Juni 2018
De vier snelste routes richting Parijs
Op weg naar energieneutraal
De ambities in het Parijs-akkoord zijn hoog. In 2050 moeten we klimaatneutraal zijn, in 2030 willen we de CO2-uitstoot met 49% hebben teruggedrongen. Maar Parijs lijkt nog mijlenver verwijderd van de Nederlandse realiteit. Hoe krijgen we de gebouwde omgeving energieneutraal? In dit artikel beschrijven vier experts de vier snelste wegen naar Parijs.
Achmed Mohamed, LG Benelux
‘In 2050 wordt 80% energievraag ingevuld door zon en wind’
‘Samen met windenergie is zonne-energie de komende tien tot twintig jaar de belangrijkste manier om onze energievoorziening te verduurzamen. We staan vandaag nog niet eens aan het begin van de solar-ontwikkeling. Nu is de totale capaciteit 3 GW-piek en komt er jaarlijks 1 GW-piek bij. Maar de komende jaren zal het veel sneller gaan. Alleen al op woningen is nog een potentie van 50 GW-piek pv te installeren.'
'Windenergie zal je vaak op land willen ontwikkelen. Voor pv heb je geen extra land nodig, daar kun je bestaande gebouwen voor gebruiken. Dus er is geen confl ict in gebruik van schaars land. En je kunt het gewoon door de plaatselijke installateur laten aanbrengen. Niet iedereen kan een windturbine in zijn tuin laten zetten, maar elk dak kun je bedekken met panelen. Om die redenen denk ik dat pv op de lange termijn belangrijker wordt dan windenergie. Maar de twee vullen elkaar goed aan. Er is vrijwel altijd wel zon of wind.
'Installateurs zullen in de pv-markt vooral een langere-termijnvisie moeten ontwikkelen'
Het Solar Trend Rapport geeft aan dat er van woningen nog 50 GW-piek te halen valt. Dat is niet genoeg om in de totale energiebehoefte van het land te voorzien. Maar tel je daar bedrijven, zonneparken en zeelocaties bij op, dan komen we op 200 GW-piek. Daarnaast zal er altijd nog een back-up nodig zijn van gasturbines, als fl exibele aanvulling. In 2050 verwacht ik dat 80 procent van de energievraag door zon en wind wordt ingevuld. In geïnstalleerd vermogen zal de verhouding zon-wind dan misschien 50-50 zijn, maar de wind zal iets meer opbrengen omdat we bij pv per eenheid geïnstalleerd vermogen een factor 0,8-0,9 aan kWh per Wattpiek produceren. '
Hoge effieciency
'Het marktaandeel van high-efficiency monokristallijn silicium zonnepanelen zal hard groeien de komende jaren. Voor iedere 1,7 m2 levert een standaard poly-module 275 W op, standaard mono met 300 W al iets meer, maar high effi ciency mono levert 360 W op. Dat is 20 procent meer energie op hetzelfde oppervlak. Spectaculaire rendementsverbeteringen verwacht ik op korte termijn niet meer; een paneel van 500 watt ligt niet in de verwachtingen. Bij de grote projecten zien we een trend naar grotere zonnepanelen, van 2 m2 en 72 cellen. Bij zonneparken maken dubbelzij-dige panelen een opmars, met uiteraard een hogere opbrengst. De cel is actief aan beide kanten. Die kan het directe zonlicht omzetten in energie, maar ook het licht dat vanaf de grond wordt gerefl ecteerd op de achterkant van het paneel. '
Langere-termijnvisie
'Installateurs zullen in de pv-markt vooral een langere-termijnvisie moeten ontwikkelen. Veel mensen zullen over tien jaar een elektrische auto hebben en een warmtepomp. Kijk dus bij een opdracht niet alleen naar het verbruik van nu. De elektriciteitsbehoefte gaat enorm stijgen, denk dus vooruit met de klant.’
Babette van Loon, operationeel directeur Alklima:
‘De toekomst is elektrisch’
'De warmtepomp is de meest voor de hand liggende oplossing om de gebouwde omgeving energieneutraal te maken. Het is een al ver doorontwikkelde en reeds bewezen techniek. Er zijn rendementen mee te halen die de energietransitie behoorlijk kunnen versnellen. Daarnaast kun je ze slim aansturen en zijn warmtepompen veelal smart grid-ready. '
'Er zijn 7,5 miljoen woningen die van het gas moeten. De warmtepomp is daar in veel gevallen het beste alternatief. Als er nu 400.000 cv-ketels op jaarbasis worden verkocht, is dat in potentie ook het volume van de warmtepompmarkt straks. In binnenstedelijke gebieden kan men soms beter kiezen voor een warmtenet, maar in de individuele woningbouw – zowel nieuwbouw als renovatie - is de warmtepomptechniek zeer goed toepasbaar. Bij de industrie, waar hoogcalorisch gas vaak nog nodig is, zal de omschakeling langer duren, maar in de woningbouw zal de warmtepomp al snel de nieuwe standaard zijn. Ik denk dat vooral de lucht-waterwarmtepomp een grote vlucht zal nemen. Deze techniek is uitermate geschikt voor het Nederlandse klimaat en kan daarom zeker concurreren met de grondgebonden warmtepompen. Er is een veel minder grote ingreep en investering mee gemoeid.
‘Installateurs kunnen belangrijke rol gaan spelen in de warmtepomp markt. ’
Met de ontwikkeling van lucht-waterwarmtepompen met CO2 in plaats van synthetisch koudemiddel zijn hr-ketels straks ook nog eens een-op-een te vervangen. De CO2-techniek maakt het namelijk mogelijk om hoge watertemperaturen te realiseren waardoor deze warmtepompen geschikt zijn voor bijvoorbeeld bestaande woningen met radiatoren. Tot slot is er veel gebeurd op het gebied van geluidreductie, zodat ze prima in de gebouwde omgeving zijn toe te passen.'
Hybride oplossing is korte-termijn denken
'In de komende periode zullen we naast de monovalente systemen (enkel een warmtepomp voor ruimteverwarming en warm tapwater) ook hybride oplossingen zien (traditionele ketel in combinatie met een warmtepomp). In onze optiek is dat een ‘tussenoplossing’ die op een korte termijn-gedachte is gebaseerd. Uiteindelijk gaan we van het gas af en richting all electric. Visie en beleid van de overheid heeft lang ontbroken. We zullen moeten investeren in de elektra-infrastructuur en bijvoorbeeld gas duurder maken. Door de recente uitspraken van minister Wiebes wordt duidelijk dat de regering een begin gaat maken om sturing te geven aan dit proces.'
Sociale innovatie
'De grootste belemmering voor een echte doorbraak van de warmtepomp is nu nog sociale innovatie. Een selecte groep voorlopers in de bouw- en installatiewereld
investeert in de transitie en heeft in de afgelopen jaren voldoende kennis en expertise opgebouwd, waardoor het maken van een Nul-op-de-meter woning technisch geen uitdaging meer is. Veel andere bedrijven, die zich nog richten op traditionele technieken, moeten die transitie nog maken. Niet zo lang geleden hoorde ik bedrijven nog zeggen dat het zo’n vaart niet zou lopen. Zonder visie, opleidingen en ervaring gaan die bedrijven niet op deze trein springen. En bedrijven die dat wel doen, investeren vaak nog onvoldoende in kennis en kunde. Deze ontwikkeling zet de kwaliteit van installatie en prestaties onder druk en dit kan de snelheid van de transitie belemmeren. Door gebrek aan professionele kennis en het tekort aan vakmensen zullen plug-en-playconcepten een grotere rol gaan spelen, zodat men volume kan draaien en bovendien faalkosten kan voorkomen. Installateurs kunnen een heel belangrijke rol gaan spelen in de warmtepompmarkt, maar dan moeten ze die wel pakken.’
Frans Rooijers, directeur van onderzoeks- en adviesbureau CE Delft
‘We zullen altijd een gas nodig hebben’
‘Om aan de fluctuerende vraag naar energie te kunnen voldoen, zullen we altijd een gas nodig hebben. Als we alles elektrificeren, zullen vraag en aanbod van energie elkaar niet altijd kunnen volgen. Dus zijn er buff ers nodig, onder meer in de vorm van gas. De capaciteit die gas kan leveren is zeer groot, met een relatief goedkope infrastructuur. De vraag is nu: welk gas? '
'In sommige gebieden zal lager calorisch biogas beschikbaar zijn. Voor een deel zal het groen gas zijn, opgewerkt biogas met dezelfde kwaliteit als aardgas. Wij denken dat de gebouwde omgeving ook gebruik zal maken van waterstofgas, geproduceerd met schone elektriciteit van de zon of van wind. Maar vooral de industrie, grote bedrijven en zwaar vervoer zullen daar afnemers van zijn. Waterstof kunstmatig methaniseren naar synthetisch gas is ook een mogelijkheid, maar is omslachtig, beperkt en te duur naar mijn idee. En je hebt er nog altijd koolstof voor nodig, en daar willen we nu juist vanaf. Met een schone gasmix kunnen we in 2050 in meer dan de helft van de totale energievraag voorzien. Hoe die mix verdeeld zal zijn, is moeilijk te voorspellen omdat het van veel factoren afhangt die allemaal nog volop in ontwikkeling zijn. Ongeveer een kwart van de woningen zal in de toekomst met schoon gas worden verwarmd.
In de infrastructuur en bij de installaties thuis vraagt dat om aanpassingen die nodig zijn om de distributie van ‘het nieuwe gas’ mogelijk te maken. Voor biogas kan je het gasnet blijven gebruiken, alleen wordt de capaciteit kleiner. Bij de gebruikers, bij de branders, vraagt het wel om aanpassingen. Groengas is van dezelfde kwaliteit als aardgas, dus daar blijft alles bij hetzelfde. Ga je naar waterstof toe, dan blijft een deel van het netwerk bruikbaar, maar met name bij de verdeelstations, de opslag en de apparaten bij de gebruikers zijn aanpassingen noodzakelijk.
'Nieuw gas vraagt om aanpassingen infrastructuur en installaties'
Ik verwacht dat Gasunie in 2050 het transportnet voor waterstof beheert, door heel Nederland. Het aardgasnet moeten ze nu dus stap voor stap gaan ombouwen en er industrieën en woonwijken op gaan aansluiten. Alliander zegt nu al: alle leidingen die we vervangen, maken we geschikt voor waterstofdistributie. Een groot deel van de woningen zal straks aangesloten zijn op warmtenetten, gebruikmakend van geothermie of restwarmte. Voor de hulpketels kunnen we dan waterstof gebruiken. Op woningniveau is het ook mogelijk, mits de huisaansluiting daar tegen die tijd geschikt voor is. Dan krijg je brandstofcellen, of cv-ketels die geschikt zijn om waterstofgas te verbranden. Al vanaf 2030 voorzie ik een serieuze uitrol van waterstofgas. We zullen waterstof dan deels gaan importeren, er zal een wereldmarkt in ontstaan. '
Verdiepen in warmteplannen
'Installateurs krijgen nu al te maken met klanten die weten dat als ze een nieuwe aardgasketel kopen, die niet meer de volledige levensduur zal halen. Installateurs zullen zich dus moeten verdiepen in de warmteplannen van de betreff ende gemeente. Wordt het een warmtewijk, een wijk waar gas gehandhaafd blijft of wordt het een all electricwijk? Aan de hand daarvan kunnen ze klanten adviseren over oplossingen. Dan kun je ervoor kiezen om je alleen op die (schoon) gaswijken te focussen of je in de warmtenetmarkt te specialiseren.’
Petra de Jongh, hoogleraar anorganische nanomaterialen
‘Noodzaak en stimuli ontbreken nog om doorbraak accu te forceren’
‘Willen we volledig overschakelen op duurzame energie, dan wordt opslag van duurzame energie een belangrijke voorwaarde. Grootschalige opslag – via het net of waterkracht bijvoorbeeld - is goedkoper dan dat je dat zelf thuis doet. Maar gaan we straks massaal over op wind en zon, dan ligt decentrale opslag in batterijen, in welke vorm dan ook, voor de hand.'
'Ons Europese elektriciteitsnet is goed verbonden, dus dat kan best wat fl uctuaties opvangen. We kunnen overschotten goed via elektriciteitskabels naar Noorwegen sturen, naar de accu’s van Europa in de vorm van waterkrachtcentrales, of door prijsaanpassing de vraag naar elektriciteit bijsturen. Nederland heeft nu nog minder dan 10 procent duurzame energie, dus het is nog niet noodzakelijk om het decentraal op te slaan. Het is nu vaak nog duurder om het op te slaan dan het weg te gooien. En thuisaccu’s nemen relatief veel ruimte in. Nu zie je ze vooral bij de voorlopers op het gebied van duurzaamheid, bij gezinnen die zelfvoorzienend willen zijn, of fysiek ver van het grid zijn verwijderd.'
Lithium-ion onverslaanbaar
'Powerwalls, wijkaccu’s, de accu van de elektrische auto en de mobiele telefoon; het zijn grotendeels lithium-ion batterijen. Die zijn onverslaanbaar in energieeffi ciëntie. Als lichtste van de metalen, heeft lithium de hoogste opslagdichtheid. En tevens het grootste verschil in voltage. Als je er 100 procent energie in stopt, komt 99 procent er later weer uit. Ook qua ruimtebeslag is lithium het meest efficiënt. De energiedichtheid is niet gemakkelijk te overtreff en, en neemt nog steeds toe, bijvoorbeeld in de nieuwe generatie lithium-zwavel batterijen. Er wordt ook wel gekeken naar natrium-batterijen. Die zijn goedkoper maar minder effi ciënt en hebben een groter volume. Magnesium is erg reactief en dat geeft veiligheidsissues. Aluminium heeft een laag voltage en een lage opslagdichtheid. Kortom, ik zie geen grote concurrenten voor lithium. Ook niet als we kijken naar opslag in de vorm van waterstof of ammoniak. Als je elektriciteit opslaat in waterkracht, hou je er 70 procent van over. Als je het omzet in waterstof en weer terugzet in een brandstofcel, zit je op 40 procent. Maak je er methanol van, dan zit je nog lager. Al die mogelijkheden komen pas in beeld als we echt veel elektriciteit overhebben en niet weten wat we ermee aan moeten.'
Politiek moet doorpakken
'Het probleem is dat je voor grootschalige opslag van elektriciteit nog steeds heel veel kilo batterijen nodig hebt. Maar dat wordt snel beter. De prijs gaat omlaag, de opslagcapaciteit per kilo gaat omhoog. Toch verwacht ik nog niet dat we in 2030 allemaal een thuisaccu hebben, of er een in de wijk hebben staan. Daarvoor moet het eerst ook economisch aantrekkelijker worden. De politiek is daarin heel belangrijk. Er moet een hogere belasting komen op CO2-uitstoot om duurzame energie te stimuleren.
‘Pioniers zijn hard nodig’
Zolang duurzaam concurreert met fossiel zal het nog wel even duren. Waddeneilanden die de ambitie hebben volledig zelfvoorzienend te worden qua energie en water, en huishoudens die los van het net willen komen; dat zijn mooie ontwikkelingen die ertoe bijdragen dat we de technologie verder kunnen ontwikkelen. Die pioniers hebben we hard nodig.’ <
Tekst: Astrid Zoumpoulis
Fotografie: Industrie