Een bijdrage van Fred Udo en Hugo Matthijssen.

 

 

 

TNO gaat de energietransitie krachtig vooruit helpen. Daarvoor brengen zij monografieën uit, waarvan wij er hier twee bespreken:

 

 

De titels zijn:

  1. Waterstof kan de energietransitie een boost geven: 7 kansen. 
  2. Energie wordt goedkoper.

Hieronder de eerste pagina van de blik op de toekomstige waterstofeconomie:

Het is momenteel alle hens aan dek om de klimaatdoelen te halen. De energietransitie heeft echt nog een flinke boost nodig. Waterstof kan hier een belangrijke bijdrage aan leveren.

De inzet van waterstof maakt verregaande inpassing en benutting van wind- en zonne-energie mogelijk. Het zorgt op verschillende manieren voor meer flexibiliteit binnen het elektriciteitssysteem en het energiesysteem als geheel. ECN part of TNO richt zich daarom op verschillende innovaties in de waterstofketen.

Dat klinkt mooi, maar zij geven aan dat het minimaal 5 tot 10 jaar zal gaan duren om een bruikbare elektrolyser te ontwikkelen voor de productie van waterstof uit windstroom. Kijken we verder dan vinden wij in een bericht van 15 oktober 2018 het volgende:

‘Investeringen in vier TNO-laboratoria cruciaal voor energietransitie.’

Om de maatschappelijke opgave op energie- en klimaatgebied aan te gaan is dringend een impuls nodig in de hoogwaardige onderzoekinfrastructuur en testfaciliteiten. Dat geldt met name op de terreinen elektrochemische conversie van hernieuwbare elektriciteit, duurzame biobrandstoffen, warmte, en integratie van zonne-energie. Het ministerie EZK heeft daarom eerder in 2018 26 miljoen euro ter beschikking gesteld om de onderzoek infrastructuur van vier laboratoria van ECN part of TNO in Petten uit te breiden. Dit betreft een Electrochemical laboratorium, een Sustainable Biofuels Technology laboratorium, een Warmte laboratorium en een Solar Energy laboratorium. De provincie Noord-Holland stelt dit jaar nog 14 miljoen euro beschikbaar voor het Solar Energy laboratorium.

En vervolgens gaat TNO een toekomstbeeld schetsen.

1. Grootschalige inpassing van zonne- en windenergie mogelijk 

Met toenemend variabel aanbod van energie uit wind en zon groeit in ons land de behoefte om duurzame energie op een goede manier op te slaan. “Met alleen batterijen lukt het niet om de seizoenverschillen op te vangen. Te duur en te weinig capaciteit”, weet Lennart van der Burg, business developer waterstof bij ECN part of TNO. “Naar verwachting wordt het binnen vijf tot tien jaar wel rendabel om een grote elektrolyser aan een offshore windmolenpark te koppelen. Zo’n apparaat gebruikt elektriciteit om water te splitsen in waterstof en zuurstof. Als je daar duurzame elektriciteit voor gebruikt, komt er bij deze productiemethode helemaal geen CO₂ vrij. Je krijgt dan dus echt groene waterstof.”

Om massaal groene waterstof te kunnen produceren, moeten de elektrolysers nog wel een flinke ontwikkeling doormaken. Om de belofte van waterstof waar te maken, moeten ze groter en robuuster worden. Ook moeten de kosten nog fors omlaag. En dat zijn precies de zaken waar ECN part of TNO samen met partners aan werkt. Zo wordt er volop onderzoek gedaan in het Faraday lab in Petten.

Het artikel is verder een beschrijving van de mogelijkheden van waterstof en daar is niets mis mee als we de beschikking zouden hebben over een onuitputtelijke bron van energie. Kennelijk gaat TNO daar vanuit omdat dit punt verder niet met cijfers wordt onderbouwd.

En deze cijfers daar gaat het om!

Maar een kwart van de in Nederland ingevoerde en gewonnen energiedragers wordt in ons land verbruikt. Een deel van de energiedragers wordt omgezet in andere energiedragers. Als eenheid wordt gebruikt de PetaJoule. 1PetaJoule (PJ) = 277,8 GWu

Het totale finale energiegebruik is 2410 PJ per jaar Dat is te beschouwen als een soort “netto” energiegebruik. Het primaire energiegebruik waarvan de omzettingsverliezen zijn afgetrokken. Zie hier.

Het artikel van TNO gaat over waterstofproductie uit stroom afkomstig van wind en zon. In 2017 leverde wind 34,7 PJ en het aandeel zonnestroom was 8.9 PJ. Samen 43,6 Pj en dat is 1,8% van het totale finale energiegebruik van 2410 PJ.

Anno 2017 is de bijdrage van windstroom aan het totale Nederlandse energieverbruik dus verwaarloosbaar en is de omzetting van windstroom in waterstof dus niet relevant.

Toch deed het CBS er juichend over. Zie hier.

Is waterstof in de toekomst wel belangrijk?

In 2030 moet er in Nederland ter land en ter zee minstens 20GW windvermogen opgesteld staan. Het Nederlandse stroomverbruik is gemiddeld 14GW, dus 20GW pieken zijn zonder buffers niet in te passen in het Nederlandse stroomnet.

In 2030 wordt er dan ruim 52000 GWh windstroom per jaar opgewekt bij een gemiddelde productiefactor van 30%. Dit is 189 PJ aan elektrische energie en het is 189/2410 = 7,8% van het netto jaarverbruik van energie.

Het rendement van de keten van stroom naar waterstof, de opslag daarvan en vervolgens weer naar stroom is ongeveer 34%.

Zetten wij alle windstroom om in waterstof, dan blijft er 0,34 x 189 PJ = 64 PJ aan bruikbare stroom over of 2,6% van het totale energieverbruik.

In het artikel ‘Waterstofeconomie’ (hier) wordt berekend, dat zelfs met een optimum mix van direct in het net voeden en van omzetten in waterstof de kosten astronomisch zijn en de opbrengsten minimaal. Het zou TNO sieren als zij deze berekening serieus zouden hebben genomen in plaats van vergezichten zonder cijfermatige onderbouwing te schetsen.

2. CO₂-neutraal rijden, ook voor lange afstanden n zwaar transport

Waterstof tanken gebeurt nu op beperkte schaal, zowel voor personenwagens als voor zwaardere voertuigen die uitgerust zijn met een brandstofcel. Het grote voordeel: met een waterstofvoertuig heb je een eigen elektriciteitscentrale aan boord. In de brandstofcel vindt elektrochemische verbranding plaats van waterstof (H₂) met zuurstof (O2) uit de buitenlucht. Op die manier produceert de brandstofcel elektriciteit voor de aandrijving van de elektromotor. Dit proces is precies het omgekeerde van wat er bij elektrolyse gebeurt.

Wat een mooie omschrijving, alleen zijn de omzettingsverliezen en opslag verliezen niet meegenomen en krijg je op deze wijze hooguit 30% van de energie van het windpark op de weg.

En vervolgens moeten we volgens het artikel met dat beetje waterstof ook gaan vliegen, de bebouwde omgeving van energie voorzien en ook nog grondstof produceren voor de industrie.

Een andere bron van waterstofpromotie is Prof Ad van Wijk

Hij heeft een artikel geschreven ‘De waterstofeconomie van Noord Nederland’.

Over de productie schreef hij het volgende (zie blz. 13):

Met de implementatie van deze projecten, activiteiten en systemen tussen 2017 en 2030, zal er bij benadering jaarlijks 270.000 ton waterstof (38 Petajoule) geproduceerd worden in Noord-Nederland.” 160.000 ton via elektrolyse (windmolens), 100.000 ton biomassa vergisting en 10.000 MW waterstof uit de zongebieden.

Dat betekent dat we in 2030 38 PJ bruikbare waterstof kunnen produceren dat moet vervolgens weer omgezet worden in bruikbare energie zodat ongeveer 18 PJ beschikbaar komt. Bron hier.

Het is de moderne vorm van de nieuwe kleren van de keizer. Er gaan nu miljoenen richting start ups en daarbij wordt eerst gesproken over grijze waterstof geproduceerd uit aardgas waarbij ook CO2 vrij komt. Dat moet de tussenstap worden ‘tot er genoeg groene waterstof beschikbaar komt’ en daar eindigt het sprookje.

Dit artikel is een technologisch topinstituut onwaardig. In dit artikel worden sprookjes verteld zonder enige onderbouwing alleen bedoeld om toekomstige subsidies veilig te stellen.

TNO schetst een toekomstbeeld van onze energievoorziening en zakt daarbij jammerlijk door het ijs.

Het tweede artikel van TNO heeft als titel: Energie wordt goedkoper. Het is een rapport van 17 pagina’s over de energietransitie, geschreven onder verantwoordelijkheid van TNO/ ECN.

De titel en de reputatie van deze instituten wekken hoge verwachtingen, want hier zal het bewijs geleverd worden, dat Baudet met zijn 1000 miljard er helemaal naast zit. Immers energie wordt goedkoper volgens de auteurs Faaij en vd Brink.

Het doel van het artikel wordt als volgt omschreven:

In deze paper zetten wij uiteen dat de kosten van de energietransitie positief zijn te beïnvloeden door doelgerichte innovatie en een goed gecoördineerde aanpak. Ook zijn er aanzienlijke baten voor de economie en voor de maatschappij van de energietransitie te verwachten die het totale kostenplaatje en de kosten- baten balans sterk beïnvloeden.

Dit taalgebruik wijst niet op een verhandeling over technologie, maar op een nietszeggende tekst van beleidsambtenaren.

De inleiding brengt ons niet veel verder:

Wat TNO betreft zou innovatie een veel prominentere plaats moeten krijgen in het energie- en klimaatbeleid. Gericht investeren in innovatie kan zowel de kosten van de energietransitie aanzienlijk reduceren, alsmede zorgen voor substantiële (macro-)economische en maatschappelijke baten.

Hier kan niemand tegen zijn, maar hoe denkt men dit te doen?

Dat zal dus in de volgende 4 hoofdstukken moeten worden duidelijk gemaakt.

Hoofdstuk l

Innovatie maakt de energietransitie aanzienlijk goedkoper.

Het hoofdstuk begint met de gebruikelijke misvatting door prijzen per kWh van intermitterende bronnen als zon en wind te vergelijken met de stroom uit klassieke centrales. Hiertegen dient de stelling te worden herhaald dat zelfs als zon- en windstroom gratis zijn, dan zijn de kosten voor de maatschappij hoger, dan van klassiek opgewekte elektriciteit.

Wat volgt is een typische beginnersfout:

Door de kostendaling van zonne- en windenergie vindt er dus een grote transformatie van de elektriciteitsvoorziening plaats.

Dit is onzin. Wanneer de subsidies stoppen, stopt de bouw van zon en wind installaties onmiddellijk. Zijn dit ingenieurs?

De volgende zin is niet veel beter:

Deze kostendalingen komen voort uit … ten eerste: grootschalige uitrol van zonne- en windparken waardoor productie en installatie goedkoper wordt, en ten tweede: innovatie dankzij consistent uitgevoerd fundamenteel en toegepast onderzoek.

De schaalfactor is zeker belangrijk, maar welk onderzoek wordt hier bedoeld?

De conclusie getrokken op kwalitatieve argumenten is, dat bij voortgaande kostendalingen de energietransitie 10% goedkoper wordt door lagere kosten van zon en wind. Had u dat verwacht?

Het gebruikelijke borstkloppen ontbreekt niet:

Nederland laat de wereld al langer zien goed te zijn in innovatie op het gebied van energie. Die lijn moeten we versterkt voortzetten en koppelen aan gericht beleid om de kosten van de energietransitie terug te brengen.

De acties die uit dit betoog worden gedestilleerd komen neer op een malicieuze interpretatie van het gebeier van kerkklokken:

Geef geld, geef geld, geef geld!

Hoofdstuk II

De energietransitie wordt goedkoper door gedegen analyses en een slimme integrale aanpak.

In de eerste alinea staat:

Een van de uitdagingen in de energietransitie is bijvoorbeeld het garanderen van leveringszekerheid van elektriciteit.

Deze Jip en Janneke taal is kenmerkend voor ambtenaren zonder technische opleiding, maar past slecht bij een TNO document.

De enige techniek die geprezen wordt om aanbod gestuurde stroom in vraaggestuurde stroom om te zetten is via waterstof. De eigenschappen van de waterstofcyclus worden grotendeels bepaald door chemie en thermodynamica, maar tot een bespreking of analyse komen de auteurs niet.

De woorden aanbodgestuurd en vraaggestuurd komen in de tekst trouwens niet voor.

Volgens de auteurs kunnen wij ongeveer 100 miljard besparen door coördinatie met omringende landen, maar hoe dit moet en hoe hoog de totale kosten zijn wordt niet vermeld.

Gezien de hoogte van de verzonnen besparing zal het totale bedrag vele honderden miljarden moeten bedragen.

De uitsmijter over biomassa is:

Optimale inzet van biomassa vergt dus ook overzicht en coördinatie in de tijd.

Over woningen:

De lagere energierekening compenseert de investeringskosten, terwijl het wooncomfort toeneemt.

Hier wordt voornamelijk energiebelasting bespaard, dus voor de samenleving levert dit niet veel op. Dit aspect wordt in het artikel niet behandeld.

De acties volgend uit hoofdstuk II zijn:

Bewaak de samenhang en stimuleer de samenwerking …

Stimuleer en onderhoud) een integrale kennisinfrastructuur op energiegebied …

Zorg dat de kennis over de energietransitie beschikbaar komt … 

Waarom al deze aanbevelingen? Wij hebben meer dan 40 hoogleraren en bijbehorende werkgroepen wiens taak het is om deze punten uit te voeren inclusief het opleiden van jonge mensen in het groene energie geloof.

Hoofdstuk III

De energietransitie versterkt de Nederlandse economie 

Recent eigen onderzoek geeft aan dat de energietransitie zo’n 40 a 70 duizend nieuwe banen kan opleveren.

Produceren al die nieuwe banen ook nog iets nuttigs? Het vervangen van een goed werkende energievoorziening door onproductieve zon en windspeeltjes helpt de economie naar de knoppen. Dit heette in de dertiger jaren werkverschaffing.

Verderop wordt een roze toekomst geschetst:

Met ruim beschikbare groene energie, de benodigde energie- transportinfrastructuur, een CO2-netwerk en duurzame biomassa-aanvoer is een nieuwe generatie industrie juist hier in staat broeikasgas neutraal te produceren, terwijl elders steeds hogere prijzen voor CO2 uitstoot en fossiele energie moeten worden betaald.

‘Elders’ is in dit geval: China. De Chinezen zorgen prima voor zichzelf en bouwen kolencentrales als dat beter uitkomt. CO2-heffing? Daar hebben zij nog nooit van gehoord.

De aanbevelingen na dit hoofdstuk:

– Zet in Nederland vooral in op innovatie die naast emissiereductie ook export- kansen en nieuwe banen biedt.

– Richt het innovatiebeleid niet alleen op het verduurzamen van de huidige CO2- uitstotende bedrijven, maar ook op het creëren van kansen voor nieuwe producten en diensten

– Zie de energietransitie en energie-innovatie niet als een kostenpost, maar als een investering in een sterke, toekomstbestendige economie.

Prima, maar dan op grond van een realistische kosten/baten analyse.

De EROI van zon en wind voorspelt weinig goeds voor de groene economie.

Hoofdstuk IV

De energietransitie draagt bij aan een gezonder en economisch stabieler Nederland. 

Een goed doordachte en uitgevoerde energietransitie heeft veel positieve effecten op andere gebieden, zoals de luchtkwaliteit en hergebruik van grondstoffen.

De lucht in onze steden is nog nooit zo schoon geweest.

Een citaat uit dit hoofdstuk:

Daarom is het van belang onze energievoorziening te diversifiëren en minder afhankelijk te zijn van import van energie uit geopolitiek onstabiele regio’s.

De zeldzame aardmetalen nodig voor windturbines en zonnepanelen worden nu in China geproduceerd en mondjesmaat uitgevoerd.

De aanbevelingen op grond van deze analyse zijn:

– Verbind de energietransitie en energie-innovatie met andere maatschappelijke doelen.

 – Zorg voor multidisciplinair onderzoek en een brede kennisbasis.

En al die 40 hoogleraren dan?

V. Conclusie van het artikel

De kosten van de energietransitie kunnen flink omlaag door slim te innoveren en de transitie doordacht aan te pakken. Bovendien leidt de energietransitie dan tot aanzienlijke baten, zowel in termen van nieuwe banen en export als in verhoogde gezondheid voor de burgers.

Wat doet het TNO als die kostenverlagingen bij nader inzien toch uitdraaien op torenhoge lasten? Dit pamflet geeft geen argument om de optimistische verwachting gewekt door de titel, waar te maken. Het niveau is gevestigde instituten als TNO en ECN onwaardig.

En weer zakt TNO door het ijs.