Feiten over de energietranstitie

Waterstof en kernenergie: niet voor de korte termijn

21 april 2021

In de discussie over de Regionale Energie Strategie hoor je het geregeld. In plaats van windmolens en zonneparken op land, zouden we moeten kiezen voor kernenergie of waterstof. Reden voor Heuvelrug Energie om nog eens goed in de materie te duiken. Is waterstof een duurzame oplossing? Is kernenergie een optie? Maar belangrijker: zijn het middelen die op korte termijn ingezet kunnen worden? Om gevaarlijke klimaatverandering te voorkomen is het van groot belang om het klimaatdoel voor 2030 te halen. Zo blijven we het kantelpunt voor: het moment waarop de opwarming van de aarde onomkeerbaar wordt. Dat betekent 55 procent minder uitstoot van broeikasgassen ten opzichte van 1990. En we zijn pas bij 24.5 procent.

Waterstof en kernenergie: niet voor de korte termijn

21 april 2021

Om gevaarlijke klimaatverandering tegen te gaan is het van groot belang dat juist de komende jaren maatregelen worden genomen. In het Klimaatakkoord van Parijs is afgesproken om er alles aan te doen om de opwarming van de aarde tot maximaal 1,5 graden te beperken. Om dat te bereiken moet de uitstoot van broeikasgassen in 2050 op nul uitkomen. Voor 2030 gaat het klimaatakkoord uit van een tussendoel van 49% minder uitstoot t.o.v. 1990. Het kabinet heeft zelfs aangegeven mee te willen werken aan de hogere EU-doelstelling van 55%. Een hele grote uitdaging want de reductie van broeikasgassen is na 2020 nog maar 24,5 procent.

Onomkeerbare opwarming

De wereldwijde afspraak om in te zetten op een beperkte opwarming van 1.5 graden is van levensbelang (lees meer over de gevolgen van klimaatverandering). Er staat heel wat op het spel. Nu zitten we al op 1.1 graden opwarming. Halen we het tussendoel van 2030 niet dan lopen we het gevaar dat de opwarming steeds sneller gaat en onomkeerbaar wordt door processen als bijvoorbeeld het ontdooien van de permafrost in het Arctische gebied. Daardoor komen sterke broeikasgassen vrij die de opwarming van de aarde versnellen.

Voor de regio betekent klimaatverandering een toename van ongekende hoosbuien enerzijds waardoor wateroverlast ontstaat en anderzijds juist lange periodes van droogte waardoor bossen afsterven en de natuur onder grote druk komt te staan. De toename van hittegolven in de zomer heeft gevolgen voor gezondheid (hittestress, smog) en economie. We beginnen dat ook nu al te merken.

Krappe tijd

In 2020 kwam ongeveer een kwart van de elektriciteit die we verbruiken uit duurzame bronnen (inclusief biomassa). Volgens het Klimaatakkoord moet in 2030 70% van alle elektriciteit uit duurzame bronnen komen. Tegelijkertijd zal de komende 9 jaar het elektriciteitsverbruik in het vervoer (elektrisch rijden), de gebouwde omgeving (warmtepompen) en industrie stijgen.

In het Klimaatakkoord is dat vertaald in 49 miljard kWh uit windmolens op zee, die vooral gebruikt zal worden om de grote industriegebieden in Nederland van energie te voorzien. Voor een goede verdeling op ons elektriciteitsnetwerk wekken we de energie het liefst op daar waar het verbruikt wordt. Daarom zal in 2030 ook 35 miljard kWh hernieuwbare stroom worden geleverd door windmolens en zonnepanelen op land. Zonnepanelen, in 2020 al goed voor 8 miljard kWh, zullen in 2030 21-22 miljard kWh moeten produceren. Dan hebben we het over ongeveer 70 miljoen zonnepanelen. Er staat ons de komende 9 jaar dus nog veel te doen.

Wat betreft het verbruik en het opwekken van energie moeten we dus kijken welke middelen we de komende jaren beschikbaar hebben om die doelstelling te halen. Dat vraagt om een goed gebalanceerde mix van energiebesparing, duurzame opwekmethoden en voorzieningen voor opslag en transport van energie. Kunnen waterstof en kernenergie de komende negen jaar hier een rol in spelen?

Groene waterstof: vooral voor industrie en zwaar transport

De huidige productie van waterstof gaat meestal samen met de uitstoot van broeikasgas. Er wordt in Nederland jaarlijks ongeveer 8 miljard m³ waterstof geproduceerd, voornamelijk voor kunstmestproductie (schatting ECN). Bijna 90 procent daarvan wordt geproduceerd uit aardgas. Vanwege het gebruik van een fossiele bron en het vrijkomen van CO₂, helpt dit niet tegen klimaatverandering. Maar waterstof kan ook worden gemaakt met elektrolyse: water wordt dan met behulp van stroom gesplitst in waterstof en zuurstof. Als de stroom die daarvoor wordt gebruikt duurzaam is opgewekt, dan spreken we van groene waterstof. Dit proces is nu nog in de experimentele fase.

Nadeel van de productie van waterstof met elektrolyse is dat ongeveer 30 procent van de energie verloren gaat. Bovendien moet je waterstof (tijdelijk) opslaan voordat je het toepast. Waar mogelijk, maak je dan ook liever rechtstreeks gebruik van groene stroom dan van groene waterstof.

Een reden om elektrolyse in Nederland toch te ontwikkelen is de optimale inzet van windenergie. Er staat ruim 70 GigaWatt aan capaciteit van windmolens op zee in de planning voor 2050. Omdat de wind regelmatig waait terwijl de vraag naar stroom laag is, zou opslag in waterstof hier uitkomst bieden. Door de tijdelijke overschotten op te slaan in waterstof, kunnen we de windmolens toch optimaal benutten. Deze waterstof is uitsluitend bedoeld voor industriële sectoren waar voorlopig nog geen andere duurzame energie-opties voorhanden zijn, zoals in de staalindustrie, zwaar vrachtvervoer en de scheepvaart. (bronnen vermelden?)

Groene waterstof: import

Waterstofproductie in andere delen van de wereld is ook een mogelijkheid, bijvoorbeeld in de Sahel landen en het Midden-Oosten. Op dit moment wordt zonne-energie daar al tegen een beduidend lagere prijs opgewekt dan kolenstroom. Het transport van groene waterstof kan ongeveer tienmaal goedkoper dan het transport van elektriciteit. Daarbij kunnen we goed (bronvermelding, zijn leidingen geschikt?) gebruik maken van de bestaande gasinfrastructuur in Nederland, maar ook in de rest van Europa (vooral transportleidingen van aardgas). Bijkomend voordeel is dat er in principe overal op de wereld waterstof geproduceerd kan worden. Hierdoor zal de wereld minder afhankelijk zijn van een beperkt aantal landen (zoals nu bij olieproductie). Echter, het bouwen van een omvangrijke infrastructuur voor de productie en het transport van waterstof in die regio’s kost tijd, en zal pas over 20 jaar werkelijkheid worden. (bronvermeldingen?)

Kernenergie: hoge kosten en risico’s

Kernenergie wordt vaak genoemd als klimaat neutrale energiebron. Op zich klopt dat, hoewel er wel CO2 vrijkomt bij de bouw van de centrale en de winning en transport van uranium. Bij kernenergie zijn natuurlijk wel kritische kanttekeningen te plaatsen, zoals de productie van radioactief afval en de veiligheid. De kans op een kernramp is weliswaar zeer klein maar de gevolgen zijn desastreus.

Daarnaast lijken kerncentrales op korte termijn niet te realiseren. Bij lopende projecten in Europese landen zoals Engeland, Frankrijk en Finland, waar grote kostenoverschrijdingen en vertragingen gemeengoed zijn, spelen doorlooptijden van 10-15 jaar. De thoriumreactor is op korte termijn ook nog niet in beeld. Een dergelijke reactor wordt geacht veiliger te zijn en kleinere hoeveelheden schadelijk afval te produceren. Voor de ontwikkeling daarvan moet nog veel geïnvesteerd worden, zelfs in fundamenteel onderzoek. Dat maakt de thoriumreactor als mogelijkheid op de kortere termijn geheel kunnen uitsluiten.

Innovatie: zeer relevant

Als energiecoöperatie omarmen we innovaties die ons kunnen helpen om de energietransitie te versnellen, zowel op de korte als op de lange termijn. Innovaties op het terrein van waterstof en andere vormen van energieopslag zijn zeer relevant. Op de korte termijn verwachten we vooral innovaties op het gebied van zonnepanelen, windmolens en warmtewinning die redelijk snel toepasbaar en betaalbaar zijn. We hebben hier een aantal voorbeelden op een rij gezet.

Daarnaast vinden we het belangrijk om ons te richten op opwekmethoden die ook lokaal toepasbaar zijn. Want daarmee kunnen we er voor zorgen dat de meer dan 50 miljoen euro die we als inwoners en ondernemers van de Utrechtse Heuvelrug jaarlijks kwijt zijn aan energie gedeeltelijk weer terug vloeit naar lokale inwoners en ondernemers. We lichten dit toe in een volgende artikel in deze reeks.