Wind energie heeft géén toekomst, ook niet met mega turbines
Dinsdag 28 juni 2016
Een gastbijdrage van Gert-Jaap van Ulzen
Afgelopen week werd bekend dat de belangen club voor wind exploitanten (NWEA) de opbrengst van de turbines willen verhogen door deze steeds hoger te maken – tot wel 350 meter http://bit.ly/290xBEu. ‘De windenergie branche innoveert nog steeds en wind is bewezen techniek’.
Dat innoverend vermogen is nogal beperkt en bewezen technologie is het zeker. De eerste windturbine stond in 1180 in Roermond.
Van de energie die in wind opgesloten zit, kan maximaal 59,3% worden geconverteerd naar stroom (Wet van Betz). Een moderne windturbine realiseert 80% van dat theoretisch maximum, een onvoorspelbaar hoog percentage. Niet zo raar, want met een leercurve van meer dan 800 jaar mag je toch aannemen dat we weten hoe het werkt. Het technisch innovatie potentieel is daarmee wel benut en is wind technologie met recht fossiele technologie.
Verdubbeld de lengte van de rotorbladen van een windturbine, dan neemt de oppervlakte waar wind energie kan worden afgevangen kwadratisch toe. Een gevalletje van Pi maal de straal in het kwadraat. Het wind vermogen is verder de derde macht van de gemiddelde windsnelheid (de energie).
Neemt de windsnelheid met de helft af, dan daalt de opbrengst tot vrijwel nul. Ongeacht de grootte van de rotorbladen, het waait domweg niet hard genoeg. Het energie rendement waarmee die hoeveel wind kan worden omgezet in stroom neemt ook al niet toe.
De economische opbrengst van windenergie is een relatief eenvoudige rekensom; Hoeveelheid windenergie * conversie rendement * opbrengst per kWh. Voor de winst bepaling dienen daar nog de kosten vanaf te worden getrokken. Het maximale conversie rendement (de 80% van het theoretisch maximum) is nu wel bereikt, dus resteren slechts de hoeveelheid wind en de prijs per kWh.
De hoeveelheid wind die je kunt afvangen met een turbine is uiteraard afhankelijk van de lengte van de rotorbladen. Vandaar ook dat de windturbines steeds hoger worden – in de huidige voorstellen tot 350 meter hoog. Een dergelijke turbine kan een rotorlengte van zeg 150 meter hebben en dus veel meer wind energie afvangen.
Het economisch rendement van een windturbine neem dus toe met de hoogte. Of omgekeerd, voor dezelfde hoeveelheid stroom heb ik minder turbines nodig. Minder asfalt om erbij te komen, minder kilometers net-aansluiting, minder marketing, minder personeel etc. Vandaar ook dat windturbines in clusters worden neergezet. Deel de overhead over zoveel mogelijk turbines bij elkaar – hoe meer hoe beter.
Onafhankelijk van fysieke beperkingen – ze storten uiteindelijk onder hun eigen gewicht gewoon in – kennen hogere windturbines ook andere nadelen. De kosten daarvan nemen ook kwadratisch toe. Een turbine die twee maal zo hoog is kost vier maal zoveel. De winst van een grotere ‘wind afvang’ oppervlakte waait dan nogal snel weg. Letterlijk.
Dat is overigens een effect wat bouwers van wolkenkrabbers maar al te goed herkennen. Als de wolkenkrabber maar hoog genoeg wordt, heb je uiteindelijk zoveel liften nodig, dat er geen exploitabele ruimte meer overblijft. Technisch kan het wel, economisch alleen niet.
Naar eigen zeggen – door de turbine producenten – kunnen de kosten van deze megaturbines wel met 40% omlaag door te standaardiseren en de productie op te schalen. Om de gewenste schaalgrootte te bereiken moet er voor 4000 MegaWatt aan vermogen per jaar aan turbines worden bijgeplaatst. De kostprijs zou dan dalen tot circa 10 cent per kWh.
Het verhogen van het economisch rendement door het verhogen van de turbines is op zijn minst nogal beperkt. De conversie naar stroom van de afgevangen wind energie evenzeer. Blijft alleen over de opbrengst per kiloWattuur om een rendabele wind-energie business case te bouwen.
De marktprijs voor stroom is al sinds 2008 aan het dalen (nu circa 2,5 cent per kWh) en neemt die marktprijs straks toe omdat de geproduceerde stroom ‘groen’ is? Nou, nee, niet bepaald. De opbrengst voor onze megaturbine in harde euro’s neemt alleen maar verder af, er is namelijk een woest surplus aan stroom. De marktprijs voor stroom is zo hard gedaald, dat de oudere turbines stil gezet worden. Zij kunnen van die gratis wind niet langer rendabel stroom leveren.
De oorzaak daarvan is vrij eenvoudig. Wanneer het niet waait of domweg donker is, willen we wel graag stroom. Het ‘grijze’ stroomcircuit – in Nederland vooral kolen centrales – draait dus gewoon door. Onze windturbines voeren dus vooral stroom capaciteit toe aan de markt en vervangen geen kolencentrales. Aanbod stijgt, vraag blijft gelijk, prijs daalt. Economie HAVO-2 – zie ook bijvoorbeeld het CBS bericht van vandaag http://bit.ly/29jOnhK
Ook de overheid kan dit niet oplossen door kolencentrales te sluiten. Dan hebben we immers 75% van de tijd geen stroom. De gekozen oplossingsrichting – het wegsubsidiëren van de exploitatie verliezen van weersafhankelijke stroom (wind & zon) is dan ook kwalijk duurzaam te noemen. Wanneer de subsidie ophoudt, staat de windturbine stil. Zo is bijvoorbeeld de hoeveelheid biomassa-stroom afgenomen na het beëindigen van de MEP subsidies.
Weersafhankelijke stroom is dus geen oplossing, maar onderdeel van het probleem. Ook megaturbines gaan niet helpen, hoe graag de leden van de NWEA de subsidie stromen daarmee annex ook aan de business case toevoegen. Windturbines op land of op zee hebben domweg geen toekomst. Hoe hoog we ze ook zouden maken.
Dit artikel verscheen ook op http://gertjaap.van-ulzen.nl/blog/?p=1719
