Een recent artikel in Nature Energy bevestigt wat oplettende lezertjes al hadden vermoed: duurzame bronnen zijn veel beter in het scheppen van een koolstofarm energiesysteem dan kernenergie. Ze hebben wel een andere elektriciteits-infrastructuur nodig. Maar netbeheerders leren snel hoe ze hun energiebeleid kunnen veranderen, en zo een nieuw systeem scheppen waar deze in passen.
In twee artikelen vergelijken wij de belangrijkste koolstofarme energiebronnen: kernenergie en duurzame energie.
Onderzoekers aan de Universiteit van Durham hebben het stuk in Nature verkort weergegeven op The Conversation. De auteurs in Nature vergeleken trends in de gegevens van energiesystemen van 123 landen over een periode van 25 jaar. Hun conclusie: energiesystemen met veel duurzame bronnen slagen er goed in, hun uitstoot van kooldioxide omlaag te brengen; maar energiesystemen met veel kernenergie slagen daar niet in. Bovendien verhouden kernenergie en duurzame bronnen zich negatief ten opzichte van elkaar – ze verdrijven elkaar.
Centraal versus decentraal
Waarom zou duurzaam beter zijn? Zulke analyses geven geen oorzaken, alleen al of niet toevallige verbanden. Maar waaróm zijn duurzame bronnen dan beter in het terugdringen van de CO2-uitstoot?
– Het resultaat kan tijdelijk zijn en samenhangen met de energie-investeringen, nodig om een kerncentrale resp. een zonnepaneel te maken. Bij kernenergie is de verhouding tussen energie-investeringen en energieopbrengst ongunstiger dan bij duurzame bronnen; de terugverdientijd is dus langer. Dan gaat het om zaken als de hoeveelheid energie nodig bij de bouw van de centrale, bij het maken van beton en staal. En om de lopende energiekosten, vooral bij de verrijking van uranium. Als de verschillen tijdelijk zijn, zal kernenergie zijn energie-achterstand inhalen als deze eenmaal begint te produceren (na de bouwtijd van rond de 10 jaar).
– Maar het resultaat kan ook structureel zijn – het gevolg van verschillen in energiesysteem rond deze technieken. Misschien speelt een rol dat duurzame energie wordt opgewekt dichter bij de verbruiker, en dat daardoor de systeemverliezen kleiner zijn. Misschien leidt deze nabijheid ook tot gedragsveranderingen bij gebruikers. Bij zonnepanelen op het dak zien gebruikers direct de verhouding tussen opwekking en gebruik, zodat zij hun gedrag kunnen aanpassen.
Kernenergie en duurzame bronnen zijn beide kapitaalsintensief en concurreren om investeringsgelden. Maar ze hebben een radicaal verschillende infrastructuur nodig: kort gezegd centraal versus decentraal. We besteedden daar al eerder aandacht aan: hier, hier en hier. We zijn op het punt gekomen in het energiebeleid dat we echte keuzes moeten maken: niet alleen voor koolstofarm, maar echt voor duurzaam. En als we willen weten waaróm duurzaam beter is in het terugdringen van de CO2-uitstoot, moeten we het Nature-onderzoek verder uitdiepen.
Energie-beleid: tijd voor keuzes
In het tweede artikel bekijken we de economische aspecten van de keuze voor kern of duurzaam. Hier kijken we naar de systeemeffecten. Tot nu zorgen de grote draaiende vliegwielen in centrales (kern, kolen of gas) voor stabiliteit in het net. Maar windturbines en zonnepanelen zijn veel kleiner; en als het weer verandert, verandert ook hun energieopbrengst. Netbeheerders leren nu snel hoe ze dit veel sterker wisselende aanbod moeten beheren. Zoals het stuk in The Conversation zegt: ‘er is een verandering gaande naar slimme, reactieve netten die het aanbod snel kunnen aanpassen bij verandering in opwekking of vraag.’ Batterijen spelen daarbij een belangrijke rol, en ook waterstof- en biobrandstof-generatoren die snel aan en uit kunnen worden gezet indien nodig. ‘Vooral door de dalende kosten van batterijen kunnen nationale netbeheerders het energie-aanbod nu snel en betrouwbaar beheren.’ En niet te vergeten: we kunnen het verbruik regelen, met elektronische hulpmiddelen.
Kernenergie gaat het niet worden
Het gaat in het energiebeleid dus om méér dan kosten. Het gaat ook om de structuur van het toekomstige energiesysteem, en de kans op verdere verbeteringen. Kernenergie is eenvoudig in te passen in de bestaande netinfrastructuur. Je kunt deze bijna beschouwen als een middel om de bestaande situatie te handhaven en vernieuwers te ontmoedigen. Ontwikkeling van energieopslag en een slim netwerk daarentegen vereisen innovatie, met kosten die voor de baat uitgaan en leercurves die moeten worden doorlopen. We beginnen nu de contouren van zo’n systeem te zien. Nu de eerste grote hordes zijn genomen, moeten we doorpakken. Over een paar jaar gaan we de voordelen ervaren. Minder energieverliezen bijvoorbeeld, door minder transport over grote afstanden. Met gebruik van gelijkstroom bij transport over grote afstanden (zon en wind leveren gelijkstroom). Onze apparaten worden steeds slimmer en hebben steeds vaker ‘kleine’ stroom nodig, en steeds meer kunnen we deze zelf opwekken en opslaan. Bij goede isolatie hebben we alleen nog wat zonnefolie nodig, zonnepannen en een paar accu’s; en dan zijn we bijna bij de NOM (Nul Op de Meter) woning. Met alleen een netaansluiting voor in geval van nood.
Kortom, het energielandschap verandert snel. Tot voor kort (aldus The Conversation) werd de uitkomst van de vraag ‘kern of duurzaam’ primair bepaald door de hoeveelheid subsidie voor elk van deze bronnen. Maar door nieuwe soorten infrastructuur keren nu de kansen, bij het energiebeleid gaat de competitie steeds meer over inhoudelijke zaken. En natuurlijk zijn prijsontwikkelingen van belang – want hoe belangrijk vermindering van de CO2-uitstoot ook is, de prijs is meestal doorslaggevend. Daar kijken we naar in het volgende artikel.
Interessant? Lees dan ook:
Systeemkosten van duurzame energie – het niet-vertelde verhaal
Van energietransitie naar precisie-economie
Waarom groeit duurzame energie snel?