Windenergie
Een Kosten – Baten Analyse
Fred Udo 31 jan 2020
1. Beleid
Onze beleidsmakers zijn vastbesloten om de wereld te redden van de ondergang door massaal windmolens in te zetten voor onze elektriciteitsvoorziening.
Maar Elsschot zei al:
“Tussen droom en daad staan wetten in de weg en praktische bezwaren”
Al heel vroeg waarschuwden adviescommissies tegen onbesuisd plaatsen van zwaaipalen.
1A. Wetenschappelijke Raad voor het Regeringsbeleid
-
•“Het besluit om nu reeds tegen hoge kosten te investeren in grootschalige
-
• toepassing van wind lijkt een voorbeeld van overhaaste technology push.”
• Bijlage windenergie (Juli 2006)
1B. Centraal Planbureau
“Een kWh windenergie is gemiddeld genomen beduidend minder waard dan de gemiddelde
elektriciteitsprijs omdat een windmolen relatief veel elektriciteit produceert op momenten dat
de prijs van elektriciteit laag is.”
KBA windenergie (juni 2013)
Dit heet sindsdien het profieleffect.
1C. De Nationale Omgevingsvisie 2020:
“Wind op zee heeft de voorkeur, maar ook op land zijn windmolens nodig. Door deze zoveel mogelijk te clusteren, voorkomen we versnippering over het landschap en benutten we de ruimte zo efficiënt mogelijk.”
Klopt dit met 5 zwaaipalen in Abcoude?
Of met 7 zwaaipalen per gemeente zoals mevr Minnesma bepleit?
2. Natuurwetten die windstroom bepalen.
2A Windsnelheid
¥De energie inhoud van wind is evenredig met de derde macht van de windsnelheid.
¥Dit betekent, dat een verdubbeling van de windsnelheid de beschikbare energie met een factor acht doet toenemen.
¥Geen wind = geen stroom.
¥Veel wind = (te)veel stroom
¥
¥Windstroom volgt de vraag niet en is dus niet gelijk te stellen aan fossiele- of kernstroom. Dit wordt door de windindustrie wel gedaan en men zegt deftig, dat windstroom “gridparity” bereikt heeft. Dit is appels met peren vergelijken.
2B De Betz limiet
Op grond van de stromingsleer leidde Betz af, dat nooit meer dan 57% van de energie-inhoud van wind afgestaan kan worden aan een zwaaipaal. Moderne palen halen 45%, dus het energetisch rendement kan nauwelijks verbeterd worden.
De gemiddelde windsnelheid neemt toe met de hoogte, dus daarom worden moderne molens steeds hoger. De variaties van de wind blijven natuurlijk hetzelfde.
3. Inpassing in het net.
Door de variaties in de windsnelheid varieert de stroomproductie van een zwaaipaal tussen nul en het nominale vermogen bij windkracht 6 of hoger.
Dit heeft belangrijke gevolgen voor de inpassing van windstroom in het net.
Wanneer het percentage windstroom in het net gelijk wordt aan de capaciteitsfactor van de zwaaipalen, dan wordt een harde grens bereikt.
Dit kan met een model duidelijk worden gemaakt.
3A Een eenvoudig model
Een molen levert gemiddeld over een jaar een kwart van zijn nominale vermogen.
Willen wij nu gemiddeld 25% van de stroomvraag dekken met wind, dan moeten wij dus een windvermogen opstellen gelijk aan 100% van de stroomvraag.
Bijgaand plaatje laat dit schematisch zien voor een periode van 100 dagen.
De wind waait de eerste 25 dagen hard en de overige dagen is de wind te zwak om stroom mee te produceren.
De windstroom dekt de eerste 25 dagen de stroomvraag en de overige 75 dagen moeten de oude centrales het doen.
Conclusie 1
Het bestaande vermogen moet in bedrijf blijven, als wij alle 100 dagen stroom willen.
Nu wil men in 2030 minstens de helft van de stroomvraag dekken met windstroom.
We stellen dus tweemaal zoveel molens op, maar die werken in dezelfde wind.
Nu wordt in de windperiode 2 maal teveel stroom opgewekt.
Conclusie 2:
Het maximale aandeel wind is gelijk aan de capaciteitsfactor.
In beide gevallen:
25% windstroom, 75% centrales.
De extra molens voegen niets toe.
Dit is een sterk vereenvoudigd model van de werkelijkheid, maar hoe gaat dit in de praktijk?
De term voor het weggooien van niet in te passen stroom is curtailment.
De curtailment is berekend uit praktijkgegevens van het Ierse stroomnet.
Bij een gemiddelde windstroom gelijk aan 50% van de gemiddelde stroomvraag zegt het model, dat de helft van de windstroom niet bruikbaar is.
In de praktijk is de uitkomst:
30% is onbruikbaar.
3B. Twee recente persberichten
Over teveel windstroom
Almost £650 million spent in a decade to switch off wind turbines.
Schots TV nieuws 17 jan 2020
Over te weing windstroom
Altijd goedkope stroom is geen zekerheid meer.
Directeur Tennet in NRC 18 jan 2020
Wat de directeur eigenlijk wilde zeggen is:
Altijd stroom is geen zekerheid meer.
4. Rendementsverlies klassieke centrales
Analyse van het rapport van de Sustainable Energy Authority of Ireland (SEAI)
16,2% windstroom bespaart 6,5% brandstof.
De besparing van 16,2% wind is dus 40% van de nominale besparing.
(6,5% / 16,2% = 0,4 )
Andere analyses geven vergelijkbare resultaten. (Spanje, Colorado, Denemarken)
Het rendementsverlies van klassieke centrales doet de brandstofbesparing door zwaaipalen bijna geheel teniet.
Conclusie FU uit 2010
Het inboeken van CO2 besparing door de geproduceerde windstroom 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.
-
5. De waarde van windstroom
Zes miljard euro:
In de groene stroombusiness worden elk jaar vele miljarden euro’s subsidies uitgedeeld.
In Nederland wordt per jaar 120 000 GWh stroom verbruikt.
Deze stroom wordt verkocht tegen ongeveer 5 cent/kWh.
De totale omzet van alle Nederlandse centrales samen is dus 6 miljard euro/jaar om ons 24 uur per dag van stroom te voorzien.
5A. Stroomimport en -export in Denemarken
¥De helft van de windstroom wordt tegen afbraakprijzen verkocht naar Noorwegen en Zweden. Daar spaart het CO2 vrije stroom uit waterkracht.
¥Import tijdens perioden met weinig wind kost de hoofdprijs.
¥De Denen betalen het verschil.¥
5B. De terugverdientijd.
De windindustrie beweert , dat een zwaaipaal zijn eigen energie in 6 maanden terugverdient. Dit is gebaseerd op de foutieve stelling, dat windstroom en fossiele stroom onderling gelijkwaardig zijn.
Zwaaipalen worden niet gemaakt met windstroom, maar met goedkope fossiele stroom.
Er zijn 2 oorzaken waarom bij een grote bijdrage van windstroom de opbrengst van windstroom lager is dan de gemiddelde stroomprijs.
A.De stroomprijs varieert met de vraag, maar het aanbod van windstroom volgt dit niet, dus er wordt relatief veel windstroom geproduceerd, wanneer de prijs laag is. Het PBL bedacht hier de naam profieleffect voor.
B.Er staan nu twee stroomgenerator systemen, dus wanneer het hard waait is er een overaanbod van elektriciteit onafhankelijk van de actuele vraag naar stroom. Een klassieke centrale moet doordraaien want stilzetten is kostbaar en daarom zijn de groothandelsprijzen op de Duitse stroommarkt in toenemende mate negatief.
C.Een berekening, die aansluit bij de dagelijkse praktijk is de economische terugverdientijd via investering in en opbrengsten van zwaaipalen met uitsluiting van subsidies en belastingvoordelen, die de regering zo gul uitstrooit over de windboeren. De berekening [Hier] maakt een schatting van de terugbetaaltijd van zwaaipalen in het Nederlandse stroomnet met 20GW windvermogen zoals geprojecteerd door het PBL in 2030. Dit is gedaan door de investering te vergelijken met de hoeveelheid en de kwaliteit van het product windstroom afkomstig van 20 GW windvermogen. Voor de eenvoud van de presentatie is afgezien van het bijtellen van alle bijkomende kosten, die in de loop van de levensduur van de zwaaipalen worden gemaakt. Uitgaande van een investering van 1,4 miljoen euro per MW windvermogen volgt, dat de terugverdientijd van een zwaaipaal op land 36,6 jaar is. Rekenen wij met de systeemkosten van €30 per MWh als berekend door de OCDE, dan verdient de zwaaipaal zich nooit terug.
-
D. Naar aanleiding van dit resultaat zijn kamervragen gesteld aan minister Wiebes.De antwoorden waren onrealistisch en ten dele onwaar, maar zelfs met de getallen van de minister verdient een zwaaipaal zijn geld niet terug.
6. Samenvatting
De “baten” van windenergie zijn in dit schema alleen opgevoerd als illustratie van de argumenten van de windindustrie.