Vragen van dhr. R. Leegte zijn door Minister Verhagen beantwoord in twee brieven. Zij bevatten tevens de vragen. In één brief gaat de Minister gedetailleerd in op de problemen. Beide antwoorden samen illustreren de kennisbasis waarop de overheid zijn beleid baseert. Zij verdienen grondiger commentaar dan dat in mijn reactie op de andere brief, die ik eerst onder ogen kreeg. Ik volg hieronder de antwoorden in beide brieven en besluit met enkele aanvullende opmerkingen.

1. Brief DGETM-ED / 12330194 van 2 nov. 2012.

Antwoord vraag 2 (& deels 3).

Het “gegeven” dat een 3 MW windmolen op het land overeenkomstig 2200 vollast draaiuren produceert, komt niet overeen met de resultaten die het CBS meldt over de periode 1998-2010 voor alle windmolens samen. Hieruit zou een capaciteitsfactor volgen van 25% voor windmolens op het land. (De Minister merkt in zijn antwoord op vraag 3 terecht op, dat de aanduiding ‘rendement’ in deze niet op zijn plaats is.) In onderstaande grafiek is voor elk jaar op basis van geregistreerde vollast uren de capaciteitsfactor voor alle Nederlandse windmolens samen getekend. Omdat er jaarlijks worden bijgeplaatst, maar niet bekend is wanneer de nieuwe in bedrijf komen, zijn er twee series. De ene indiceert de bovengrens, berekend met geïnstalleerd vermogen op 1 januari, de ander met dat op 31 december. Die geeft de minimum capaciteitsfactor.

Trendmatig ligt de capaciteitsfactor tussen beide uitersten. In 2010 was hij feitelijk ~ 20,5%. Indien men afziet van de variatie in de wind van jaar tot jaar en op de trend afgaat, dan is de capaciteitsfactor in 2010: ~ 23%. Dit alles voor wind op land en wind op zee samen. Op land is de capaciteitsfactor minder en op zee meer.
De bruto opbrengst van de wind, 23% i.p.v. 25% betekent alleen al 8% minder windopbrengst dan de regering veronderstelt. In 2010 was het incidenteel ~ 20% minder (!). Dit zijn de feiten. Dat is toch iets anders dan het ‘gegeven’.
In het vervolg meldt de Minister: “Het nadelige effect van windstroompieken op de efficiency van het gehele Nederlandse stroomproductiepark en daarmee op de CO₂-reductie is ten hoogste 2 tot 3 procent.” En daarbij merkt hij op dat dit pas optreedt bij een aanzienlijk grotere windpenetratie dan waarmee wij thans te maken hebben. De bron is niet genoemd. Ook is niet duidelijk op welke grootheid het percentage betrekking heeft. Zijn het dezelfde procenten als die van het rendement nationaal? Of heeft het slechts betrekking op het deel van de conventionele productie dat de windstroom zou vervangen? Op het moment is het rendement van de fossiele productie volgens de CBS-gegevens 39,4%. Betekent dit dat het bij grote windcapaciteit 37,4% of zelfs 36,4% zou zijn? Of is bedoeld een percentage van dit rendement dus: 38,6 à 38,2%?
Mw. Van der Hoeven, gaf in haar antwoord op vragen van dhr. Mos en dhr. Graus, aanhangsel 1574 (2009-2010) een andere presentatie: bij 33,3% lager conventioneel vermogen, 31,6% minder brandstofverbruik. D.w.z. dat 5,1% van de 'besparing' verloren gaat. In zijn gesprek met de Volkskrant (1 mei 2010) schatte de KEMA deskundige ‘stroommarkt en regulering’, Christian Hewicker, het verlies 10%. Het is niet duidelijk of deze cijfers met de nu genoemde invloed op het rendement corresponderen.
Schattingen van mij en collega onderzoekers in binnen en buitenland wijzen op minder besparing. Een van de belangrijke redenen van onze veel lagere schatting is dat conventionele eenheden, hetgeen nu ook weer blijkt uit de CBS-cijfers, gemiddeld op een belangrijk lager vermogen draaien dan waarvoor ze zijn ontworpen. Dat betekent in een gebied waar de rendementscurven steil verlopen. Zonder de bron is het niet mogelijk na te gaan welke fouten kleven aan het onderzoek, dat aan de cijfers in het antwoord ten grondslag ligt.

Antwoord vraag 3.

Zie hier boven. Het uitgangspunt komt niet overeen met de feitelijke gegevens.

Antwoord vraag 4.

Het genoemde protocol¹ bevat een tabel waarin totaal rendementen voor de omzetting van fossiele productie in elektrische energie zijn aangegeven, die afgeleid zijn uit gegevens van het ECN & ‘Statistics Netherlands 2010’:

De hierin vermelde rendementen verschillen van die welke volgen uit de cijfers over brandstofinzet en over fossiel geproduceerde elektriciteit van CBS Statline. Die zijn weergegeven in onderstaande figuur.

Dit vraagt om een verklaring. De besparingsberekening zoals de regering die hanteert, is nl. direct van deze cijfers afhankelijk. In het antwoord wordt gesproken van een ‘gemiddeld rendement’. Wellicht is hier bedoeld het totaal rendement, d.w.z. (nationaal fossiel geproduceerde elektrische energie) / (nationale fossiel-calorische warmte inzet). Indien de Statline cijfers de juiste zouden zijn, is dat rendement in 2008: 39,2%. Dat zou een verschil van 9% in veronderstelde besparing betekenen. Het is dus van belang te weten welke cijfers de juiste zijn.
De rekenwijze is overigens fundamenteel fout. Dit laat zich demonstreren door een redenering ad absurdum. Indien door de inzet van niet vraag gestuurde, fluctuerende, hernieuwbare elektriciteit het rendement van conventionele eenheden sterk zou afnemen, zou met dit algoritme de besparing groter worden terwijl er meer brandstof wordt verbruikt (!).

De regeringsberekening verdisconteert niet het effect van windstroom pieken omdat dat klein zou zijn. Ik voeg hier aan toe: evenmin van voortdurende variaties, die de andere eenheden noodzaken ook voortdurend op- en af te regelen. Bij grote windpenetratie moeten er zelfs conventionele eenheden worden stil gezet en weer aangezet, al of niet in die tussentijd ijdelend, wat ook brandstof vergt, 5 – 8% van het vollast verbruik.
Dat het gehanteerde protocol overeenstemt met Europese richtlijnen maakt het daarom natuurkundig niet juister.
Het protocol kan indien nieuwe inzichten dat nodig maken worden aangepast. Gelukkig maar. Alleen voor die nieuwe inzichten is onderzoek nodig en dat onderzoek, waarom dhr. Leegte vroeg, wordt in het ministeriële antwoord nu juist afgewezen.

Antwoord vraag 5.

De Minister verwijst naar mijn rapport, waarover hij advies heeft gekregen van het CBS. Het rapport is geschreven voor leken. Zelf geef ik er de voorkeur aan te verwijzen naar mijn overeenkomend Engelstalig, meer technisch artikel², waarin een deel van de ‘peer kritiek’ is verwerkt. Terecht signaleren de adviseurs dat het aannames en veronderstellingen bevat die ik beter als zodanig had moeten aangeven. Het is juist dat er andere invloeden zijn die het lage rendement – laag in vergelijking tot het ontwerp rendement van de desbetreffende eenheden – mede veroorzaken. Decentrale WKK-eenheden beïnvloeden het elektrisch rendement nadelig. Hiervoor is destijds al door de SEP gewaarschuwd. Een andere factor is de import van stroom uit het buitenland.
Dat de balans van import en export naar nul tendeert is anders dan in mijn artikel aangenomen geen geruststelling. In het bijzonder indien een deel van de import eveneens een intermitterend karakter zou hebben. Het is echter niet juist dat ik, bij het berekenen van de effectiviteit waarmee windstroom fossiel geproduceerde stroom vervangt, mij baseer op het totaal rendement dat sterk door zulke andere factoren wordt verlaagd. Ik heb nl. vergeleken met het incrementeel rendement en het is discutabel in hoeverre over de laatste jaren dat is beïnvloed door veranderingen in beide genoemde storende factoren, WKK en import.
Het is een feit dat de levering van nuttige warmte bij de elektriciteitsproductie het elektrisch rendement nadelig beïnvloedt. Lettend op het totale energieverbruik is het dan toch voordelig. Echter wanneer wij naar het verloop van de rendementen (louter elektrisch) en (elektrisch + nuttige warmte) kijken, dan zien we dat ondanks de vernieuwing van het machinepark, de relatieve sterke toename van de productie uit gas en de substantiële rendementsverbetering van de gaseenheden, het totaal rendement nauwelijks is veranderd. Zie voorgaand plaatje. De trendmatige verbetering is 0,1% per jaar voor (elektriciteit + nuttige warmte). Dat is teleurstellend weinig gezien de technische verbeteringen en het hoger rendement van gas- dan van steenkooleenheden.

De Minister wijst op de complexiteit van het elektrische systeem, die in mijn methodiek onvoldoende tot zijn recht komt. Daarin heeft hij gelijk. Het probleem is juist dat de gegevens nodig om na te gaan hoe het werkelijk in elkaar zit, niet voor handen zijn. Precies daarom is het hoog nodig dat dit grondig wordt onderzocht. Het is niet verstandig miljarden te investeren in de verdubbeling van de opwekcapaciteit – wind en zon naast onverminderde conventionele – zonder dat men weet hoe effectief dat brandstof bespaart.
De rapporten die de regering grond geven te veronderstellen dat de besparing voldoende groot is voor een rechtvaardiging van het beleid, berusten nl. evenmin op afdoende gegevens en zijn bij gebrek daaraan op modellen gebaseerd. Daaraan kleven overeenkomstige gebreken.
In het antwoord staan een reeks factoren, waarmee ik in mijn artikel geen rekening zou hebben gehouden. Ik citeer ze hieronder cursief, gevolgd door mijn commentaar.

• forse fluctuaties van de prijzen van kolen en gas.
  Dat is juist. Ik heb mij beziggehouden met de elektriciteitsproductie en het brandstofverbruik zoals dat in de praktijk gebleken is. Dat is toch het enig relevante als men zich rekenschap wil geven over de brandstofbesparing?

• een enorme toename van de elektriciteitsproductie door de glastuinbouw en
  in gebruik name van nieuwe gascentrales.
  Beiden zijn verdisconteerd in de cijfers. Bij de schatting van het ontwerprendement van de gasgestookte productie is het effect van gasmotoren en kleine WKK-eenheden meegenomen.

• een stijging van de vraag naar elektriciteit met 20 procent.
  Dit is irrelevant. Het mag gelet op de technische verbeteringen slechts een positieve invloed op het rendement hebben wanneer brandstofbesparing het hoofddoel is.

• een flinke toename van de interconnectie met het buitenland, en
  een flinke opmars van kleine en voor de flexibiliteit van het systeem belangrijke gasmotoren met een forse toename van zowel elektriciteit- als warmteproductie.
  De buitenlandse invloed heb ik hiervoor al aangeroerd. Die kan als gevolg van het onregelmatige – niet vraaggestuurde – gedeelte van invloed zijn op het rendement. De opmars van gasmotoren is gewoon in de productie van elektriciteit en nuttige warmte opgenomen. Het nuttig effect voor de tuinders en anderen die zulke machines gebruiken moge belangrijk zijn, feit is dat het rendement ook indien men elektriciteit en nuttige warmte samen neemt, bedroevend weinig verandert: 0,1% p.a.

De Minister heeft volstrekt gelijk, waar hij stelt dat jaarcijfers onrecht doen aan de feitelijke gang van zaken. Het zijn precies de door de Minister genoemde noodzakelijke gegevens die ontbreken en waarover een grondig onderzoek uitsluitsel zou behoren te geven. Dan zouden invloeden als voor onderhoud e.a. buiten bedrijf gestelde eenheden (plus de brandstof benodigd voor herstart) aan het licht komen. Evenals het brandstofverbruik bij het op- en afregelen als gevolg van windvariaties uiteraard.
Het verwijt dat ik éénzijdig windenergie zou willen beperken is niet terecht. Mijn collega’s en ik en met ons de overheid (behoort te) willen weten hoe het echt zit, alvorens miljarden te investeren, indien er twijfels bestaan aan de effectiviteit. Dat ik aandacht geef aan de energie investering behorend bij windstroom, komt voort uit het feit dat wij een goed werkend en toereikend elektriciteitssysteem hebben en dat wind en zon daar bovenop komen om brandstof te sparen. Dan is de vraag gerechtvaardigd: Doen zij dat ook? En voor het beantwoorden daarvan is het nodig zich rekenschap te geven van de energie die nodig is voor het bouwen en installeren van de molens en de extra netvoorzieningen. Ook wat dat betreft is er onzekerheid. Volgens de berekeningen van mij en mijn collega’s moet een windturbine 3 jaar draaien voor hij de energie die er vooraf is ingestoken heeft terugverdiend. Dit cijfer is o.m. in een recent, door mij aangehaald, Australisch onderzoek – 2,8 jaar – bevestigd. Windvoorstanders verzekeren daarentegen dat het terugverdienen slechts een half jaar kost. Ook op dat punt is een onafhankelijk onderzoek hard nodig om uitsluitsel te krijgen. Ik schreef hiervoor al dat toerekening van de verminderde brandstofbesparing aan de wind slechts geldt voor het incrementele gedeelte. De ineffectiviteit tengevolge van andere factoren is al in de basis verdisconteerd.
Zowel het KEMA-rapport als het proefschrift van dr.ir. B. Ummels waren mij bij het schrijven bekend. In eerdere studies, in het artikel genoemd, is daaraan gerefereerd. Er is weinig twijfel aan dat ons elektriciteitssysteem technisch ook grotere windpenetratie en zon-bijdragen kan accommoderen. Daarover is geen verschil van mening. De vragen die rijzen zijn echter steeds: wordt daarmee het beoogde doel van brandstofbesparing bereikt? En wat kost het? Het KEMA-rapport³ is daarover expliciet: om zekerheid over de besparing te verkrijgen zijn gegevens nodig, die nu ontbreken. Genoemd worden CO₂-emissies . Die corresponderen eeneenduidig met het brandstofverbruik.
De kritiek van mij en anderen op de conclusies van Ummels zijn in de open literatuur voorhanden. Zoals dr. F. Udo, ir. K. de Groot en ik hebben laten zien⁴ , is bij de door Ummels beschreven uiteindelijke windpenetratie 40% van de bijdrage niet in het net in te passen zonder kolen- of nucleaire centrales (base load) uit te schakelen met alle daarbij behorende gevolgen van dien.
Op grond van onvolkomenheden in mijn studie acht de Minister nader onderzoek niet nodig, terwijl juist bij de punten van zwaarwegende kritiek de vraag naar hoe het werkelijk zit pregnant naar voren komt. Dat is m.i. ongerijmd.

2. Brief DGETM-ED / 12324736 eveneens van 2 nov. 2012.

De vragen van dhr. Leegte, waarop deze brief een antwoord is, betreffen een publicatie in de ‘Telegraaf’ over uitspraken van prof. Richard Tol, niet van mij. Toch veroorloof ik mij commentaar, omdat zij met mijn waarnemingen en bevindingen overeenstemmen.

Antwoord vraag 2.

Toegegeven is dat windstroom duurder is dan conventioneel opgewekte elektriciteit. Indien het om R&D of een demonstratieproject zou gaan is dit geen argument tegen windstroom. Echter de besluiten die thans worden genomen betreffen subsidie op exploitatie van grootschalige toepassingen. Dan betekenen zulke overheidsbijdragen verstoringen van de markt en hinderpalen op de weg naar gebruik van doelmatige techniek.
Windstroom op zee heeft onlangs van de Duitse overheid een prijsgarantie gekregen van 17 cent per kWh benevens voorrang op het net (!). Dit cijfer moet men vergelijken met de huidige stroomprijs in Nederland van ca. 6 cent. Dat consumenten ~ 23 cent betalen, komt doordat de overheid op die 6 cent 13 cent belasting legt en de leverancier bovendien 4 cent in rekening moet brengen voor de transportkosten van TenneT.
Wind op land is goedkoper, maar blijft zelfs met de genoemde 9,6 cent toch beduidend duurder dan 6 cent. Hierbij teken ik aan, dat in de genoemde windstroomkosten de verhoging van de transportkosten en de aansluitingskosten op het net niet zijn verrekend. Wind en zon betekenen niet alleen verdubbeling van de kosten van de installaties sec, maar ook van de bijbehorende infrastructuur. De laagspanningsaansluitingen mogen weliswaar door beide systemen zonder extra kosten gebruikt worden, maar de hoofdassen moeten verdubbeld en de kosten op zee zijn beduidend hoger dan die voor de connecties van de conventionele installaties op land.

Antwoord vraag 3.

Herhaling van hetgeen in de vorige brief bij het antwoord op vraag 2 is gesteld. Met herhaling neemt de juistheid niet toe.

Antwoord vraag 4.

De regering verwacht nog schaalvoordelen bij een grotere windinzet. Er is niet aangegeven waarop die verwachting is gebaseerd. De bewering is daarom vrijblijvend. Een soortgelijke stelling postuleerde Eecen e.a.: “…it is expected that the relatively young offshore wind technology will experience a strong learning curve, leading to significant cost reductions"⁵ . Onze repliek daarop was: “From 2005 to 2010 the price of installing offshore wind farms has increased from 2 million euro/MW to 4 million euro/MW⁶ . This is a strong learning curve indeed.”⁷ (!)

Antwoord vraag 5.

Uiteraard kan de technologische vooruitgang niet anders dan positief zijn. Het antwoord is juist. Kennis gaat niet verloren, die neemt alleen maar toe. Maar daarom gaat het niet. Het is de vraag of die vooruitgang groot genoeg is om het kostenverhogende effect te niet te doen. En daarop is geen kijk.

Antwoord vraag 6.

De nieuwe regering gaat voort op de ingeslagen weg, maar zal op de kosten letten. Zij denkt dat wind op land zich daartoe leent. Het zou beter zijn zich eerst goed rekenschap te geven van de vraag: bereiken we daarmee wat we willen, kostprijs verantwoorde brandstofbesparing en verminderde CO₂-uitstoot? Die vraag kan met de huidige stand van onze kennis niet met voldoende zekerheid positief worden beantwoord. Onze op gedeeltelijk toereikende gegevens gebaseerde schattingen wijzen er op dat dat niet het geval is. De tegengestelde conclusies van andere auteurs stoelen evenmin op geverifieerde, afdoende gegevens. De regering maakt dus een heel dure sprong in het duister.

3. Aanvullende opmerkingen

Elektriciteit is slechts ~ 11% van ons energieverbruik. (Het aandeel in ons primaire verbruik is uiteraard hoger, ca. 20%.) Maar het gaat om een belangrijk deel van de totale economie. De uitgaven die thans gedaan worden voor de opbouw van hernieuwbare elektriciteitsvoorziening zijn nog niet in de prijs voor de consument verwerkt. Indien zonnestroom tegen de consumentenprijs via achteruit draaiende meters aan het net wordt teruggeleverd, mist TenneT zijn 4 cent per kWh aansluitkosten en de schatkist 13 cent belasting. Dat moet ergens anders vandaan komen. De wind zal de 4 cent transportkosten vrijwel verdubbelen en de prijs van de windstroom zelf is ruim twee keer zo hoog als die van conventioneel opgewekte elektriciteit.
TenneT is verantwoordelijk voor een kwart tot een derde van het Duitse hoofdnet. Daarin moet het bedrijf nu ca. 15 miljard extra investeren om de wind te accommoderen⁸. Dat geld moet ons staatsbedrijf bijeenbrengen, € 830 per Nederlander. Hoe hoog is de rekening straks voor de aansluiting van onze eigen molens? Wat kosten de onderzeese gelijkstroomkabels naar Noorwegen en Engeland en de versterking van de verbindingen met Duitsland en onze zuiderburen?
Bij conventionele installaties is de kapitaallast in de orde van de helft van de stroomprijs. Die installaties moeten blijven, hoe groot de windcapaciteit ook wordt, want wij hebben stroom nodig ook als het niet waait. Dus die last moet straks eveneens door de consument worden opgebracht zelfs als de machines geen stroom leveren. Voor een rationeel beleid is kennis nodig. Er moeten tijdseries beschikbaar komen van de productie van de verschillende contribuanten en van de erbij behorende brandstofinzet. De laatste kunnen in het vervolg betrouwbaar uit de out put worden afgeleid indien de machine karakteristieken bekend zijn, d.w.z. niet alleen de rendementen bij stationair functioneren op diverse vermogens maar ook en vooral tijdens het op- en afregelen, starten en onbelast draaien.

Het wind- en zonnestroom experiment is gigantisch. Wij mogen daar niet instappen zonder eerst grondig uit te zoeken of het loont en of het doet wat het belooft.

C. (Kees) le Pair
Nieuwegein, 2012 11 05.

Noten

1. NL Agency: RENEWABLE ENERGY MONITORING PROTOCOL, Update 2010.

2. C. le Pair: ABOUT THE SAVINGS OF FOSSIL FUEL BY WINDTURBINES IN THE NETHERLANDS.

3. E. Benz, C. Hewicker, N. Moldovan, G. Stienstra & W. v.d. Veen: KEMA september 2010. Hierin lezen we o.a.: ”Een analyse in detail voor de CO₂-uitstoot voor deze scenario’s vereist verder meer inzicht in de inzet van individuele WKK eenheden en de warmtevraag die met deze eenheden, of alternatieve warmtebronnen wordt geleverd. De CO₂ berekeningen vereisen exacte gegevens van elektrische rendementen van WKK een heden en alternatieven zoals hulpwarmteketels en warmte-opslag.” Ik voeg hieraan toe: en op- en afregel karakteristieken van alle eenheden (!).

4. F. Udo, K. de Groot & C. le Pair: Windmolens als stroombron.

5. P.J.Eecen, H.A. Bijleveld and B. Sanderse; europhysicsnews 43 (2012) nr.2, p. 18/21.

6. KEMA-ECF: “Power perspectives 2030” full report, page 32.

7. C. le Pair, F. Udo en K, de Groot; europhysicsnews 43 (2012) nr.2, p. 22/5.

8. W. Marth: Rentnerblog 8 Nov. 2012.