Energiekroniek
Het project-Lievense;
terug naar af
DR. A. A. DE BOER
Windenergie
In april 1981 verscheen het rapport
van het Nationaal Onderzoekprogramma Windenergie 1). De toon van het
rapport is optimistisch, o.a. over de
mogelijkheid met behulp van parksgewijs opgestelde grote windturbines elektriciteit te produceren ten behoeve van de
centrale elektriciteitsproduktie. Aanbevolen wordt, een proefpark te bouwen en
op een aantal gebieden nader onderzoek
te plegen. Ook de kostenperspectieven
zijn gunstig: vooral als de prijzen van
fossiele brandstoffen blijven stijgen zal
het in principe mogelijk zijn, lonend
elektriciteit te produeeren met behulp
van Windenergie.
Een van de problemen is de grilligheid
van het windaanbod. Het is moeilijk een
onverwacht groot aanbod van windenergie te verwerken als er weinig vraag naar
elektriciteit is; nog problematischer is het
om het plotseling uitvallen van een behoorlijk windenergievermogen op te
vangen. Aangezien echter de structuur
van de elektriciteitsproduktie crop is afgestemd, dat het onverwacht uitvallen
van de grootste eenheid zonder veel
moeilijkheden kan worden opgevangen,
kan ook het uitvallen van een vergelijkbaar windenergievermogen worden getolereerd. In ons land ligt dat vermogen op
ongeveer 650 MW. Over de vraag, hoeveel meer men zonder problemen kan
opvangen, lopen de meningen nogal uiteen. Buitenlandse bronnen die worden
genoemd in het rapport van het Nationaal Onderzoekprogramma Windenergie 1), zouden suggereren, dat na de
nodige aanpassingen van de structuur
van het elektriciteitsproduktiesysteem
zonder opslag een aanmerkelijk groter
windenergievermogen zou kunnen worden gei’nstalleerd dan de genoemde
650 MW.
Maar ook al zouden de pessimisten ten
aanzien van dit probleem gelijk krijgen,
dan is er altijd nog de mogelijkheid om
opslagsystemen te gebruiken. Dan immers kan de Windenergie worden opgeslagen op het moment dat het waait en
weer worden afgeleverd op het ogenblik
dat er vraag is naar elektriciteit. Hieruit
vloeien twee belangrijke voordelen
778
voort. In de eerste plaats is het windvermogen nu een zo betrouwbare bijdrage
tot het totale vermogen, dat men bij de
bouw van windturbines een even groot
vermogen aan conventionele produktiemiddelen achterwege kan laten (zonder
opslagsysteem zou men hooguit ongeveer 20% van het windenergievermogen
als betrouwbare bijdrage tot het te installeren vermogen mogen rekenen). In de
tweede plaats behoeft men met een opslagsysteem minder beroep te doen op
olie- en gasgestookte pieklasteenheden,
zodat men gemakkelijker een besparing
van de meest schaarse, duurste brandstoffen kan realiseren. Daar staat echter
wel tegenover, dat opslag gepaard gaat
met brandstofverlies. Al deze factoren
moeten tegen elkaar worden afgewogen.
Plan-Lievense
het spaarbekken. Dat bekken dient om
energie op te slaan als de windturbines
produceren en deze energie weer af te
leveren als er vraag naar is. De omvang
van het bekken wordt gemaximaliseerd
(en niet, zoals in de tekst staat, geoptimaliseerd) door na te gaan hoe groot het
maximale opslagvermogen is dat denkbaar is in het jaar 2000. Het gekozen
opslagvermogen ligt daar iets onder.
In wezen is het WESP-project een
combinatie van twee projecten: het installeren van een windenergievermogen
van 1000 – 3000 MW (daarmee zit men op
dezelfde lijn als het Nationaal Onderzoekprogramma Windenergie), en het
benutten van een spaarbekken van een
bij voorbaat vastgestelde grote omvang,
waarmee men vooruit loopt op de beantwoording van de vraag naar de wenselijkheid en de omvang van een opslagsysteem. Aan de hand van enkele algemene
beschouwingen over opslagsystemen is
gemakkelijk aan te tonen, dat die keuze
onjuist is. De fdut die men heeft begaan
is, dat men het WESP-project wel heeft
vergeleken met de (weinig perspectieven
biedende) opslag zonder Windenergie,
maar niet met de situatie zonder opslag
en met Windenergie.
De kostenberekeningen
Ik kom op deze vergelijking nog terug;
eerst echter moeten enkele kritische
kanttekeningen worden geplaatst bij de
kostenberekeningen, aan de hand waarvan getracht wordt te bewijzen dat het
project al vanaf 1990 een batig saldo
oplevert. Dat is namelijk geenszins het
geval.
Eerst de uitgangsgegevens. Op basis”
van een minimum aan buitenlands materiaal stelt men de investering per.kW
windenergievermogen op f. 1.800 plus
rond f. 300 voor fundering, aansluiting
aan het net en dergelijke. In het NOWrapport daarentegen wordt gerekend met
een investering van f. 3.000AW met
inbegrip van f. 1.000/kW voor fundering, koppeling aan het net en plaatsing.
In een recente studie 4) wordt voor
windmolens met een vermogen van 2 MW
een prijs van f. 2.500 per kW gehanteerd,
met de toelichting dat deze prijs aan de
hoge kant lijkt, maar zonder informatie
over de vraag of deze prijs ook de
In mei 1981 verscheen het rapport van
de Begeleidingscommissie Voorstudie
Plan Lievense 2). Dit rapport begint met
een verwijzing naar een nota van ir. L. W.
Lievense, waarin erop wordt gewezen dat
grootschalige inschakeling van windturbineparken in het landelijk elektriciteitsproduktiesysteem door het sterk wisselend windaanbod grote problemen oplevert 3). Wie deze not? ter hand neemt,
leest dat elektriciteitsproduktie met behulp van windturbines veel te duur is; in
plaats van elektriciteitsopwekking stelt
ir. Lievense voor, op een ringdijk in het
Markermeer vijfhonderd mechanische
windmolens te bouwen die water oppompen in een bekken, waarna met behulp
van turbines elektriciteit kan worden
opgewekt door het bekken weer leeg te
laten lopen. Dit zou een goedkopere
oplossing zijn.
Dit plan is dood en begraven. Het is
1) Perspectieven voor
een raadsel, waarom het in het rapport BEOP-rapport nr. 4, Windenergie in Nederland,
ECN, april 1981.
van de Begeleidingscommissie uitge- 2) Windenergie en waterkracht, Rapport Begewerkte nieuwe plan-Lievense, het leidingscommissie Voorstudie Plan Lievense,
WESP-project (windenergie-spaarbek- Staatsuitgeverij, mei 1981.
3) Ir. L.
kenproject) aan dit oude plan wordt ring doorW. Lievense, Voorstelbrandstofbespatoepassing van geaccumuleerde windopgehangen. De enige elementen uit de energie tezamen met piek-egalisatie van het
oorspronkelijke- nota van Lievense die landelijk elektriciteitsnet, Ingenieursbureau
Lievense, Breda, 1979.
we terugvinden in het WESP-project,
4) Ir. H. B. Reijnders, Ontwikkeling en fabrizijn de misvatting dat windenergiepro- cage van grote windturbines, Energiespectrum,
duktie zonder opslag onmogelijk is en juli/augustus 1981, biz. 205.
‘ fundering, de plaatsing en de aansluiting
energievermogen van l.OOOMW, gecom-
omvat. Het bedrag van f. 1.800 lijkt in
bineerd met een spaarbekken van
800 MW. Voor een windenergievermogen van 2.000 MW, gecombineerd met
subtiele afweging die veel onderzoek
vergt, maar zeker niet zal leiden tot een
ties en op 50 jaar voor de spaarbekkens.
een spaarbekken van 1.600 MW, liggen
gigantisch opslagsysteem.
Het is de vraag of ook deze keuze niet iets
te flattens is voor het WESP-project. De
besparing aan brandstof is gebaseerd op
de veronderstelling dat de brandstofkos-
de jaarlijkse lasten rond f. 1.400 mln. in
Ik heb de indruk, dat de auteurs van
plaats van ruim f. 600 mln. Van een batig
het rapport deze problematiek op het
spoor waren. In de tekst is namelijk als
ieder geval te laag. De afschrijvingstermijn is gesteld op 25 jaar voor de installa-
ten de komende decennia jaarlijks 2% of
saldo van f. 25 mln. in het jaar 1990, dat
oploopt tot een jaarlijks voordeel van
f. 300 a 400 mln. in 1995 is dan ook geen
sprake.
worden of in die situatie een opslagsysteem soelaas kan bieden. Dat is een
uitgangspunt genomen dat opslagvermogen en windenergievermogen aan elkaar
gelijk moeten zijn. Men heeft echter later
4% reeel zullen stijgen. Dat wil zeggen
dat de jaarlijkse verhoging van de brandstofprijs nog zo’n 20-30 jaar 2-4% boven
optimistische verwachtingen worden be-
hoger windenergievermogen en daarbij
het inflatiepercentage zal liggen. Het is
waarheid en het WESP-project zou op
geconstateerd, dat zo’n uitbreiding lo- •
nend was. Na de hierboven gegeven
beschouwingen zal dat niemand meer
Er is echter meer. Stel dat de meest
een berekening uitgevoerd met een iets
uiteraard onmogelijk om voor een derge-
redelijke termijn een batig saldo opleve-
lijke periode iets zinnigs te zeggen over de
ren, dan moet men ook in dat geval
reele prijsstijging van brandstof: een
daaruit niet de conclusie trekken, dat het
verbazen: iedere windturbine meer zon-
voortgezette stijging van 4% zonder afvlakking lijkt mij echter nogal veel 5).
een gezond project is. Het betekent alleen, dat een even groot windenergiever-
Dan de gevolgde methode. In het
rapport wordt gebruik gemaakt van wat
men daar noemt de in de elektriciteitswe-
mogen zonder opslag nog voordeliger
zou zijn. Het opslagsysteem kost namelijk meer dan het dubbele van de investering in conventioneel vermogen die men
bespaart.
der de extra kosten van een opslagsysteem dat te duur is, brengt extra voordeel. Mogelijk is die ontdekking de re-
reld gebruikelijke methode met de reele
rentevoet. Die methode is in ESB 6) en
uitvoeriger in Energiespectrum besproken 7). Men kan de betekenis ervan in het
kort als volgt samenvatten. Wanneer
begeleidende brief aan de minister van
Wetenschapsbeleid schrijft, dat er nog
optimaliseringsonderzoek moet worden
verricht naar de verhouding tussen wind-
Onjuiste vergelijking
men van twee investeringsprojecten de
kosten berekent met behulp van de reele
Dat is eigenlijk de kern van het pro-
rentevoet, d.w.z. het percentage waarmee de marktrente de inflatie over-
bleem. Bij de opzet van de studie is de
situatie zonder windenergie en zonder
opslag vergeleken met een toestand met
schrijdt, en de twee bedragen zijn gelijk,
dan betekent dit gelijkheid van de contante kosten over de aangenomen af-
windenergie en met opslag. Daardoor
heeft men niet gezien, hoe de vergelijking
schrijvingsperiode. Het is een methode
van de laatste optie met de situatie met
die gebruikt kan worden voor een eerste
wind en zonder opslag er uitziet. Wel
vergelijking van projecten. Voor bereke-
wordt glashelder uiteengezet, dat opslag
ningen van concreet te betalen kosten
Voor onze elektriciteitsproduktie zonder
moet men een beroep doen op de conventionele kostenberekening op basis van de
windenergie niet zo aantrekkelijk is. Dat
is juist. De opslag gaat gepaard met
werkelijke marktrente. In het WESPproject 2) heeft men echter ten onrechte
de methode met de reele rentevoet gehanteerd als kostenberekening. Een van de
conclusies die zo getrokken wordt is, dat
er reeds in 1990 een evenwicht is bereikt
tussen de kosten van het WESP-project
en de daaruit voortvloeiende besparingen aan vermogen en brandstof. Dat is
uiteraard onjuist; als een investering van
rond f. 4 mrd. met behulp van de reele
rentevoet wordt vertaald in kapitaalslasten van f. 260 mln. per jaar en dit bedrag,
vermeerderd met de jaarlijkse onderhoudskosten is juist gelijk aan de jaarlijkse besparing, dan wil dat nog niet zeggen
dat op dat moment een break-even-point
is bereikt. Het betekent, dat men is
aangeland aan het begin van een periode
die begint met een fors deficit dat door
inflatie en prijsstijgingen geleidelijk aan
wordt weggewerkt. Pas aan het eind van
de afschrijvingstermijn is de balans van
baten en lasten, over de gehele termijn
genomen, weer in evenwicht.
Als men de jaarlijkse lasten berekent
op grond van gecorrigeerde uitgangsgegevens en men gaat uit van de marktrente, dan komt men natuurlijk heel wat
minder gunstig uit. De jaarlijkse lasten
liggen rond f. 700 – f. 760 mln. in plaats
van op ruim f. 300 mln. voor een wind-
verliezen en dat betekent extra brand-
ESB 12-8-1981
den, dat de voorzitter van de begeleidingscommissie, ir. G. Plantema, in zijn
en hydrovermogen. Gedoeld wordt
waarschijnlijk op de vraag, hoeveel windenergievermogen men het best zou kunnen plaatsen bij het van tevoren vastgestelde hydrovermogen. Van hieruit is het
maar een stap naar de vraag waarom
alles draait: hoe groot is het opslagsysteem dat men het best zou kunnen plaatsen bij een van te voren vastgesteld
windenergievermogen?
Daarmee zijn we terug bij af. Geen
vijfhonderd mechanische molens op een
stofverbruik, dat niet wordt goedge-
ringdijk in het Markermeer, maar ook
geen gigantisch spaarbekken op die zelfde plaats. Het is jammer van de zorg, die
besteed is aan de luxe uitgave van het
maakt door de rendementsverbetering
van de elektrische centrales, tenzij men
opslagsystemen gebruikt met een zeer
.kels te koop is, maar de in fraaie kleurenprenten gepresenteerde waterbouwkun-
hoog rendement 8,9). De kosten van het
opslagsysteem moeten worden goedgemaakt door de besparingen aan conventioneel vermogen (verminderd met de
extra brandstofkosten). Dit wordt moei-
rapport, die momenteel in alle boekwindige werken en idyllische recreatiegebieden rondom het spaarbekken kunnen
beter niet worden gerealiseerd.
A. A. de Boer
lijker naarmate het opslagsysteem groter
wordt. De kosten van een opslagsysteem,
berekend per kW bespaard vermogen,
nemen namelijk sterk toe naarmate het
opslagsysteem groter wordt, omdat voor
het uitsparen van de eerste kilowatt veel
minder energie (kilowatt-uren) behoeft
te worden opgeslagen dan voor het uitsparen van de volgende kilowatt-uren.
5) Ieder die zich met prognoses bezighoudt
zou verplicht moeten worden kennis te nemen
Optimalisatiestudies wijzen dan ook uit,
dat opslagsystemen over het algemeen te
van prognoses uit de jaren vijftig en zestig om
duur zijn voor opslag op grote schaal; het
optimum ligt bij kleine opslagsystemen 9).
tot absurditeiten leidt.
6) A. A. de Boer, Ingenieurs en de kosten van
Als men uitgaat van een situatie met
een bepaald windenergievermogen, verandert er niet zo veel aan deze redenering. Het verschil is, dat bij toename van
het windenergievermogen de verwerking
van de geproduceerde windenergie vanaf
een bepaald punt moeilijk en vervolgens
steeds moeilijker wordt. Nagegaan moet
in te zien dat een korte-termijnontwikkeling,
geextrapoleerd over periodes van 20 of 30 jaar,
energie, ESB, 20 mei 1981, biz. 493.
7) A. A. de Boer, Het juiste gebruik van
kostenberekeningen, Energiespectrum, September 1981.
8) A. A. de Boer en J. Smit, Brandstofbesparing door energieK>pslagsystemen bij elektriciteitscentrales,Z>e/ngen/ei//-,jg. 89, biz. 453Guni
1977).
9) A. A. de Boer en J. Smit, Energy storage:
economics and fuel conservation, Energy Conversion, vol. 18, biz. 121 (1978).
779