektrificeren.
Een groot deel van het Overijsselse kansen voor biogas komen vanuit mestvergisting.
Als we deze optie kiezen kunnen we hiermee 5 tot bijna 10% van de Overijsselse energievraag in 2050 invullen.. Dit vraagt wel een flinke inspanning. We zitten nu. Nog maar op een vijfde van deze ambitie. We gebruiken nu minder dan 10% van de beschikbare mest.
En waterstof dan? Waterstof is een energiedrager die nu al wordt ingezet voor industriële processen. Het wordt nu vooral uit aardgas gemaakt. Om tot duurzame waterstof te komen, wil je de waterstof uit een duurzame bron. Dat kan bijvoorbeeld met elektrolysers die uit water en duurzame elektriciteit, (groene) waterstof en zuurstof maken.
Het grote voordeel van waterstof is dat het efficiënt is op te slaan en te transporteren. In tegenstelling tot batterijen, die geschikt zijn voor kortetermijnopslag, kan je waterstof eenvoudig opslaan voor langere perioden, zoals van zomer tot winter. Ook voor zwaar transport over lange afstanden kan waterstof een interessant alternatief zijn voor elektrisch rijden, omdat je het gewicht van een grote batterij kan besparen.
Waterstof is een uitstekende mogelijkheid om de druk op het elektriciteitsnet op specifieke bedrijventerreinen te verlagen. Het kan namelijk goed als brandstof ingezet worden in de industrie die hoge temperaturen nodig heeft. Als je zo’n hoge temperatuurvraag met elektriciteit invult, heb je een zwaar elektriciteitsnet nodig.
Met waterstof kan vraag en aanbod van elektriciteit ook gebalanceerd worden. Op zonnige en winderige dagen kan overtollige energie van hernieuwbare bronnen omgezet worden. In perioden waarin minder zon- en windenergie wordt opgewekt, kan je waterstof gebruiken.
Er zijn wel uitdagingen. Waterstof is een energiedrager en geen energiebron. Er is veel elektriciteit voor nodig om waterstof te maken. Veel waterstof inzetten, betekent dus ook veel duurzame elektriciteit opwekken. Vanuit het Rijk wordt ingezet op grootschalige productie van waterstof met de elektriciteit van de windparken op de Noordzee.
Een andere uitdaging is dat er een nieuwe infrastructuur voor nodig is. Met het nationale waterstofnetwerk verbindt Gasunie in de toekomst alle industriële clusters in Nederland met elkaar. Deze ‘backbone’ loopt ook door Overijssel. Dit biedt kansen om een regionaal netwerk te koppelen. Op die manier hoeven we het minder zelf te produceren.
Er is nog onzekerheid over of en wanneer waterstof qua prijs concurrerend kan zijn.
De maximale potentie van waterstof wordt ingeschat op bijna 20% van de Overijsselse energievraag. Hierbij wordt waterstof dan ingezet in de zware industrie en grote delen van de logistiek, en voor een klein deel in het personenvervoer.
In deze visualisatie zien we wat er van die grote vraag naar elektriciteit overblijft, wanneer je de potentie van waterstof, warmtenetten en biogas zou benutten. Zo’n 30 tot 40 PJ. In 2030 verwachten we ongeveer 15 PJ op te wekken in 2030, vooral dankzij ongeveer 90 windturbines die de komende jaren gebouwd worden. Maar hoe komen we dan aan die resterende elektriciteit die we nodig hebben?
Van een aantal mogelijkheden is de potentie in beeld gebracht. Zou je alle gebieden waarin je iets met windturbines kunt (vanuit ruimtelijk perspectief) benutten, dan kan dat 30 PJ opleveren. Zonne-energie zou zelfs 52 PJ kunnen opleveren. Iedere keuze hierin heeft andere voor- en nadelen, zowel voor de leefomgeving als voor (de betaalbaarheid van) het energiesysteem.
Kernenergie dan? Ter vergelijking is aangegeven hoeveel je met vier Small Modular Reactors zou komen, circa 2 PJ. Dat is een fractie van de totale vraag. Hoeveel er mogelijk zijn in Overijssel wordt nog onderzocht, waarbij de financiële haalbaarheid nog onzeker is.
Moeten of willen we alle in Overijssel gebruikte elektriciteit dan zelf opwekken? Het antwoord op die vraag heeft veel kanten met voor- en nadelen. Vanuit het Rijk is de oproep gedaan om er maximaal op in te zetten, maar een verdeling naar provincies is nog niet gemaakt.
Om productie van elektriciteit aan ‘anderen’ over te laten, moet je wel met goede argumenten komen. Want het is duidelijk is de opwek van elektriciteit een verantwoordelijkheid is van ‘iedereen’.
We komen uit een situatie waarin energie altijd en overal beschikbaar is. Maar die tijd ligt achter ons. Experts zijn het erover eens dat ‘niet alles overal meer kan’.
Maar als niet alles overal kan, moet je ook bepalen wat wél kan op welke plek. Een belangrijke politieke vraag is in hoe we willen sturen op de beschikbaarheid van energie op specifieke plekken.
Net zoals bereikbaarheid, aanbod van personeel in een regio en meer van dat soort afwegingen, hoort ook de beschikbaarheid van energie daar dus bij. Bij de afwegingen van bedrijven en ondernemers, maar ook van gemeenten die nieuwe woonwijken plannen zal energie (en ruimte voor het energiesysteem) een steeds belangrijker rol gaan spelen. De vraag naar energie moet gematcht worden met het aanbod in dat specifieke gebied. Een windpark in de buurt van een industrieterrein kan zo’n match bijvoorbeeld mogelijk maken, of een groot warmtenet bij een nieuwe woonwijk. Zo voorkom je dat met die nieuwe woonwijk heel veel vraagt van een regionaal stroomnet.
Dit geldt ook voor waterstof. Het is niet verstandig om waterstof op iedere plek in onze provincie beschikbaar te maken. Omdat niet op iedere plek vraag zal zijn naar waterstof en omdat het aanleggen van zo’n omvangrijk netwerk erg duur is. Door waterstofinfrastructuur te concentreren op een aantal plekken, kan voldoende vraag gebundeld worden, waardoor zowel de haalbaarheid als de betaalbaarheid van de infrastructuur verbetert.
Het kan ook dat we er toch voor kiezen dat energie altijd en overal beschikbaar moet blijven. Dit vraagt grote financiële investeringen in het energiesysteem en de realisatie zal zeer uitdagend zijn.
In het verlengde van dat vraagstuk, kan je je afvragen wat je met een centrale energievoorziening op wilt lossen en wat je decentraal wilt doen. In de situatie die we gewend zijn wordt vanuit een nationaal dekkende hoofdinfrastructuur gas getransporteerd en regionaal gedistribueerd tot in alle haarvaten van onze omgeving. Hetzelfde gold altijd voor elektriciteit. En de winning en productie van energie vond plaats op een paar plekken in Nederland.
Maar met die enorme toename van de elektriciteitsvraag en de enorme vlucht van het lokaal opwekken van energie, kun je je afvragen: is het slim om het centrale systeem zo te verzwaren dat iedereen (consumenten en producenten) energie kan vragen of leveren wanneer zij dat wil? Dat brengt een grote verzwaring van de energiehoofdinfrastructuur met zich mee.
Of kunnen we oplossingen op lokaal niveau zoeken die zo’n verzwaring (deels) overbodig maken? Vanuit het oogpunt van maatschappelijke kosten kan zo’n decentraal systeem slimmer zijn. In een systeem waar je decentraal vraag en aanbod zoveel als mogelijk in balans brengt is wel gedragsverandering noodzakelijk. De auto alleen opladen op de geschikte momenten, meer opslag met thuisbatterijen, met slimme systemen je huis verwarmen op het moment dat er veel aanbod is van elektriciteit. Bedrijven die hun gebruiksprofielen op elkaar gaan afstemmen, zodat door de dag heen de vraag en/of het aanbod niet piekt. En soms ook nee zeggen tegen ontwikkelingen die hier niet goed bij passen.
De inzet op smart energy hubs is hiervan al een voorbode, en hierin lopen we samen met de provincie Gelderland voorop. We ondersteunen 10 startende hubs en delen de opgedane kennis. ‘Smart Energy Hubs maken optimaal gebruik van lokale duurzame energie en zorgen voor slimme regie over de opwek, de opslag en het verbruik. Een lokaal netwerk koppelt opwek direct aan gebruik, waardoor het hoofdnet wordt ontzien. Deze lokale uitwisseling voorkomt dat het elektriciteitsnet wordt overbelast.’
De energievisie wordt in 2024 door de provincie ontwikkeld, in samenwerking met gemeenten, netbeheerders en maatschappelijke partners. De Energievisie wordt vastgesteld door Provinciale Staten, naar verwachting begin 2025.
Mart oude Egbrink
Projectleider Energievisie
m.oudeegbrink@overijssel.nl
06 5016 4382
Coen Hanschke
Strateeg Energietransitie
cb.hanschke@overijssel.nl
06 1039 6732
