Vereniging Dorpsbelangen SchipborgWindenergie
Standaard windturbines leveren op het moment tot maximaal 3 MW (megawatt = 1.000 kW) energie. Met een ashoogte van 80-120 meter en een tiphoogte van 130-170 meter wordt geprofiteerd van de hogere windsnelheden op 100 meter hoogte. Zo is in het zoekgebied voor windturbines van de gemeente Aa en Hunze bij Annerveenschekanaal de gemiddelde windsnelheid 7,5-8,0 m/s (meter per seconde), tegen 3,5-4,0 m/s op 10 meter hoogte.
Windturbines beginnen pas energie te leveren bij windsnelheden van 4-5 m/s, terwijl het maximale vermogen bereikt wordt bij 12-13 m/s. Boven windsnelheden van 20-25 m/s worden windturbines om veiligheidsredenen stilgezet. In Drenthe zal dat laatste nauwelijks voorkomen. Bij windturbineparken op zee is dat in enkele procenten van de tijd het geval. Omdat de wind niet altijd waait leveren zelfs windparken op zee per jaar effectief maar 24% van het maximale vermogen. Voor alle windmolens in Nederland is dat ongeveer 21% van het jaar. Door gemiddeld lagere windsnelheden in het binnenland zal dat in de omgeving van Annerveenschekanaal beneden de 20% zijn, in de omgeving van Emmen dichter bij de 15%.
Windenergie komt vrij in pieken en dalen. Deze pieken en dalen vallen zelden samen met de vraag naar stroom. Tijdens pieken moet het overschot aan stroom aan het elektriciteitsnet afgegeven kunnen worden, tijdens dalen moet het tekort aan stroom uit het elektriciteitsnet worden aangevuld. Elektriciteitscentrales moeten hiervoor reservecapaciteit aanhouden ter grootte van het opgestelde windturbinevermogen. Het moeten aanhouden van deze capaciteit en het voortdurend op- en afschakelen daarvan, levert voor elektriciteitscentrales, en dus voor de consument, extra kosten op.
De huidige stroommix van grijze stroom in Nederland bestaat uit gemiddeld ongeveer 10% kernenergie, 10% steenkool, 40% olie en 40% gas. De dagelijkse schommelingen (80 tot 120%) in de vraag worden opgevangen door het op- en afschakelen van gasturbines. Kern-, kolen-, of oliecentrales schakel je niet zo maar even op of af. In deze stroommix is daarom alleen dat aanbod aan windenergie opneembaar, dat vervangen kan worden door gasturbines, gemiddeld ongeveer 40% van de huidige stroommix.
In het zoekgebied van de gemeente Aa en Hunze bij Annerveenschekanaal wordt gedacht aan het opstellen van 18 MW aan windturbines, 6 windturbines van 3 MW. Kosten ongeveer 130 miljoen euro. Mede gezien de inpasbaarheid van windenergie in het elektriciteitsnet een zaak voor de grote energiebedrijven. Bij een optimistische productiefactor van 20% zal deze 18 MW aan windturbines per jaar ongeveer 31.000.000 kWh (kilowattuur) aan elektriciteit kunnen opleveren. Op basis van 3.500 kWh stroomverbruik per huishouden, zou dit goed zijn voor het gemiddeld stroomverbruik van 9.000 van de 11.000 huishoudens in de gemeente Aa en Hunze. Bij hogere windsnelheden zouden dit aldus berekend veel meer huishoudens zijn, tot ver buiten de gemeente Aa en Hunze zelfs, bij lagere windsnelheden veel minder.
Windturbines hebben een levensduur van ongeveer 25 jaar. De niet recyclebare rotorbladen gaan maar 15-20 jaar mee. De productiekosten van windenergie op land liggen op dit moment zeker 2 maal hoger per kWh dan die van grijze stroom. De productiekosten van windenergie op zee liggen zelfs nog 2 maal hoger dan die op land. Het prijsverschil tussen windenergie en grijze stroom wordt gesubsidieerd uit een duurzaamheidopslag op ieders energierekening.
Technisch gesproken zijn windturbines uitontwikkeld. Een echte daling in de kWh prijs zit er dus niet meer in. Totdat grijze stroom eenzelfde prijsniveau bereikt heeft als windenergie, blijven windturbines dus nog forse, door de consument te betalen, subsidiestromen vragen.
Windturbines en bijbehorende hoogspanningsmasten zijn moeilijk inpasbaar in het landschap (horizonvervuiling) en brengen nogal wat schade toe aan de vogel- en vleermuizenstand. Binnen een afstand van 250 meter leveren slagschaduwwerking en geluidshinder schade op voor omwonenden, door een afname van woongenot en een waardedaling van huizen.
Energie uit biomassa
De gemeente Aa en Hunze heeft bij een oppervlakte van 27.800 hectare slechts 25.600 inwoners. Door dit landelijk karakter zijn de mogelijkheden voor de oogst van biomassa, zoals dierlijke mest en plantaardige reststoffen, naar verhouding gunstig. Een grootschalige winning van energie uit biomassa vereist wel een overgang van het huidige landschap naar een op deze winning gericht oogstbaar landschap (geen open parken, maar dichte bossen).
Uit droge biomassa, zoals hout, kan rechtstreeks energie worden gewonnen door verbranding. Andere mogelijkheden zijn verbranding van gedroogde biomassa, zoals gedroogde houtpellets of mest, of verbranding van door verhitting uit biomassa gevormde brandbare gassen. Omdat droge biomassa meestal zeer verspreid vrijkomt, vormt transport een groot probleem voor een rendabele energieproductie uit droge biomassa.
Natte biomassa, dierlijke mest met afvalresten van plantaardige producten, kan onder ideale omstandigheden van samenstelling en bedrijfsvoering worden vergist tot een brandbaar mengsel van 66% methaan en 33% kooldioxide. Dit biogas kan in speciale gasturbines worden gebruikt voor de productie van elektriciteit of, in daarop speciaal aangesloten huishoudens, voor verwarming. Een 1 MW vergistinginstallatie met een productiefactor van 91%, zou op jaarbasis via het normale net ongeveer 8.000.000 kWh aan vrijwel constante elektriciteit kunnen opleveren, het stroomverbruik van 2.000 huishoudens.
Als voldaan wordt aan de eisen van de netbeheerder, zou biogas ook kunnen worden bijgemengd met aardgas, een mengsel van 82% methaan en 14% stikstof. Maar om eenzelfde verbrandingswaarde te bereiken als aardgas, moet dan wel vooraf van het grootste deel van het in biogas aanwezige kooldioxide worden verwijderd.
Het restant na vergisting van natte biomassa kan als meststof voor tuinen worden gebruikt.
Gegeven het gecompliceerde karakter van het totaal aan productie, zuivering en gebruik van biogas lijkt alleen een grootschalige aanpak van vergisting van natte biomassa praktische mogelijkheden te bieden. Gedacht moet dan worden aan investeringen van meer dan 10 miljoen euro. Na afkoppeling van regenwater zou daarbij in de gemeente Aa en Hunze dan overigens ook natte biomassa uit rioolwater kunnen worden betrokken.
Zonenergie
Zonenergie kan op het moment door zonnepanelen met een rendement van 5 tot 15% omgezet worden in gelijkstroom. Via een omvormer kan deze gelijkstroom worden omgezet in wisselstroom, geschikt voor in huis. Het maximale elektrische vermogen van een zonnepaneel onder standaardomstandigheden (zoals loodrecht op zonnestraling met een energie van 1kW per vierkante meter) wordt 1 Wp (wattpiek) genoemd. In Drenthe zijn ongeveer 1.000 zonne-uren per jaar te verwachten. Daarmee levert 1.000 Wp aan zonnepanelen, afhankelijk van de oriëntatie en het type zonnepaneel, ongeveer 800 kWh per jaar op. Bij een gemiddeld stroomgebruik van 3.500 kWh per huishouden, zou dan voor de gemeente Aa en Hunze rond 50.000.000 Wp nodig zijn. Bij een vermogen van 50 Wp per vierkante meter is dat een totaal oppervlak aan zonnepanelen van ongeveer 100 hectare. Met een marktprijs van ¤ 2,75 per Wp liggen de investeringskosten voor alleen de zonnepanelen dan al ruim boven de 100 miljoen euro. Voor de hele gemeente Aa en Hunze dus een zaak voor alleen de grote energiebedrijven.
Zonnepanelen produceren alleen stroom als er zonlicht is, dus niet gedurende de nacht. Bovendien is er in de zomer veel meer zonlicht dan in de winter. De pieken en dalen in zonenergie zullen dus maar zelden samenvallen met de vraag naar stroom. Om dergelijke onevenwichtigheden op te vangen kan, onder bepaalde voorwaarden van de netbeheerder en nu nog zonder kosten, door afzonderlijke huishoudens tot 3.000 kWh per jaar aan het elektriciteitsnet worden afgegeven. De elektriciteitsmeter loopt achteruit als er in huis minder elektriciteit wordt verbruikt dan de zonnepanelen leveren en vooruit als het omgekeerde het geval is. De netbeheerder rekent met de consument alleen het verschil af tussen opgenomen en afgegeven stroom. Voor grotere coöperaties, voordelig omdat niet elk huishouden dan de eigen productie en omvormingsapparatuur hoeft te installeren, zijn de voorwaarden voor het terugleveren van stroom aan het elektriciteitsnet nog niet geregeld.
Een zonnepaneel van 100 Wp levert in Nederland ongeveer 85 kWh per jaar op. Bij een prijs van ¤ 2,75 (exclusief montage) per Wp en de huidige prijs voor grijze stroom van ¤ 0,23 per kWh, kan dan een terugverdientijd voor zonnepanelen berekend worden van 15 jaar. Als de prijs per Wp de komende jaren blijft dalen en de prijs voor grijze stroom blijft stijgen, dan zal deze terugverdientijd korter worden. Daarbij moet wel opgemerkt worden, dat de huidige prijs voor grijze stroom voor meer dan de helft bestaat uit netkosten en belastingen (onder meer ter subsidiëring van duurzame energie). De eigenlijke productiekosten per kWh van zonenergie liggen op dit moment globaal nog wel ruim 4 maal hoger dan voor grijze stroom. Groot voordeel van zonenergie is wel, dat er door een combinatie van productie en gebruik vrijwel geen transportkosten zijn.
De levensduur van zonnepanelen wordt gegarandeerd op 25 jaar, maar ze gaan waarschijnlijk wel 30-45 jaar mee. Na gebruik zijn zonnepanelen goed recyclebaar. Vooruitlopend op een verdere daling van de kosten per Wp, wordt in Europa al veel geïnvesteerd in zonnepanelen. Ook in de gemeente Aa en Hunze zouden hiervoor in de toekomst mogelijkheden liggen.
Warmte Koude Opslag
Warmte Koude Opslag (WKO) levert geen energie, maar gebruikt de bodem als energiebuffer via open of gesloten rondpompsystemen. In open systemen wordt in de winter voor verwarming van gebouwen met een warmtepomp warmte aan tot op 300 meter diepte opgepompt bodemwater onttrokken. Het afgekoelde bodemwater wordt in de bodem teruggepompt. In de zomer wordt warmte aan opgepompt bodemwater toegevoegd, nu voor koeling van gebouwen. Het opgewarmde bodemwater wordt dan in de bodem teruggepompt.
In gesloten systemen wordt een mengsel van water en glycol in een gesloten, tot 100 meter diep, buizensysteem door de bodem geleid. In de winter wordt hiermee koude en in de zomer warmte in het bodemwater opgeslagen. Met open en gesloten WKO-systemen wordt netto geen energie aan de bodem onttrokken of toegevoegd. Door het gebruik van de bodem als buffer voor koude in de winter en warmte in de zomer kan wel duurzaam worden bespaard op anders voor verwarming of koeling van gebouwen nodige fossiele energie.
Open systemen zijn vooral geschikt voor grotere gebouwen en bedrijven. Voor de gemeente Aa en Hunze bijvoorbeeld het Gemeentehuis in Gieten. Terugverdientijden zijn onder de huidige voorwaarden 5-8 jaar. Gesloten systemen zijn meer geschikt voor woonhuizen of kleinere bedrijven. Hier is de terugverdientijd 10-15 jaar.
De in 2010 vastgestelde provinciale WKO regelgeving geeft aan waar in Drenthe WKO in principe is toegestaan, waar WKO is toegestaan onder aanvullende voorwaarden en waar WKO, vanwege andere gebruiksfuncties, niet is toegestaan. Zo zal WKO onder meer niet zijn toegestaan in waterwingebieden en natuurgebieden.
Geothermie energie
Geothermie maakt gebruik van de aardwarmte op meer dan 2 km (kilometer) diepte voor de winning van energie. Met opgepompt water van 80-100 ⁰C kunnen woonwijken verwarmd worden. Met diepere boringen kan water van meer dan 150 ⁰C opgepompt worden voor de opwekking van elektriciteit. Na gebruik wordt het afgekoelde water weer teruggepompt in het wingebied. Na ongeveer 30 jaar is de aangeboorde plek zover afgekoeld, dat energiewinning niet meer lonend is. Geothermie bespaart dus wel op het gebruik van fossiele brandstoffen, maar is op zich niet echt duurzaam. Als de locatie uitgeput is moet, net als bij de winning van fossiele energie, naar andere locaties worden uitgekeken. Alleen waar ondergronds steeds nieuw heet water toestroomt, zoals bijvoorbeeld op IJsland, is geothermie echt duurzaam. Er hoeft daar dan ook geen water te worden teruggepompt om te worden opgewarmd.
Geothermie vereist forse investeringen. Voor een stadsverwarmingproject in de gemeente Aa en Hunze moet gedacht worden aan een investering van ongeveer 45 miljoen euro. Kleinere projecten, zoals voor de glastuinbouw in Emmen, kosten ongeveer 15 miljoen euro. De terugverdientijd van dergelijke projecten kan onder de huidige voorwaarden op ongeveer 6 jaar worden berekend, korter dus dan de levensduur van de installatie van 30 jaar. Ultra diepe boringen tot wel 7 km diepte, zoals bijvoorbeeld voorzien in Hoogeveen en Groningen, vragen investeringen van ongeveer 65 miljoen gulden. Voor dergelijke projecten kan een terugverdientijd van 5-10 jaar worden berekend.
Discussie
Uit de discussie kwam vooral naar voren het belang van energiebesparing. Investeren voor isolatie van woningen van voor 1980 bijvoorbeeld worden snel terugverdiend. Belangrijk is dan wel een samenhangende aanpak. Alleen een hoogrendement ketel aanschaffen voor verwarming of isolatie van de gevel heeft weinig zin als het huis blijft kieren. Een zonneboiler aanschaffen is mooi, maar als die niet goed wordt afgesteld op de cv-ketel, dan zal nooit het gewenste rendement behaald worden.
Naar aanleiding van de vaak enthousiaste presentaties van de verschillende vormen van duurzame energie rees de vraag, waarom toch in vrijwel alle gevallen deze presentaties gepaard gingen met het aandringen op het in stand houden van allerlei subsidiestromen. Als voorbeeld werd gewezen op een elektriciteitscentrale in Nederland, die na het stopzetten van de subsidie onmiddellijk moest stoppen met het, kennelijk niet rendabele, verstoken van biomassa (houtpellets). Productie van duurzame energie zou op redelijke termijn in principe zichzelf moeten kunnen bedruipen. Subsidies werden voor het bereiken van een dergelijke situatie minder effectief geacht dan het geven van garanties om de eventuele risico’s van investeringen te verminderen. Daar komt dan nog bij, dat door het volstrekt ondoorzichtig karakter van allerlei subsidies en belastingtechnische maatregelen, een werkelijk inzicht voor het maken van keuzen veelal ontbreekt.
Paul Hagel