Capaciteitsfactoren
Hoskins begint met wat hij beschouwt als het fundamentele probleem van wind- en zonne-energie: hun relatief lage capaciteitsfactoren. Deze factor meet de daadwerkelijk opgewekte elektriciteit over een bepaalde periode, vergeleken met de hoeveelheid die zou worden geproduceerd als een installatie continu op haar nominale capaciteit zou draaien.
Volgens de cijfers hebben Europese zonne-installaties een gemiddelde capaciteitsfactor van slechts ongeveer 11% behaald, terwijl offshore windenergie aanzienlijk beter presteert dan onshore windenergie. Hoskins schat dat de gecombineerde productiviteit van Europese wind- en zonne-installaties is gedaald van ongeveer 20% in 2020 tot ongeveer 15% volgens recentere gegevens. Hij beschouwt deze daling als bijzonder zorgwekkend, gezien de enorme bedragen die zijn geïnvesteerd in de uitbreiding van de capaciteit voor hernieuwbare energie.
Conventionele elektriciteitscentrales kunnen daarentegen met veel hogere capaciteitsfactoren draaien. Hoskins noemt cijfers in de hoge 80’s en 90’s voor gas-, kolen- en kerncentrales, hoewel de werkelijke prestaties per centrale en in de loop van de tijd variëren.
Het onderscheid is belangrijk, zo stelt hij, omdat cijfers over geïnstalleerde capaciteit een misleidende indruk kunnen wekken over hoeveel elektriciteit een systeem betrouwbaar kan leveren. Een gigawatt aan zonnepanelen staat niet gelijk aan een gigawatt aan betrouwbare opwekkingscapaciteit. Wind- en zonne-installaties moeten aanzienlijk groter zijn om dezelfde jaarlijkse hoeveelheid elektriciteit te produceren als conventionele elektriciteitscentrales, en hun opbrengst blijft afhankelijk van weersomstandigheden.
Beleidsmakers hebben zich te sterk gericht op de nominale capaciteit van installaties voor hernieuwbare energie, terwijl ze onvoldoende aandacht hebben besteed aan hun werkelijke opbrengst.
Variabel karakter en back-up
Een lage gemiddelde productiviteit is slechts een deel van de uitdaging. De opwekking van wind- en zonne-energie kan niet noodzakelijkerwijs worden verhoogd wanneer de vraag stijgt, of worden verlaagd wanneer het aanbod de vraag overstijgt. Elektriciteitssystemen moeten daarom rekening houden met aanzienlijke schommelingen in de opbrengst.
Hoskins stelt dat er betrouwbare opwekkingscapaciteit beschikbaar moet blijven om periodes te compenseren waarin de productie van wind- en zonne-energie onvoldoende is. Dit betekent dat naast installaties voor hernieuwbare energie ook gas-, kolen- of kerncentrales in stand moeten worden gehouden, in plaats van ervan uit te gaan dat variabele bronnen conventionele elektriciteitscentrales zomaar kunnen vervangen.
Overtollige hernieuwbare elektriciteit kan ook moeilijk te gebruiken zijn wanneer de productie de vraag overstijgt of het netwerk deze niet naar de consumenten kan transporteren. Omgekeerd kunnen er tekorten ontstaan wanneer elektriciteit het hardst nodig is.
Om het probleem te illustreren, onderzocht Hoskins de windenergieproductie in Groot-Brittannië, Duitsland en Frankrijk in augustus en september 2023. Hij constateert een periode van ongeveer 42 dagen waarin de windproductie aanzienlijk onder het jaargemiddelde lag, waaronder vijf dagen waarop de productie in een groot deel van West-Europa uitzonderlijk laag was.
Voor de onderzochte windcapaciteit bedroeg de gemiddelde productie over het jaar ongeveer 23% van de geïnstalleerde capaciteit. Tijdens de periode van 42 dagen daalde de productiviteit tot ongeveer 11%, en tijdens de periode van vijf dagen zakte deze onder de 6%.
Hoskins schat dat het daaruit voortvloeiende tekort over de langere periode ongeveer 15.000 gigawattuur bedroeg, met een tekort van ongeveer 2.500 gigawattuur tijdens de vijf bijzonder zwakke dagen, ten opzichte van de door hem gehanteerde benchmark. Vervolgens bekijkt hij welke batterijopslag nodig zou zijn om dergelijke tekorten te compenseren. Het bredere punt is dat het opslaan van elektriciteit tijdens langdurige periodes van lage windproductie een enorme uitdaging vormt.
Energierendement op investering
Vervolgens onderzoekt Hoskins het energierendement op geïnvesteerde energie, ofwel EROI: de hoeveelheid energie die een technologie oplevert in verhouding tot de energie die nodig is om deze te bouwen, te installeren, te onderhouden en te ondersteunen.
Hij stelt dat wind- en zonne-energie op dit punt aanzienlijk slechter presteren dan conventionele energieopwekking, terwijl kernenergie bijzonder goed presteert. Ook biomassa scoort slecht in zijn beoordeling.
Zijn argument is dat een energiebron een aanzienlijk overschot moet opleveren bovenop de energie die wordt verbruikt bij het opzetten en exploiteren van de infrastructuur. Anders worden de economische en industriële middelen die de samenleving ter beschikking staan, verminderd door de inspanning die nodig is om de energieproductie zelf in stand te houden.
Hoskins concludeert dat zonne-energie in zijn berekeningen bijzonder slecht scoort, terwijl windenergie op het land slechts een relatief bescheiden energieoverschot oplevert. Kernenergie en de opwekking met fossiele brandstoffen leveren een aanzienlijker rendement op.
Deze conclusies zijn afhankelijk van de grenzen en aannames die bij de berekening van de EROI worden gehanteerd, waaronder de manier waarop rekening wordt gehouden met bouw, brandstofproductie, opslag, back-up en netinfrastructuur. Niettemin beschouwt Hoskins de vergelijking als essentieel om inzicht te krijgen in de werkelijke kosten van verschillende technologieën.
De kernuitstap van Duitsland
Het besluit van Duitsland om zijn resterende kerncentrales in 2023 te sluiten, dient als een prominent voorbeeld van wat Hoskins ziet als de politieke afwijzing van effectieve koolstofarme elektriciteitsopwekking.
Kernenergie leverde voorheen een aanzienlijk deel van de Duitse elektriciteit. Hoskins merkt op dat deze ongeveer een decennium eerder goed was voor ongeveer een kwart van de elektriciteitsopwekking van het land. Hij stelt dat de sluiting van deze centrales een grote bron van elektriciteit heeft weggenomen die onafhankelijk van weersomstandigheden kon functioneren.
Volgens hem was het besluit bijzonder moeilijk te rechtvaardigen in een land dat tegelijkertijd streeft naar emissiereducties en de uitbreiding van variabele hernieuwbare energieopwekking. Hij suggereert dat politieke vijandigheid tegenover kernenergie, in plaats van een objectieve beoordeling van de technische prestaties, een doorslaggevende rol heeft gespeeld.
Hoskins noemt ook de mogelijkheid om sommige buiten gebruik gestelde centrales weer in gebruik te nemen, maar spreekt tegelijkertijd zijn twijfel uit over de haalbaarheid hiervan.
Emissies en ruimtebehoefte
De podcast gaat ook in op de uitstoot die gepaard gaat met de aanleg van infrastructuur voor elektriciteitsopwekking. Hoskins stelt dat de koolstofvoetafdruk van de productie en installatie van windturbines en zonnepanelen in aanmerking moet worden genomen naast de uitstoot tijdens het gebruik.
Hij wijst op de energie-intensieve productie van zonnepanelen, waaronder de fabricage in China, waar elektriciteit uit steenkoolcentrales nog steeds een belangrijke rol speelt. Ook voor windturbines zijn aanzienlijke hoeveelheden staal, beton en andere materialen nodig. Waterkracht-infrastructuur kan een aanzienlijke materiaalvoetafdruk hebben vanwege de benodigde hoeveelheden beton.
Biomassa krijgt bijzondere kritiek. Hoskins vemeldt dat geïmporteerde houtpellets gekapt, verwerkt, gedroogd, tot pellets verwerkt en verscheept moeten worden, wat allemaal energie kost. Hij haalt een schatting aan die suggereert dat de bijbehorende uitstoot in de vergelijking die hij gebruikt bijna vier keer zo hoog kan zijn als die van gasopwekking.
Hij verwerpt daarom de aanname dat biomassa automatisch als koolstofneutraal moet worden beschouwd, simpelweg omdat nieuwe bomen uiteindelijk een deel van de vrijgekomen koolstof zouden kunnen opnemen. Het tijdstip van hergroei en de uitstoot die gepaard gaat met de gehele toeleveringsketen, zijn volgens hem van belang bij het beoordelen van de klimaatimpact.
Landgebruik is een ander punt van zorg. Hoskins stelt dat zonneparken aanzienlijke oppervlakten in beslag nemen die anders voor landbouw zouden kunnen worden gebruikt. Hij maakt zich met name zorgen over de betonnen funderingen en andere infrastructuur die op landbouwgrond worden aangelegd, wat volgens hem het agrarische gebruik ervan zou kunnen bemoeilijken nadat een zonne-installatie het einde van haar levensduur heeft bereikt.
Windparken vereisen toegangswegen, funderingen en aanvullende infrastructuur, hoewel het land tussen de turbines beschikbaar kan blijven voor landbouw. Omdat installaties voor hernieuwbare energie wijdverspreid zijn, stelt Hoskins ook dat ze uitgebreide elektriciteitsnetwerken, transformatoren en andere ondersteunende apparatuur vereisen.
Volgens zijn beoordeling worden deze indirecte vereisten vaak over het hoofd gezien wanneer hernieuwbare technologieën worden vergeleken met grote conventionele elektriciteitscentrales die geconcentreerd zijn op relatief compacte locaties.
Bouwkosten en levensduur
Hoskins gebruikt kostenramingen van de Amerikaanse Energy Information Administration, in combinatie met waargenomen capaciteitsfactoren, om de kapitaaluitgaven en lange-termijnkosten van verschillende opwekkingstechnologieën te vergelijken.
Zijn belangrijkste stelling is dat vergelijkingen die uitsluitend gebaseerd zijn op de kosten voor het installeren van een eenheid capaciteit, de productiviteitskloof verhullen. Windenergie op het land en zonne-energie lijken misschien concurrerend met gasgestookte opwekking wanneer de initiële bouwkosten afzonderlijk worden bekeken. Offshore windenergie is daarentegen vanaf het begin al duur.
Maar Hoskins stelt dat het beeld drastisch verandert wanneer de kosten worden gecorrigeerd voor de daadwerkelijke elektriciteitsproductie. In zijn berekeningen wordt windenergie op het land ongeveer zes keer zo duur als gasgestookte opwekking, offshore windenergie ongeveer 15 keer zo duur en zonne-energie bijna tien keer zo duur in de vergelijking die hij presenteert.
In zijn vergelijkingen op langere termijn houdt hij ook rekening met de verschillende verwachte levensduur van de technologieën. Hoskins gaat uit van een geschatte levensduur van 25 jaar voor windenergie op het land, 20 jaar voor offshore windenergie en 18 jaar voor zonnepanelen. Ter vergelijking: hij stelt dat gascentrales 50 jaar kunnen draaien, kolencentrales 60 jaar en kerncentrales 70 jaar, terwijl sommige waterkrachtcentrales zelfs nog langer meegaan.
Kortere levensduur betekent dat hernieuwbare infrastructuur vaker moet worden vervangen, wat mogelijk bijdraagt aan de kosten over de gehele levensduur.
Bij het vergelijken van de lange-termijnkosten, rekening houdend met productiviteit, schat Hoskins dat offshore wind bijna vier keer zo veel kan kosten als kernenergie, terwijl zonne-energie ongeveer twee keer zo veel kost. Onshore wind komt volgens zijn berekeningen qua kosten in de buurt van kernenergie wanneer rekening wordt gehouden met productiviteit.
Dit zijn Hoskins’ eigen vergelijkingen en geen algemeen geldende schattingen van de elektriciteitskosten. De resultaten kunnen variëren afhankelijk van financiering, locatie, brandstofprijzen, technologie, systeemintegratie en de aannames die worden gehanteerd bij de toerekening van kosten. Zijn argument is echter dat dergelijke factoren consequent moeten worden geëvalueerd voordat beleidsmakers de ene technologie goedkoper verklaren dan de andere.
Politiek falen
Hoskins is van mening dat hernieuwbare energie heeft geprofiteerd van beweringen dat deze aanzienlijk goedkoper is dan conventionele opwekking. Hij betwist deze beweringen en stelt dat er onvoldoende rekening wordt gehouden met de daadwerkelijke opbrengst, back-upvereisten, infrastructuur, vervangingskosten en andere praktische beperkingen.
Hij wijst op de installatiecijfers voor 2025 in Duitsland en Groot-Brittannië en stelt dat de verschillen in capaciteitsfactoren betekenen dat hernieuwbare systemen een veelvoud aan geïnstalleerde capaciteit vereisen om een vergelijkbare elektriciteitsproductie te bereiken. Zijn schattingen suggereren dat er op basis van de door hem gepresenteerde vergelijking ongeveer acht keer zoveel hernieuwbare capaciteit nodig zou zijn in Duitsland en zes keer zoveel in Groot-Brittannië.
Voor Hoskins is dit het bewijs dat het energiebeleid is gedreven door politieke ambitie, zonder voldoende aandacht voor fundamentele berekeningen.
Hij verwijst naar het werk van wijlen David MacKay, de natuurkundige en voormalig wetenschappelijk adviseur van het Britse Ministerie van Energie, wiens boek Sustainable Energy – Without the Hot Air de nadruk legde op kwantitatieve analyse van energiekeuzes. Hoskins concludeert: “De mensheid moet echt aandacht besteden aan de rekenkunde en de wetten van de natuurkunde.”
Hij stelt dat de bedragen die gemoeid zijn met de Europese energietransitie in de biljoenen dollars lopen en dat een grondigere beoordeling dure beleidsfouten had kunnen voorkomen.
Klimaatverandering en de toekomstige rol van CO2
In het slotgedeelte van de podcast schakelt Hoskins over van energie-economie naar klimaatwetenschap. Hij stelt dat het toekomstige opwarmende effect van extra kooldioxide in de atmosfeer wordt beperkt naarmate de concentraties toenemen. Ook benadrukt hij de rol van waterdamp in het broeikaseffect in de atmosfeer.
Hoskins gebruikt deze punten om te betwijfelen of de verwachte klimaatvoordelen de economische kosten van de energietransitie rechtvaardigen. Hij suggereert dat westerse landen hun economieën en energiezekerheid mogelijk hebben verzwakt door beleid te voeren dat gebaseerd is op overdreven angsten voor de opwarming van de aarde.
Zijn conclusies zijn zeer kritisch ten aanzien van het gangbare klimaatbeleid. Zijn centrale oproep is duidelijk: overheden moeten energietechnologie beoordelen op basis van de elektriciteit die ze daadwerkelijk opleveren, hun volledige systeemkosten, hun materiaalbehoeften en hun levensduur – en niet louter op basis van hun geïnstalleerde capaciteit of hun politieke aantrekkingskracht.
Source: https://clintel.nl/ed-hoskins-kosten-hernieuwbare-energie/
.