Je leest:

Spreiding van windparken over EU is nodig

Spreiding van windparken over EU is nodig

Volwaardig Europees stroomnet vergt honderden miljarden euro’s

Auteur: | 21 juli 2017

Fluctuaties in windenergie kunnen drastisch verminderd worden door de bouw van windparken EU-breed op elkaar af te stemmen. Maar dan moeten Griekse windmolens desnoods Noorwegen van stroom kunnen voorzien. Is dat haalbaar?

Nu windenergie een substantieel aandeel krijgt in de totale elektriciteitsopwekking, wordt de grilligheid van deze energiebron een steeds groter probleem. Voor bijna windstille uren en dagen moet er fossiel opgewekt back-up-vermogen paraat staan, en soms is er lokaal zelfs een overschot aan windenergie.

Een artikel in Nature Climate Change betoogt nu, dat deze fluctuaties wel vijf keer zo klein gemaakt kunnen worden door windparken beter te spreiden over de EU. De Zwitserse onderzoekers baseren hun stelling op een historische analyse van grootschalige weerpatronen boven Europa. Volgens hen overheersen zeven grootschalige weerpatronen, waarbij het ofwel aan de Atlantische en Noordzee kusten flink waait, ofwel in de Balkan en rond de oostelijke Middellandse Zee. Slechts zelden is het in beide gebieden windstil.

Twee voorbeelden van vaak voorkomende windpatronen boven Europa. Links waait het hard aan de Atlantische kust (rood), en weinig rond Griekenland (lichtblauw). Rechts is er weinig wind rond Groot-Brittannië (blauw), en meer wind rond de Middellandse Zee (oranje-geel). Let wel: de kleurcode geeft de afwijking van de windsnelheid aan van het gemiddelde (in meters per seconde). Dus in gebieden zonder kleur is het niet windstil, maar heerst de gemiddelde windsnelheid.

Pieken en dips

Momenteel zorgen korte pieken en dips (op een termijn van uren) er voor, dat het totale met wind opgewekte elektrisch vermogen in de EU varieert tussen 10 en 75 gigawatt. Het totale vermogen op een termijn van dagen fluctueert tussen 20 en 60 gigawatt (ter vergelijking, de kerncentrale in Borssele levert een stabiele halve gigawatt, in Nederland staat totaal ongeveer 20 gigawatt aan elektrisch vermogen).

Uitgelicht door de redactie

Maatschappijwetenschappen
Hoeveel kans maken de Oranje Leeuwinnen op de wereldtitel?

Biologie
Na een Chinese, nu een Russische CRISPR-Cas-cowboy?

Techniek
Is het verstandig om alle kolencentrales te sluiten?

Echter, met alle windparken die nu in de EU in aanbouw of gepland staan, zal het totale vermogen van windenergie en de fluctuaties daarin tot 2030 verdrievoudigen. Die groei komt vooral op het conto van windparken in of aan de Noordzee. Waar ze doorgaans allemaal aan het zelfde weerpatroon zijn blootgesteld, dat vaak wordt bepaald door stormachtige depressies vanaf de Atlantische oceaan. Tussen die stormdepressies in vallen de enorme windparken van Denemarken, Duitsland, Nederland en andere landen aan de Atlantische kust grotendeels stil.

Door vooral windparken bij te bouwen in de Balkan en Griekenland, kunnen die windstiltes worden opgevangen, omdat het in die regio dan vaak juist wel waait. Maar kan dat wel, windstroom uit Griekenland die de lampen in Noorwegen laat branden? “Dat kan,” zegt Adriaan van der Welle, onderzoeker bij ECN Beleidsstudies, “maar daarvoor is de capaciteit van de hoogspanningsleidingen tussen landen momenteel niet groot genoeg.”

Modelberekening van de fluctuaties in het opgewekte vermogen windenergie in de EU in 2015 (zwarte lijnen), in 2030 zonder spreidingsbeleid (bruin) en in 2030 met spreidingsbeleid (groen). Dunne lijnen: vermogen gemiddeld over zes uur. Dikke lijnen: vermogen gemiddeld over vijf dagen. Met spreidingsbeleid worden de fluctuaties in 2030 op een termijn van dagen vier à vijf keer kleiner, maar grote fluctuaties op een termijn van uren komen dan nog steeds voor. Het model gaat uit van gegevens over de lokale windsnelheid in de winter van 1992-1993. De wetenschappers verwachten dat het goed vergelijkingsmateriaal is, want tot nu toe verschilt het windsnelheidspatroon niet veel van jaar tot jaar.

Geliberaliseerd

Tot een jaar of twintig geleden bestond er nauwelijks internationaal stroomverkeer. Sindsdien is de elektriciteitsmarkt geliberaliseerd en wordt elektriciteit ook internationaal verhandeld, waarvoor de verbindingen zijn verbeterd. Van der Welle noemt als voorbeeld de elektriciteitskabel tussen Nederland en Noorwegen, die een capaciteit heeft van 700 megawatt (en die 600 miljoen euro kostte).

Windturbine op de 2e Maasvlakte. Of deze niet beter in Bulgarije gebouwd had kunnen worden om de duurzame energieproductie in de EU als geheel stabieler te maken, was bij de bouw geen overweging. Het zal uiterst lastig worden, om lidstaten op dit gebied te laten samenwerken.

Maar om in 2030 regionale pieken en dalen in windenergie over Europa te verspreiden, zullen vaak tientallen gigawatts vermogen over duizenden kilometers getransporteerd moeten worden. Die pieken en dalen kunnen natuurlijk ook met andere bronnen kunnen worden afgedekt, maar voor grootschalige inzet van wind- en ook zonne-energie zal een steviger energienetwerk moeten worden gerealiseerd. Van der Welle heeft meegewerkt aan een verkennend onderzoek, e-Highway 2050, naar de investeringen die nodig zijn voor een volwaardig Europees hoogspanningsnet.

Dit net moet voldoende grote hoeveelheden elektriciteit kunnen transporteren om te voldoen aan de klimaatdoelstellingen voor 2050. Voorzichtige schatting van de kosten: tussen de 100 en 400 miljard euro. Dit betreft slechts de ‘elektriciteitssnelwegen’; ook lokaal zijn grote aanpassingen nodig aan elektriciteitsnetten. Honderden miljarden euro’s klinkt wellicht onbetaalbaar, maar het gaat om investeringen voor zo’n vijfhonderd miljoen Europeanen, over een periode van decennia. Dat komt neer op een paar tientjes per gezin per jaar.

Verder zijn transportverliezen onvermijdelijk. De European Climate Foundation (ECF) schat in haar Roadmap 2050 dat bij lange-afstandstransport van duurzaam opgewekte elektriciteit ongeveer tien procent van de opgewekte energie verloren zal gaan. Uitgedrukt in totaal verloren euro’s gaat dit opnieuw om enorme bedragen; per kilowattuur vertaalt het zich in een prijsverhoging van enige procenten.

Versnippering

Dus als de EU een echte politieke eenheid is, dan is dit in principe allemaal mogelijk. De realiteit is echter anders. Van der Welle: “De EU stelt over meerdere jaren miljarden euro’s beschikbaar voor initiatieven om een Europees elektriciteitsnetwerk te ontwikkelen. Maar in de praktijk wil ieder land zijn deel uit de ruif hebben, en is er veel versnippering. Het geld lijkt niet terecht te komen bij projecten die de meeste waarde toevoegen aan een Europees elektriciteitsnetwerk.”

En dan is er nog ‘de verontruste burger’. De schatting van maximaal vierhonderd miljard euro voor EU-brede hoogspanningsleidingen gaat uit van bovengrondse leidingen. Echter, actiegroepen protesteren steeds vaker tegen deze leidingen vanwege vermeende oorzaak van leukemie en allerlei andere kwalen bij omwonenden, en als ontoelaatbare horizonvervuiling. Daardoor ontstaat steeds meer maatschappelijke druk om nieuwe hoogspanningsleidingen ondergronds aan te leggen. Dat is twee tot drie maal zo duur. Als een groot deel van het Europese hoogspanningsnet inderdaad onder de grond gestopt moet worden, kan de rekening oplopen tot duizend miljard euro.

Bron

Balancing Europe’s wind-power output through spatial deployment informed by weather regimes, Christian Grams e.a., Nature Climate Change, 17 juli 2017. (doi:10.1038/nclimate3338)

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 21 juli 2017

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.