Zijn windmolens rechts en zonnepanelen links?

De berekeningen van het rendement van zonneweiden loopt sterk uiteen. Het lijkt erop dat om politieke redenen sterk gemajoreerd wordt

Unknown-1

Dat de energietransitie serieus is, dringt door tot steeds meer mensen. De versnelde afbouw van de aardgaswinning heeft daarbij de rol van wake-up call gespeeld[1].

Om in Nederland alle fossiele brandstoffen te vervangen door duurzame energie, zijn nodig: 75.000 windturbines (vermogen 3 megawatt; opbrengst 6,5 miljoen kWh per stuk)[2]of 3000 km2 zonnepanelen (bij een vermogen van 300 wattpiek per jaar per paneel van 1,7 m2), of uiteraard een combinatie hiervan.

Bovendien is opslagcapaciteit vereist voor de vraag naar energie in piekperioden. De voornoemde aantallen vallen lager uit als een deel van de gewonnen energie gebruikt wordt voor warmtepompen en de productie van waterstof.

Er kan geen plan ter tafel komen voor met name de opwekking van windenergie of een verontruste groep burgers heeft allerlei bezwaren: huizen verliezen hun waarde, er dreigen allerlei ziekten, de horizon vervuilt[3]. Bij zonnepanelen worden veel minder bezwaren gehoord. Dit bevreemdt niet; tot dusver konden deze op daken, schuren en fabriekshallen tamelijk onzichtbaar worden weggestopt. Daar is nog veel meer ruimte. De  vraag naar zonnepanelen zal echter dermate stijgen dat – net als in Duitsland – aanleg van grootschalige zonneparken noodzakelijk is. Daar zijn uiteraard evenzeer esthetische bezwaren tegen te bedenken.

Vooral de linkerzijde van het politieke spectrum lijkt een voorkeur te hebben voor zonneparken.

screenshot4
Animatie van zonnepark van 1 km

Ik heb eens goed gekeken naar een voorstel van D’66 om in de nabijheid van Utrecht een grootschalig zonnepark aan te leggen in plaats van de door de gemeente voorgestelde plaatsing van windmolens[4]. Het gaat daarbij om 125.000 zonnepanelen op een oppervlak van 25 ha. Wat daarbij vooral opvalt, is het gemak waarmee men de cijfers naar zijn hand weet te zetten.

Twee voorbeelden, zonder diep in te gaan op de berekeningswijze.

In de eerste plaats zijn 5000 zonnepanelen per hectare erg veel. Het kan wel, maar dat moeten ze vrijwel vlak op de grond komen te liggen (oost-west opstelling). Het becijferde rendement wordt dan zeker niet gehaald. Dat rendement wordt alleen behaald als de panelen op stellages haaks op de zon worden gezet (zuid opstelling). Dit leidt tot minder panelen per ha. omdat de afstand tussen deze stellages vrij groot moet. De panelen staan anders een deel van de dag in elkaars schaduw en presteren dan aanzienlijk slechter.

screenshot2
Oost-west opstelling

In de tweede plaats gaat men ervan uit dat 10.000 huishoudens van stroom kunnen worden voorzien. Dat gaat al niet lukken vanwege de lagere opbrengst. Bij de veronderstelde opbrengst van 26.000.000 kilowatt per jaar betekent dit dat per huishouden 2600 kilowatt beschikbaar is. De energiebehoefte van een gemiddeld huishouden is echter 3250 – 3500 kilowattuur per jaar.

screenshot3
Zuid-opstelling

In Nederland zijn talloze plannen voor windparken of zonneweiden in voorbereiding en elk voorziet in een berekening van de verwachte opbrengst[5]. Geen van deze plannen majoreert zo extreem als het plan van D’66 in Utrecht.

Wat wel opvalt zijn de grote verschillen tussen de aannames waarop men zijn berekening baseert:

Het rendement van de zonnepanelen, het aantal panelen per ha, het aantal huishoudens dat kan worden bediend. Daarnaast worden voortdurend vermogen (in piekwatt) en opbrengst (in kilowattuur) verwisseld.

Het onderliggende probleem is het nagenoeg afwezig zijn van vergelijkbare gegevens over de feitelijke stroomproductie van bestaande zonneparken en windmolens. Er is een studie, verricht door een dochter van de Universiteit van Wageningen met een ontnuchterend resultaat[6]: Een ha. levert energie voor 150 huishoudens bij de gunstigste opstelling en de best presterende panelen.  Er is drie achtereenvolgende jaren gemeten met verschillende typen zonnepanelen en opstellingen.

screenshot
Proefopstelling onderzoek Universiteit Wageningen

Het belangrijkste bezwaar tegen deze studie is dat het resultaat berust op extrapolatie. Er is berekend dat bij de gekozen opstelling 2000 panelen per ha mogelijk zijn.  Deze opstelling zelf, laat staan opstellingen met meer panelen, zijn nooit getest. In elk geval contrasteert het aantal van 2000 panelen wel erg met alle andere plannen in uitvoering en zeker met de 5000 panelen per ha. waar D’66 in Utrecht van uitgaat. Overigens constateert deze studie ook dat plaatsing van zonnepanelen lucratiever kan zijn dan voortzetten van het agrarische bedrijf.

Het bovenstaande leidt tot twee conclusies:

  1. Er is dringend behoefte aan feitelijke gegevens over het gerealiseerde rendement van zonne- en windparken, uitgaande van verschillende aantallen en opstellingen van panelen.
  2. Discussie over de keuze tussen zonnepanelen of windmolens is niet aan de orde. Beide manieren om energie op te wekken zijn complementair (zie afbeelding) en ze moeten beide maximaal worden gebruikt[7].

grafiek_zonnepanelen_winddelen

De centrale vraag is welke zijn qua energieopbrengst de beste en in visueel opzicht de minst slechte plaatsen voor beide typen parken.

Zeker is dat de planvorming een aanzienlijke versnelling behoeft om de hiervoor genoemde aantallen zonnepanelen en windmolens voor 2050 te realiseren.

In mijn volgende blogpost sta ik stil bij de berekening van de opbrengst van windmolens.

 

[1]https://www.expirion.nl/blog-4–waar-halen-we-energie-vandaan-in-toekomst-.html

[2]https://www.windenergie.nl/windenergie-op-land/feiten-en-cijfers

[3]http://www.duurzamebrabanders.nl/blog/2015/02/zonneweide-vergeleken-met-windpark-voor-drenthe/

[4]https://utrecht.d66.nl/content/uploads/sites/3/2014/01/Project-Zonneweide.pdf

[5]https://www.rvo.nl/sites/default/files/2016/09/Grondgebonden%20Zonneparken%20-%20verkenning%20afwegingskadersmetbijlagen.pdf

[6]http://edepot.wur.nl/336567

[7]https://www.windcentrale.nl/blog/windmolens-of-zonnepanelen/

De energietransitie is niet gebaat met spierballentaal

In plaats van de gaskraan voor huishoudens overhaast af te sluiten moeten alternatieven onderzocht en beproefd worden.

Duurzaamheid - carbon pollution_1
Over een paar jaar zal mogelijk blijken dan VVD-minister Wiebes de belangrijkste game changer was in de ontwikkeling naar een duurzame economie. Tegelijkertijd weten we nog weinig over hoe de economie gaat uitzien. Er zijn maar twee ‘zekerheden’: Binnen een jaar of 30 is duurzame brandstof het nieuwe normaal en is productie afhankelijk van opnieuw te gebruiken materalen.

Veel vragen zijn nu nog niet te beantwoorden.

Het gaat dan onder andere om wat dan de belangrijkste energiebronnen zijn, hier en elders ter wereld. wat de prijs van energie is en wat een circulaire economie betekent voor onze welvaart.

screenshot kopie

We gaan een transitietraject in waarin zich voortdurend nieuwe mogelijkheden voordoen of voor mogelijk gehouden oplossingen afvallen. Overheden en bedrijven moeten – uitgaande van deze onzekerheden – andersoortige transitieplannen maken dan de rationeel aandoende verandertrajecten waarvan men zich thans bij voorkeur bedient. In essentie betekent dit:

  • Veel opties open te houden.
  • Uiteenlopende alternatieven gelijktijdig beproeven.
  • Burgers, bedrijven en instellingen oproepen hetzelfde te doen.
  • Alternatieven voortdurend te evalueren.

En misschien wel het belangrijkste:

  • Communiceren, communiceren en nog eens communiceren.

Wat in elk geval niet moet gebeuren, is één oplossing verheffen tot heilige graal. De ferme taal van de installatiebranche, de fabrikanten van cv-installaties, milieuorganisaties en de energiesector die oproepen tot een verbod op de verkoop van cv-ketels is hier een voorbeeld van.

gasvlam

In plaats daarvan moeten met gezwinde spoed zo veel mogelijk alternatieven worden onderzocht, beproefd, ingevoerd en gefaciliteerd. Alternatieven die op korte termijn zoden aan de dijk zetten verdienen extra prioriteit. Bijvoorbeeld grootschalig gebruik van aardwarmte om grootgebruikers van het gas af te krijgen. Slechts 10% van het Nederlandse aardgas is bestemd voor huishoudelijk gebruik en daarom is het zinloos miljoenen huishoudens nu al op hoge kosten te jagen door onvoldoende uitontwikkelde alternatieven als (hybride) warmtepompen en infraroodkachels te propageren. Faciliteer huishoudens die dat nu al willen en evalueer samen met hen de resultaten.

Communiceren, communiceren en nog eens communiceren betekent in de praktijk:

  • Voorlichten over de noodzaak van de op handen zijnde energietransitie.
  • Eerlijk zijn over alle onzekerheden; niemand weet hoe veel gas, tegen welke prijs en voor hoe lang aangekocht kan worden in het buitenland als de kraan in Groningen definitief dicht gaat.
  • Informeren op maat (bijvoorbeeld door wijkgebonden teams) over wat de betrokkenen individueel te wachten staat en welke (keuze)opties er zijn.
  • Adviseren van bewoners wat ze al nu kunnen doen, bijvoorbeeld isolatie verbeteren en zonnepanelen aanschaffen.

Foto Smaack CC

De energietransitie is een gigantisch proces, dat zich hoe dan ook geleidelijk zal voltrekken. Zeker is dat er in de komende jaren elk jaar minder gas beschikbaar is en gespreid over een periode van 15 –  20 jaar de meeste Nederlanders overstappen op een alternatieve energiebron.

Wat vooral voorkomen moet worden is symbolisch beleid.

Een voorbeeld van symbolisch beleid is de discussie of de Haagse regeringsgebouwen van het gas af moeten. Er zijn immers veel argumenten om het Binnenhof en andere monumentale gebouwen en stadsdelen aangesloten te houden op een (op termijn) duurzame (bio)gasvoorziening. Dit om ingrijpende en dure aanpassingen te voorkomen.

Het is onverstandig om burgers te dwingen keuzen te maken, zo lang er nog diverse opties open zijn. Ik zou zeggen, vervang je cv-ketel nog niet als dat niet hoeft. Als dat wel moet, bijvoorbeeld omdat de oude stuk is, huur dan een nieuwe.

Ik zelf hoop binnen drie jaar all electric te gaan, liefst helemaal op groene stroom. Ik kijk uit naar dat moment en heb behoefte aan voorlichting op maat, state-of-the-art apparatuur, enige subsidie maar niet aan spierballentaal.