Naar een Deltaplan Energie 4

Een overbelast netwerk en waterstof

Het Verenigd Koninkrijk sluit de eerste steden aan op waterstof.

Verduurzamen. Klimaat. Zeespiegelstijging. Energietransitie. Van het gas los. We kunnen de termen wel dromen. Geen dag, misschien geen uur, gaat voorbij of het gaat erover. De ingezette energietransitie loopt nu enige jaren. Er is twijfel over de voorspellingen, vooral over het tempo en mate waarin zij zich zullen voltrekken. Angst lijkt het debat aan te voeren. En regie op een overtuigende energietransitie ontbreekt. 
In een zevental artikelen een verkenning van de uitdagingen bij de energie-transitie.

Deel 4: Een overbelast netwerk en waterstof

Lees ook
Deel 1: Meer regie voor succesvolle energietransitie nodig
Deel 2: De relatie tussen energie en geo-politiek
Deel 3: Van het gas los

Overbelast elektriciteitsnet

Het elektriciteitsnet kan de huidige wijze van energietransitie niet aan. In voorgaande artikelen zagen we al dat de laadpalen van elektrische auto’s nu al, met nog zo weinig laadpalen, het net onevenredig zwaar belasten. Daarbij komt nog het toenemende aantal warmtepompen die bij temperaturen onder nul, ook extra elektriciteit vragen.
Aan de aanbodzijde bestaat hetzelfde probleem. Het aanbod van energie uit windmolens en velden van zonnepanelen is niet alleen te groot voor het huidige net, het aanbod ligt ook vaak daar waar de vraag naar elektriciteit gering is. Goedkope gronden voor de plaatsing van windmolens en zonnepanelen liggen vaak in dunbevolkte gebieden. Daar is de vraag naar energie laag en het leidingennet dus als twijgjes aan een boom.

Deze dislocatie van vraag en aanbod van energie is een groot probleem dat alleen met miljarden kostende maatregelen kan worden opgelost. Immers de energie moet over lange afstanden worden getransporteerd en daar moeten de huidige netten op worden aangepast. In Gelderland kunnen nieuwe bedrijven al niet meer op het net worden aangesloten: het is te vol. Ook worden in toenemende mate parken met windmolens en zonnepanelen niet meer direct op het net aangesloten. Vooral de netwerken in de landelijke regio’s, waar op goedkope grond deze parken worden aangelegd, is het netwerk te dun. En dan moeten we bedenken dat pas 1,64 % met windenergie en 0,6% met zonne-energie (2018) wordt opgewerkt.

Afkoppelen? Nee, dank u.

Geen enkele gemeente durft ervoor te kiezen om zich af te koppelen van het landelijke ondersteunende netwerk en daarmee het net te ontlasten. Iedereen wil nog graag van de basisinfrastructuur gebruik blijven maken, want wat als de wind uitblijft, de zon op vakantie is? Dan moeten we toch ‘gewoon’ van het landelijke net kunnen aftappen, zullen velen denken.
Als de wind inderdaad langdurig wegblijft en de zon is ondergedoken, zal dat gelijktijdig in grote delen van Nederland het geval zijn. Dus zal er dan landelijk bijgeleverd moet worden waardoor alle huidige conventionele centrales moeten blijven bestaan en stand-by blijven draaien. De hele infra moet in stand worden gehouden om die ene dag waarvan je weet dat die gaat komen, te overleven. Er ontstaan dus dubbele kosten: van het duurzame decentrale netwerk en apparatuur en van het landelijke backup-netwerk en centrales.

Ondertussen in Duitsland

In Duitsland is veel ophef over de Nord-Süd Trasse, ook wel Stromautobahn Suedlink genoemd. De in het winderige noorden van Duitsland opgewekte stroom moet naar het zuiden van Duitsland worden getransporteerd. Maar dat is nog niet zo eenvoudig. Er moet een geheel nieuw en zwaar transportnet met een lengte van 700 km worden gebouwd. Het traject doorsnijdt heel Duitsland, bebouwde omgevingen, maar ook kwetsbare natuurgebieden. Aanvankelijk zou het traject bovengronds en met extra grote masten worden gerealiseerd. Door burgerprotest heeft de regering echter besloten dat de vuistdikke kabels dan maar zoveel mogelijk ondergronds moeten worden gelegd. Daarvoor moet een strook van 40-50 meter breed tot enkele meters worden open gegraven. En dat over een lengte van 700 km. Ook dwars door natuurgebieden. De zorgen om straling en warmte van dergelijke omvangrijke kabels die zoveel stroom vervoeren is groot.

Nog een bijzonder feitje over onze oosterburen. Waar Nederland miljarden investeert om van het aardgas af te komen, krijgen onze oosterburen net over de Nederlandse grens €750,00 subsidie als men zich op aardgas laat aansluiten.

Bufferen van energie

Een ander niet eenvoudig oplosbaar vraagstuk is die van de opslag van energie. Met steeds meer kleine en middelgrote nieuwe aanbieders van energie wordt het aanbod van energie vanuit het Tennet-hoofdkantoor in Arnhem, de organisatie die het hele Nederlandse en een deel van het Duitse elektriciteitsnet beheert, steeds moeizamer. Als vraag en aanbod te veel uit elkaar lopen gaat de netfrequentie variëren. En een kleine variatie van de vereiste 50Hz kan al tot problemen leiden bij bepaalde apparatuur zoals computers.

Het bufferen van energie is dus nog amper mogelijk, hooguit op beperkte lokale schaal. En buffering, opslag, is noodzakelijk om het net stabiel te houden en ons altijd van energie te kunnen voorzien.
Wind en zon zijn niet reguleerbare energiebronnen. Wind waait het hele jaar door, zij het op onregelmatige momenten. Opslag is alleen voor een korte termijn mogelijk en alleen nog voor kleine huishoudens. Voor langere termijn is er nog geen oplossing in zicht. Vooral diegenen die denken dat de elektriciteit voor de warmtepomp in de winter van het dak af komt, van de zonnepanelen, zal bedrogen uitkomen. De opbrengsten in de wintermaanden zijn beperkt, de behoeft aan energie juist maximaal. En alle overschotten zonne-energie van de zomer is in die hoeveelheden en voor zo’n lange te overbruggen periode niet op te slaan.

Het gevolg is dat met steeds meer wind- en zonne-energie het aanbod zo schommelt dat prijzen zelfs negatief kunnen zijn, voor de inkopers dan. De gemiddelde consument zal er weinig van merken. Toen Duitsland in de zomer energie over had, kon het tegen negatieve of minimale prijzen aan Nederland worden verkocht. Nederland kon nog gas- en kolengestookte turbines afschakelen. Maar als Nederland straks ook veel zonne-energie over heeft, is er een probleem: hoe raak je het kwijt zonder het net te destabiliseren? Duitsland ziet inmiddels ook dat buffering op nationale schaal nog lang onmogelijk zal zijn en heeft nu 50 grote gascentrales in de planning staan. Zonder aardgas geen stabiele duurzame energie.
Waar Tennet voorheen met een beperkt aantal (conventionele) centrales het aanbod steeds op de vraag kon afstemmen, is nu ook het aanbod van zonne- en windenergie steeds meer aan schommelingen onderhevig. Het is voor Tennet balanceren op de rand van het mogelijke geworden.
Bij een onlangs voorgenomen grootschalige aanpassing van het netwerk in Brabant ziet Tennet voor de langere termijn af van versterking van het netwerk en lijkt de netbeheerder daarmee niet uit te gaan van een verwachte toename van energiebehoefte door elektrische auto’s en warmtepompen.

En waterstof dan?

Zoals bij kernenergie zijn er fervente tegenstanders van toepassing van waterstof. Zij wijzen op het aanzienlijke energieverlies bij omzetting in het elektrolyse-proces. Anderen wijzen weer op de grote voordelen van transport van waterstof via het bestaande aardgasnet en het niet tegen hoge kosten aanpassen van het elektriciteitsnet. Ook de opslag van energie, en nu nog verre van opgelost vraagstuk bij wind- en zonne-energie, is bij waterstof niet alleen technisch mogelijk maar ook betaalbaar. Opslag in (giftige) accu’s zou het tienvoudige kosten van opslag met waterstof.

In het kort kun je voor waterstof de volgende voorlopige balans kunnen opmaken:

+ Transport via bestaande aardgasleidingen, geringe aanpassingen in netwerk nodig;
+ Opslag van overtollige wind- of zonne-energie eenvoudig en goedkoop;
+ Opslag zonder verlies in de tijd, accu’s verliezen in de tijd hun opgeslagen energie;
+ Geen kostbare opschaling elektriciteitsnet nodig;
+ Geen uitstoot CO2 bij de eindgebruiker (in de bebouwde omgeving);
+ Kleine aanpassing volstaat in bestaande, moderne, gasketels;
+ Is in grote hoeveelheden duurzaam op te wekken in zonnige streken;
+ Transport over grote afstanden kan via ondergrondse pijpleidingen, minder problematisch dan nieuwe grote hoogspanningsmasten;
+ Geschikt voor slecht isoleerbare oude woningen (hebben ook aardgasnet);

+/- Niet nodig voor nieuwe goed geïsoleerde woningen, daar volstaat all-electric

-/- Is pas echt duurzaam als het ook duurzaam wordt opgewerkt;
-/- Zal voorlopig op ‘normale’ niet-duurzame wijze moeten worden gemaakt;
-/- Opwekken in zonnige streken betekent transport per schip, die zijn vooralsnog vervuilend;
-/- Techniek nog in ontwikkeling, nog niet direct op grote schaal in te voeren.

Er valt nog zoveel meer te vertellen over waterstof.
Meer informatie over de voor- en nadelen op:

Onder dit bericht kunt u een reactie achterlaten.


In deel 5: Protesten worden steeds feller

Geef als eerste een reactie

Geef een reactie

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd.


*