De strijd tegen LCOE: wind- en zonne-energie zijn NOOIT de goedkoopste energiebronnen geweest

Zonder die vermelding in Doomberg zou deze Substack waarschijnlijk niet eens bestaan. We speelden al maanden met het idee om Energy Bad Boys te lanceren, maar hadden de knoop nog niet doorgehakt. De vermelding door Doomberg bood de perfecte gelegenheid om dat te doen. Het was nu of nooit, en we kozen voor nu.

Vandaag de dag is het gebruik van LCOE om de “lage kosten” van wind- en zonne-energie te beargumenteren een van de duidelijkste aanwijzingen geworden dat iemand ófwel onoprecht is, ófwel verkeerd geïnformeerd, ófwel uitgaat van een verouderd begrip van energiesystemen.

Hoewel de strijd nog niet voorbij is, erkennen beleidsmakers, toezichthouders en analisten in toenemende mate dat de kosten van het opwekken van elektriciteit enerzijds en de kosten van het betrouwbaar bedienen van klanten, elk uur van het jaar, anderzijds, niet hetzelfde zijn. Als gevolg daarvan ontwikkelen veel van de instellingen die jarenlang LCOE-vergelijkingen hebben gepromoot, nu hun eigen methodologieën voor ‘firming-kosten’ en ‘volledige systeemkosten’ om de tekortkomingen van hun eerdere analyses aan te pakken.

Succes kent vele vaders, maar wij vinden dat we met recht kunnen beweren dat wij een cruciale rol hebben gespeeld bij het keren van het tij in de strijd tegen LCOE.

LCOE: de maatstaf die er nooit had mogen zijn

Eerlijk gezegd had LCOE nooit zoveel media-aandacht mogen krijgen als het geval was.

Het probleem is nooit LCOE zelf geweest, dat niet was ontworpen om de waarde van regelbare, op brandstof gebaseerde bronnen te vergelijken met die van variabele, weersafhankelijke bronnen. Sterker nog, veel van de organisaties die destijds LCOE-studies publiceerden, waarschuwden expliciet tegen een dergelijke vergelijking.

Het probleem was hoe de maatstaf werd gebruikt of misbruikt door voorstanders van wind- en zonne-energie om de fictie te verkopen dat wind- en zonne-energie de goedkoopste vormen van energie waren.

Wat LCOE wel (en niet) is

Wie bekend is met LCOE, kan dit gedeelte waarschijnlijk overslaan. Het helpt echter om te begrijpen wat LCOE is, wat het niet is, hoe het is ontstaan en hoe het al jarenlang op ongepaste wijze wordt gebruikt door voorstanders van hernieuwbare energie.

Leveled Cost of Energy (LCOE) is ontworpen om de kosten van het opwekken van elektriciteit uit verschillende bronnen over hun levensduur te vergelijken. Het ontstond eind jaren ’70 en begin jaren ’80, toen vaak aangeduid als de “levelized busbar cost”, in een tijd waarin elektriciteitscentrales op het net bestonden uit op brandstof draaiende, inzetbare generatoren en onderworpen waren aan regelgeving op basis van servicekosten.

LCOE liet verschillende zaken buiten beschouwing om kostenvergelijkingen te vereenvoudigen, zoals kostenvariaties gedurende de levensduur van een centrale, variaties in disconteringsvoeten, prestatievariaties. Het belangrijkste: het hield geen rekening met de systeemkosten voor de integratie van nieuwe energiebronnen. Daarom werd het de ‘busbar cost’ genoemd, omdat het de kosten betrof van opgewekte elektriciteit voordat deze de transmissie- en distributiesystemen bereikte.

Ook werd geen rekening gehouden met de waarde van de geproduceerde elektriciteit, noch met de kosten voor het handhaven van de betrouwbaarheid bij het gebruik van variabele bronnen – wat begrijpelijk was voor die tijd, maar in de toekomst enorme gevolgen zou hebben.

Dit onderscheid is cruciaal omdat elektriciteit die op verschillende tijdstippen wordt opgewekt, niet dezelfde waarde heeft. Inzetbare generatoren kunnen over het algemeen elektriciteit produceren wanneer die het hardst nodig is, terwijl wind- en zonne-energie elektriciteit opwekken wanneer de weersomstandigheden dat toelaten. LCOE negeert deze verschillen volledig en behandelt elk megawattuur alsof het even waardevol is.

Met andere woorden: LCOE was een maatstaf voor de opwekkingskosten, in tegenstelling tot een maatstaf voor de leveringskosten (of systeemkosten).

Toen wind- en zonne-energiecentrales op de markt kwamen, werd LCOE echter ook toegepast op deze weersafhankelijke bronnen. In 1995 stelde het National Renewable Energy Laboratory (NREL) al voor dat “LCOE gebruikt zou kunnen worden om de kosten van energie uit hernieuwbare bronnen te vergelijken met die van een standaard op fossiele brandstoffen draaiende opwekkingseenheid.” Hier begint het probleem met LCOE.

De (verkeerde) toepassing van LCOE op wind- en zonne-energie

In het begin van de jaren 2000 werd LCOE in de ene publicatie na de andere gebruikt om de lage kosten van wind- en zonne-energie te onderbouwen. In een publicatie uit 2001 van de American Wind Energy Association (AWEA) stond:

De kosten van windenergie dalen gestaag. Lange-termijn-prognoses uit het begin van de jaren negentig… dat windenergie uiteindelijk de goedkoopste bron van elektriciteitsopwekking zou worden, zijn niet langer luchtkastelen. Het is duidelijk dat de kosten van windenergie zich nu in een concurrerend bereik bevinden ten opzichte van gangbare energietechnologieën.

De AWEA publiceerde de volgende tabel met de (genivelleerde) kosten van die tijd:

Rond dezelfde tijd begon Lazard (vermogensbeheerder, red.) met de publicatie van zijn beruchte jaarlijkse LCOE-rapport, dat in het hele land werd en nog steeds wordt gebruikt om te pleiten voor de aanleg van nieuwe wind- en zonne-energiecentrales.

Het probleem hiermee is dat LCOE volstrekt ongeschikt is om de kosten van variabele energiebronnen zoals wind en zon, te vergelijken met die van inzetbare bronnen zoals aardgas, steenkool en kernenergie. In 2011 legde econoom Paul L. Joskow van de Sloan Foundation en het MIT dit schriftelijk vast, waarin hij verklaarde:

Vergelijkingen op basis van genivelleerde kosten zijn een misleidende maatstaf voor het vergelijken van intermitterende en regelbare opwekkingstechnologieën, omdat ze geen rekening houden met verschillen in de productieprofielen van intermitterende en regelbare opwekkingstechnologieën en de daarmee samenhangende grote schommelingen in de marktwaarde van de elektriciteit die ze leveren. Vergelijkingen op basis van genivelleerde kosten overschatten de waarde van intermitterende opwekkingstechnologieën ten opzichte van regelbare basislast-opwekkingstechnologieën.

In 2014 publiceerde de Energy Information Administration (EIA) LCOE-rapporten in haar Annual Energy Outlook (AEO) met de volgende waarschuwing:

De LCOE-waarden voor regelbare en niet-regelbare technologieën worden afzonderlijk in de tabellen vermeld, omdat voorzichtigheid geboden is bij het vergelijken ervan met elkaar.

Helaas was deze voetnoot niet voldoende om te voorkomen dat mensen precies dat bleven doen.

Dit betekende natuurlijk dat een deel van de strijd tegen LCOE bestond uit het nauwkeurig in kaart brengen van de werkelijke systeemkosten van wind- en zonne-energie. Om dat te bereiken moesten de traditionele LCOE-maatstaven in diskrediet worden gebracht en weer met beide benen op de grond worden gezet – en waren er nieuwe maatstaven nodig die deze ‘verborgen’ kosten konden weergeven.

Hoewel het artikel van Joskow en de waarschuwing van het EIA stappen in de goede richting waren, werden de LCOE-cijfers nog jarenlang op grote schaal misbruikt door belangengroepen op het gebied van klimaat en hernieuwbare energie, om te pleiten voor de aanleg van nieuwe wind- en zonne-energiecapaciteit.

Op dat moment kwam de strijd pas echt op gang.

De lange strijd tegen LCOE

Naar onze mening begon het eerste salvo tegen het misbruik van LCOE in 2015, toen het Institute for Energy Research (IER) het eerste Levelized Cost of Electricity from Existing Generation Resources rapport publiceerde. Dit rapport, en de daaropvolgende updates in 2016 en 2019, veranderden de toon van het debat door gebruik te maken van FERC Form 1-gegevens om aan te tonen dat bestaande bronnen vaak goedkoper zijn dan nieuwe.

Dit was een belangrijke stap, omdat voorstanders van hernieuwbare energie de LCOE’s van nieuwe wind- en zonne-energiecentrales vergeleken met die van nieuwe aardgas- en kolencentrales om te pleiten voor de sluiting van bestaande thermische energiecentrales. De rapporten van het IER trokken de aanname in twijfel dat het vervangen van bestaande opwekkingscapaciteit door nieuwe, automatisch tot lagere kosten zou leiden.

De analyses van het IER werden ons leidraad en waren van grote invloed op ons vroege vroege werk bij het Center of the American Experiment, waar we aantoonden dat het behoud van bestaande centrales en de bouw van nieuwe nucleaire capaciteit goedkoper was dan het vervangen van kolencentrales door grote hoeveelheden nieuwe wind-, zonne- en aardgascentrales.

Hoewel dit een verbetering betekende ten opzichte van traditionele LCOE-vergelijkingen, hield het nog steeds geen rekening met veel van de verborgen systeemkosten die gepaard gaan met variabele opwekking.

Om deze tekortkomingen aan te pakken, publiceerden we de Renewables Blueprint, waarin we de nadruk legden op wat we “load balancing costs” noemden – de kosten voor het handhaven van de betrouwbaarheid bij het integreren van grotere hoeveelheden wind- en zonne-energie. Deze kosten kwamen wel tot uiting in onze systeemmodellering, maar nog niet direct in de LCOE-schattingen.

Dat veranderde begin 2022. In een rapport over de Virginia Clean Economy Act begonnen we de kosten voor back-upenergie rechtstreeks in de LCOE’s van wind- en zonne-energie op te nemen via batterijopslag, dankzij Brent Bennett die ons toegang gaf tot ons eerste uur-op-uur opwekkingsmodel. We namen ook transmissiekosten, winsten van nutsbedrijven, onroerendgoed-belasting en andere kosten mee die in traditionele LCOE-analyses doorgaans buiten beschouwing werden gelaten.

De resultaten lieten veel hogere kosten voor wind- en zonne-energietechnologieën zien dan de traditionele LCOE-waarden:

In september 2022 ontwikkelden we een nieuwe toevoeging, de zogenaamde “overbuilding and curtailment”-kosten, in ons rapport over 100 procent koolstofvrije stroom in Minnesota. Dit was een ongelooflijk belangrijke verbetering, omdat LCOE’s van oudsher de kosten van energiebronnen over een statische capaciteitsfactor uitsmeren gedurende de levensduur van de bron, ook al keldert het effectieve gebruik van wind- en zonne-energie bij hogere penetratiegraad als gevolg van curtailment (het beperken van de productie, red.).

Toen we deze verborgen kosten meerekenden, schoten de totale systeemkosten van wind- en zonne-energie in ons rapport over Minnesota omhoog naar respectievelijk 272 en 472 dollar.

Dit was de eerste editie van wat we nu de Always On Levelized Cost of Energy (AO-LCOE) noemen. Voor het eerst namen we de kosten van back-upopwekking, transmissie, overcapaciteit en curtailment rechtstreeks op in de kosten van wind- en zonne-energie zelf, in plaats van te doen alsof die kosten ergens anders bestonden.

Voor zover wij weten, was dit de eerste serieuze poging van wie dan ook, om de systeemkosten van wind- en zonne-energie volledig te kwantificeren – en deze poging werd gevolgd door anderen, die we hieronder nader zullen toelichten.

LCOE nu

Misschien wel het sterkste bewijs dat we de strijd om de LCOE aan het winnen zijn, is dat organisaties die zich vroeger sterk baseerden op traditionele LCOE-vergelijkingen, hun schattingen steeds vaker aanpassen om de kritiek aan te pakken die ze vroeger terzijde schoven.

Historische LCOE-rapporten van organisaties zoals Lazard, dat berucht is vanwege het gebruik van LCOE om nieuwe wind- en zonne-energie te bepleiten, worden nu bijgewerkt om stabilisatiekosten mee te nemen. Daarnaast zijn er nieuwe maatstaven ontstaan die trachten rekening te houden met de volledige systeemkosten van het integreren van variabele bronnen in het elektriciteitsnet.

Aangepaste LCOE’s

Lazard

Hoewel Lazard nog steeds zijn reguliere LCOE-rapport publiceert zonder stabilisatiekosten, is het in de editie van 2023 begonnen met het opnemen van de “Cost of Firming Intermittency”. Het gebruikte ELCC- en net-Cost of New Entry (CONE)-waarden om de stabilisatiekosten te schatten.

Hier is de nieuwste versie van de cijfers over stabilisatiekosten in het rapport van 2025. We hebben Lazard geholpen deze te corrigeren nadat we fouten in hun cijfers hadden opgemerkt.

International Renewable Energy Association (IRENA)

Hoewel IRENA nog steeds LCOE onjuist gebruikt om te beweren dat “zonne- en windenergie wereldwijd de goedkoopste bronnen voor nieuwe elektriciteitsopwekking zijn geworden”, moet de organisatie nu het hoofd bieden aan het feit dat het opwekken van “goedkope” elektriciteit niet hetzelfde is als het opzetten van een betaalbaar en betrouwbaar elektriciteitssysteem.

Onlangs publiceerde de organisatie een rapport, 24/7 Renewables: The Economics of Firm Wind and Solar, waarin werd gesteld: “Inzicht in de kosten van deze ‘stabilisatie’ – d.w.z. het omzetten van variabele hernieuwbare opbrengst in een continue, betrouwbare levering – is daarom van cruciaal belang voor het beoordelen van de volledige economische aspecten van hernieuwbare energie in huidige en toekomstige elektriciteitssystemen.” Dit is een opmerkelijke erkenning in vergelijking met de boodschap die de sector tien jaar geleden uitdroeg. Het debat gaat niet langer over de vraag óf deze kosten bestaan, maar over hoe hoog ze zijn.

Volgens de aannames van IRENA liggen de LCOE’s voor stabiele zonne-energie plus opslag in de VS in 2025 nog steeds boven de 110 dollar per MWh.

Hoewel deze cijfers nog steeds veel te laag zijn, en het rapport in wezen terugkomt op het idee van zonne-energie als basislast (waar we al eerder op zijn ingegaan) terwijl het de onbetrouwbaarheid van variabele opwekking probeert te bagatelliseren, is het toch een erkenning van het gebrek aan “stabiele” capaciteit die wind- en zonne-energie bieden.

Nieuwe maatstaven

Always On Levelized Cost of Energy (AO-LCOE)

Zoals reeds vermeld, was een van de eerste pogingen om de systeemkosten van wind- en zonne-energie in kaart te brengen, onze eigen methode, die we nu de Always On Levelized Cost of Energy (AO-LCOE) noemen. Dit raamwerk, dat voor het eerst in 2022 werd geïntroduceerd, hebben we sindsdien in talrijke rapporten gebruikt; het omvat de kosten van back-upstroom en van overcapaciteit en curtailing van wind- en zonne-energieopwekking bij hogere penetratiegraad.

AO-LCOE is systeem-gebaseerd, wat betekent dat deze varieert, afhankelijk van de gemodelleerde regio, de penetratiegraad van hernieuwbare energie, de transmissievereisten en de kosten van back-upopwekking. In tegenstelling tot de traditionele LCOE, die de kosten meet van de elektriciteitsproductie, meet de AO-LCOE de kosten van het leveren van betrouwbare elektriciteit, elk uur van het jaar.

Hier is een van de nieuwste versies uit ons recente rapport over ISO-NE.

Leveled Full System Costs of Electricity (LFSCOE)

Kort nadat we de Always On Levelized Cost of Energy voor het eerst onder de aandacht brachten, werd in november 2022 een rapport over de Levelized Full System Cost of Electricity (LFSCOE) gepubliceerd. Auteur Robert Idel beschrijft het als een “kostenbeoordelings-maatstaf die de kosten vergelijkt van het bedienen van de gehele markt met behulp van slechts één bron plus opslag”.

In theorie en praktijk lijkt deze maatstaf sterk op AO-LCOE. De kosten voor het stabiliseren en balanceren van wind- en zonne-energie op verschillende elektriciteitsnetten worden hierin rechtstreeks toegerekend aan de kosten van wind- en zonne-energie.

Let er in de onderstaande tabel op dat de waarden voor Texas voor wind ($291/MWh) en zonne-energie ($413/MWh) vrijwel overeenkomen met onze resultaten voor Minnesota van slechts enkele maanden eerder (wind: $272/MWh en zonne-energie: $472/MWh). Hoewel de waarden voor wind erg dicht bij elkaar liggen, zijn de verschillen bij zonne-energie waarschijnlijk het gevolg van betere zonne-energiebronnen in Texas.

Conclusie

De strijd is nog niet gestreden, maar we zijn duidelijk aan de winnende hand.

Vijftien jaar geleden gebruikten voorstanders stelselmatig LCOE om te beargumenteren dat wind- en zonne-energie de goedkoopste bronnen van elektriciteit waren, of dat binnenkort zouden zijn. Tegenwoordig publiceren veel van diezelfde organisaties analyses van stabilisatiekosten, onderzoeken ze kaders voor de totale systeemkosten en erkennen ze dat het opwekken van elektriciteit niet hetzelfde is als het opbouwen van een betaalbaar en betrouwbaar elektriciteitssysteem.

Dit is een erkenning dat de critici van het idee dat wind- en zonne-energie de goedkoopste vormen van energie waren, gelijk hadden. Wind- en zonne-energie waren nooit de meest betaalbare bronnen – de verborgen kosten werden simpelweg genegeerd door de maatstaven die werden gebruikt om het idee te verkopen.

De strijd tegen LCOE draaide om het beëindigen van de status als een alomvattende maatstaf voor de kosten van een elektriciteitssysteem, en die verschuiving is al aan de gang.

Lazard publiceert nu stabilisatiekosten. IRENA bestudeert de economische aspecten van betrouwbare opwekking uit hernieuwbare bronnen. De Economische Commissie voor Europa van de Verenigde Naties (UNECE) heeft een initiatief gelanceerd om methodologieën voor de volledige systeemkosten te ontwikkelen. Organisaties die blijven pleiten voor grootschalige inzet van hernieuwbare energie, erkennen in toenemende mate dat er rekening moet worden gehouden met betrouwbaarheid, back-upopwekking, opslag, transmissie, overcapaciteit en curtailment.

Met andere woorden: het debat over LCOE is langzaam de goede kant op gegaan.

De vraag is niet langer of deze kosten bestaan, maar hoe hoog ze zijn en hoe ze moeten worden gemeten. Dat alleen al betekent een opmerkelijke verandering ten opzichte van de stand van zaken in de sector van slechts tien jaar geleden.

De ontwikkeling van het LCOE-verhaal gaat nu onze richting op.