Energietransitie

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen

Energietransitie is een langdurig proces waarbij structurele veranderingen in energieopwekking en energiegebruik optreden. De huidige en in de komende decennia verwachte veranderingen betreffen onder andere de overgang van fossiele brandstof naar duurzame energiebronnen, CO2-afvang en -opslag, energiebesparing, energieopslag en elektrisch vervoer. Het beleidsdoel daarbij is door de internationale gemeenschap neergelegd in het Klimaatakkoord van Parijs: De toename van de wereldgemiddelde temperatuur houden tot ruim onder 2°C boven het pre-industriële niveau.[1]

In 2015 was het brandstofgebruik in de wereld 16% hernieuwbaar, met grote verschillen tussen landen. In Rusland 1%, Nederland 3%, de VS 7%, India 40%, Nigeria 88%.[2] Het elektriciteitsgebruik was in de wereld 21% duurzaam, in Zuid-Korea 3%, Nederland 15%, de EU 30%, Brazilië 74%, Noorwegen 98%.[3] De CO2 uitstoot verschilt ook sterk per land en per persoon: China 9 gigaton, 6,6 ton pp; de VS 5 Gt, 16 ton pp; Duitsland 0,7 Gt, 9 ton pp; India 2,1 Gt, 1,6 ton pp; Nigeria 0,06 Gt, 0,35 ton pp.[4]

De verschillen in uitgangspositie en ontwikkeling, en de uiteenlopende culturele, ecologische en economische situaties in de verschillende landen, geven de energietransitie een fragmentair aanzien. De aanleiding, de omvang en de impact van de transitie zorgen daarbij voor een soms hevig politiek en maatschappelijk debat.

Zonnepanelen en windturbines bij een windpark in de Duitse deelstaat Rheinland-Pfalz

Redenen voor een energietransitie[bewerken]

Er zijn enkele redenen om over te schakelen op alternatieven. Ten eerste zijn fossiele brandstoffen schadelijk voor het milieu door de CO2 die uitgestoten wordt bij verbranding. Wereldwijd was dat 32 gigaton (4,4 ton per persoon) in 2015. De mondiale temperatuur kan stijgen naar 1,5 tot 2 C boven het pre-industriële niveau door verdere emissie in de komende decennia van totaal ca 500 tot 1000 Gt (het koolstof budget).[5](zie § 2.1.2).

Niet alleen bij verbranding, ook bij het winnen en raffineren van aardolie en zuiveren van aardgas komt kooldioxide vrij, en methaan dat een sterk broeikasgas is. Deze "indirecte" uitstoot, ca 15% van alle emissie, is niet inbegrepen in de verder in dit artikel vermelde kooldioxide emissies.[6]

Ten tweede raken olie en gas langzaam uitgeput, en bovendien moeten ze geïmporteerd worden uit landen zoals Saudi-Arabië en Rusland die de levering (dreigen te) verminderen om politiek druk uit te oefenen. Dit argument weegt voor veel West-Europese landen vooral zwaar sinds Rusland begin 2006 en 2009 de gaskraan naar Oekraïne dichtdraaide na wanbetalingen.

Ten derde wordt door verbranding van kolen, hout en afval ook roet en fijnstof uitgestoten. Deze luchtverontreiniging veroorzaakt jaarlijks miljoenen doden. In China is dit een belangrijke reden voor schone energiebronnen.

Opslag[bewerken]

Energieopslagtechniek wordt gebruikt om vraag en aanbod van elektriciteit in het elektriciteitsnet te balanceren. De energiebronnen zon en wind zijn onregelmatig beschikbaar zodat veel energieopslag nodig is. Pompcentrales worden hiervoor het meest gebruikt. Ook accu's, reuzenbatterijen: zo werd in het Noord-Duitse Jardelund op 31 mei 2018 de grootste stroombatterij (50 megawatt) van Europa in gebruik genomen.[7]

Maar elektriciteit opslaan en later weer gebruiken gaat niet zonder verlies. Er zijn andere manieren om elektriciteitsvraag en -aanbod te balanceren zoals reguleren van de vraag (smart grid) en uitwisselen van aanbod met andere landen of gebieden. Het weer is niet overal hetzelfde dus er kan daar tekort zijn als er hier overschot is, of omgekeerd. Er is dan minder opslag nodig.

Elektrisch vervoer[bewerken]

De transportsector in de wereld gebruikte in 2015 48% van de fossiele brandstof en maar 2% van de elektriciteit.[3]) Elektrificering van het vervoer kan de kooldioxide uitstoot sterk verminderen mits ook elektriciteit duurzamer opgewekt wordt. In het wegtransport groeit het aantal EVs (electric vehicles) sterk, in 2017 tot 3 miljoen waarvan 1,2 miljoen in China, maar dat is nog niet 1% van het wagenpark in de wereld. Het aantal elektrische tweewielers groeide tot 250 milioen, bijna allemaal in China. In lucht- en scheepvaart is het percentage elektrisch vrijwel nul.[8]

Energietransitie in Europa[bewerken]

12 inzichten voor de energietransitie in Europa - Energy Atlas 2018
1rightarrow blue.svg Zie ook: Hernieuwbare energie in de Europese Unie

In vergelijking met 1990 zijn in de EU28 de broeikasgasemissies in 2016 met 24% afgenomen .[9] Verwacht wordt dat de EU ook twee andere doelstellingen voor 2020 zal halen: tenminste 20% hernieuwbare energie en 20% energiebesparing. Het doel is om de uitstoot van broeikasgassen tegen 2050 met 80-95% te verminderen met mijlpalen van 40% en 60% reducties in 2030 en 2040.[10] (blz.9).

Sinds 2010 is er in Europa weinig reductie van kooldioxide uitstoot. Deze blijft rond 5 gigaton per jaar.[11]

in Nederland[bewerken]

In de periode 2010-2015 steeg het duurzame aandeel in het elektriciteitsgebruik van 12% naar 15% door sterke toename van zonne- en windstroom die in 2015 8% leverden. De kooldioxide emissie daalde van 170 naar 156 megaton per jaar (9,2 ton per persoon). Maar in 1990 was het minder, 148 Mt.[4] In 2020 moet 14% van alle gebruikte energie in Nederland uit duurzame bronnen komen, in 2023 moet dat 16% zijn, maar in 2017 was het pas 7%, het na Luxemburg laagste percentage in de Europese Unie.[12] De Rijksoverheid neemt maatregelen om de uitstoot van broeikasgassen in 2030 met minstens 49 procent te verminderen ten opzichte van 1990.[13]

Windenergie is een belangrijke vorm van duurzame energie om deze doelen te halen. In 2017 stond 957 megawatt (MW) windturbine capaciteit in zee. In 2023 moet er voor minimaal 4.450 MW vermogen aan windparken op zee staan.[14] Die leveren dan 3,1% van alle energie. In de periode 2024–2030 zal volgens de Energieagenda voor 7.000 MW aan windparken worden gebouwd verder weg op zee.[15] De bijdrage van de windturbines in zee is dan substantieel, namelijk ca 40% van het huidige elektriciteitsverbruik.[16] Voor de Zuid-Hollandse kust komt in 2022 ’s werelds eerste windpark dat zonder subsidie geëxploiteerd wordt door NUON.[17] Zie ook Lijst van windmolenparken in de Noordzee.

In februari 2018 besloot het kabinet-Rutte III om de winning van aardgas in Noordoost-Groningen af te bouwen en rond 2030 te staken. Daarnaast bepaalde het op 18 mei 2018, dat de twee oudste kolengestookte elektriciteitscentrales in het land, de Amercentrale en de Hemwegcentrale, uiterlijk in 2024 moeten overschakelen op een duurzame brandstof, bijvoorbeeld houtsnippers. Voor de nieuwgebouwde kolencentrales op de Maasvlakte en in de Eemshaven geldt hetzelfde per 2029.[18] Op 7 maart 2019 werd bekend dat Centrale Hemweg in 2020 wordt gesloten.[19]

in België[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie voor de situatie in België Hernieuwbare energie in België.

België heeft zich geëngageerd om tegen 2020 13% van alle energie uit hernieuwbare bronnen te halen. Voor de jaren daarna werkt de regering-Michel aan een Energiepact. Daarin moet ook de voorgenomen kernuitstap een plaats krijgen. Maar regeringspartij de Nieuw-Vlaamse Alliantie verzet zich tegen de sluiting van de jongste kerncentrales.

In de periode 2010-2015 steeg het duurzame aandeel in het elektriciteitsgebruik van 11% naar 21% door sterke toename van zonne- en windstroom die in 2015 11% leverden. De kooldioxide emissie daalde van 104 naar 92 megaton (8,3 ton per persoon) per jaar[4] door minder kolen en gas te stoken om elektriciteit op te wekken.[3]

Momenteel (2018) zijn voor de Noordzeekust vier windparken met samen 274 turbines op speciaal aangelegde eilanden in bedrijf. Zij leveren stroom aan een miljoen huishoudens. Nog eens drie zulke parken zijn in aanleg of voorbereiding.[20]

in Duitsland[bewerken]

Scenario voor elektriciteitsopwekking in Duitsland

De energietransitie in Duitsland, ook wel de Energiewende genoemd, is het plan om in Duitsland over te schakelen op betaalbare hernieuwbare energie. Hierbij worden ook alle kerncentrales uiterlijk tegen 2022 buiten dienst gesteld.

Het aandeel van duurzame bronnen in het elektriciteitsgebruik in Duitsland steeg van 6% in 2000 tot 36% in 2017.[21] In het eerste kwartaal van 2019 was het aandeel 45%.[22] Eind februari stond 47 GW PV vermogen opgesteld volgens het Bundesnetzagentur.[23]

De jaarlijkse kooldioxide emissie daalde in de periode 2000-2015 van 810 tot 730 megaton (8,9 ton per persoon).[4] De daling was groter geweest als in die periode de elektriciteitsopwekking met kerncentrales niet sterk gedaald was, van 200 tot 92 GWh per jaar.[3]

Het doel is, in vergelijking met 1990, broeikas-gasemissie tenminste 55% te verminderen in 2030, 70% in 2040 en meer dan 80% in 2050. Het energie eindgebruik moet 30% duurzaam zijn in 2030, 45% in 2040 en 60% in 2050. Voor het elektriciteits eindgebruik zijn de streefcijfers minstens 50% in 2030, 65% in 2040 en 80% in 2050.[24]

in het Verenigd Koninkrijk[bewerken]

In de periode 2010-2015 steeg het duurzame aandeel in het elektriciteitsgebruik van 9% naar 30% door sterke toename van zonne- en windstroom die in 2015 16% leverden. De kooldioxide emissie daalde van 480 naar 390 megaton (6 ton per persoon) per jaar[4] door minder kolen en gas te stoken om elektriciteit op te wekken.[3] In 1990 was de kooldioxide uitstoot 550 Mt.

in Denemarken[bewerken]

In 1985 werd na hevig debat besloten geen kerncentrales te bouwen in Denemarken. Het land koos in plaats daarvan voor duurzame energie, vooral met wind. In 2014 was hernieuwbare energie goed voor 56% van het elektriciteitsverbruik en windenergie alleen al voor 41%. Een robuuste verbinding tussen de waterkrachtturbines van Noorwegen en de windturbines van West-Denemarken is de sleutel tot succesvolle exploitatie van wind voor Denemarken. Ook energieuitwisseling met andere buurlanden is van groot belang. 17% van de tijd overtrof windproductie de vraag; het overschot werd geëxporteerd naar Noorwegen, Zweden en Duitsland.[25]

De kooldioxide emissie was 51 megaton in 2000 en 32 Mt (5,6 ton per persoon) in 2015.[4]

in Noorwegen[bewerken]

Met waterkracht genereert het land meer elektriciteit dan het zelf gebruikt. In 2015 was het eindgebruik 80% van de totale productie van elektriciteit. Noorwegen exporteert elektriciteit naar o.a. Denemarken en Nederland, en importeert ook voor opslag in pompcentrales.

Het eindgebruik van fossiele brandstof gaat grotendeels naar de transport sector. Het energiegebruik in die sector is voor meer dan 90% fossiel[3] hoewel bijna 40% van het wagenpark elektrisch kan rijden.[8] Daardoor is de kooldioxide uitstoot vrij hoog, 37 miljoen ton (7 ton per persoon).[4]

Noorwegen was het eerste land dat op industriële schaal een koolstofafvang- en opslagproject uitvoerde, op het olieveld Sleipner. Het project is beëindigd in 2002.[26]

Energietransitie in Rusland[bewerken]

De kooldioxide uitstoot in Rusland was in de periode 2010-2015 ongeveer constant 1,5 gigaton (10 ton per persoon) per jaar.[4]

Elektriciteit opwekking was in 2015 voor 65% fossiel, 18% nucleair en 16% met waterkracht.[3] Windenergie is nauwelijks ontwikkeld maar er is een begin: Siemens Gamesa Renewable Energy zal in 2020 een paar grote windparken bouwen in zuid-Rusland.[27]

Energietransitie in Amerika[bewerken]

in de Verenigde Staten[bewerken]

In de periode 2010-2015 steeg het duurzame aandeel in het elektriciteitsgebruik van 13% naar 16% door sterke toename van zonne- en windstroom die in 2015 6% leverden. De kooldioxide emissie daalde iets naar 5 gigaton (15 ton per persoon) per jaar door minder kolen te stoken om elektriciteit op te wekken.[3]

Van 2015 tot 2018 is windstroom verder toegenomen van 191 tot 275 TWh en PV stroom van 36 tot 93 TWh.[28] Totaal leverden deze bronnen 9% van het 3946 TWh elektriciteitsgebruik in 2018.[29]

Het energiebeleid van de VS is herhaaldelijk mislukt.[30] De VS heeft het klimaatakkoord opgezegd in 2017 maar veel staten hebben beloofd zich wel aan het akkoord te zullen houden. Deze staten, 23 in getal in mei 2019, hebben zich gebundeld in de United States Climate Alliance.[31]

in Canada[bewerken]

Niet-fossiele bronnen genereerden in 2015 iets meer dan het elektriciteits eindgebruik in Canada: waterkracht 76%, andere duurzame bronnen 8% en kerncentrales 20%, totaal 104 procent. Het land exporteert elektriciteit naar de VS.[3]

In de periode 2010-2015 steeg de kooldioxide emissie iets naar 550 megaton (15 ton per persoon) per jaar[4] door meer conversie van fossiele brandstof.[3] Er is gebrek aan consistentie in de energie en klimaat strategie.[32]

Energietransitie in Azië[bewerken]

De kooldioxide uitstoot in Azië is sinds 1990 gestegen van 6 naar 18 gigaton per jaar.[11]

in China[bewerken]

In de periode 2010-2015 was het elektriciteitsgebruik rond 24% duurzaam, vooral door waterkracht. China investeert veel in zonne- en windenergie, het aandeel van deze bronnen in het elektriciteitsgebruik stijgt snel, maar het was in 2015 pas 5%. De kooldioxide emissie steeg van 7,7 naar 9,0 gigaton (6,6 ton per persoon) per jaar, veroorzaakt door stijgend brandstofgebruik dat maar ongeveer 9% hernieuwbaar was. In 1990 was het nog maar 2,1 Gt.[3][4]

Volgens de Energie Productie en Consumptie Revolutie Strategie 2016-2030 zal tegen 2030 de helft van de elektriciteit opgewekt worden door niet-fossiele bronnen, duurzame en nucleaire. In 2017 werd RMB 765 miljard (USD 113 miljard) geïnvesteerd in de elektriciteitssector waarvan 85% in duurzame energie, grotendeels in zonne-energie.[33] Maar een groot deel van de daarmee op te wekken elektriciteit werd dat jaar niet gebruikt door gebrekkige regelgeving.[34]

in India[bewerken]

In de periode 2010-2015 was het brandstofgebruik ca 40% hernieuwbaar. Het elektriciteitsgebruik was rond 20% duurzaam, vooral door waterkracht. India investeert veel in zonne- en windenergie, het aandeel van deze bronnen in het elektriciteitsgebruik stijgt snel, maar het was in 2015 pas 5%.[3] De kooldioxide emissie steeg van 1,6 naar 2,1 gigaton (1,6 ton per persoon) per jaar[4] veroorzaakt door stijgend gebruik van kolen en gas.

Van 2015 tot 2018 is het geïnstalleerde windvermogen gestegen van 23 tot 34 GW en het PV vermogen van 4 tot 22 GW.[35]

in Japan[bewerken]

In de periode 2010-2015 steeg het duurzame aandeel in het elektriciteitsgebruik van 13% naar 19%, vooral door grotere bijdrage van zon, wind en biomassa, in 2015 8%.[3] Japan bevordert zonne-energie en investeert in drijvende windturbines op zee. De kooldioxide emissie is ongeveer 1 gigaton (9 ton per persoon) per jaar.[4]

in het Midden-Oosten[bewerken]

De Perzische Golfstaten en Jordanië, Libanon, Syrië, Oman en Jemen.

De kooldioxide emissie was in 1990 nog 0,5 gigaton (4 ton per persoon). Het steeg licht van 1,5 Gt in 2010 naar 1,7 Gt in 2015 (8 ton pp).[4] Toen genereerde waterkracht 2% en andere hernieuwbare bronnen 0,1% van het elektriciteitsgebruik.[3]

Energietransitie in Afrika[bewerken]

De kooldioxide emissie was in 1990 nog 0,5 gigaton (0,8 ton per persoon). Het steeg licht van 1,0 Gt in 2010 naar 1,1 Gt in 2015 (1 ton pp).[4] Toen genereerde waterkracht 20% en andere hernieuwbare bronnen 3% van het elektriciteitsgebruik. Biomassa en afval leverden 62% van het brandstofgebruik.[3]

Energietransitie wereldwijd[bewerken]

Op basis van onderzoek van Huidig beleid verwacht het Internationaal Energieagentschap (IEA)[36] toenemende spanningen in bijna alle aspecten van energiezekerheid (blz.3). Inclusief nieuw aangekondigd beleid en doelen, het Nieuw beleid-scenario, schat het IEA dat de wereldwijde vraag naar energie in 2040 met meer dan een kwart is toegenomen door ontwikkelingslanden onder leiding van India. De wereldwijde energiegerelateerde CO2-emissies nemen langzaam toe. Het IEA noemt dit scenario ver uit de buurt van wat wetenschappelijke kennis zegt vereist zal zijn om de klimaatverandering aan te pakken (blz.7).

Scenario's[bewerken]

Uiteenlopende scenario's zijn ontwikkeld om wel het beleidsdoel in het Akkoord van Parijs te halen.

Het Duurzame ontwikkeling scenario van het IEA voldoet volgens de onderzoekers aan de internationaal overeengekomen doelstelling voor klimaat verandering, lucht kwaliteit en universele toegang tot moderne energie.[37] De grafiek toont dat de totale vraag naar primaire energie in 2040 op het huidige niveau kan worden gehouden (door de efficiëntie te verhogen), hernieuwbare bronnen kunnen hun aandeel vergroten tot ca 30% waarvan de helft zonne- en windenergie is, kernenergie stijgt naar ca 10% (door groei in Azië), aardgas stijgt licht, olie piekt snel, steenkool daalt onmiddellijk, fossiele brandstoffen zullen ca 60% van de totale vraag dekken (terug van 82% nu). CO2 emissie kan teruglopen door afvang en opslag, afnemende methaanemissies en het elimineren van affakkelen[36] (p.7) van 33 gigaton in 2017 naar 18 Gt in 2040[38] (Table 1.5). De wereldwijde gemiddelde jaarlijkse energie-investering in de periode 2026-40 zou $ 3,3 biljoen kunnen bedragen, waarvan $ 0,7 biljoen voor hernieuwbare energiebronnen (Table 1.7). Maar de acties van overheden zullen doorslaggevend zijn.

Alternatieve Doel Parijse Klimaatverdrag scenario's zijn ontwikkeld door een team van 20 wetenschappers aan de University of Technology Sydney, het Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, en de University of Melbourne[5] met IEA data, maar gericht op overgang naar bijna 100% duurzame energie in 2050, en met o.a. herbebossing, maar zonder de risico's van kernsplijting, kooldioxide-afvang en niet-duurzaam biomassagebruik (Chapter 1). De kosten zouden veel minder zijn dan de 5 biljoen dollar per jaar die regeringen nu besteden aan subsidies voor de fossiele brandstof industrie die verantwoordelijk is voor klimaat verandering (blz.ix).

In het +2.0 C (opwarming) Scenario kan de wereldwijde primaire energie productie in 2040 450 EJ = 10755 Mtoe zijn, of 400 EJ = 9560 Mtoe in het +1.5 Scenario, veel lager dan nu. Duurzame bronnen kunnen hun aandeel vergroten tot 300 EJ in het +2.0 C Scenario of 330 PJ in het +1.5 C Scenario in 2040. In 2050 kan duurzame energie bijna alle energievraag dekken. Niet-energetisch gebruik (bijv. asfalt) zal nog fossiele brandstof nodig hebben. Zie Fig.5 op p.xxvii in het Executive Summary.

Duurzame energiebronnen zullen in de wereld 88% van de elektriciteit opwekken in 2040 en 100% in 2050 in de alternatieve scenarios. “Nieuwe” duurzamen — grotendeels wind, zon en geothermie — zullen 83% bijdragen aan alle elektriciteitsopwekking (p.xxiv). De gemiddelde jaarlijkse investering die is vereist tussen 2015 en 2050, inclusief kosten voor extra energiecentrales voor de productie van waterstof en synthetische brandstoffen en voor vervanging van centrales, zal ongeveer $ 1,4 biljoen bedragen (p.182).

Verschuivingen zijn nodig van de binnenlandse luchtvaart naar het spoor en van weg naar spoor. Personenauto gebruik moet in de OESO-landen na 2020 afnemen (maar zal toenemen in ontwikkelingslanden). De afname van personenauto gebruik zal gedeeltelijk worden gecompenseerd door een sterke toename van het openbaar vervoer per spoor en bussystemen. Zie Fig.4 on p.xxii.

CO2-emissie kan verminderen van 32 Gt in 2015 tot 7 Gt (+2.0 Scenario) of 2.7 Gt (+1.5 Scenario) in 2040, en tot nul in 2050 (p.xxviii).

Zie ook[bewerken]