Klimaatverandering: een overzicht in vogelvlucht

8. Hoe zit ons energiesysteem in elkaar?

8. Hoe zit ons energiesysteem in elkaar?

De voorgaande 7 artikelen waren volledig gericht op het globale plaatje. Het wordt tijd onze focus wat te verkleinen. In dit hoofdstuk en het volgende richten onze aandacht op Nederland. In de laatste 3 hoofdstukken gaan over onszelf. Wat kunnen we bijdragen en wat houdt ons tegen dit te doen?

Dit hoofdstuk bevat informatie over hoe het Nederlandse energiesysteem in elkaar zit. Een groot hiaat in de kennis bij veel mensen. Ook de vele mogelijkheden om de transitie te versnellen komen aan de orde. Kritiek op het Nederlandse klimaatbeleid krijgt in het volgende hoofdstuk de nadruk.

Er zijn veel verschillende manieren om het totale energieverbruik in te delen. Persoonlijk heeft de onderstaande indeling mij veel geholpen om vat op de problematiek te krijgen

1: Elektriciteitsproductie (31% van de Nederlandse CO2-uitstoot)

2: Transport (23% van de Nederlandse CO2-uitsoot_

3: Niet elektrische hitteproductie, temperaturen beneden de 100 graden (20% van de uitstoot – in de praktijk betekent dit vooral verwarming van gebouwen en kassen)

4: Niet elektrische hitteproductie, temperaturen boven de 100 graden (26% van de uitstoot, vooral zware industrie)

Eerst in het kort wat meer informatie over deze 4 categorieën. Daarna gaan we in op de Nederlandse situatie.

1: Elektriciteit

Elektriciteitsopwekking veroorzaakt in Nederland 31% van de CO2 uitstoot, wereldwijd 35-40%. In Nederland is een vijfde hiervan voor huishoudens, een derde voor de industrie en de rest voor overig (dienstverlening, landbouw).

Soms worden de termen elektriciteit en energie door elkaar gehaald – er wordt bijvoorbeeld gesproken over 5% van de energie terwijl 5% van de elektriciteit bedoeld wordt.

Wanneer u dus ergens leest dat een bepaald windmolenpark energie kan opwekken voor 100.000 huishoudens, dan moet je bedenken dat er ten eerste waarschijnlijk gesproken wordt over elektriciteit voor 100.000 huishoudens, ten tweede dat de elektriciteit van alle huishoudens slechts 6% van onze CO2 uitstoot veroorzaakt.

Elektriciteit was in 2012 verantwoordelijk voor slechts 14,5% van het primaire energieverbruik in de wereld (in Nederland 13%). Het percentage CO2 uitstoot dat door elektriciteit wordt veroorzaakt ligt echter beduidend hoger. Stroom opwekken met fossiele energie is erg inefficiënt. Zo’n 60% van de energie gaat verloren als warmte. Wanneer bovengenoemde cijfers worden genoemd, kan het gaan om een schrijver die de mogelijkheden van wind en zonne-energie probeert te bagatelliseren. Zo, dat waren drie mogelijkheden om met de cijfers te goochelen in twee alinea’s.

In de sector elektriciteit is overstappen op duurzame bronnen (zon en windenergie) gemakkelijker dan in de sectoren transport en hitteopwekking. In alle scenario's voor de energie-transitie is het de bedoeling dat een aanzienlijk gedeelte van de overige energie-opwekking geëlektrificeerd wordt. Daarom is de verduurzaming van de sector elektriciteit wel degelijk een hoeksteen voor de verduurzaming van ons totale energie systeem.

2: Transport

Zoals eerder vermeld vrijwel geheel afhankelijk van olie. Wereldwijd veroorzaakt het zo’n 23% van de CO2 uitstoot door fossiele brandstoffen.

Iets meer dan de helft daarvan komt van personenauto’s. Van de overgebleven kleinere helft is iets meer dan de helft goederenvervoer op de weg. Bussen treinen, bromfietsen en aanverwante zaken nemen maar een paar procent voor hun rekening. De overgebleven kleine 20% wordt ongeveer gelijk verdeeld tussen lucht- en scheepvaart.

Althans, wanneer we kijken naar het brandstofverbruik. CO2 uitstoot op grote hoogte draagt veel sterker bij aan de opwarming. Daarom is de bijdrage van de luchtvaart aan klimaatverandering minstens twee keer zo groot (5% van het totaal) als je op basis van het brandstofverbruik zou verwachten.

In Nederland veroorzaakt de transportsector volgens de statistieken 23% van de uitstoot. Daarbij moet aangetekend worden dat de internationale lucht- en scheepvaart volgens internationale maatstaven niet bij de uitstoot van enig land worden gerekend. De bijdrage van Nederland hieraan is aanzienlijk omdat we de grootste haven ter wereld hebben (Rotterdam) en mainport Schiphol, één van de grootste luchthavens ter wereld. Volgens een recent rapport van het Planbureau van de Leefomgeving mogen we 5% bij onze CO2 emissies optellen wanneer we deze bijdrage meerekenen.

3: Hitte-opwekking, temperaturen beneden de 100 graden

Dit is slechts voor een klein deel industriële hitteopwekking. Voor het overgrote deel hebben we het over de verwarming van gebouwen (woningen, kantoren, fabrieken, scholen) en kastuinbouw. In Nederland zijn gebouwen en kassen verantwoordelijk voor 16% resp. 4% van de uitstoot. Wereldwijd valt minder dan 10% in deze categorie. In warmere landen is men uiteraard meer energie kwijt aan koeling. Dit valt grotendeels onder de sector elektriciteit.

4: Hitte-opwekking, temperaturen van boven de 100 graden

Zoals eerder vermeld gaat het hierbij voornamelijk om enkele zware industrieën, die fossiele brandstoffen verbranden om de extreem hoge temperaturen te bereiken die nodig zijn voor de productie van grondstoffen. De staalindustrie veroorzaakt wereldwijd 6% van de uitstoot, de cement-industrie 5-6%, de chemische industrie 4%. In totaal behoort 20-24% van de wereldwijde uitstoot tot deze categorie. De helft hiervan vindt in China plaats. Maar binnen de ontwikkelde landen heeft Nederland relatief veel zware industrie. De emissies door industriële hitteopwekking bedragen hierdoor 26% van de landelijke CO2 uitstoot. 80% hiervan is chemische industrie. In totaal wordt de industrie verantwoordelijk gehouden voor 40% van de uitstoot. Dit is inclusief elektriciteit.

5: Een vijfde categorie die vaak vergeten wordt

Eerder hebben we vermeld dat wereldwijd slechts 67% van alle broeikasemissies wordt veroorzaakt door verbranding van fossiele brandstoffen. Zo’n 10% komt door ontbossing. In Nederland neemt het oppervlakte aan natuurgebied licht toe. We dragen echter wel indirect bij aan de ontbossing door import van veevoer en palmolie uit gebieden waar tropisch regenwoud heeft plaatsgemaakt voor plantages. 6% is het gevolg van methaanuitstoot bij de winning, bewerking en transport van fossiele brandstoffen. In Nederland lijken de methaanemissies bij de gaswinning relatief beperkt te zijn. Dan zijn er nog een paar kleinere categorieën die in een vervolgartikel behandeld zullen worden.

De rest is voornamelijk uitstoot van methaan en stikstofdioxide (lachgas) in de landbouw. In Nederland komt 85% van de emissies van CO2, 10% van methaan en 4% van lachgas. Voor Europese begrippen is de methaanuitstoot relatief hoog door de sterk ontwikkelde intensieve veehouderij. Wel moet gezegd worden dat in tegenstelling tot de CO2 uitstoot, de uitstoot van methaan en lachgas sterk gedaald is. Dit is het gevolg van verbetering van de afvalverwerking (afval wordt verbrand of gerecycled in plaats van op een stortplaats te belanden), technische maatregelen in de chemische industrie, het krimpen van de veestapel en verminderd gebruik van mest en kunstmest.

Nu gaan we de vier categorieën nog een keer langs, met meer nadruk op de situatie in Nederland.

Het eerste wat aan de bovenstaande grafiek opvalt, is dat de Nederlandse elektriciteitsvoorziening erg afhankelijk is van fossiele brandstoffen. Het percentage wind en zonne-energie blijft sterk achter bij het Europees gemiddelde. Nog groter is de achterstand van windenergie in vergelijking tot andere windrijke landen zoals Groot-Brittannië (12 %) , Ierland (23%), Duitsland (15%) en Denemarken (42%). Sommige landen in Europa halen een veel groter deel van hun energie uit waterkracht (Noorwegen 96%, Zweden 43%, Zwitserland 56% en IJsland 72%) of uit kernenergie (Frankrijk 77%, België 47% en Zweden 41%).

Al decennia lang komt het grootste deel van onze elektriciteit uit aardgas. Dit heeft niets te maken met onze eigen aardgasbel. Dit zogenaamde ‘laagcalorische aardgas’ is alleen geschikt voor verwarming. Het gas voor onze elektriciteit komt voor het grootste gedeelte uit Noorwegen. Gas veroorzaakt minder broeikasemissies dan kolen. Zeker als het afkomstig is uit een land als Noorwegen, waar relatief weinig methaan vrijkomt bij de productie. Als je te maken hebt met schaliegas wordt het plaatje weer heel anders.

De grote rol die aardgas in Nederland speelt had ironisch genoeg tot gevolg dat lange tijd onze CO2 uitstoot per kilowattuur elektriciteit lager was dan in Duitsland - het land van de Energiewende. Dit ondanks het feit dat in Duitsland 19% van de stroom uit wind en zon komt, tegen 8% in Nederland. Duitsland is vanouds veel meer afhankelijk van kolen (42%) dan van aardgas (9%). In 2010 lag de verhouding in Nederland nog op 62% aardgas en 20% kolen. Zoals u in de grafiek kunt zien is de voorsprong van aardgas in 2015 geslonken tot 7%. Het feit dat het aandeel zon en wind in dezelfde periode steeg van 3,5% naar 8% valt hierbij in het niet.

Dit komt door de opening van drie gloednieuwe kolencentrales in de Maasvlakte en de Eemshaven. Weliswaar gaan er ook vijf oude centrales dicht. Drie hiervan zijn eind 2015, begin 2016 al gesloten. Het gaat dus maar om een tijdelijke piek. Wel eentje die onze totale uitstoot even met5% heeft doen stijgen. Men kon er kennelijk niet toe komen de oude centrales wat eerder te sluiten, of met de opening van de nieuwe te wachten. Ondanks de wat knullige indruk die zoiets in het buitenland maakt.

Na sluiting van de oude centrales zijn we weer terug bij af; de drie nieuwe centrales stoten iets meer CO2 uit dan de vijf oude. Intussen staan er in Nederland gascentrales in de mottenballen vanwege de lage energieprijzen. Mede als gevolg van de overvloed aan kolenstroom. In tegenstelling tot Duitsland kunnen wij van de ene op de andere dag alle kolencentrales sluiten zonder dat de leveringszekerheid in gevaar komt.

Op de Noordzee hebben we meer dan genoeg ruimte voor windmolens die op jaarbasis genoeg stroom leveren om de Nederlandse stroombehoefte te dekken. Om hetzelfde met zonne-panelen te doen zou je 3% van het landoppervlak nodig hebben. In theorie zou de oppervlakte van alle daken hiervoor voldoende zijn.

Eerder hebben we al gezien dat voor een stabiele elektriciteitsvoorziening een Europees netwerk van transmissielijnen nodig is. Overigens is Nederland ook nu al sterk verbonden met het netwerk van de omliggende landen. In totaal ligt er voor 6 Gigawatt aan verbindingslijnen, terwijl het gemiddelde verbruik 13,4 Gigawatt bedraagt (jaarlijks verbruik van 118.000 GWh gedeeld door 8766 uur) en er 28 Gigawatt aan vermogen staat opgesteld. In theorie kunnen we dus op een willekeurig moment bijna de helft van de stroom die we nodig hebben importeren. Alle bestaande plannen om de hoeveelheid wind en zonne-energie tot 2022 uit te breiden kunnen zonder meer worden uitgevoerd zonder dat de leveringszekerheid in gevaar komt. Volgens het Visierapport van Urgenda zouden we op dit moment al twee derde van de stroom met wind en zon op kunnen wekken.

In Nederland rijden 8 miljoen personenauto’s rond, 487 per duizend inwoners. Dit is lager dan het Europees gemiddelde. In Duitsland zijn het er 550 en in Italië 610. Het openbaar vervoer is relatief goed ontwikkeld. Vanaf 2017 moet het gehele spoorwegennet op windenergie draaien.

Wat het Nederlandse gebruik van transportbrandstof hoog houdt is het feit dat we Distributieland van Europa zijn. Wij zijn één van de landen die het sterkst profiteren van de geglobaliseerde economie. In heel Europa is transport de sector waarin de emissieshet sterkst stijgen. In Nederland is de uitstoot gegroeid van 31 miljoen ton in 1990 naar 36 miljoen ton in 2016.

Vorig jaar was bijna 10% van de verkochte auto’s elektrisch of hybride. Dit is het op één na hoogste cijfer ter wereld. Alleen Noorwegen doet het beter met 22%. Wereldwijd ligt het cijfer nog ruim onder de 1%. Ook bij de huidige elektriciteitsmix is een elektrische auto al aanzienlijk beter voor het klimaat dan een benzine-auto.

Regelgeving voor zuiniger auto’s en vrachtvervoer vallen onder de jurisdictie van de EU. Ook op het vliegverkeer en de scheepvaart kan Nederland beperkte invloed uitoefenen. Wat we wel kunnen doen, is het stimuleren van deelauto’s en openbaar vervoer. En natuurlijk maatregelen nemen om de doorbraak van elektrische auto’s te versnellen. Alle personenauto’s, kleine vrachtauto’s en (bestel)bussen kunnen elektrisch worden gemaakt. Dat is meer dan de helft van de uitstoot door transport.

Nederland is de laatste jaren letterlijk en figuurlijk flink opgeschrikt toen eindelijk duidelijk werd dat ons aardgas snel opraakt. De aardbevingen in Groningen waren voelbaar tot in de Haagse kaasstolp. Vanaf 2023 zullen we geen aardgas meer kunnen exporteren. De regering loopt hierdoor meer dan 10 miljard per jaar aan aardgasbaten mis. Als we straks nog onze verzorgingsstaat willen financieren, dan is het geen gek idee als de regering mede-investeerder en eigenaar wordt van een aantal windmolenparken.

Natuurlijk is dit alles ook een reden om in de gebouwde omgeving nog sneller van het aardgas af te komen. Alle nieuwbouw moet vanaf 2020 op last van de EU energieneutraal zijn. Er wordt echter betrekkelijk weinig nieuw gebouwd. De echte uitdaging zal zijn de bestaande 7 miljoen woningen, alle kantoren en overige gebouwen energieneutraal te maken.

De techniek is hiervoor in principe al aanwezig. Met behulp van isolatie kan het totale energieverbruik met 45% verminderen. Enorm veel vooruitgang is er de laatste jaren geboekt met warmtepompen die gebruik maken van geothermische energie. Enkele meters onder de grond is de temperatuur constant 10 graden. In de winter kan dit bijdragen aan de verwarming, in de zomer aan koeling. Andere warmtepompen maken gebruik van buitenlucht. Merkwaardig genoeg kun je daarmee zelfs verwarmen wanneer de temperatuur buiten lager is dan binnen! Zonnepanelen, zonneboilers en infraroodpanelen kunnen voor de resterende warmte zorgen.

Een andere mogelijkheid bestaat uit het aanleggen van warmtenetten die gebruik maken van restwarmte uit de industrie, elektriciteitscentrales, biogas en geothermische warmte op grotere diepte. De regering heeft hiervoor grootse plannen gemaakt in de vorig jaar verschenen Warmtevisie. Voor het klimaat zit hier een adder onder het gras. Je wordt op deze manier nog afhankelijker van fossiele elektriciteitscentrales die zouden moeten verdwijnen. En van chemische bedrijven die hun energieverbruik sterk zouden moeten terugdringen (alhoewel je op deze manier natuurlijk wel gebruik maakt van warmte die anders verspild zou worden). Warmtenetten op basis van geothermie zijn een betere optie.

Het volledig energieneutraal maken van een woning is een betrekkelijk nieuw verschijnsel. Nog maar kort geleden is men begonnen het op grotere schaal toe te passen. De bedoeling is dat de kosten van een renovatie dalen tot 35.000 euro (Urgenda heeft een aantal voorbeelden in hun brochure staan waarin dit gelukt is). Daarna heb je dan nooit meer een energierekening. Bij gemiddeld energiegebruik zou de investering zich in 15 jaar kunnen terugbetalen. Als er in Nederland 250.000 woningen per jaar op deze manier worden gerenoveerd, dan zou dit 100.000 banen opleveren. Wat vooral nodig is, is een nationaal deltaplan om de doorbraak van energieneutraal renoveren te versnellen.

Zoals gezegd is de Nederlandse industrie verantwoordelijk voor 40% van het energieverbruik, waarvan 26% hitte-opwekking. Volgens het eerder genoemde rapport van het PBL bestaan er in deze categorie nog veel ongebruikte en relatief goedkope mogelijkheden tot energiebesparing. Bedrijven zouden aarzelen hierin te investeren door de lage CO2 prijs, onzekerheid over de economische ontwikkeling door de toegenomen internationale concurrentie, en angst dat kennis over energiebesparing weglekt naar andere bedrijven. Er bestaat al wetgeving die bedrijven verplicht besparende maatregelen te nemen die zich binnen 5 jaar terugverdienen. De regering heeft onlangs aangekondigd beter te gaan handhaven. Als alle mogelijkheden tot energiebesparing worden gebruikt, dan is dit misschien net voldoende om verdere stijging van de uitstoot als gevolg van economische groei te voorkomen.

Van de niet elektrische emissies kan slechts een beperkt gedeelte geëlektrificeerd worden. Wel bestaat er een groot aantal technische innovaties waarmee verdere reducties kunnen worden bereikt. Volgens het PBL kunnen deze samen een derde van de emissies in deze categorie wegnemen. Echter, slechts een derde hiervan is nu al commercieel beschikbaar. Voor veel procesinnovaties is gericht overheidsbeleid noodzakelijk om grootschalige toepassing financieel aantrekkelijk te maken. De effecten van hergebruik en recycling kunnen volgens het PBL aanzienlijk zijn, maar vallen moeilijk te kwantificeren.

Als alle bovengenoemde opties niet voldoende zijn, dan blijft CCS (Carbon Capture and Storage, d.w.z. koolstof afvangen en in de bodem opslaan) over als laatste optie. Volgens het PBL is dit bij sommige industriële processen de enige mogelijkheid. Het zou noodzakelijk zijn om in 2050 95% emissiereductie te bereiken. Van de emissies door industriële hitte-opwekking zou in theorie ruim de helft met CCS kunnen worden weggenomen.

CCS heeft een groot aantal bekende nadelen. Er is 40% meer energie nodig om 85% van de emissies weg te nemen. Als we de energiekosten van aanleg en onderhoud meerekenen dan is de CO2-reductie hooguit 70-75%. Het gevaar bestaat dat opgeslagen CO2 gaat lekken – geen leuk vooruitzicht als je het onder woonwijken gaat opslaan. Een aantal jaren terug had men een wijk in Barendrecht als proeftuin hiervoor uitgekozen. Na protesten is men hierop teruggekomen.

CCS is ook nog schreeuwend duur . Al decennia roept de fossiele industrie dat ze CCS gaan ontwikkelen, maar wereldwijd zijn er nog maar een handvol installaties in bedrijf. Dit roept de vraag op of CCS voor fossiele bedrijven alleen maar een smoke-screen is om te suggereren dat er iets gaat veranderen. Terwijl men in feite gewoon op dezelfde voet voort wil gaan.

Toch bestaan er nu al vergaande plannen om CO2 onder de bodem van de Noordzee op te gaan slaan. Over 10 jaar zou dit al op relatief grote schaal mogelijk zijn. Als men het wil gaan toepassen op elektriciteitscentrales, dan is dit met zekerheid weggegooid geld. De kolencentrales kunnen en moeten gewoon dicht. Toepassing bij aardgas is wellicht goedkoper, maar er is zelfs nog nauwelijks onderzoek gedaan. Terwijl uit studies toch al blijkt dat CCS pas na 2030 op grote schaal kan worden toegepast – veel te laat om binnen ons carbon budget te blijven. Daarbij komt nog dat toepassing op bestaande centrales – wat denkbaar zou zijn als tussenoplossing – duurder is dan bij nieuwe centrales. 100% duurzame elektriciteit is gewoon haalbaar en wordt met het jaar goedkoper.

Een voordeel van CCS dat wel eens genoemd wordt, is dat je negatieve emissies kunt bereiken bij toepassing op biomassacentrales (BECCS). Een zeer twijfelachtig idee. Biomassa kan slechts beperkt worden toegepast zonder grote milieuschade te veroorzaken. Terwijl je juist grootschalige toepassing nodig hebt (volgens één schatting, anderhalf keer de oppervlakte van India!) om te komen tot negatieve emissies die hout snijden. Daarnaast is het onzeker of het technisch en financieel haalbaar is het op grote schaal toe te passen. De biomassa die wel duurzaam geproduceerd kan worden zullen we hard nodig hebben voor andere toepassingen, zoals het vliegverkeer.

Blijft over de toepassing voor de hitte-opwekking. Het vooruitzicht dat we daarvoor CCS nodig zouden kunnen hebben is niet opwekkend. Reden om nog meer te gaan investeren in proces-innovatie, hergebruik en recycling, produceren met langere levensduur. En last not least, consuminderen. We hebben in Nederland een groot potentieel aan kennis en een goede infrastructuur. Tot nu toe is hier veel te weinig gebruik van gemaakt. Niettemin, zelfs in een recent rapport gemaakt in opdracht van Greenpeace wordt toegegeven dat we voor sommige processen, waar echt geen andere mogelijkheid bestaat, gedacht moet worden aan beperkte toepassing van CCS als tijdelijke oplossing.

De vieze man van Europa

Alles bij elkaar wekte Nederland in 2014 5,5% van zijn energie duurzaam op. Een jaar later was dit gestegen naar maar liefst 5,8%. Het gemiddelde van de Europese Unie ligt op 16% . Ook de C02 uitstoot per inwoner ligt met 9,8 ton boven het Europese gemiddelde van 6,8 ton . In de VS is dit weliswaar 16,5 ton, maar dat is geen vergelijking. Het is de weerslag van het feit dat Europa aan het einde van de vorige eeuw veel meer heeft geïnvesteerd in energiebesparing. Nederland liep toen nog voorop. Nu zijn we de vieze man van Europa. De afgelopen twee decennia hebben we het er mooi bij laten zitten. Dit zal het thema zijn van het volgende hoofdstuk.

• Kies hier verdiepingsartikel
  • 8A. De grondstoffencrisis
  • 8B. CO2 emissies van de zware industrie
  • 8C. Hergebruik en recycling
  • 8D. Planned obsolescence
  • 8E. Lokale economie
  • 1F. Klimaatverandering ontwikkelt zich sneller dan verwacht
  • 1G. Aan de klimaatsceptici
• Ga naar volgende artikel