TNO: ‘keuzes over energietransitie urgent, maar vol onzekerheden’

De energietransitie die Nederland moet doormaken om de CO2-uitstoot vanaf 2030 te halveren is te vergelijken met de uitvoering van de Deltawerken en de constructie van het gasnetwerk in de jaren ‘50 en ‘60 van de vorige eeuw. ,,We moeten nu belangrijke keuzes maken voor de toekomst van onze energievoorziening als we de klimaatdoelstellingen op tijd willen halen”, zei programmanager leveringszekerheid bij het TNO, Sjaak van Loo tijdens een informatiedag voor journalisten. Adviseurs van TNO praatten gespecialiseerde media bij op het gebied van de adviezen die zij de overheid geven op het gebied van de energietransitie. Die moeten de energievoorziening betaalbaar en duurzaam maken. Dat is een combinatie die vooralsnog lastig is omdat de technologie niet af is en voor een belangrijk deel zelfs nog in experimentele fase verkeert.

Anders dan bij de Deltawerken en de aanleg van het netwerk voor de transport en levering van aardgas, is er nu sprake van allerlei verschillende problemen die gepaard gaan met de afhankelijkheid van duurzame energie. Het grootste deel van de duurzame energie wordt opgewekt door parken van windturbines op zee. De tweede grootste bron zijn windturbines op land. Daarna komen zonnepanelen. Iedereen weet: als het niet (genoeg) waait en de zon niet schijnt, zoals ‘s nachts, is er te weinig duurzame energie om te voorzien in het huidige verbruik. 

Stroomnet is te zwak voor zon en harde wind

Dus dan moeten energiecentrales bijstoken. Dat doen ze ook, en daarmee blijft de energievoorziening afhankelijk van de fossiele brandstoffen gas en steenkolen. Het grootste probleem lijkt dus te zitten in de leveringszekerheid van zonne- en windenergie. Daarbij doet zich het probleem voor dat als het hard waait, alle parken aanstaan en de zon ook volop schijnt, er zoveel energie geproduceerd wordt dat het elektriciteitsnet de hoeveelheid niet aankan. In dat geval moeten er windturbines en zonnecollectoren uitgezet worden. De term die daarvoor gebruikt wordt in de industrie heet ‘curtailment’.

,,Maar die situatie doet zich in Nederland eigenlijk bijna nooit voor”, aldus Peter Eecen, R&D-manager wind op zee bij TNO. ,,Windturbines in Nederland draaien 98 procent van de tijd. Ze draaien al vanaf een windkracht van 4 meter per seconde en gaan pas uit als die harder is dan 25 meter per seconde. Maar die snelheid heb je hier bijna nooit. Alleen als de turbines kapot zijn, staan ze uit. Bij het park voor de kust bij Egmond aan Zee zijn er afgelopen tijd problemen geweest. Ook is het wel eens voorgekomen dat een stroomkabel kapot was. Dan moet het hele park uit.”

In de regel draaien de windparken goed, zegt Eecen. ,,Dat moet ook wel. Anders verdienen de producenten er niet genoeg aan en krijgen ze hun businesscase niet rond.”

Maar het is wel zo dat bepaalde projecten voor het opwekken van zonne-energie niet doorgaan omdat het net de stroom niet aan kan. Dat probleem is nu niet opgelost.

Voorlopig nog niet van fossiel af

Zoals het er nu uitziet wordt Nederland de komende tien jaar niet van fossiele brandstoffen verlost. dat komt door de industrie die 45 procent van de stroom verbruikt. ,,In de Botlek bij Rotterdam staat bijvoorbeeld heel veel industrie. Er staan alleen al vijf raffinaderijen”, aldus Faruk Dervis, senior business developer leveringszekerheid bij TNO. Die verbruiken heel veel energie, en staan continu aan. ,,Je kunt die installaties niet zomaar uitzetten als er even weinig energie beschikbaar is”, aldus Dervis.

Daarbij produceren deze raffinaderijen ook plastic uit olie, waarbij gas vrijkomt dat verstookt wordt om energie van te produceren. ,,Wat doe je daar dan mee?” Het ligt volgens hem niet voor de hand dat raffinaderijen daar snel mee stoppen. Pas als het gebruik van plastic dramatisch afneemt is er een kans dat het geheel elektrificeren van de raffinage een kans maakt. Maar tot nu toe zien we dat het gebruik van plastic juist toeneemt, zegt Dervis. ,,De raffinagecapaciteit zal wel afnemen. Je krijgt bijvoorbeeld steeds meer elektrische auto’s. Hoe dat met plastic gaat, is onvoorspelbaar.” 

Uiteindelijk zal ook de industrie eraan moeten geloven. In 2050 moet Europa  CO2-neutraal produceren. Tegen die tijd zal Rotterdam veranderd zijn van een energieproducent en netto exporteur van energie door de energiecentrales die er nu staan, in een netto importeur van duurzame energie. 

Oplossingen bij dips

Om dips in de duurzame stroomopwekking op te vangen, zijn er verschillende oplossingen in de maak. Je kunt batterijparken aanleggen, die stroom opslaan en deze snel kunnen leveren als dat nodig is. Maar de capaciteit daarvan is beperkt, volgens Joris Koorneef, senior consultant systeemintegratie & energieopslag bij TNO. In water enkele honderden meters onder de grond kan je warmte opslaan. Die is altijd beschikbaar, weer of geen weer. Het is dan wel belangrijk dat de ondergrond ervoor geschikt is. Die moet uit lagen zand en klei bestaan, zegt Koorneef. ,,De klei sluit de zandlaag met de geinjecteerde warmte af als een soort dop op een thermoskan.”

Als de warmte nodig is, zoals bij koud weer, kan die uit de diepte opgepompt worden. Het maakt de samenleving daarmee minder afhankelijk van meteorologische omstandigheden. Dat is dus ook een oplossing voor levering van warmte aan een warmtenet voor consumenten en bedrijven.

De meeste capaciteit voor reserve-energie voorziet Koorneef in lege holtes onder de grond. Daarin kan je waterstof opslaan. Waterstof verandert in energie als er zuurstof bij komt. Het enige wat je dan overhoudt is water. Je kunt daarvoor lege aardgasvelden gebruiken, of zoutcavernes. Naar de beste manier omdat te doen, moet echter nog onderzoek gedaan worden. Een zoutcaverne is een holte die ontstaat op een plek waar zout in de grond zit als je dat eruit haalt. Dan kan door er water in te injecteren waarin het zout oplost. Dat zoute water wordt opgepompt waarna er een lege grot achter blijft. In Nederland heb je zoutcavernes in Zuidwending. Daar wordt nu aardgas in opgeslagen. ,,Een probleem bij energieopwekking door elektrolyse van waterstof is nu alleen dat het nog erg duur is”, aldus Dervis van het TNO. ,,Maar de verwachting is dat dit goedkoper wordt.”

Wasmachine alleen aan als de zon schijnt

Een laatste manier om met onzekerheden over de levering van energie om te gaan is dat consumenten en bedrijven hun vraag afstemmen op het aanbod. De wasmachine alleen aanzetten als er wind of zon is, is niet zo moeilijk. Maar voor bepaalde bedrijfstakken zoals de continu industrie die 24 uur per dag moet draaien gaat dat niet. Daar is altijd energie nodig.

De complexiteit van de energietransitie is dus heel erg groot, aldus de TNO-ers.  ,,Terwijl de keuzes nu gemaakt moeten worden als we de doelstellingen van Parijs in 2030 willen halen. De situatie is urgent.”