Vereniging Dorpsbelangen SchipborgBijdrage windenergie aan verduurzaming energieverbruik
Windmolens danken hun populariteit aan de gedachte dat wind gratis is en hun gebruik fossiele brandstoffen uitspaart. Nadeel is dat windenergie alleen beschikbaar is als het genoeg waait. Voor als dit niet het geval is moet altijd conventionele reservecapaciteit op fossiele brandstofbasis beschikbaar blijven. Omdat deze reservecapaciteit maar een deel van de tijd gebruikt wordt, is dat een kostbare zaak.
De Nederlandse elektriciteitsproductie laat al enige jaren een toenemend vermogensoverschot zien. Stijging van de marktprijzen voor elektriciteit zit er dus voorlopig niet in. Bij de inpassing van windenergie uit grootschalige windparken moet daarom gedacht worden aan export bij overschotten. De kansen om daar aan te verdienen lijken echter klein. Als het in Nederland goed waait, dan is de kans groot dat dit ook in Duitsland en Denemarken het geval is. In de praktijk leidt dat dan tot zeer lage prijzen voor windenergie. Uit ervaringen in Duitsland en Denemarken blijkt dat dit soms zelfs kan leiden tot betalen voor het leveren van elektriciteit!
Het totale energieverbruik in Nederland lag in 2012 rond 930 terawattuur (TWh = miljoen x miljoen Wattuur). Hiervan was ongeveer 300 TWh nodig voor de productie van 115 TWh aan elektriciteit. Het verschil zit hem in verliezen bij de productie van elektriciteit uit fossiele brandstoffen (kolen, olie, aardgas). Met het overschakelen op windenergie kan dus in principe veel fossiele brandstof bespaard worden, één van de doelen van verduurzaming.
Met een optimistisch ingeschatte productiefactor van 0,25, het deel van de tijd dat effectief het volle vermogen wordt verkregen, zou 6.000 MW windenergie op land en 6.000 MW op zee in 2020 tezamen gemiddeld 26 TWh per jaar aan elektriciteit kunnen produceren. Dit zou 23% zijn van het totale huidige elektriciteitsverbruik in Nederland. Een opgesteld vermogen van 26.000 MW in 2050 zou in principe 57 TWh per jaar elektriciteit kunnen produceren, ongeveer 50% van het totale huidige elektriciteitsverbruik.
Met een productie van 26 TWh windenergie in 2020 zou het hele elektriciteitsverbruik van de 7,5 miljoen huishoudens in Nederland, gemiddeld 3,5 MWh per huishouden, kunnen worden gedekt. Huishoudens verbruiken 23% van het totale elektriciteitsverbruik , overeenkomend met 2,8% van het totale energieverbruik in Nederland.
Met een productie van 26 TWh aan elektriciteit uit windenergie kan in 2020 in principe rond 70 TWh fossiele energie bespaard worden. Windenergie zou hiermee tot 8% kunnen bijdragen aan de verduurzaming van het energieverbruik in Nederland. Opgeteld bij de afgelopen jaren al gerealiseerde 4% verduurzaming, zou dat de in Europees verband afgesproken 16% verduurzaming voor 2020 in zicht kunnen brengen.
Ruimtelijk perspectief windenergiewinning op land rijksoverheid
Bij een verantwoorde planning zou er volgens het 'Nationaal Ruimtelijk Perspectief Windenergie op Land' uit 2010 voldoende ruimte op land zijn voor uitbreiding van het opgesteld vermogen aan windenergie in Nederland tot 6.000 MW in 2020. Voor de in te richten windparken hiervoor gaat het dan om:
- Concentratiegebieden, waar grootschalige (groter dan 100 MW) nationale windparken in 'nieuwe windlandschappen' kunnen worden ingericht;
- Inpassinggebieden, waar kleinere provinciale of gemeentelijk windparken (kleiner dan 100 MW) in bestaande landschappen kunnen worden ingepast;
- Vrijwaringgebieden, waar in beginsel geen ruimte voor windparken is.
De rijksoverheid denkt op het moment aan het inrichten van elf grootschalige nationale windparken in windrijke gebieden en in landschappen waarin windturbines goed zouden passen. De voorkeur gaat uit naar grote haven- en industriegebieden, grootschalige agrarische productielandschappen, in en langs grote wateren, en langs wegen en spoorlijnen.
Tot de door de rijksoverheid gekozen gebieden voor grootschalige nationale windparken behoren ook de Drentse Veenkoloniën, tussen Hondsrug en provinciale grens van Groningen en Drenthe. Vooral in het noordelijk deel daarvan waait het op 120 meter hoogte voldoende hard. Ruimte wordt aanwezig geacht voor plaatsing van windmolens in een rooster van zeker 400 MW. Schaal en geometrische structuur van het gebied zouden hiervoor goede landschappelijke aanknopingspunten bieden.
Aanknopend bij het beleid van de rijksoverheid hebben zich inmiddels twee initiatiefnemers voor grootschalige windenergiewinning in de Drentse Veenkoloniën aangemeld:
- Windpark 'De Drentsche Monden' in de gemeente Borger-Odoorn, een initiatief van de Stichting Duurzame Energieproductie Exloërmond en Raedthuys Windenergie BV, voor de ontwikkeling van een windpark van rond 450 MW;
- Windpark 'Oostermoer' in de gemeente Aa en Hunze, een initiatief van een groep agrariërs en grondeigenaren, in samenwerking met Windunie Development, met een omvang van 120-150 MW.
Momenteel wordt voor de uitvoering van beide grootschalige windenergieprojecten een gezamenlijke Milieu Effect Rapportage (MER) opgesteld. De verdere uitwerking zal geheel binnen de procedures van de 'Rijkscoördinatieregeling' plaatsvinden.
Gebiedsvisie windenergiewinning Drenthe
In het Interprovinciaal Overleg (IPO) hebben de Nederlandse provincies in 2012 afgesproken ruimte te reserveren voor de plaatsing voor 2020 van 6.000 MW windenergie op land. Er zullen gebieden worden aangewezen, waarbinnen ruimte wordt gezocht voor grootschalige windenergiewinning in het kader van de 'Structuurvisie windenergie op land'. Daarnaast zal ook ruimte aangewezen worden voor het inrichten van kleinere windparken. Het is de bedoeling deze afspraken in 2013 in een akkoord met de rijksoverheid vast te leggen.
Voor de provincie Drenthe gaat het om, op een nog nader aan te geven wijze, plaatsing van 280 MW aan windenergie in de Drentse Veenkoloniën. Deze 280 MW zal worden verdeeld over een zevental locaties in het gebied, gemiddeld dus elk 40 MW aan windenergie. Het gaat in deze opzet dus in principe om kleinere, provinciaal in te passen windparken.
In een in 2013 te verschijnen 'Gebiedsvisie windenergie Drenthe', gezamenlijk opgesteld door de Provincie Drenthe en de gemeenten Aa en Hunze, Borger-Odoorn, Emmen en Coevorden, wordt dit alles ingevuld. Aangegeven zal worden waar, binnen het in 2011 door de Provincie Drenthe aangewezen zoekgebied, in principe de opstelling van windmolens mogelijk wordt geacht. Het zoekgebied omvat ook het hele door de rijksoverheid aangewezen gebied voor grootschalige nationale windparken in de Drentse Veenkoloniën, alsmede enkele kleinere voor de inrichting van dergelijke windparken geschikt geachte locaties in de gemeenten Coevorden.
In de gebiedsvisie worden mogelijkheden aangegeven waar en hoe de doelstelling van 280 MW windenergie in het zoekgebied zou kunnen worden gerealiseerd.
Het inrichten van windparken
Moderne windmolens zijn hoger en staan verder uit elkaar dan eerdere molens. Zo kunnen zij een beter gebruik maken van de beschikbare hoeveelheid wind. Elektriciteit wordt geproduceerd vanaf een windsterkte van 5 meter per seconde (5 m/s). Bij windsnelheden van ongeveer 13 m/s bereiken windmolens hun volle vermogen. Kleinere windmolens van 3 MW bereiken hun volle vermogen eerder dan grotere windmolens van 7,5 MW. Langs de kust of op de Noordzee, met gemiddelde windsnelheden van 9-10 m/s, zouden 7,5 MW windmolens daardoor op hun plaats kunnen zijn. In het binnenland, met op zijn best gemiddelde windsnelheden van 7,5-8,5 m/s, ligt een keuze voor 3 MW windmolens meer voor de hand. Wel is het natuurlijk zo, dat het voor een windpark benodigde aantal windmolens in het geval van grotere windmolens veel lager is dan in het geval van kleinere windmolens.
Belangrijk is ook het verschil in materiaalgebruik tussen kleinere of grotere windmolens. Windenergieproductie is evenredig met het rotoroppervlak van een windmolen en materiaalgebruik is evenredig met de inhoud. Grotere windmolens hebben daardoor per geproduceerde hoeveelheid windenergie meer materiaal nodig en zijn dus naar vehouding duurder dan kleinere windmolens.
Er is een praktisch maximum aan de winbare hoeveelheid windenergie per oppervlakte-eenheid. Bij een optimale inrichting van windparken is dat in Nederland ongeveer 9 MW per vierkante kilometer (MW/km2). Wordt er per km2 meer dan het optimaal winbaar vermogen opgesteld, dan stijgen wel de inrichtingskosten, maar niet de geproduceerde hoeveelheden windenergie. Onderlinge hinder, wegvangen van wind en het rendement verstorende turbulenties, zal de windenergieproductie dan zelfs kunnen doen afnemen. Uitgaand van een optimum van 9 MW/km2 wordt de keuze voor grotere 7,5 MW of kleinere 3 MW windmolens wat dat betreft dus in hoofdzaak bepaald door de beschikbare hoeveelheid wind.
Bij een optimale inrichting van grootschalige windparken van 450 MW kan gekozen worden voor 150 windmolens van 3 MW of 60 windmolens van 7,5 MW, beide met een oppervlak van 50 km2. Een rooster met 10 rijen van 15 windmolens van 3 MW levert dan een onderlinge afstand op van 570 meter. Een rooster met 6 rijen van 10 windmolens van 7,5 MW levert een onderlinge afstand van 890 meter. Bijtelling tot een niet voor bewoning geschikte vrijwaringzone van 500 meter brengt het benodigde oppervlak van het windpark op 55 km2 (11 bij 5 km). Wordt gekozen voor een in de ons omringende landen gehanteerde vrijwaringzone van minimaal 1.500 meter, dan zou het benodigde oppervlak stijgen tot 88 km2 (11 bij 8 km).
Een optimaal ingericht kleinschalig windpark van 45 MW kan bestaan uit 15 windmolens van 3 MW of 6 molens van 7,5 MW, beide op een oppervlak van 5 km2. Opstelling in een cluster van 3 rijen van 5 windmolens van 3 MW levert dan een onderlinge afstand op van 550 meter. Opstelling van 2 rijen van 3 windmolens van 7,5 MW levert een onderlinge afstand van 830 meter. Bijtelling tot een vrijwaringzone van 500 meter vergroot het benodigde oppervlak naar 6 km2 (3 bij 2 km). Een vrijwaringzone van 1.500 meter zou dit doen stijgen tot 21 km2 (7 bij 3 km).
Het vinden van een aaneengesloten gebied voor een grootschalig windpark van minimaal 11 bij 5 km zal, ook in een betrekkelijk dun bevolkte gebied als de Drentse Veenkoloniën, geen eenvoudige opgave zijn. Zelfs het vinden van voldoende ruimte voor kleinschalige windparken van 3 bij 2 km zal daar niet meevallen. Een vergroting van de vrijwaringzone van 500 naar 1.500 meter zal dat allemaal nog veel moeilijker maken!
Kosten en opbrengsten van windparken
Inrichting van windparken met windmolens van 3 MW kost ongeveer 1,5 miljoen euro per MW opgesteld vermogen. Worden 7,5 MW windmolens gebruikt dan stijgt de prijs tot ongeveer 2 miljoen euro per MW. Op zee lopen de kosten per MW verder op tot 2-3 miljoen euro in de Nederlandse kustwateren en 3-4 miljoen euro op de volle Noordzee.
Bij het berekenen van de opbrengsten van windparken moet rekening gehouden worden met de effectieve productiefactoren van windmolens. Voor windmolens op de Noordzee blijken die in de praktijk rond de 0,24, in Nederland rond de 0,22 en in Duitsland rond de 0,17 te liggen. Deze lagere dan vaak opgegeven waarden worden veroorzaakt door slijtage en storingen van windmolens, waardoor gedurende de economische levensduur van 15 jaar de aanvankelijke productiefactor van 0,25 snel zal dalen, na tien jaar met ongeveer 30%.
Op de Nederlandse energiemarkt is de gemiddelde prijs van elektriciteit ongeveer 60 euro per MWh. De rijksoverheid garandeert via de SDE+ regeling 2012 voor windenergie een minimumprijs van 96 euro per MWh (vanaf 2 september 2013 wordt dat, voor maximaal 1.760 uur per jaar overeenkomende met een productiefactor 0,20, 119 euro per MWh). Gedurende een economische levensduur van 15 jaar en een productiefactor van 0,20 produceert een windmolen op land, per MW opgesteld windvermogen, 26.000 MWh elektriciteit. Dat levert met 96 euro per MWh een opbrengst op van ongeveer 2,5 miljoen euro (met 119 euro per MWh 3,1 miljoen euro). Gegeven de kosten van de investering van 1,5 miljoen euro per MW en een rentelast over 15 jaar van 0,5 miljoen euro, is er dan voor een 3 MW windmolen nog wel een sluitende exploitatie denkbaar. Een vetpot zal het echter zeker niet zijn. Voor een 7,5 MW windmolen, waarvan de prijs per MW rond de 2 miljoen euro ligt, is een sluitende exploitatie in het binnenland veel moeilijker denkbaar. Alleen aan de kust, waar meer wind een hogere productiefactor en dus hogere opbrengsten mogelijk maakt, zou dat misschien nog wel uit kunnen.
Voor windenergie op de volle Noordzee, waar het opstellen een MW 3-4 miljoen euro kost, zal een opbrengst per MW van 2,5 tot 3 miljoen euro over 15 jaar volstrekt onvoldoende zijn voor een sluitende exploitatie. Voor windenergie in de Nederlandse kustwateren liggen op het huidige subsidieniveau alleen op de allergoedkoopste plaatsen, vlak aan de kust, wellicht nog mogelijkheden. Het is dan ook niet verwonderlijk dat, van de doelstelling van 6.000 MW windenergie op zee voor 2020, er op dit moment maar 2.000 MW werkelijk in de pijplijn lijkt te zitten.
Met een gegarandeerde prijs van 96 euro per MWh, waarin gegeven de gemiddelde prijs van elektriciteit van 60 euro per MWh een subsidie zit van 36 euro, kan, bij een totale omvang aan windenergie op land voor 2020 van 6.000 MW, een jaarlijkse subsidiebehoefte berekend worden van 380 miljoen euro. Voor een periode van 15 jaar, de geschatte levensduur van een windmolen, levert dat een totale verplichting voor de rijksoverheid op van 5,7 miljard euro.
Het zal duidelijk zijn dat er, naast directe kosten voor het inrichten van windparken, ook nog vele indirecte kosten zijn. Te denken is dan onder meer aan waardevermindering van woningen en verminderende inkomsten uit recreatie en toerisme in de omgeving van windparken. Veel aantrekkelijks hebben grootschalige 'nieuwe windlandschappen' nu eenmaal niet te bieden!
Milieueffecten van windparken
Windmolens veroorzaken hoorbare geluiden en infrasone geluiden, geluiden beneden de gehoorgrens. Deze geluiden worden onder meer veroorzaakt door dreunen door verschillende soorten onbalans van de wieken, zoemen van de wiektoppen, zwiepen van de wieken langs de mast en het brommen van de stroomgenerator. Voor het hoorbare geluid is het onwaarschijnlijk dat de gangbare geluidsnormen voor woonomgevingen van 47 dB(A) (decibel(A)) overdag en 41 dB(A) in de nacht zullen worden overschreden . Veel belangrijker lijken echter de mogelijke risico's van geluiden beneden de gehoorgrens van 20 Hz (Hertz = trilling per seconde). Vooral de trillingen beneden de 10 Hz zouden daarbij bijzonder schadelijk kunnen zijn.
Dat de geluiden niet hoorbaar zijn wil niet zeggen dat zij geen problemen veroorzaken. Infrasone geluiden kunnen leiden tot wat wel wordt genoemd het 'windturbinesyndroom'. Dit syndroom kenmerkt zich onder meer door slaapstoornissen, hoge bloeddruk, duizeligheid, stress en misselijkheid. Op grond van het voorzorgprincipe, wetenschappelijk is het syndroom nog onvoldoende bekend, hanteert de Franse overheid voor windparken op het moment een minimale afstand tot woonhuizen van 1.500 meter. Dit omdat in ieder geval de sterkte van infrasoon geluid op 1.500 meter afstand van een windpark negenmaal kleiner is dan op 500 meter afstand. Andere Europese landen leggen deze grens zelfs bij 2.000 meter.
De thans in Nederland gehanteerde grens van 500 meter lijkt, gezien ook een te verwachten harmonisatie in EU-verband, een wel erg wankele basis voor het inrichten van windparken. Op termijn dreigt dan een ongemakkelijke keuze tussen het gedwongen (gedeeltelijk) stilleggen van windparken, dan wel een kostbare uitkoop van woonhuizen in de omgeving ervan om alsnog het inrichten van grotere vrijwaringzones mogelijk te maken.
Eén van de eigenschappen van infrasoon geluid is, dat het zich, omdat het nauwelijks wordt geabsorbeerd, over zeer grote afstanden door de atmosfeer kan voortplanten. Olifanten gebruiken bijvoorbeeld infrasoon geluid om over afstanden van meer dan 10 kilometer met elkaar te communiceren. Muren van woningen, die hoorbare geluiden goed afschermen, vormen vrijwel geen belemmering voor infrasoon geluid. Staat een woonhuis toevallig ook nog op een plaats waar de trillingen van meerdere windmolens elkaar versterken, dan kunnen zich ook op grotere afstanden van windparken nog onverwachte problemen voordoen. Misschien zou beplanten van windparken met bomen en struiken de uitstraling van infrasoon geluid nog wat kunnen beperken. Beplante grond absorbeert in ieder geval meer geluid dan kale grond en elke bijdrage telt. Met beplanting zou bij het vernieuwen van het windpark na 15 jaar dan ook meteen wat biomassa geoogst worden.
Windmolens zijn niet milieuvriendelijk. Afhankelijk van waar de windmolen staat worden jaarlijks door de ronddraaiende wieken rond 500 vogels en het dubbele aantal vleermuizen gedood. De punten van de wieken van een 3 MW windmolen hebben onder normale werkomstandigheden een snelheid van 220 km per uur, die van een 7,5 MW windmolen doen zelfs bij ongeveer 290 km per uur hun dodelijke werk. Een grootschalig windpark met 150 windmolens zou hiermee jaarlijks tienduizenden vogels en vleermuizen kunnen vermalen. Dat zal ongetwijfeld leiden tot een ernstige aantasting van de vogel- en vleermuizenstand. Moeilijk valt in te zien hoe het op deze schaal doden van vogels en vleermuizen, waaronder ongetwijfeld ook beschermde soorten, te rijmen valt met de in andere gevallen in Nederland normaal gesproken altijd streng gehandhaafde 'Flora- en faunawet'.
Conclusies
Veel mensen zijn voorstanders van duurzame energie. De doelstelling van de rijksoverheid om in 2020 16% van het totale energieverbruik in Nederland duurzaam te maken kan dan ook op brede steun rekenen. Windenergie heeft echter alleen kansen om aan deze doelstelling bij te dragen door een permanente subsidiëring van de geleverde elektriciteit.
Of windenergie op land kansen kan bieden voor een wezenlijke verduurzaming van het energieverbruik is twijfelachtig. Gegeven de grootschaligheid van de hiervoor in te richten windparken is inpassing hiervan in het dichtbevolkte Nederland, ook in Drenthe, een welhaast onmogelijk opgave. Voor kleinere windparken op land ligt dat misschien iets gunstiger, maar deze kunnen de doelstelling van de rijksoverheid voor 2020 weer niet verwezenlijken.
Kansen voor windenergie, zo die er al zijn, moeten op zee gezocht worden. Dus in 2050 niet ruim driekwart van alle windenergiewinning op zee, maar alle windenergie! Met windparken op zee worden de grote milieuproblemen van windparken op land vermeden. Helaas zijn windparken op zee alleen mogelijk met nog grotere permanente subsidiestromen dan windparken op land. Subsidiestromen die, net als de noodzakelijke subsidies voor windenergie op land, opgebracht zullen moeten worden door de kleinverbruikers van elektriciteit. Een groep die zelf verantwoordelijk is voor 23% van het elektriciteitsverbruik, slechts 2,8% van het totale energieverbruik in Nederland. Kansen voor windenergie? Echt geen wenkend perspectief!
Paul Hagel
<%image(20130131-windmolenwuif-13_-_k.jpg|470|634|Geen wenkend perspectief!)%>
Kansen voor windenergie? Echt geen wenkend perspectief!