Deze tekst is gebaseerd op een indrukwekkende presentatie die Fred Udo gaf op de Nationale Ontgroeningsdag 2010.
Dr. Fred Udo is natuurkundige.
Een printervriendelijke versie staat hier (6 pagina’s A4)
———————————————————————————————————
Besparen windmolens brandstof? Presentatie Fred Udo op Ontgroeningsdag 2010
Een van de argumenten om ons windenergie op te dringen is de verwachting dat hiermee bespaard kan worden op brandstof: als de wind waait hoef je immers geen kolen of gas te verstoken? En op basis van die verwachting hopen allerlei partijen miljarden binnen te slepen via de handel in emissiecertificaten. FRAUDE! zegt natuurkundige Fred Udo! er ligt allerlei wetenschappelijk materiaal dat laat zien dat de megalomane Nederlandse windambities geen spat CO2-uitstoot zullen besparen… misschien zelfs zorgen voor méér CO2-uitstoot. Op de Ontgroeningsdag presenteerde Udo zijn bevindingen.
Dames en heren,
Onze beleidsmakers zijn vastbesloten om de wereld te redden van de ondergang door massaal windmolens in te zetten voor onze elektriciteitsvoorziening.
In 2020 moet 20% van onze elektriciteit duurzaam opgewekt worden en dat zal vooral gebeuren door het installeren van in totaal 12 GWatt windvermogen: 4 GWatt op land en 8 GWatt op zee.
De installatiekosten zullen in totaal 20 miljard euro bedragen, of 2 miljard per jaar.
Er wordt hard aan gewerkt getuige de enorme installaties, die voorbereid worden om het dorp Urk visueel van de buitenwereld af te sluiten. Met dezelfde overtuiging wordt de kop van Noord-Holland in een stekelvarken veranderd middels 300 MW aan molens.
Deze voordracht behandelt niet de grootschalige aantasting van ons landschap, maar kijkt naar het rendement van dit soort investeringen. Zoals de titel zegt: Besparen windmolens brandstof?
Normaal gesproken zou voor dergelijke investeringbeslissingen uitvoerig gekeken worden naar de technische mogelijkheden en het rendement van een dergelijke onderneming, maar de overheid heeft wat dit betreft geen goede reputatie opgebouwd.
Windmolens horen thuis in het rijtje: de metro in Amsterdam, de Betuwelijn, de HSL.
Ook voor windenergie wordt zonder nadenken de portemonnee van de belastingbetaler getrokken.
Het moge duidelijk zijn, dat de windmolenlobby er alles aan gelegen is om kritische geluiden hierover te overstemmen gezien de enorme financiële belangen die hiermee gemoeid zijn.
Dit leidt tot vreemde resultaten.
1. De discussie in Nederland.
De afdeling windenergie van de TU Delft wordt geleid door prof dr. ir.
G.A.M.van Kuik en prof. ir. W. Kling. Deze afdeling heeft een rapport
gepubliceerd over inpassing van grootschalige windenergie in het
Nederlandse net.
B.C. Ummels. R.L. Hendriks en W.L. Kling
“Inpassing van grootschalig windvermogen op zee in het Nederlandse elektriciteitsvoorzieningsysteem” Delft 20 Feb. 2007B.C. Ummels Proefschrift Delft 2009
De conclusies over de CO2 uitstoot zijn vervat in figuur 16 van het rapport..
Dezelfde figuur, maar dan geëxtrapoleerd tot 12 GW windvermogen, vinden wij in het proefschrift van Ummels, een van de auteurs van het rapport.
Uit de helling van de figuur kan worden afgeleid, dat de auteurs rekenen met een besparing van 535 kg CO2 per MWh geproduceerde windenergie. De grafiek heeft een lineair verloop, dus de besparing per geleverde megawattuur is volgens deze auteurs onafhankelijk van de hoeveelheid beschikbaar windvermogen. De conclusie is dus, dat het exploiteren van vele gigawatts windvermogen geen invloed heeft op het rendement van de klassieke centrales.
Op de eerste pagina van zijn proefschrift schrijft Dr. Ummels:
“The integration of wind energy in the Dutch system would provide a reduction of the operating cost of the system as a whole of 1.5 billion euro a year. This is because the wind is free, while coal and natural gas are not. By using less coal and natural gas, also the emission of CO2 decreases by 19 million tons a year”
Dit zijn forse conclusies, die best een budget van 2 miljard per jaar rechtvaardigen.
De gemiddelde lezer/ambtenaar komt niet veel verder dan de eerste pagina, dus hij zal nooit weten, dat op pagina 139 het citaat herhaald wordt met de volgende zin erachter:
“These benefits are dependent on fuel prices, the conventional generation mix, electricity consumption, the yearly wind regime, the international market design, interconnection capacity, etc. but are considerable in any case”.
De getallen in het eerste citaat zijn dus illusoir in de ogen van de auteur zelf. Het citaat stelt, dat wind niets kost, maar trekken wij deze zienswijze door, dan komt gas ook gratis uit de grond.
Net zomin als gas is windenergie gratis, want zonder een subsidie van 10 cent per kilowattuur draait er geen molen op zee. De “besparing” van 1,5 miljard euro aan brandstof is dus illusoir, maar de bijdrage van de overheid van 4,5 miljard euro per jaar om 12 gigawatt aan windmolens te laten draaien, is dat zeker niet.
Dr. Ummels is nu manager bij de afdeling windenergie van de firma Siemens.
Er zijn echter ook andere geluiden in bestuursland en wel van twee heel respectabele colleges.
De eerste die ik wil noemen is de Wetenschappelijke Raad voor het Regeringsbeleid (WRR).
De WRR heeft in 2006 een rapport uitgebracht:
“Klimaatstrategie – tussen ambitie en realisme”.
Hierin staat een zeer kritische bespreking van windenergie met als conclusie, dat zonder grootschalige opslag van elektriciteit het aandeel van windenergie in de totale stroomvoorziening van ons land beperkt dient te blijven tot enige gigawatt.
Het tweede rapport is van de Energieraad. Deze raad “adviseert regering en parlement over het te voeren energiebeleid”. Het rapport “Brandstofmix in beweging” (2008) bespreekt de verdringing van basislast door windenergie.
Hierin staat, dat verdringing van essentieel vermogen ontoelaatbaar is, dus dat windenergie aan een plafond gebonden is. Zij concluderen, dat windenergie alleen op grote schaal toegepast kan worden als er opslagvermogen beschikbaar is. Vanwege kosten en technische moeilijkheden wordt deze mogelijkheid niet voor 2020 verwacht.
Er zijn dus twee regeringsadviezen, die beide met kracht waarschuwen tegen het overhaast inzetten van windenergie. Helaas deze “Inconvenient truth” wordt in den Haag en bij de windmolenlobby niet gehoord.
De beleidsbeslissingen worden niet genomen na kennisname van deze rapporten, maar op grond van vooroordelen en conclusies die volgen uit half gelezen wetenschappelijk onderzoek .
2. De discussie in België.
J. Soens heeft een proefschrift geschreven over inpassen van windenergie in het Belgische net.
Soens, J. Impact of wind energy in a future power grid. PhD Thesis. KU Leuven (2005).
Soens zegt daarin, dat er een maximum is aan de hoeveelheid windenergie die ingepast kan worden in het Belgische systeem. Wanneer het windenergievermogen uitstijgt boven 5% van de pieklast, dan gaat het systeem meer CO2 uitstoten in plaats van minder.
Hierbij merk ik op, dat België beschikt over een 1100 MW waterkrachtcentrale te Coo, die als piekscheerder gebruikt kan worden.
Volgen wij de conclusie van Soens, dan kunnen wij in Nederland zonder verliezen tussen de 1 en 2 Gigawatt aan windenergie installeren. Dit is in flagrante tegenspraak met de conclusies van Ummels et al, die stellen, dat er in 2020 wel 12 GW aan windvermogen in het Nederlandse net gestopt kan worden.
3. Een kleinschalig voorbeeld.
Het volgende bericht stond in het Fin. Dagblad van 19 jan 2010:
“GE duikt in gat stroommarkt.General Electric gaat samen met PowerBalance zeven kleine stroomcentrales ontwikkelen, bestemd voor de onbalansmarkt. De 7 centrales zullen elk een opwekcapaciteit hebben van 8 tot 10 MW.”
Deze gasmotoren zijn in staat om snel te starten en om het geleverde vermogen aan te passen aan het geleverde vermogen van windmolens. Een combinatie kan dus een constant vermogen leveren. Stel wij ontwikkelen nu een schone centrale met 5 windmolens van 2 MWatt en een van deze gasmotoren. Deze vijf molens en een gasmotor van 10 MW kunnen samen altijd 10 MW leveren.
De productiefactor van de molens is 0,25, dus gemiddeld leveren de molens een kwart van de vereiste 10 Mwatt per uur. De gasmotor moet de overige 7,5 Mwatt leveren.
Een klassieke generator (gasturbine, gasmotor, dieselmotor) heeft een rendement (R) waarbij geldt, dat de hoeveelheid geleverde electrische energie E(el) gelijk is aan R maal de hoeveelheid verbruikte brandstof B. Hierbij meten wij de hoeveelheid brandstof in dezelfde maat als de electrische energie namelijk megawattuur (MWh). Om de primaire energie te onderscheiden van de electrische energie schrijven wij MWh(th).
Nu geldt dus de relatie: E(el) = R x B
Het rendement van de gasmotor is kleiner dan 30%, dus R = 0,30
Het primair energieverbruik voor 10 MWh is dan alleen het verbruik van de generator :
7,5MWh( = 0,30 x MWh(th) ,
dus de hoeveelheid verstookte brandstof is:
7,5MWh(el)/0,30 = 25 MWh(th)
Betrekken wij dezelfde 10 MWh uit het net, dan wordt er brandstof verstookt met een rendement van 46% om die 10 Mwatt per uur te leveren
Het verbruik voor 10 MWh is nu:
10MWh/0,46 = 21,7 MWh(th) primaire energie.
Het centraal opgewekt vermogen springt dus zuiniger met brandstof om, dan onze minicentrale.
Kleinschalige oplossingen met molens werken niet. Dit soort ondernemingen kost de gemeenschap alleen maar veel geld.
De integratie in het net is oneindig veel ingewikkelder, daar zijn vele studies aan gewijd, maar intuitief kunnen wij al aanvoelen welke kant het op zal gaan gezien de discussie hierboven.
4. Een misverstand.
Er wordt in Nederland veel gedroomd over grote windparken op zee, die
gekoppeld zullen worden met onderzeese kabels, zodat locale variaties
in het windaanbod opgevangen worden door andere molens ver weg, die in
een andere wind staan. Men realiseert zich kennelijk niet hoe groot de
weersystemen zijn, die ons weer bepalen.
Het welbekende Scandinavische hogedrukgebied is in staat om weinig wind te veroorzaken in een gebied van Stockholm tot Londen, waarbij dan de Noordzee en de Oostzee samen tot kabbelende plassen gereduceerd worden.
De veroorzakers van wind zijn de Atlantische depressies, die diameters van 500 tot 3000 km hebben.
De afstand van de isobaren op de kaart laat zien, dat er op 21 januari weinig wind was in het hele gebied van Helsinki tot Londen. Het is dus een utopie om te verwachten dat door het koppelen van de windparken langs de Europese kust de fluctuaties van de productie zullen verdwijnen.
Een Belgische studie toont aan, dat spreiding van molens over een groot gebied (>100km) er wel toe bijdraagt, dat vermogensvariaties, die per molen 100% per uur kunnen zijn (zie hieronder) gedempt worden tot maximaal 30% per uur. Praten wij over de productie per dag, dan is de correlatie vrijwel 100%. In andere woorden: als de molens bij Oostende stoppen, dan stopt de productie in Egmond even later ook.
De Energieraad besteedt daar veel aandacht aan en stelt, dat bij een overschot in windenergie in Nederland de ons omringende landen met hetzelfde verschijnsel kampen.
Laten wij naar de feiten kijken.
De volgende grafiek toont hoe het totale windvermogen ook bij grote tot zeer grote aantallen windmolens varieert. De grafiek toont de productie van het gezamenlijke windvermogen van niet minder dan 7000 windmolens in Duitsland in het verzorgingsgebied van de E.ON.
Deze 7000 windmolens staan verspreid van Noord tot Zuid Duitsland en hieruit blijkt dat de bewering dat wanneer men windmolens nu maar breed verspreid bouwt, zij gezamenlijk een constant vermogen zullen leveren niet waar is. De dagelijkse productie van 7000 molens varieert tussen 0,2% en 38% van de dagelijks benodigd vermogen. Weersystemen zijn groter dan Duitsland….
Hiermee is het idee van de zee als betrouwbare energieleverancier ontkracht .
5. Verdringing van klassiek vermogen.
Er wordt in Nederland ook veel onzin geschreven over de
reservecapaciteit die nodig is om windvermogen te ondersteunen. De
standaard bewering is, dat windvermogen klassieke centrales verdringt,
liefst kolencentrales, want die leveren de meeste CO2 op.
In het windrapport van EON uit 2005 zijn op pagina 9 gegevens over het benodigde reservevermogen te vinden
Deze grafiek zegt, dat bij grote windvermogens voor elke MW windvermogen er 0,95 MW klassiek vermogen standby moet staan.
Er wordt dus bij installatie van windvermogen geen klassiek vermogen uit de markt genomen .
Het tegendeel gebeurt, want naast de wilde plannen voor windenergie wordt in Nederland door een ander ministerie de bouw van vier kolencentrales voorbereid.
Daar zijn goede economische redenen voor, want kolen zijn goedkoop, de levering komt uit fatsoenlijke landen en er is genoeg voor minstens 200 jaar.
| Mwatt | Jaar | |||
| E.On | Rijnmond | Kolen/biom. | 1080 | 2012 |
| NUON | Eemshaven | Kolen/biom/gas | 1200 | 2011 |
| RWE | Eemshaven | Kolen/biom. | 1600 |
2012 |
| Electrabel | Rijnmond | Kolen/biom. | 800 | 2012 |
Binnenkort wordt dus 4680 Mwatt kolenvermogen toegevoegd aan het Nederlandse generatorpark. Dit zijn allen basislastmachines. Deze centrales zullen per jaar meer stroom aan het net leveren, dan de gedroomde 12GW aan windmolens. Een nadeel van kolencentrales is, dat zij niet snel regelbaar zijn en het zijn “must run” machines.
Men kan deze eenheden niet zomaat uitzetten. Deze centrales zijn dus niet geschikt om als tegenhanger van windvermogen te fungeren. De CO2 uitstoot is 2 maal zo hoog als de uitstoot van een gascentrale, maar daar doet men wat aan door biomassa mee te stoken.
Laat de linkerhand niet weten wat de rechter doet..
6. Het dagelijkse verloop van de vraag naar stroom.
Het is algemeen bekend, dat het dagelijks verloop van de stroomafname pieken en dalen vertoont.
Hieronder staat het verloop van de dagelijkse vraag in een week. Onder speciale omstandigheden zoals extreem lage temperaturen kan de pieklast soms 20% hoger uitkomen.
De dalurenvraag wordt opgevangen door zogenaamde basislastcentrales.
Dit zijn eenheden, die men op korte termijn niet kan uitzetten en die lage brandstofkosten hebben. Het is de kunst van TenneT om de dalurenlast zo te verdelen, dat de “must run” centrales doordraaien en dat de brandstofkosten zo laag mogelijk blijven. Dit geeft een voorkeur voor kerncentrales en kolencentrales. Kerncentrales hebben extreem lage brandstofkosten, dus laat men ze zoveel mogelijk doordraaien.
Het gevolg is, dat er altijd een minimum aan vermogen moet worden afgenomen om het generatorpark goed te kunnen benutten. Wanneer de nu geplande 4 kolencentrales in bedrijf zullen komen, dan zal dit minimum vermogen meer dan 10 GW gaan bedragen.
Snelle variaties in de stroomvraag worden opgevangen door zogenaamde “piekscheerders”.
Dit zijn enkelvoudige gasturbines, die binnen enkele minuten kunnen opstarten en snelle belastingvariaties kunnen volgen. Er is een goede reden om die eenheden zo min mogelijk te gebruiken, want het brandstofrendement ligt tussen de 25 en 30%.
Hieronder staat een rendementsdiagram van een aantal types centrales.
Helemaal onderaan staat het rendement van enkelvoudige gasturbines.
Het is duidelijk, dat de generatoren met het hoogste rendement het meeste te lijden hebben van het niet draaien op vollast. Het rendement van de beste generator gaat van 58% naar 47% als de belasting daalt van vollast naar 40%. De variatie van de vraag maakt, dat ook zonder de invloed van windenergie er een rendementsverlies optreedt, dat direct verband houdt met de variatie in de vraag naar stroom. De huidige mix van 70% gas en 30% kolen heeft een theoretisch rendement van 51%. In de praktijk zakt dit tot 46%.
Het is in hoge mate onzeker hoeveel rendementsverlies er in de praktijk gaat optreden door de aanwezigheid van windvermogen. De variaties in de vraag/aanbod worden aanzienlijk groter
Hier maken wij de aanname, dat het rendement door de grotere variaties in de belasting van 46% naar 42% gaat.
7. De inpasbaarheid van windstroom in het bestaande net.
Het proefschrift van Ummels bespreekt de situatie: veel wind en weinig vraag naar stroom.
In figuur 2.12 van het proefschrift geeft de auteur een analyse van de gevolgen van het inpassen van windenergie op de belasting van conventionele centrales. Dit gebeurt met een frequentiecurve.
Men neme 52 patronen van de weekbelasting en verdeelt die in tijdsintervallen van een kwartier. In totaal geeft dit waardes voor de stroomvraag voor elk moment van het jaar (8700 uur).
Deze worden gerangschikt naar afnemende vraag en produceren de belastingsduurcurve. Dit is de bovenste lijn in onderstaande figuur.
Behandelen wij nu het aanbod aan windenergie als negatieve vraag, dan kan elk van de punten van de curve gecorrigeerd worden voor de windproductie op dat moment.
Dit is gedaan voor 2,4,6,8,10 en 12 Gwatt windenergie. De resulterende vraaglijnen staan in de figuur.
Hieruit is te lezen, dat bij 12 GW windvermogen de belasting van de conventionele centrales gedurende de helft van het jaar beneden de laagst mogelijke belasting (10 GW) valt.
Zonder molens treedt deze minimumbelasting nooit op.
Dit betekent een overschot aan windstroom.
De enige oplossing hiervoor is export of het stilzetten van molens. Gezien het feit, dat de ons omringende landen in dezelfde situatie verkeren kan men vraagtekens zetten bij de exportmogelijkheden.
Uit de figuur volgt, dat ongeveer 60% van de opbrengst nuttig gebruikt kan worden.
In Denemarken bestaat deze situatie al jaren. In een interview vertelde een zegsman van het Deense ministerie van energie, dat windmolens 18% van de stroomproductie in Denemarken verzorgen.
Hiervan wordt 52% werkelijk aan het Deense net geleverd.
8. De grilligheid van windvermogen.
Het is de windindustrie er alles aan gelegen om de productie van stroom
door de molens zo goed mogelijk te kunnen voorspellen. De afdeling
windenergie van het ECN heeft hier jaren aan gewerkt en zij komen tot
een voorspelling van windvermogen met een foutenmarge van 30%.
Dit lijkt niet best, maar dat ligt niet aan de kwaliteit van de windverwachting, maar aan de vermogenskarakteristiek van de molens. Wind heeft namelijk de onaangename eigenschap, dat de energie-inhoud van wind evenredig is met de derde macht van de windsnelheid. Dit vertaalt zich direct in de hoeveelheid geproduceerde stroom. Een fout van 30% in het vermogen is dus maar een fout van 10% in de windsnelheid.
Dit wordt door de klassieke centrales bijgeregeld tegen de prijs van 1 cent per KWh windstroom.
De brandstofkosten zijn 3 tot 5 cent per kWh, dus ook windstroom verbruikt brandstof.
Hoe dit kan uitpakken toont de volgende grafiek gehaald van buienradar.nl:
Het verloop van de windsnelheid op 21 en 22 januari 2008. in Lelystad. De horizontale schaal is in uren.
De afname van de wind na middernacht betekent, dat de elektriciteitsproductie van de molens in Flevoland binnen een half uur van 80% tot nul terugviel.
In Flevoland staat een paar honderd MW windvermogen verdeeld over een gebied van 20x20 km2. Binnen een uur stonden zij allemaal stil.
Het licht in Lelystad bleef toch branden die nacht.
Om dit te bereiken moet er het volgende gebeuren:
- Er moet altijd een snel reagerende gasturbine meedraaien met de molens zodat het wegvallen van de windenergie niet tot ongelukken leidt.
- In periodes van weinig wind moet deze snelle generator de windproductie geheel overnemen, want als de molens weer gaan draaien, dan moet de productie in de centrale weer snel naar beneden geregeld kunnen worden.
De piekscheerders genoemd in het vorige hoofdstuk kunnen dit, maar deze hebben een slecht rendement.
9. Hoeveel brandstof (CO2) wordt er bespaard?
De eenheid is 1 miljoen ton CO2 = 1 megaton = 1 Mton
Wij gaan uit van een situatie zonder molens.
De centrales blazen dan in totaal ongeveer 95 Mton CO2 per jaar de lucht in.
Volgens de conclusies van Ummels et al kan hier 19 Mton op bespaard worden.
Hierop maken wij de volgende correcties:
a . De inpasbaarheid.
De conclusie uit paragraaf 6 zegt, dat van de 19 miljoen ton CO2 er maar 60% realiseerbaar is.
De besparing wordt gecorrigeerd van 19 Mton naar 11,4 Mton CO2
b . Het rendement van klassieke centrales.
Wij hebben boven gezien, dat van de geproduceerde 20% maar 12%
windstroom wordt opgenomen, maar de invloed van deze 12% is veel groter
dan dit relatief bescheiden aandeel doet vermoeden. Er moeten nu veel
vaker piekscheerders ingezet worden om het wegvallen van de wind te
compenseren en als het waait dan draaien de “must run” eenheden op een
minimum vermogem met bijbehorend laag rendement, maar de bijdrage van
de klassieke centrales is toch 88% van het totaal. Daalt het totale
rendement van de klassieke opwekking hierdoor van 46% naar 42%, dan
stijgt de emissie (dus het brandstofgebruik) met ruim 10% of 7 Mton CO2.
c . De onbalans.
De gerealiseerde productie wijkt 30% af van de voorspelde waarde, de onbalan. Dit wordt door de klassieke centrales bijgeregeld tegen de prijs van 1 cent per KWh windstroom.
De brandstofkosten zijn 3 cent per kWh, dus windstroom verbruikt brandstof, namelijk een derde van het normale brandstofverbruik.
Dit betekent, dat de besparing na het inpassen van de windstroom van 11,4 Mton met een derde verminderd moet worden omdat deze brandstof toch verstookt wordt. De emissie stijgt met 0,33 x 11,4 Mton = 3,6 Mton CO2.
| klassiek | wind | Besparing (Mton CO2) |
Totaal (Mton CO2) |
|
| 100% | 0 | 0 | 95 | |
| Simpel (Ummels) |
80% | 20% | 19,0 | 76 |
| Inpasbaarheid | 88 | 12 | -7,6 | 83,6 |
| Rendement (42-42% | 88 | 12 | -8,0 | 91,6 |
| Onbalans | 88 | 12 | -3,6 | 95,2 |
Het totale brandstofgebruik (CO2-uitstoot) is toegenomen.
9. Conclusie .
Het inboeken van CO2 besparing door de geleverde windenergie te vermenigvuldigen met de specifieke CO2 uitstoot van klassieke centrales is grootschalige fraude. Hiermee worden honderden miljoenen verdiend in de CO2 emissiehandel en in de groene stroomhandel .
een neef van mij is boer in duitsland en heeft drie windmolens op zijn land staan
in gesprekken met het onderhoudspersoneel bleek dat de oorspronkelijke schatting veel te optimistisch was en dat er niet 10 man voor 20 windmolens nodig waren, maar andersom
ook is de levensduur van de draaiende componenten hopeloos overschat en ligt die eerder bij 3-5 jaar dan 10-15 jaar zoals aanvankelijk berekend
de schade aan de structuur en draaiende componenten bij windkracht 7 en hoger is zelfs zo ernstig dat men daar verder onderzoek aan doet
In opdracht van het Ministerie van Economische Zaken heeft KEMA onderzoek gedaan naar de integratie van grote hoeveelheden windenergie in het Nederlandse elektriciteitsysteem in de context van een Noordwest Europese elektriciteitmarkt, voor het jaar 2020. Energie uit wind wordt gezien als een grote potentiële bron van duurzame elektriciteit en kan een aanzienlijke bijdrage leveren aan het verwezenlijken van Nederlandse en Europese doelstellingen voor CO2 emissiereductie en duurzame elektriciteit. Windenergie heeft de eigenschap dat de hoeveelheid elektriciteit die in het systeem moet worden geabsorbeerd sterk kan variëren in de tijd, omdat het soms wel en soms niet waait en omdat de precieze hoeveelheid wind onvoorspelbaar is. Dit maakt dat wind, met name in grote hoeveelheden, een impact heeft op het elektriciteitsysteem. De conclusies uit het rapport zijn o.a. dat 12 GW wind in 2020 inpasbaar is in het elektriciteitsnet, dat hierdoor de CO2 emmissies in Nederland dalen en dat de gemiddelde marginale kosten dalen bij toename van het opgesteld windvermogen.
Meer info en het volledige rapport kun je hier vinden:
Integratie van windenergie in het Nederlandse elektriciteitsysteem in de context van de Noordwest Europese elektriciteitmarkt
Bij het onderzoek van KEMA gaat met uit van de mogelijkheid om overtollige energie aan de buren te verkopen en als bij ons de wind wegvalt de stroom bij de buren te kopen.
.Ook gaat hij uit van ideaale netten waarover grote vermogens en grote pieken probleemloos kunnen worden getransporteerd.
Uitgegaan wordt ook van de bouw van 2 kolencentrales en een kerncentrale zodat we energieexportyeur worden waarop de windenergie kan meeliften.
Daarnaast gaar hij zelfs zover dat de WKK centrales moeten worden teruggeregeld en het verlies van deze warmte bronnen moet worden gecompenseerd door ketels.
Verder wordt er een maximaal beroep gedaan op het terugregelen van de must run capaciteit.
zo kom je altijd wel tot een theoretisch model en een uitkomst.
De praktijk:
De bouw van nieuwe centrales is twijfelachtig. Gezien ons klimaat waarbij soms een hoge druk gebied ligt wat invloed heeft op de wind in de Noordzeen en de Oostzee kunnen alle omliggende landen zonder wind zitten. Dan blijven de backupcentrales nodig.
Veileg grote vermogens uitwisselen als er bij de buren ook pieken zijn is twijfelachtig.
De regelmogelijkheden van de must run centrales worden beperkt door de snel afnemende levensduur als je daar te ver in gaat
Ik heb wel eens begrepen dat als de hele “energie-kolom” (het vervaardigen van een windturbine versus het maken van energie) wordt bekeken (het winnen van bv staal en aluminium en de daarbij behorende energiekosten en CO2 belasting) een windturbine negatief uitvalt. Maw: het kost meer energie (CO2) om een turbine te vervaardigen dan dat het energie (of CO2) wint. Graag uw visie hierop.
Geachte Hr. F. Udo.
De mogelijkheid van windenergie.
Als windenergie op afroep beschikbaar was dan is de brandstof (energie behoefte) besparing bij 10 % wind vermogen van een steg centrale, bij een vermogens reductie van 100 naar 90 % en een rendements reductie van 52,5 tot 52 % als volgt,
1 x 1/0,525 - 0,9 x 1/0,52= 0,17 = 9 % van het brandstof verbruik bij vollast.
Bij een vermogens reductie van 40 tot 30% ( rendements daling van 45,3 tot 42,8 %) van de steg centrale door levering van windenergie is de besparing als volgt,
0,4 x 1/0,453 - 0,3 x 1/0,429= 0,19 = 9 % van het brandstof verbruik bij vollast. ( het percentage windenergie is hier wel veel hoger)
Doordat windenergie echter zeer sterk kan fluctueren en windenergie voorrang heeft op het net kunnen de huidige centrales bij een groot aandeel windvermogen deze fluctuaties niet opvangen. Piekshavers wel, maar met een slechter rendement dan de bestaande centrales.De piekshavers moeten energie leveren om snel af te kunnen regelen indien de windmolens weinig energie leveren, maar door toenemende wind snel meer kunnen gaan leveren.Door de lage productie factor van de windmolens moeten de piekshavers dus het merendeel van de tijd energie leveren bij het lagere rendement van de piekshaver.
Daar gaat dus de brandstof besparing.
Andere situatie.
Als de wind energie beperkt wordt in de opregel snelheid (tijdelijk wat windmolens afschakelen b.v.) tot de afregel snelheid van de bestaande centrales hoeven de piek shavers niet het meerendeel van de tijd te draaien.
De piekshavers dienen nu enkel om kortstondig vermogen te leveren indien het windvermogen snel afneemt, totdat de bestaande centrales voldoende zijn opgeregeld.
Daar is de brandstof besparing weer. De voorrangs regel voor windenergie is dus zeer ongunstig.
In dit tweede geval zullen de windmolens dus minder energie leveren dan wanneer ze niet gelimiteerd zijn in opregelsnelheid.Dus de directe productie kosten toenemen.
De totale kosten van windenergie zijn hoger dan de installatie en onderhouds kosten van de molens.
Er kan geen bestaande centrale gesloten worden, extra piekshavers moet ook aangeschaft en onderhouden.
Bij toepassing op grote schaal van windenergie moet energie ook opgeslagen kunnen worden.(lucht compressor, luchtgedreven turbo generator, leeg gasveld of zoutkoepel?)
De politiek zou de Nederlanders moeten informeren wat die molens nu werkelijk kosten en opleveren.
Ik heb de discussie over dit onderwerp van afgelopen half jaar eens gescand. Een drietal zaken valt me op:
-De berekeningen van dhr. Udo kwamen toevallig nèt uit op iets meer CO2-emissies dan besparingen, na een mooie optelsom van aannames. De vele nuanceringen die gemaakt zijn door de diverse opponenten hebben zijn betoog niet wezenlijk beïnvloed. Het geheel lijkt mij haast een gerichte actie van een hobbyist, vergelijkbaar met degenen die mails van wetenschappers graag uit verband halen en bewust en goed getimed misinterpreteren.
- De toonzetting van dhr. Udo op het moment dat de reacties van de serieuze debater Lambertus wat te kritisch bleken te worden: hij ging op de man spelen, terwijl het een neutrale pensionado om de argumenten zou moeten hebben gegaan. Kortom, wat is feitelijk de drive van deze heer Udo?
- Er wordt niet naar de toekomst gekeken en er lijken geen professionals uit het energieveld zich in deze discussie te willen mengen. Ik heb er maar eens een studie bij gehaald van deze combi: de alom gerenommeerde Kema heeft een analyse gemaakt van de situatie waarin over 40 jaar in verschillende scenario’s meer duurzame energie wordt toegepast (Roapmap 2050). Daarin is geschat dat 10-15% additionele backup dient te worden geinstalleerd ten bate van de fluctuerende energiebronnen (bij 60-100% duurzame bronnen). Nu is mijn interpretatie van die studie dat dit geen wezenlijk probleem is, omdat de opvang van de vraagfluctuatie en vermeende rendementsreductie veel minder aan de orde is als de elektriciteitsnetten in Europa veel beter gekoppeld worden en er integraal en internationaal netbeheer plaatsvindt, met bijbehorende efficiencyslagen. Helaas gaat dhr. Udo grotendeels voorbij aan deze verbeterkansen ervan.
Kortom, is hier sprake van blikvernauwing om tot een bepaalde uitkomst te komen (zoals zo vaak in de ‘wetenschap’ gebeurt)? Of ben ik te pessimistisch en zijn dhr Udo en zijn collega ‘onderzoekers’ bereid en in staat om echt objectief de toekomst in te kijken? Bovenstaande observaties neigen tot het eerste, maar ik lees graag reacties waar het laatste uit blijkt. Tot die tijd moet ik helaas deze ogenschijnlijke contra-beweging met enige korrel zout nemen… Helaas kan ik vanavond niet aan de webdiscussie meedoen, overigens.
Over professionals gesproken:
Wat denkt u van de EnergieRaad en de WRR?
Ik heb ook een Kema rapport erbij gepakt en vind daarin de volgende conclusie over windenergie:
“Uit deze tabel blijkt, dat bij windvermogens boven 6000 MW 20-40% van het geïnstalleerde extra productievermogen niet kan worden geaccomodeerd. Hiermee worden de zorgen van de (Energie) Raad, geuit in zijn Brandstofmixadvies [22] over inpasbaarheid van hoge windvermogens bevestigd.”
22. Brandstofmix in beweging, Energieraad, januari 2008
Het koppelen van stroomnetten in Europa wordt als een panacee gezien voor alle locale problemen. In het artikel staan de argumenten die daartegen pleiten.
Ik kijk niet in de toekomst, maar de huidige beleidsvoornemens (eerst windmolens neerzetten en dan gaan nadenken over de problemen die deze “overhaaste technologypush” (WRR) gaat geven) leiden tot een miljarden verspilling van belastinggeld.
De propaganda die nu op grote schaal bedreven wordt (Nederland krijgt nieuwe energie ed) laat ik voor wat het is: luchtfietserij.
Hoewel ik het met de strekking van het verhaal eens ben kom ik toch wat onnauwkeurigheidjes tegen:
Electrabel claimt voor hun nieuwe (ultra-superkritische)poederkoolcentrale een rendement van 46 %.
in uw grafiek met rendementen is dit niet terug te vinden.
verder gaat u voorbij aan het feit dat de dagelijkse cyclus in electraverbruik al jaren vantevoren te voorspellen is waardoor een deel van het terugregelen wel degelijk door kolencentrales gebeurt, en vanwege de vlakkere curve van het rendement ervan, de toename in CO2 uitstoot (of lagere afname) ook een tikkeltje kleiner is.
tot slot ligt er een 700 MW verbinding als “buffer” naar de waterkrachtcentrales van Noorwegen.
Beste Paul,
A. De grafieken met rendementen zijn van bestaande centrales. De gegevens komen van Tennet. Ik ken de getallen voor toekomstige centrales niet voldoende. Verder moeten deze rendementen eerst maar eens gerealiseerd worden.
B. Uw opmerking over het regelen met kolencentrales is juist, maar het blijkt, dat het brandstofgebruik tijdens het regelen slecht bekend is.
C. Er komt zelfs een 2 GW verbinding met Noorwegen.
Wat is het rendement van de operatie:
1.Wegsturen van overtollige stroom naar Noorwegen,
2. het oppompen van water daarmee,
3. Het genereren van stroom in de waterkrachtcentrale
4. Het terugsturen van die stroom naar Nederland.
Mijn “educated guess” is : niet meer dan 50% en waarschijnlijk minder.
Het rendement is niet 50% maar 80%
Een kleine aanvulkling. Noorwegen heeft veel waterkracht en er is daar geen echte aanleiding om veel water omhoog te pompen. De pompcapaciteit is dan ook relatief gering
De meeste back up, om grote hoeveelheden overtollige windstroom van de buren op te nemen is het terugregelen van de eigen waterkrachtcentrales.
Daarnaast hebben wij een verbinding met denemarken.De Denen maken al jaren gebruik van de mogelijkheden van de buren.
Als nederland en Denemarken beide met een forse hoeveelheid overtollige stroom zitten lukt het niet meer om voor dit alles de buffer in Zia51aweden te gebruiken.
Norned is maar 0,7GW ik vind dat niet noemenswaardig op 18GW.
De centrales voor teruglevering zijn veek te klein.
http://nl.wikipedia.org/wiki/NorNed-kabel
Ze hebben daar geen pompen. 3000GWh geïmporteerd. Slechts 330GWh geexporteerd. Maar liever water dan fossiel.
0,7GW is toch ook ongeveer de som van de piekscheerders in NL.
Waarom draaien die dan nog? Hoe groot is hier de gasturbine behoefte?
Als je 6GW aan windmolens neerzet kan het ten eerste niet door de NorNed. En ten tweede heb je hier een groot probleem. Kan TenneT de molens langzaam uitzetten en aanzetten?
(2, Niels). Ook u haalt hier weer twee discussies door elkaar. De CO2-discussie en de afhankelijkheid van buitenlandse fossiele brandstoffen. Het artikel gaat over vermeende besparing van megatonnen CO2 die eens een keer goed berekend zou moeten worden.
Als we het dan over alternatieven gaan hebben. … ben ik zelf van mening dat zonne-energie uit noord-Afrika een goed alternatief is (zie: DeserTec.org). Maar ook daarmee, net als uw voorbeeld van te bouwen stuwmeren in Oostenrijk, zijn we afhankelijk van derde partijen en andere landen. Ik betwijfel sterk of de overige oplossingen die u aandraagt wel zo duurzaam zijn (accu’s, grote gekoppelde stroomnetten en grote windparken met daaraan verbonden enorme bouw en onderhoudskosten).
Mogelijk is het zinnig om eens naar de aardgas-export te kijken. Duitsland heeft (was dat onder Den Uil?) de rechten op 50% van ons aardgas (veel te goedkoop) opgekocht. Als je niet afhankelijk wilt zijn van andere landen, is het misschien verstandig om wat meer gas hier te houden voor de toekomst. Bovendien kun je later mogelijk op gas uit vergisting omschakelen.
Nogmaals, wat uit het artikel naar voren komt is vooral dat er eens goed uitgerekend moet worden wat bouw, onderhoud en het stand-by houden van gasturbines nu werkelijk kost. Op het moment gaan er miljarden in de windmolen-industrie om waar een hoop mensen hun vraagtekens bij hebben.
Zie ook: http://climategate.nl/2010/03/06/eerste-kamer-laatste-woord-over-windpar...
Complimenten voor alle rekenwerk. Maar er ligt de onuitgesproken veronderstelling aan ten grondslag dat de energievraag niet -al is het maar ten dele- is aan te passen aan het aanbod. En dat dat ook in de toekomst zo zal blijven.
Een tweede veronderstelling is dat piekscheren per se met gasmotoren moet. terwijl je met het nieuwe veel zuiniger lange-afstands (hoogspanningsgelijkstroom)transport van elektrische energie toch niet per se een stuwmeer direct naast de deur hoeft te hebben. Nu het wat slechter gaat met de wintersport zien de Oostenrijkers allicht hier en daar nieuwe kansen voor sommige van hun dalen. Met twee stuwmeren boven elkaar moet je een eindje kunnen komen.
Wel leuk trouwens dat iemands vak (natuurkundige, uiterst respectabel) heel serieus wordt genomen als ie tegen windenergie pleit, maar een stuk minder als ie er voor is. Want dan is ie vast belanghebbende in de windenergie.
U heeft gelijk, dat een deel van mijn argumenten berusten op het vraagpatroon zoals dat nu is. Dit wordt veroorzaakt door ons dag en nachtritme en dat zal de komende 10 jaar niet veranderen. Alleen grootschalige opslag kan daar iets aan doen.
Elektrische auto’s kunnen daar bij helpen, maar die zijn er (nog) niet.
Mijn betoog laat zien wat er zal gebeuren, wanneer de huidige politiek van tomeloos investeren in wind zonder verdere hervormingen van onze elektriciteitsvoorziening wordt voortgezet. Het vervelende is, dat hervormingen van onze stroomvoorziening meer dan 10 jaar nodig hebben. De beslissing om 4 kolencentrales te bouwen legt de basis van ons generatorpark vast voor de komende 20 tot 30 jaar.
Mijn voorbeeld van gasmotoren is bedoeld om te laten zien, dat er ook op kleine schaal onzinnige dingen gedaan worden. Er zijn betere piekscheerders dan gasmotoren
Uw laatste opmerking wordt bevestigd door mijn vele contacten met voorstanders van windenergie. Dit is niet de plaats om namen te noemen, maar de genoemde tegenstelling tussen de conclusies van Ummels en Soens is er een goed voorbeeld van.
Dhr Ummels is nu manager van de afdeling windenergie van Siemens..
Beste Fred, dank voor je antwoord.
We zijn het er over eens, dat windenergie alleen een groot aandeel kan krijgen, indien het wordt vergezeld van aanpassingen in de elektriciteit-infrastructuur. Die zijn er inderdaad nog niet. Maar de opbouw van windenergie gaat ook niet overnacht. Het lijkt mij realistisch, dat beide ontwikkelingen ongeveer gelijk op kunnen verlopen. Zo kan juist de combinatie windenergie - smart grid - elektrische auto heel belangrijk worden en de ‘case windenergie’ sterk verbeteren.
Slimme meet- en regelapparatuur hoeft daarbij echt geen 10 jaar meer te wachten. De elektrische auto + accu kan wellicht vanaf de tweede helft van dit decennium een rol beginnen te spelen, in ieder geval in de segmenten stadsdistributie en als stadsauto, mogelijk daarnaast als zaken- en gezinsauto indien voorzien van range-extender (kleine, zuinige hulpmotor die de accu bijlaadt). Indien ‘s nachts opgeladen met wind-energie kan de elektrische auto sterk bijdragen aan de reductie van CO2-emissies in het transport.
Voor beide ontwikkelingen moet inderdaad meer aandacht komen in Den Haag.
Dat daar sowieso meer aandacht moet zijn voor de harde feiten en goede berekeningen in plaats van politieke wens- en doem-verhalen, daarover zijn we het vast ook eens.
Nieuw commentaar posten