TNO: wind op zee is niet in alle gevallen winstgevend

Wind op zee is niet in alle gevallen winstgevend. De elektrificatie van de industrie is hiervoor in belangrijke mate bepalend. Indien de elektrificatie laag is, is wind op zee bij ongewijzigd beleid niet winstgevend in 2030. Zonnewarmte kan tegelijkertijd een belangrijke bijdrage leveren aan het verduurzamen van de warmtevoorziening in Nederland.

Dit oordeelt TNO op basis van een nieuwe studie naar de commerciële haalbaarheid van windenergie op zee in 2030. De resultaten zijn verzameld in de whitepaper ’Offshore wind business feasibility in a flexible and electrified Dutch energy market by 2030’. TNO-onderzoeker delen in de whitepaper inzichten en aanbevelingen om in 2030 tot een winstgevende offshore wind businesscase te komen.

Twee scenario’s

In het onderzoek zijn op basis van modellen twee scenario’s voor het Nederlandse elektriciteitssysteem uitgewerkt. Hierbij zijn de economische risico’s in kaart gebracht. In een scenario gaat TNO uit van een lage elektrificatie van de industrie, terwijl in het andere scenario een hoge elektrificatie het uitgangspunt is. Uit de analyse blijkt dat in het lage elektrificatie-scenario wind op zee bij ongewijzigd beleid niet winstgevend is in 2030.

Windenergie op zee vormt een belangrijke bron van groene stroom in Nederland. Het levert daarmee een belangrijke bijdrage aan het realiseren van een CO2-vrij elektriciteitssysteem in 2050. Het streven is het vermogen op zee in 2030 te verzevenvoudigen tot 21,5 GW.

TNO wijst echter op de volatiliteit van de huidige energiemarkt. Diverse markttrends dragen hieraan bij, waaronder de uitbreiding van de opwekcapaciteit voor duurzame energie, elektrificatie van de industrie, stijgende gas- en CO2-prijzen en groeiende behoefte aan netverzwaringen. In combinatie met het geleidelijk afschaffen van subsidies zorgen deze trends ervoor dat de risico’s voor de offshore windenergiesector groeien.

Lage elektrificatie

In een scenario waarbij de Nederlandse industrie slechts in beperkte mate elektrificeert, is offshore windenergie in 2030 niet winstgevend meldt TNO. Overaanbod op de elektriciteitsmarkt zorgt dan – zelfs bij export – voor 13% inperking van offshore windenergie-productie. Hierdoor wordt niet het totale vermogen aan windenergie gebruikt. TNO berekent dat de businesscase slechts 30% van de tijd positief is voor exploitanten van wind op zee.

TNO geeft ook advies om in dit scenario tot een winstgevend model te komen. Zo adviseert TNO de offshore windsector zich ook op andere typen bedrijfsmodellen te oriënteren door de samenwerking aan te gaan met de industrie. Het combineren van investeringen en maken van rechtstreekse afspraken over stroomlevering via Power Purchase Agreements (PPA) kan het effectieve rendement met 5 tot 33% doen stijgen.

Hoge elektrificatie

In het tweede scenario gaat TNO uit van een hoge elektrificatie van de Nederlandse industrie. Hierbij gaat het uit van voorgenomen Europees beleid (Richtlijn hernieuwbare energie (RED) en het Fit for 55-pakket), inclusief duidelijke doelstellingen voor industriële elektrificatie. TNO oordeelt dat offshore wind in dit scenario winstgevend is. De volledige opwekcapaciteit wordt benut en de marktprijs is 80% van de tijd financieel aantrekkelijk. Aardgas blijft overigens wel nodig indien de vraag toeneemt op het moment dat er geen duurzame bronnen beschikbaar zijn.

Ook in dit scenario adviseert TNO overigens het aangaan van PPA’s voor een geïntegreerd bedrijfsmodel dat gunstig is voor zowel de offshore windsector als industriële eindgebruikers. Een PPA kan onder meer helpen met het realiseren van de doelstellingen voor CO2-reductie. Ook draagt het bij aan het afdekken van fluctuerende energieprijzen en daarmee verminderen van de sterke schommelingen in de energiemarkt.

Businesscase voor zonnewarmte in woning is gunstig

In een losstaande studie kijkt TNO naar de businesscase van de inzet van zonnewarmte voor woningen. Zowel technisch als financieel blijkt zonnewarmte een interessante bron van hernieuwbare energie. Fotovoltaïsch-thermische (pvt) systemen op het dak kunnen in combinatie met een warmtepomp woningen van zowel warmte als warm water voorzien.

Corry de Keizer, program coordinator bij TNO: “Eerder onderzochten we het potentieel van zonnewarmte in ons land en concludeerden we dat deze bron in zo’n tien procent van de totale warmtevraag kan voorzien. Maar de businesscase was nog een knelpunt. Zonnewarmte moet kosteneffectief kunnen bijdragen aan de verduurzaming van de energievoorziening en aardgasvrije wijken. Dat blijkt ook te kunnen.”

Zonnewarmtesysteem voor woningen en warmtenetten

TNO kijkt in het onderzoek specifiek naar twee toepassingen: zonnewarmtesystemen voor een standaard tussenwoning en voor warmtenetten, al dan niet in combinatie met warmteopslag. Bij woningen richt TNO zich specifiek op drie systemen: zonneboilers, zonnecombi-systemen en pv-thermische (pvt) systemen, in alle gevallen als bron voor een warmtepomp. Het eerstgenoemde systeem genereert uitsluitend een deel van het tapwater. De twee overige systemen dragen ook bij aan ruimteverwarming, waarbij dit bij pvt zelfs 100% is. TNO vergeleek deze warmtebronnen met warmtevoorziening voor een HR-combiketel, hybride warmtepomp en een all-electric warmtepomp.

Uit de vergelijking blijkt dat het vervangen van aardgas door zonnewarmte in alle gevallen een gunstige businesscase geeft. Bij een levensduur van twintig jaar zijn de totale kosten van de zonnewarmtesysteem lager dan die van een HR-combiketel of een hybride warmtepomp. Alle drie de systemen zorgen voor een reductie van de CO2-uitstoot. De combinatie met een pvt-warmtepomp scoort hierbij het beste.

Toevoeging, geen vervanging

“Het gaat hier overigens om zonnewarmtesystemen die als toevoeging dienen aan de warmtevraag van woning of warmtenet, niet een complete vervanging”, zegt Corry de Keizer. “We hebben gekeken of zonnewarmte als aanvulling op bijvoorbeeld een warmtepomp zin heeft voor warm tapwater. Je kunt combinaties maken van zonnecollectoren of pv-thermisch met zonnepanelen (pv) die stroom opwekken. Zonneboilers zijn in veel gevallen een goede keuze om de woning van tapwater te voorzien. Het is een goede eerste stap op weg naar het verder verduurzamen van de woning. Je combineert het zonnewarmtesysteem dan met een HR-combiketel of hybride warmtepomp voor de rest van de warmte. Dat geeft al een positieve businesscase. En in tijden waar de prijzen van elektriciteit en gas heel onzeker zijn, biedt zonnewarmte toegevoegde waarde.”

Het combineren van zonnewarmte met warmtenetten is eveneens interessant. TNO gaat daarbij uit van een groot veld met zonnecollectoren en dag-nacht-opslag, die direct levert aan het warmtenet van een stad. De combinatie kan tot zo’n twintig procent van de warmtevraag van aangesloten woningen leveren. Het exacte percentage is afhankelijk van de warmtevraag in de zomer.

Ook wijst TNO op een variant: een veld waar zonne-energie niet alleen wordt opgewekt maar ook deels wordt opgeslagen. De businesscase blijkt in dit geval complexer. Op de lange termijn voorzien de onderzoekers echter wel potentieel. Met name het ontlasten van het elektriciteitsnet noemt TNO als voordeel van opslag.

‘Van belang dat overheid financieel blijft ondersteunen’

Corry de Keizer: “Concluderend kunnen we stellen dat nagenoeg alle toepassingen van zonnewarmte in de woning minder CO2-uitstoot betekenen terwijl de energiekosten van de bewoner omlaag gaan. Het is als aanvulling al een goede optie wanneer je nu een HR-ketel hebt. Als je de gasketel over een paar jaar moet vervangen is vooral de combinatie zonnewarmte met een hybride warmtepomp kansrijk. Voor een goede businesscase is het wel van belang dat de overheid het gebruik van zonnewarmte voorlopig financieel blijft ondersteunen. Als ook de industrie blijft innoveren en de kosten van de systemen verder omlaag gaan, liggen er grote kansen voor de uitrol van zonnewarmte.”

Meer informatie over het onderzoek van TNO naar wind op zee is hier beschikbaar. Lees daarnaast hier meer over businesscase voor zonnewarmte in woning.

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Foto: Pixabay / Steppinstars