Businesscase Elektriciteitsnet
Augustus 2020
We bekijken hoe de situatie nu is, dan inventariseren we de extra benodigde stroom voor zowel elektrisch rijden als het gebruik van warmtepompen. Ook bekijken we de gevolgen van het zeer sterk verminderen van de productie van aardgas en van motorbrandstoffen en smeermiddelen. Tenslotte is de conclusie aan u.
Samenvatting
Het elektriciteitsnet kan nu al 9 miljoen personenauto’s op elektriciteit laten rijden. Op waterstof gaat dan niet lukken. Er zijn maar liefst 7 grote kolencentrales nodig om het gebrek aan 1.500 extra benodigde windmolens te compenseren.
Ook als de helft van Nederland gaat verwarmen met een warmtepomp kan het net dat prima aan.
—————————————————————————–
Kan ons elektriciteitsnet de groei wel aan?
Sommige experts denken dat wij over 10 jaar 65% meer elektriciteit zullen gaan verbruiken door het uitfaseren van fossiele auto’s en aardgas. Het elektriciteitsnet zou dat niet aankunnen. Er zijn zelfs lieden die het extra stroomverbruik tot een factor zes hoger inschatten. De conclusie is steeds dat het stroomnet de groei niet aankan. We gaan het gewoon uitrekenen.
122 miljard kWh elektriciteit nu
Er zijn 7,8 miljoen gezinnen in Nederland. Per gezin wordt er rond 3.400 kWh per jaar verbruikt, totaal 26,5 miljard kWh. Gezinnen verbruiken dus 22 % van de totale 122 miljard kWh elektriciteit die er in Nederland wordt verbruikt
Als alle personenauto’s elektrisch rijden
Stel nu dat alle personenauto’s in NL 100% elektrisch gaan rijden. Er zijn nu ongeveer 9 miljoen personenauto’s in NL (bron: CBS). Die leggen jaarlijks totaal 114,2 miljard km af. Met een gemiddeld elektriciteitsverbruik van een elektrische auto van 0,2 kWh/km, inclusief laadverliezen, komen we dan uit op een extra verbruik van 22,8 miljard kWh. Het totale elektriciteitsverbruik in NL in 2019, 122 miljard kWh, zal dan met 18,7 % stijgen. Een groot voordeel van veel elektrische auto’s is de mogelijkheid de grote accu’s te gebruiken om het net te balanceren. Op afstand bestuurd door de netbeheerder wordt de elektrische auto geladen als er teveel stroom is en ontladen als er te weinig stroom op het net is. Op deze manier zijn er geen zogenaamde ‘peakerplants’, kleine gascentrales, meer nodig om het net te stabiliseren.
Als alle personenauto’s op waterstof rijden
Als alle 9.000.000 personenauto’s op waterstof rijden zal het elektriciteitsnet dit zeker niet aankunnen. Er zijn meer dan 1.500 extra windmolens nodig die er tussen nu en 10 jaar niet zullen staan. Om de vernietiging van 75% van de energie op te vangen zijn 7 grote 1000 MW kolencentrales nodig. Dit levert 29 miljoen ton extra CO2 uitstoot op. De kosten voor de windmolens en electrolysers belopen de astronomische som van ruim 40 miljard euro.
Ter vergelijking: een Toyota Mirai verbruikt 1 kg waterstof voor 100 km. Die ene kg waterstof kost 65 kWh duurzame stroom. Wordt die 65 kWh direct in een Hyundai Kona of Tesla Model 3 geladen, dan rijden de elektrische auto 400 km.
50% van Nederland aan de warmtepomp
Stel dat de helft van Nederlandse gezinnen aan de warmtepomp gaat, de rest heeft stadsverwarming, geothermie, waterthermie, warmte/koude opslag (WKO), biomassa of andere verwarmingsbronnen. Dan verdubbelt het stroomverbruik van die gezinnen. Totaal wordt dan 3,9 miljoen x 3.400 = 13,3 miljard kWh meer verbruikt dan nu. Op het huidige totaal van 122 miljard is dat 10,9%.
Totale toename minder dan 30%
De totale toename van het elektriciteitsverbruik is in het geschetste scenario 18,7% voor alle elektrische auto’s en 10,9% voor de verwarming van half Nederland met een warmtepomp. Totaal dus een toename van 29,6%. Uiteraard is er een gelijktijdigheid kwestie. Met slim bufferen en verzwaren van het net is dat prima op te lossen, business as usual voor de netbeheerders.
Het kan nu al prima, met reserve
Het maximum piekstroomverbruik in Nederland is op enig moment in het laatste jaar ruim 19.000 MW geweest. Het net kan zeker nog meer aan dan 19.000 MW. Het gemiddelde nachtelijk piekverbruik ligt rond 11.000 MW. Er is dus een spreiding door de dag van 75%. Het is heel goed mogelijk, door ’s nachts de elektrische auto’s te laden, om die 29,6 % extra energieverbruik goeddeels te verplaatsen naar de nachtelijke uren. Ook het verbruik van warmtepompen kan door gebruik van grotere buffertanks prima naar de nachtelijke uren worden verplaatst. Als de aansturing van die warmtebuffers en het starten van het laden van elektrische auto’s op afstand wordt geregeld is ook het balanceren van het net perfect te organiseren.
Dan wordt er ’s nachts niet gepiekt op 11.000 MW maar op 14.256 MW. Zelfs dan, we rijden dan allemaal elektrisch en half Nederland heeft een warmtepomp, kan het net dat nu al aan.
En het net kan nog veel meer aan. Van 15 mei tot 7 juni 2019 heeft Engeland al zijn kolencentrales stilgelegd. In die drie weken heeft Nederland 40,4 GWh, 40.400.000 kWh dus, aan stroom geproduceerd en geëxporteerd naar Engeland. En dat is opgewekt door onze kolencentrales. De Engelsen betalen door hun verouderde kolencentrales tweemaal zoveel CO2 heffing dan de moderne Nederlandse kolencentrales. Dan is stroom inkopen in Nederland goedkoper dan zelf produceren. Niemand in Nederland heeft daar iets van gemerkt.
Uitbreiding en verzwaring,
In de komende tientallen jaren wordt het net sowieso uitgebreid en verzwaard, dat gebeurt al meer dan 100 jaar. Alle auto’s rijden niet van vandaag op morgen elektrisch, daar gaan tientallen jaren overheen. Natuurlijk kunnen op bepaalde plaatsen de aanwezige lichte netten de vele megawatts aan zonne-energie niet verwerken. Dat is ook niet zo gek, in een gebied waar alleen koeien lopen is de capaciteit klein. Daarnaast is het huidige net ingericht op éénrichtingsverkeer terwijl er steeds meer teruggeleverd wordt.
Wat zijn de effecten van minder brandstofverbruik?
Als we allemaal elektrisch gaan rijden zijn er zeer veel minder benzine, diesel en smeermiddelen nodig. Andreas Burkert van het Duitse Springer Professional rekende uit hoeveel elektriciteit de totale keten van de brandstofproductie aan energie kost. Alle verbruik door de boortorens, tot 80.000 kWh per dag en dat maandenlang, het oppompen, het transport per tanker naar Marseille, het pompen van de ruwe olie naar het Roergebied, de raffinage en de distributie naar de brandstofstations, is in kWh berekend. Dan blijkt een liter diesel maar liefst 7 kWh elektrische energie te kosten.
We zagen al dat alle personenauto’s jaarlijks 114,2 miljard kilometer afleggen. Gemiddeld rekenen we op 1 liter per 15 km. Er wordt nu dus jaarlijks 7,6 miljard liter brandstof verkocht. 7,6 miljard x 7 kWh betekent dat het energieverbruik voor het maken van al die brandstoffen en smeermiddelen een onvoorstelbare 53,2 miljard kWh bedraagt.
Dat is qua energie maar liefst 43,6 % van het totale stroomverbruik in Nederland. Het stroomverbruik van alleen de raffinage is 1,6 kWh per liter brandstof. Dat is 23% van de totaal 7 kWh. Die 23% wordt in Nederland verbruikt en verlaagt daarmee deels de eerder berekende extra 29,6%. Natuurlijk moeten we ons niet rijk rekenen, raffinaderijen nemen stroom af van kolencentrales maar wekken ook een deel zelf op. Die stroom belast het net uiteraard niet en omdat niet precies bekend is welk deel van hun energie de raffinaderijen van kolencentrales betrekken nemen we die hier niet op. Ook zullen raffinaderijen veel processen die nu met waterstof en aardgas worden gestookt vervangen door elektriciteit. Ook voor CCS, het ondergronds opslaan van CO2 is veel elektrische energie nodig. Raffinaderijen denken in de toekomst juist veel meer elektrische energie nodig te hebben. Ze houden blijkbaar geen rekening met een sterk afnemende vraag naar brandstof en smeermiddelen.
De Corona pandemie heeft aangetoond dat mensen heel goed thuis kunnen werken en daardoor zeer veel minder benzine en diesel nodig is. Alleen Shell leed in het tweede kwartaal van 2020 al een verlies van ruim 15 miljard euro. Waarnemingen vanuit de ruimte toonden een zeer veel schonere wereld.
Wat zijn de effecten van minder aardgasverbruik?
Als het gasverbruik sterk vermindert zal er ook veel minder energie worden verbruikt om het huidige jaarverbruik van 40 miljard m3 gas op te pompen, te reinigen, te drogen en door het hele land te distribueren. 10% van dat verbruik wordt nu door Taqa in Bergen als buffer ondergronds opgeslagen. Alleen Taqa Bergen gebruikt voor de opslag en distributie van deze 4,1 miljard m3 aardgas net zo veel energie als de complete stad Alkmaar per jaar, zowel elektriciteit als gas. Omdat niet precies bekend is wat de stroomrekening van een bedrijf als de GasUnie is, betrekken we dit niet in de berekeningen.
GasUnie weet natuurlijk dat het aardgasverbruik sterk zal afnemen en zet daardoor in op alternatieven als bijv. waterstof en groen gas.
Datacenters
De grote capaciteitsvraag naar elektriciteit die we de laatste jaren zien, komt door de aantrekkende economie én door een sterke toename van datacenters. Het aantal datacenters in Nederland nam afgelopen vier jaar enorm toe. Vooral in de metropool regio Amsterdam. Een gemiddeld datacenter vraagt al gauw een vermogen dat te vergelijken is met een stad van 35.000 tot 140.000 inwoners. Deze toename blijkt nu al gewoon mogelijk.
Liander gaat in Noord-Holland ook inzetten op het produceren van waterstof. Zo wordt kostbare duurzame energie met grote verliezen omgezet in waterstof voor laagrenderende toepassingen. Liander kan beter de investeringen richten op uitbreiding en verzwaring van het net.
Inzetten op hoog rendement
Het elektriciteitsnet moet liefst gebruikt worden voor hoogrenderende toepassingen. LED verlichting en het laden van auto’s met alleen elektrische aandrijving. Het rendement daarvan is rond de 80%. Ook warmtepompen met een rendement van 350 tot 600% hebben de voorkeur boven bijv. het produceren van groene waterstof waarvan tot 80% van de energie (in auto’s) wordt vernietigd.
Grote afnemers zelf verantwoordelijk maken voor de elektriciteitsproductie
Nieuwe verbruikers van veel elektrische energie, waaronder datacenters en grote electrolysers, zouden hun activiteiten pas mogen starten als zij de groene opwekking van hun energie zelf hebben georganiseerd. Schiphol doet dit door grote contracten met Eneco windenergie. Ook de nu in aanbouw zijnde datacenters van Microsoft en Google kopen hun stroom in van grote nog te bouwen windparken. Alleen dan kan een halt worden toegeroepen aan de ongebreidelde groei van schadelijk energieverbruik. Helaas stellen raffinaderijen zich op het standpunt dat ‘alles buiten het hek’ door de overheid moet worden betaald.
Conclusie
Als er geen motorbrandstoffen meer nodig zijn voor miljoenen auto’s en er ook geen gas meer hoeft te worden opgepompt en gedistribueerd worden er gigantische energie besparingen bereikt. Het is zelfs de vraag of er als gevolg van die besparingen überhaupt een groter verbruik van elektriciteit zal komen. Als dit deels toch het geval is, dan zijn die hoeveelheden extra elektrische energie beperkt tot royaal minder dan 30%. In elk geval zijn de verhalen over een stroomnet dat de groei van elektrische auto’s en warmtepompen niet bij zou kunnen benen, schromelijk overdreven.
Bent u van mening dat het stroomnet de toekomstige ontwikkelingen naar elektrisch rijden en het verwarmen van onze huizen met een warmtepomp niet aankan, laat het ons dan weten in het reactieveld. Uiteraard horen wij graag uw mening en als u ons op fouten wijst corrigeren wij onze teksten.
Zoals altijd, de conclusie is aan u.
Wim Schermer
