Hoogleraar: ‘De energietransitie heeft last van groeipijnen’

Laurens de Vries doet aan de TU Delft onderzoek naar een marktontwerp om de fossielvrije energievoorziening zeker te stellen en de prijzen stabiel te houden. Dit moet een model opleveren van het energiesysteem in de toekomst. TU Delft werkt hierin samen met samen met AgroEnergy en TNO. “De glastuinbouw verandert van producent naar afnemer van elektriciteit. Dat verandert het hele systeem.”

Vijf jaar geleden dachten sommige mensen dat energie in de toekomst gratis zou worden. Is dat nog steeds mogelijk?

“Als je afstapt van fossiele energie, dan zijn er bijna geen variabele kosten meer. Windmolens, zonnepanelen, batterijen; een duurzaam energiesysteem heeft vrijwel alleen kapitaalkosten, met uitzondering van biomassa. Het ligt voor de hand dat afnemers dan een vast, maandelijks bedrag gaan betalen dat ruwweg overeenkomt met de kapitaalkosten van het systeem. Een abonnement kan afnemers een bepaalde hoeveelheid energie garanderen tegen een afgesproken prijs, zodat ze beschermd zijn tegen grote prijsschokken. Daarnaast blijft er behoefte aan een spotprijs voor elektriciteit en – in de wat verdere toekomst – ook voor waterstof, die aangeeft in hoeverre energie overvloedig of schaars is. Energie hoeft gemiddeld niet veel duurder te worden, verwacht ik, maar de korte-termijnprijzen gaan wel meer fluctueren.”

Zon en wind zijn niet altijd beschikbaar. Hoe zijn die periodes te overbruggen? Met batterijen?

“Inderdaad, zelfs met veel zon en wind wordt ruwweg een kwart van de tijd niet aan de elektriciteitsvraag voldaan. Terwijl elektriciteit juist een veel grotere rol gaat spelen in ons dagelijkse leven. Batterijen gaan ons niet door een windstille periode van een week helpen, laat staan een seizoen, dus er is een andere technologie nodig, zoals waterstof of ammoniak.

Wennen dat we niet allemaal alles altijd kunnen doen

Maar het is de vraag of seizoensopslag van elektriciteit wel echt nodig is. In het seizoen dat er veel energie wordt verbruikt, in de winter, waait het hard. Het lijkt erop dat opslag alleen nodig is om een kortere periode met weinig duurzame energie te overbruggen. Op momenten dat er geen stroom wordt opgewekt, kunnen afnemers kiezen voor dure energie uit een back-upfaciliteit of afschalen in het verbruik. We zullen er aan moeten wennen dat we niet allemaal alles altijd kunnen doen.”

Waar komt straks de bulk van de elektriciteit vandaan?

“Ruwweg driekwart van de duurzame energie zal afkomstig zijn van eigen windenergie op de Noordzee. Op sommige momenten zal er een overcapaciteit zijn, die we kunnen gebruiken om batterijen op te laden en waterstof te produceren. De rest van de energie komt uit import.”

Is waterstof betaalbaar?

“Het meest lonend wordt het om zon- en windenergie te gebruiken op de momenten dat het goedkoop is. Dat is ook het moment om waterstof te produceren. Waterstoffabrieken kunnen flexibel meebewegen met de vraag en het aanbod van energie. Groene stroom kan heel goedkoop zijn op momenten met voldoende aanbod, maar waterstof wordt een premium product met een aanzienlijk hogere prijs door de kosten van waterstoffabrieken en door de energieverliezen bij de productie van waterstof.”

De warmte die verloren gaat bij de productie van waterstof kan de glastuinbouw goed gebruiken. Is het mogelijk om waterstof op glastuinbouwbedrijven te produceren?

“De meeste productie van waterstof zal op de Noordzee plaatsvinden, waar ook de meeste duurzame energie wordt opgewekt. Ik weet niet in hoeverre je de productie van waterstof kunt ’downscalen’. Misschien moet je het een stapje grootschaliger aanpakken en de warmte aan een warmtenetwerk toevoegen. Het is de vraag of deze investeringen zich terugverdienen. Dit soort vragen gaan we onderzoeken in ons project Demoses.”

Wat houdt Demoses in?

“De glastuinbouw is een energie-intensieve sector, die heel interessant is omdat daar allerlei dingen bij elkaar komen, zoals licht, warmte en CO₂-vraag. Deze sector verandert van elektriciteitsproducent nu naar afnemer straks. Dat verandert het hele systeem. Samen met, onder andere, Agro Energy, Eneco en TNO zijn we begonnen met Demoses, wat staat voor Designing and Modeling Systems of Energy Systems. Hierin gaan we onder andere de energiestromen voor de glastuinbouw in Zuid-Holland modelleren, en onderzoeken hoe de interacties zijn met het lokale stroomnet en de warmtenetten. Aardwarmte bijvoorbeeld is een stabiele bron die levert voor gelijkmatige prijzen; duurzame stroom daarentegen is afhankelijk van het weer. De bulk van het werk wordt uitgevoerd door drie promovendi. AgroEnergy doet mee omdat het zo een beter inzicht krijgt in de opties om te verduurzamen.”

Wat kun je met zo’n model?

“Op dit moment zijn de financiële gevolgen van verduurzamingsopties voor marktpartijen heel onoverzichtelijk. We willen antwoord vinden op vragen als: welke factoren bepalen welke investeringen rendabel zijn? Hoeveel dagen moet je energie kunnen opslaan om prijspieken te vermijden? Hoe kun je geothermie, warmtepompen en waterstof efficiënt combineren? Hoe gaan de prijzen variëren? Wat is de waarde van flexibiliteit? Dat soort aspecten kunnen we doorrekenen voor 2030, maar ook voor 2040 of 2050. Uiteindelijk moet dit een model opleveren van het toekomstige energienet.”

Als waterstof heel duur wordt, kunnen energie-intensieve bedrijven daar dan wel mee uit de voeten?

“Het is de vraag of de zware industrie überhaupt hier wil blijven. De industrie is hiernaar toe gelokt met goedkoop aardgas, maar dat is er niet meer. We hebben ook nog eens een tekort aan mensen. Misschien is Spanje wel een veel logischere plek voor zware industrie, want daar is goedkope grond en veel duurzame energie. De EU wil meer binnen de eigen grenzen gaan produceren, maar dat hoeft niet per se in Nederland te zijn.”

Is er in Nederland dan nog wel plek voor de glastuinbouw?

“Of hier plek is voor een bepaalde economische activiteit hangt af van veel factoren, en die zul je per sector moeten bekijken. In Nederland hebben we goede condities voor klimaat, kennis en aardwarmte, wat in het voordeel is van de glastuinbouw. Bij verplaatsing van energie-intensieve bedrijven denk ik meer aan de zware industrie, zoals metaal, basischemie en kunstmest.”

Is er nog toekomst voor biomassa?

“We moeten af van de grootschalige import van biomassa zolang die niet goed is te certificeren. Echt duurzame biomassa is er niet veel. Ik denk dat kleinschalige lokale reststromen meer perspectief hebben. Het lastige daarvan is echter de ongelijkwaardige kwaliteit. Biomassa zal slechts een kleine bijdrage leveren, en die kun je het beste reserveren voor hoogwaardige toepassingen, zoals brandstof voor scheepvaart en vliegverkeer.”

Er zijn nog veel problemen op te lossen. Loopt de energietransitie niet te hard van stapel?

“Vanuit klimaatperspectief gaat het zeker niet te hard. Zoals het nu gaat, bestaat het risico dat het westen van Nederland over een aantal generaties niet meer bewoonbaar is. Dat het zo moeizaam gaat, komt deels door een gebrek aan visie. In 2008 was er een financiële crisis; toen is er enorm veel geld gegaan naar het overeind houden van de economie. Als een deel daarvan in de energietransitie was gestoken, dan hadden we nu minder problemen gehad. En het is zeker niet gezegd dat dit de laatste crisis is. We leven in een instabiele wereld. Dan heeft het geen zin om op de rem te trappen en te zeggen dat de energietransitie te snel gaat, want dan zijn we niet voorbereid op de toekomst.”

Maar bijvoorbeeld de stroomnetten zijn al overbelast.

“Het aanbod, het netwerk en de consumptie van elektriciteit moeten zich gelijktijdig ontwikkelen. Op dit moment hebben we last van groeipijnen. Een gemeente wil bijvoorbeeld met elektrische bussen gaan rijden, maar het stroomnet bij de oplaadpunten is daar nog niet op berekend. Het kost veel meer tijd om het stroomnet te vergroten dan om een paar elektrische bussen aan te schaffen. Zo verloopt de groei schoksgewijs. Op zich is onze infrastructuur voor gas en elektriciteit ruim bemeten. Maar als we drie keer zo veel elektriciteit willen gaan gebruiken, dan is het netwerk daar niet op ingericht. Dit is niet iets wat je aan de vrije markt kunt overlaten; dat moet worden afgestemd met ruimtelijke ordening en planologie. Maar dat botst weer met het liberale denken van onze overheid.”

Op zich is onze infrastructuur voor gas en elektriciteit ruim bemeten

Is energietransitie een kwestie van technologie of van politieke wil?

“Het is vooral een kwestie van coördinatie. De technologie is er grotendeels al. Wind op zee kan nog veel verder worden opgeschaald. De technische ontwikkeling kan nog verder worden gestimuleerd als de vraag toeneemt. In dat geval kan de kostprijs heel snel dalen; dat hebben we ook gezien bij zonnepanelen en windparken. Het belangrijkste is om er gewoon voor te gaan.”