Welvaartsverlies door windenergie – de sommetjes

Welvaartsverlies door windenergie – de sommetjes

Zaterdag 2 juni 2018

Een bijdrage van Fred Udo.

Nederland maakt zich op voor een toekomst vol zwaaipalen en zonnepanelen. In 2030 zal er volgens de notitie van het PBL[1] minstens 20 GW windvermogen zijn opgesteld, verdeeld over ruwweg 10 GW op land en 10 GW op zee. Daarnaast wordt 80 km2 land bedekt met 8 GW zonnepanelen. In deze bijdrage worden de economische gevolgen van een dergelijke operatie beschouwd.

Op de achtergrond van de discussies over het nut van wind- en zonne-energie bevindt zich altijd de vraag: ‘Levert windstroom een zinvolle bijdragen aan onze door elektriciteit aangedreven maatschappij?’

In andere vormen is de vraag: ‘Hoe groot is de EROI, het energetisch rendement van zwaaipalen’. Of: ‘Wat is de terugverdientijd?’

De windindustrie maakt zich ervan af door met stelligheid te beweren, dat een paal zijn eigen energie in 3 tot 6 maanden heeft opgewekt, maar daarbij wordt een groot deel van de kosten buiten beschouwing gelaten.

Het rendement van windstroom is afhankelijk van de configuratie van het stroomnet en de grootte van de windbijdrage.

Dit artikel maakt een schatting van het financiële rendement van zwaaipalen in een stroomnet, zoals geprojecteerd door het PBL in 2030. Dit is gedaan door eenvoudig de investering te vergelijken met de hoeveelheid en de kwaliteit van het product windstroom gedurende de levensduur van de installatie.

De inpasverliezen van 20 GW windstroom

Ondanks wilde ideeën over elektrisch vervoer en elektrische verwarming wordt in vele projecties van het stroomverbruik uitgegaan van een stabiel of zelfs dalend stroomverbruik.

Het stroomverbruik in Nederland is nu 120 000 GWh/jaar. Dit is al enige jaren stabiel.

Het bruto aanbod van 20 GW wind en 8 GW zonnestroom is ongeveer 64 000 GWh per jaar.[2]

Dit is een bijdrage van ruim 50% van de totale stroomverbruik, maar 28 GW vermogen is ruim 2 maal de gemiddelde stroomvraag in Nederland. Het verschil komt door de lage aantal vollasturen van wind en zonne-collectoren..

Het is duidelijk, dat niet alle geproduceerde wind- en zonnestroom ingepast kan worden in het net. De Engelse term voor inpasverliezen is curtailment.

Een berekening van de te verwachten inpasverliezen is gegeven in [3], waar de bedrijfsgegevens van het Ierse stroomnet worden geanalyseerd.

Onderstaande figuur is gereproduceerd uit ref. 3:

Bij 50% wind kan 30% van de windproductie niet worden ingepast in het net.

Het gevolg is, dat de effectieve capaciteitsfactor van wind op land en van wind op zee met 30% wordt verlaagd. De capaciteitsfactor van wind op land gaat van 0,25 naar 0,7 x 0,25 = 0,175 en die van wind op zee gaat van 0,40 naar 0,7 x 0,40 = 0,28.

De economische waarde van 20 gigawatt windstroom

De berekening hieronder beschouwt de windindustrie als een bedrijfstak met een product, dat een zekere economische waarde heeft, die gegeven wordt door de prijs op de spotmarkt en de kosten die de afnemers moeten maken om het te gebruiken.

De berekening houdt geen rekening met subsidies, groene investeringsaftrek en andere extraatjes, die de overheid met gulle hand uitdeelt aan windenergie exploitanten.

De netto productie (curtailment)

Het aantal vollasturen van zwaaipalen op land [zie plaatje 1] is in de projectie van het PBL gereduceerd tot 0,175 x 8760 uren per jaar = 1533 uur.

De netto jaarproductie van 1 megawatt windvermogen is nu 1533 MWh.

Op zee is de netto stroomopbrengst 0,28 x1 MW x 8760 uur = 2450 MWh per jaar per megawatt opgesteld vermogen.

De zwaaipalen produceren dus gedwongen 30% minder stroom, maar dat vinden de exploitanten helemaal niet erg, want de niet geproduceerde stroom wordt ook betaald (door de verbruiker).

Niets is te dol in zwaaipalenland.

Het profieleffect.

De prijs van elektriciteit op de spotmarkt is afhankelijk van de momentane windbijdrage. Veel wind betekent een te hoog stroomaanbod, dus lage marktprijs. Het PBL heeft hier de naam profieleffect aan gegeven.

Het PBL schat dat bij 50% windbijdrage de opbrengst van windstroom gemiddeld 30% lager zal zijn dan de gemiddelde marktprijs. Dit klopt met de variatie van de stroomprijs in Denemarken als gerapporteerd door P.F.Bach [4]

Stellen wij de stroomprijs op 5 cent/kWh dan wordt de marktprijs voor windstroom 3,5 cent.

De onbalansvergoeding

De windindustrie betaalde voor 2010 1 cent per geleverde kilowattuur aan de stroomproducenten. Dit was een vergoeding voor de voorzieningen die getroffen moeten worden om de onregelmatigheden in de productie van windstroom op te vangen. Dit is de onbalansvergoeding.

Deze vergoeding wordt niet meer betaald, maar de kosten van onbalans in het net zijn niet verdwenen, integendeel, want deze kosten worden alleen maar hoger bij een toenemend aandeel wind. In deze berekening wordt de vergoeding voor onbalanskosten op 1 cent/kWh gehouden ondanks de veel hogere windbijdrage.

Het profieleffect en de onbalansvergoeding verlagen de netto opbrengst van windstroom van 5 cent naar 2,5 cent per kilowattuur.

Hieruit volgt de economische schade veroorzaakt door een zwaaipaal van 1 megawatt op land.

De waarde van de geproduceerde stroom is 25 euro per megawattuur.

• De productie per megawatt vermogen is 1533 MWh/jaar.
• De bijdrage aan de economie per jaar is 1533 x 25 euro = 38300 euro/jaar.
• De investering voor 1 MW wind op land is 1,4 miljoen euro [5].
• De terugverdientijd is 1,4 miljoen euro / 38300 euro/jaar = 36,6 jaar

Conclusie wind op land

Het duurt ruim 36 jaar voordat een zwaaipaal zijn eigen investering heeft terugbetaald via de werkelijke waarde van de geproduceerde windstroom.

Hierbij is nog afgezien van financieringskosten, verzekering, veroudering (1,6%/jaar), onderhoud en ondernemerswinst.

De aantasting van het landschap, het vermalen van vogels en vleermuizen wordt überhaupt nooit in rekening gebracht. Daarbij is 2500 km2 land veranderd in windindustrieterrein [6].

Dit is economische zelfmoord.

Wind op zee

Volgens de notie van het PBL is wind op zee duurder dan wind op land . Wind op land levert een bate van 20 euro/ton bespaarde CO2 tegenover de kosten van 20 euro/ton bespaarde CO2 voor wind op zee. Dit spoort niet met de prijzen, die geboden worden in de veilingen voor zwaaipalen op zee. Misschien weet PBL toch meer over de voorwaarden, waaronder zo’n lage biedprijs mogelijk is. Een ervan is natuurlijk de stroomaansluiting op zee, die door Tennet wordt verzorgd en door de verbruikers apart wordt betaald.

Zonder verdere gegevens is de economische schade moeilijk te bepalen, maar het volgende persbericht geeft een goede aanwijzing:

Uit een artikel van het FD van 26 jan 2017 citeren wij de kop en een tekst:

Hausse in groene energie blijft

Afgelopen jaar is er voor € 18,2 mrd geïnvesteerd in wind op zee. Daarmee is voor 4900 megawatt aan offshorewind gefinancierd. Dat is een stijging van 40% ten opzichte van 2015.

Hieruit volgt de prijs voor wind op zee in 2016:

18,2 mrd / 4900 MW = 3,7 miljoen euro per megawatt.

De gemiddelde prijs in voorgaande jaren was ruim 4 miljoen per MW.

Hier zien wij dus een 10% verlaging van de kostprijs van wind op zee.

Dezelfde berekening voor 1 megawatt zwaaipaal op zee gaat nu als volgt:

• De waarde van de geproduceerde windstroom is 25 euro per megawattuur.
• De jaarproductie per megawatt vermogen is 2700 MWh.
• De bijdrage aan de economie per jaar is 2700 x 25 = 67500 euro/jaar.
• De investering voor 1 megawatt wind op zee is 3,7 miljoen euro.
• De terugverdientijd = 3,7 miljoen / 67500 euro/jaar = 54,8 jaar

Conclusie wind op zee

Het duurt bijna 55 jaar voordat de molen op zee zijn eigen investering heeft terugbetaald via de economische waarde van de geproduceerde windstroom.

De moderne economie is gebaseerd op betrouwbare en goedkope energie. 2500 km2 zwaaipalen dragen daar niet aan bij, integendeel. en 80 km2 land bedekt met zonnepanelen[7] nog minder.

Op twitter vond ik het volgende citaat:

Nederland is een derde wereldland in aanbouw.