De toekomst van energie:

Transcriptie

1 De toekomst van energie: de verandering van de energiemix Maart 2008 Belang alternatieven neemt substantieel toe IRIS stelt zich op het standpunt dat, in tegenstelling tot de verwachtingen van toonaangevende instanties op het gebied van energie, het aandeel van alternatieve energiebronnen in de energiemix in 2030 zal toenemen tot boven de 25%. Uit onze analyse volgt dat de besproken alternatieve energiebronnen, biobrandstoffen, zonne-energie, windenergie, kernenergie, waterkracht en geothermische energie, één voor één substantieel bijdragen aan de noodzakelijke verschuiving in de energiemix. Jeroen Blokland Jessie Bakens Marc van der Holst

2 I N H O U D Inhoud INHOUD...1 SAMENVATTING INLEIDING DE ROL VAN FOSSIELE BRANDSTOFFEN De energiemarkt De vraag naar energie Het aanbod van energie Uitdagingen toekomstige productie fossiele brandstoffen Afhankelijkheid fossiele brandstoffen De import en export van olie, gas en kolen Europese Unie: bezwaren tegen import Russisch gas China: nu al afhankelijk van olie-importen China is een onzekere kolenexporteur Verenigde Staten: olie-importen gevaar voor nationale veiligheid Klimaatverandering Het klimaat Gevolgen van klimaatverandering Fossiele brandstoffen en het klimaat Conclusie BIOBRANDSTOFFEN Nader verklaard: biobrandstoffen De rol van biobrandstoffen in transportgerelateerd energieverbruik Eerste generatie biobrandstoffen minder aantrekkelijk dan opvolgers Biobrandstoffen: alternatief voor fossiele brandstoffen Beleggen in biobrandstoffen ZONNE-ENERGIE Nader verklaard: zonne-energie Fotovoltaïsche zonnecellen Zonne-thermische energie De markt voor zonne-energie Beleggen in zonne-energie WINDENERGIE Nader verklaard: windenergie De kosten van alternatieve energievormen De markt voor windenergie Beleggen in windenergie KERNENERGIE Nader verklaard: kernenergie Kernenergie: alternatief voor fossiele brandstoffen De markt voor kernenergie Beleggen in kernenergie WATERKRACHT & GEOTHERMIE Nader verklaard: waterkracht

3 I N H O U D 7.2 Waterkracht als alternatief voor fossiele brandstoffen De markt voor waterkracht Beleggen in waterkracht Nader verklaard: geothermie Karakteristieken geothermische energie De markt voor geothermische energie Beleggingsmogelijkheden geothermie FOSSIELE BRANDSTOFFEN: NIEUWE TECHNOLOGIEËN Technologische verbetering bij winning en gebruik fossiele brandstoffen Kolenvergassing (IGCC) Gasturbine (CCGT) Warmtekrachtcentrales (CHP) Diesel uit kolen en aardgas (GTL en CTL) CO 2-opslag Beleggen in technologische verbetering fossiele brandstoffen CONCLUSIE...39 LITERATUURLIJST

4 S A M E N V A T T I N G Samenvatting Toonaangevende instituten voorzien aanhoudende dominantie fossiele brandstoffen Als gevolg van de aanhoudende groei van de wereldbevolking in combinatie met een relatief sterke toename van het mondiale welvaartsniveau zal de energieconsumptie in 2030 naar verwachting met meer dan de helft toenemen ten opzichte van Volgens de scenario s van toonaangevende onderzoeksinstituten op het gebied van energie, vertegenwoordigen traditionele fossiele brandstoffen zoals gas, olie en kolen ook in de toekomst een zeer dominante positie in de energiemix. Zo kopt de International Energy Agency (IEA) in zijn jongste World Energy Outlook: The World faces a Fossil Energy Future to Net als in het referentiescenario van de Energy Information Administration (EIA) winnen alternatieve energiebronnen, zoals biobrandstoffen, zonne-energie, windenergie en kernenergie, volgens de IEA de komende decennia nauwelijks terrein. Urgentie alternatieve energiebronnen neemt toe De verwachting dat alternatieve energiebronnen geen terrein weten te winnen in de scenario s van de EIA en IEA vinden wij opvallend. Immers, een drietal factoren maakt de noodzaak van de zoektocht naar alternatieve energiebronnen wat ons betreft evident. In de eerste plaats nemen de onzekerheden met betrekking tot de toekomstige productie van fossiele brandstoffen toe. Vooral voor de belangrijkste energiebron, olie, rijst de vraag in hoeverre de productie nog kan worden opgevoerd. Sinds de jaren 70 zijn nauwelijks nog grote reserves gevonden en de bijdrage van nieuwe onconventionele bronnen blijft achter bij de verwachting. Een bijkomend aspect van de onzekerheden met betrekking tot de productie is de forse stijging van de prijzen. De prijs van een vat olie heeft de USD 100 gepasseerd wat alternatieven ook vanuit dit perspectief aantrekkelijk maakt. Een tweede argument, dat het gebruik van alternatieve energiebronnen stimuleert, is de groeiende behoefte om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te reduceren. De productie en reserves van olie en gas zijn steeds meer geconcentreerd in een beperkt aantal landen, voornamelijk Rusland en het Midden-Oosten, dat steeds dominanter wordt in de energievoorziening. Bovendien kan de transitie van China van exporteur naar importeur van kolen de kolenmarkt behoorlijk ontwrichten. Deze ontwikkelingen zijn reden voor een groeiend aantal landen en regio s, dat een groot gedeelte van hun energiebehoefte moet importeren, om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen terug te dringen. Alternatieve energiebronnen zijn een belangrijk wapen in de strijd tegen die afhankelijkheid. Tot slot is een groter aandeel van alternatieven energiebronnen ook aantrekkelijk met het oog op klimaatverandering. Om de economische gevolgen van klimaatverandering binnen de perken te houden, moet de uitstoot van CO 2 door verbranding van fossiele brandstoffen fors omlaag worden gebracht. Vanuit het klimaatperspectief is de ruimte voor de groei van de verbranding van fossiele brandstoffen dan ook zeer beperkt en is het verder aanzetten van alternatieve en schonere energiebronnen wat ons betreft absolute noodzaak. IRIS ziet substantiële toename aandeel alternatieve energiebronnen in energiemix IRIS stelt zich op het standpunt dat, in tegenstelling tot de verwachtingen van de EIA en IEA, het aandeel van alternatieve energiebronnen in de energiemix de komende decennia substantieel zal toenemen. Onder invloed van de toenemende onzekerheden met betrekking tot de toekomstige productie van fossiele brandstoffen, de behoefte om de afhankelijkheid van deze brandstoffen te verminderen en de gevolgen van klimaatverandering, zullen doelstellingen met betrekking tot alternatieve energie op nationaal en internationaal niveau worden aangescherpt. De bijdrage van overheidsbeleid, vooral in opkomende markten, wordt wat ons betreft onderschat. Investeringen in nieuwe technologieën zullen naar verwachting meer worden gestimuleerd. Veronderstellingen ten aanzien van de technologische ontwikkeling en hieruit voortvloeiende verwachte groeipercentages voor alternatieve energiebronnen in de scenario s van de EIA en IEA beoordelen wij als voorzichtig. Tot slot gaan beide instituten uit van relatief lage marktprijzen van fossiele brandstoffen en zullen negatieve externe effecten, die gepaard gaan met de verbranding van fossiele brandstoffen, zoals klimaatverandering, steeds meer worden geprijsd. 3

5 S A M E N V A T T I N G Verschillende alternatieve energiebronnen dragen bij aan verschuiving energiemix Uitgaand van meer realistische veronderstellingen ten aanzien van overheidsbeleid, mogelijke groeipercentages als gevolg van technologische ontwikkeling en prijzen van fossiele brandstoffen komen we, op basis van onze analyse naar het potentieel van de verschillende alternatieve energiebronnen, tot de conclusie dat tegen 2030 een verdubbeling van het aandeel van alternatieven in de energiemix ten opzichte van de referentiescenario s van de EIA en IEA mogelijk is. Dit impliceert een weging van alternatieve energiebronnen in de energiemix van minstens 25%. Het aandeel in de elektriciteitsopwekking (grofweg 40% van de totale energieconsumptie) kan zelfs oplopen tot boven de 50%. Uit onze analyse volgt bovendien dat de in dit rapport besproken alternatieve energiebronnen, biobrandstoffen, zonneenergie, windenergie, kernenergie, waterkracht en geothermische energie, één voor één op significante wijze kunnen bijdragen aan de noodzakelijke verschuiving in de energiemix. De verschuiving van de energiemix gaat bovendien gepaard met interessante mogelijkheden voor beleggers. Biobrandstoffen belangrijk voor transportsector Wij verwachten dat doorbraken op het gebied van tweede generatie biobrandstoffen tot gevolg hebben dat in 2030 zeker 20% van het transportgerelateerde energieverbruik uit alternatieven bestaat. Tweede generatie feedstocks (grondstoffen) zijn bovendien in grote hoeveelheden beschikbaar, wat de stabiliteit van het aanbod ten goede komt. De productiekosten voor deze generatie biobrandstoffen zijn echter relatief hoog. IRIS ziet goede beleggingsmogelijkheden in producenten van tweede generatie biobrandstoffen en in biotechnologiebedrijven en enzymproducenten die zijn gespecialiseerd in biobrandstoffen. Zonne-energie heeft groot potentieel IRIS ENERGIEMATRIX Criteria Toepasbaarheid (schaal, impact energiemix) Afhankelijkheid (import, stabiliteit) Acceptatie (klimaat & milieu) Concurrentiekracht (kostenpotentieel) Beleggingsmogelijkheden (omvang, spreiding) BRON: IRIS Het potentieel van de zon als energiebron is enorm. Fotovoltaïsche cellen, ofwel PV-cellen en zonnethermische energie, kunnen op grote schaal worden toegepast. Concentrating Solar Power (CSP) systemen, waarmee de warmte van de zon wordt omgezet in elektriciteit, zijn in opkomst. Verdere technologische ontwikkeling is echter nodig om de kosten omlaag te brengen. Voor 2030 gaan wij uit van een aandeel van zonne-energie in de elektriciteitsopwekking van 5-10%. Beleggingskansen zijn er op het gebied van PV-cellen, PV-systemen, thin-film en CSP-installaties. Fossiele brandstoffen Biobrandstoffen (1e generatie) Biobrandstoffen (2e generatie) Zon: PV Zon: Thermisch Wind Nucleair Waterkracht goed gemiddeld slecht Geothermisch Windenergie op veel plaatsen kostenconcurrerend Windenergie heeft de potentie in 2030 zeker 10% van de mondiale elektriciteitsproductie te leveren. Met behulp van actief beleid kan dit aandeel oplopen tot 20%. Een nadeel van windenergie, en in mindere mate ook van zonne-energie, is dat elektriciteitsopwekking niet altijd is gegarandeerd (base load). Onshore windenergie is op de meeste locaties kostenconcurrerend en de bijdrage aan klimaatverandering is nihil. Het specialistische karakter van deze markt zorgt bovendien voor goede beleggingsmogelijkheden in deze snelgroeiende sector. Kernenergie weer serieuze optie Mede als gevolg van een nieuwe, veiligere generatie kerncentrales neemt de interesse voor kernenergie toe. IRIS verwacht een aandeel van kernenergie in de elektriciteitsopwekking in 2030 van ongeveer 20%. De voorraden uranium, de brandstof voor kernenergie, zijn groot vergeleken met die van gas en kolen. De reserves bevinden zich bovendien in belangrijke mate in stabiele regio s. Een belangrijk nadeel van kernenergie is het radioactieve afval, waarvoor nog altijd geen goede oplossing is. De beleggingsmogelijkheden voor kernenergie zijn redelijk. Kernenergie is in de meeste gevallen een (groeiend) onderdeel van conglomeraten die een zeer breed gespreide productportefeuille onderhouden. 4

6 S A M E N V A T T I N G Waterkracht: goedkoop alternatief in opkomende landen Waterkracht speelt al een belangrijke rol bij de elektriciteitsopwekking, maar naar schatting wordt pas éénderde van het potentieel benut. Waterkracht is bovendien goedkoop. Vooral in China staan grootschalige waterkrachtprojecten op het programma. Naar verwachting kan waterkracht in 2030 in 20% van de mondiale elektriciteitsopwekking voorzien. De beleggingsmogelijkheden op dit gebied moeten worden gezocht in toeleveranciers van waterkrachtcentrales en waterkracht georiënteerde nutsbedrijven. Geothermie: technologie maakt bredere inzetbaarheid mogelijk Geothermie als energiebron wordt interessanter met de ontwikkeling van zogenaamde enhanced geothermal systems die het mogelijk maken om op veel plaatsen op grote diepte warmtebronnen aan te boren. Geothermal heat pumps vergroten juist de toepassingen voor het directe gebruik van warmtebronnen dicht bij het aardoppervlak. In 2030 ligt de elektriciteitsopwekking van deze energiebron op maximaal 5%, maar technologische ontwikkeling moet een verdere toename in de jaren daarna mogelijk maken. De beleggingsmogelijkheden voor geothermie zijn op dit moment beperkt. Nieuwe technologieën voor fossiele brandstoffen IRIS onderkent dat, hoewel wij veronderstellen dat het aandeel van alternatieve energiebronnen in de toekomstige energiemix wordt onderschat, fossiele brandstoffen ook in de komende decennia een belangrijke rol spelen in de wereldwijde energievoorziening. We hebben daarom ook gekeken naar enkele nieuwe veelbelovende technologieën die gevolgen hebben voor omvang van de reserves van fossiele brandstoffen, de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en het tegengaan van het broeikaseffect door vermindering van de uitstoot van CO 2. Er zijn verschillende elektriciteitscentrales in ontwikkeling die efficiënter en schoner zijn dan conventionele centrales door het gebruik van aardgas, kolengassificatie of warmtekracht. CO 2-afvang en opslag (CCS) bij de productie van fossiele brandstoffen kan de uitstoot van CO 2 tot 90% reduceren. CCS wordt al op kleine schaal toegepast en zal de komende jaren steeds meer worden ingezet. De beleggingsmogelijkheden op dit gebied zijn olie- en gasmaatschappijen, nutsbedrijven en producenten van elektriciteitsturbines en -centrales. Jessie Bakens, Jeroen Blokland en Marc van der Holst zijn analisten bij IRIS. De individuele ondernemingen genoemd in dit rapport zijn uitsluitend bedoeld ter illustratie en hun vermelding dient op geen enkele wijze te worden opgevat als een beleggingsaanbeveling. 5

7 1. I N L E I D I N G 1. Inleiding Het is zeer onwaarschijnlijk dat kolonel Edwin L. Drake, toen hij in 1859 in Titusville, Penssylvania, de fundamenten legde voor het eerste commerciële olieveld met een capaciteit van 15 vaten per dag, zich een voorstelling kon maken van de overweldigende rol die fossiele brandstoffen zouden gaan spelen in onze wereld. Olie is, samen met aardgas en steenkool, veruit de belangrijkste energiebron in de wereld en fossiele brandstoffen komen, hetzij direct of indirect, bij vrijwel alles wat we doen om de hoek kijken. Het is dan ook niet verwonderlijk dat sommigen olie typeren als het smeermiddel van de samenleving. Anderen vinden de rol van fossiele brandstoffen te groot geworden en spreken zelfs van verslaving. Smeermiddel of verslaving, sinds fossiele brandstoffen voor het eerst op commerciële schaal werden ingezet, heeft de dagelijkse consumptie een haast astronomische omvang bereikt. Zo worden in 2008 gemiddeld 87 miljoen vaten olie per dag verbruikt, 5.8 miljoen keer de omvang van de capaciteit van het olieveld van Drake. De komende decennia loopt de vraag naar energie bovendien nog veel verder op. Zo gaat het International Energy Agency er in haar referentiescenario vanuit dat de totale vraag naar energie in 2030 met meer dan 50% zal zijn toegenomen. Ten grondslag aan de snelle toename van de energievraag ligt de aanhoudende groei van de wereldbevolking en de relatief snelle toename van het welvaartsniveau in vooral opkomende landen. Deze ontwikkelingen hebben tot gevolg dat de komende decennia grondstoffen, voedsel, water, maar ook energie schaarser worden (zie ook: Schaarste in Overvloed, IRIS, 2007). De laatste jaren neemt de onzekerheid dan ook toe of de productie voldoende kan worden opgeschroefd om ook in de toekomst aan de vraag te kunnen voldoen. Dit heeft ertoe geleid dat de zoektocht naar alternatieve energiebronnen de laatste jaren al een belangrijk thema is geworden. Niet alleen de vraagtekens rondom de toekomstige productieniveaus onderstrepen het belang van nieuwe energiebronnen. De productie en reserves van fossiele brandstoffen raken steeds meer geconcentreerd in een beperkt aantal landen. Hierdoor neemt de behoefte om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te reduceren toe. Daarnaast maken klimaatverandering en de negatieve economische gevolgen die hiermee gepaard gaan de zoektocht naar schonere energievormen wat ons betreft noodzakelijk. IRIS acht het, vanwege bovenstaande factoren, niet langer vanzelfsprekend dat de toenemende energievraag wordt ingevuld met behulp van fossiele brandstoffen. Wij verwachten dat de komende jaren het besef dat alternatieve energiebronnen al binnen enkele decennia een significant aandeel moeten innemen in de energiemix gaat toenemen. IRIS concludeert bovendien dat de huidige verwachtingen van de EIA en IEA ten aanzien van het aandeel alternatieve energiebronnen in de toekomstige energiemix te voorzichtig zijn. Onze analyse naar de mogelijke impact van alternatieve energiebronnen leert dat een aandeel van alternatieven in de energiemix dat twee keer zo hoog ligt als in de basisscenario s van de EIA en IEA haalbaar is. In hoofdstuk 2 van dit rapport brengen we de belangrijkste scenario s voor de mondiale energiemarkt in kaart, gaan we dieper in op de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en op de relatie tussen de verbranding van fossiele brandstoffen en klimaatverandering. In de hoofdstukken 3 tot en met 7 worden de verschillende vormen van alternatieve energie, en de beleggingsmogelijkheden die deze met zich meebrengen, uitgewerkt. IRIS verwacht dat elk van de besproken nieuwe energievormen wezenlijk gaat bijdragen aan de toekomstige energievoorziening. In hoofdstuk 3 staan biobrandstoffen centraal. De energieconsumptie groeit het snelst in de transportsector, die alleen al goed is voor een vijfde van de uitstoot van CO 2. In de hoofdstukken 4 tot en met 7 richten we ons op alternatieven voor elektriciteitsopwekking, te weten: zonne-energie, windenergie, kernenergie en waterkracht en geothermische energie. In hoofdstuk 8 gaan we in op nieuwe technologieën en het gebruik van fossiele brandstoffen bij de opwekking van elektriciteit. Ondanks de sterke groeimogelijkheden voor alternatieve energie blijven fossiele brandstoffen ook de komende decennia belangrijk in de energiemix. We sluiten af met een conclusie in hoofdstuk 9. 6

8 2. D E R O L V A N F O S S I E L E B R A N D S T O F F E N 2. De rol van fossiele brandstoffen 2.1 De energiemarkt De combinatie van een aanhoudende toename van de wereldbevolking en een stijgend mondiaal welvaartsniveau leidt de komende decennia tot een forse groei van de energieconsumptie. In deze paragraaf zetten we de vooruitzichten met betrekking tot de ontwikkeling van de vraag naar en het aanbod van energie op een rij. We maken daarbij onder meer gebruik van de verwachtingen van een aantal toonaangevende instituten die zich richten op de energiemarkt. Belangrijke voorbeelden hiervan zijn de International Energy Agency (IEA), het autonome lichaam binnen het raamwerk van de OESO dat zich bezighoudt met de implementatie van een internationaal energieprogramma, en de Energy Information Administration (EIA), het statistiekbureau voor energie van de Amerikaanse overheid. Daarnaast is gebruik gemaakt van een aantal onafhankelijke studies op het gebied van de toekomstige energieconsumptie en -productie en een aantal belangrijke databanken waaronder de BP Statistical Review of World Energy De vraag naar energie FIGUUR 2.1: SCENARIO S GROEI ENERGIECONSUMPTIE EIA EN IEA De IEA gaat in het referentiescenario 1 in zijn World Energy Outlook 2007, evenals in de outlook van 2006, uit van een mondiale stijging van de vraag naar energie van gemiddeld 1.8% per jaar tussen 2005 en Dat betekent dat de totale energiebehoefte in deze periode groeit met zo n 55% ten opzichte van het niveau van De EIA gaat in zijn referentiescenario uit van een stijging van de vraag naar energie van 57% tussen 2004 en 2030, eveneens een groeipercentage van afgerond1.8% per jaar. In 2006 rekende de EIA op een groei van 2.0% per jaar tussen 2003 en Deze schattingen komen sterk overeen met de BRON: NATIONAL PETROLEUM COUNCIL verwachtingen van de IEA (zie figuur 2.1) en geven aan dat de vraag naar energie de komende decennia sterk zal groeien. FIGUUR 2.2: VERWACHTING ECONOMISCHE GROEI T/M 2030 De relatief hoge economische groei in opkomende landen, met een snel stijgend welvaartsniveau als gevolg, is de belangrijkste reden voor de, in historisch perspectief, sterke groei van de energieconsumptie. De OESO raamt de economische groei in niet- OESO landen tussen 2004 en 2030 op 5.3% per jaar tegen een gemiddelde groei van 2.5% voor OESO landen. Dit vertaalt zich in een forse toename van de energieconsumptie, vooral in opkomende markten. De EIA gaat over deze periode uit van een stijging van de vraag naar energie in opkomende landen van 95%. In meer ontwikkelde landen neemt de vraag naar energie met 24% toe. China en India vertegenwoordigen samen al bijna de helft van de toename van de mondiale energieconsumptie tot China zal de VS dan ook snel, naar verwachting al in 2010, voorbij gaan als de BRON: IEA, OESO grootste energieconsument ter wereld. Het belang van importen, om aan de energiebehoefte te kunnen voldoen, wordt bovendien ook voor veel opkomende landen steeds groter. In 2030 zal China slechts voor 20% in haar eigen energiebehoefte kunnen voorzien en India is naar verwachting in 2025 de op twee na grootste olie-importeur ter wereld. 1 In het referentiescenario gaat de IEA uit van het huidige geformuleerde beleid van overheden wereldwijd ten aanzien van de energiemix. In het alternatieve scenario wordt beleid dat momenteel wordt overwogen ook meegenomen. In dit scenario groeit de energievraag met gemiddeld 1.3% per jaar en ligt de uitstoot van CO 2 19% lager dan in het referentiescenario. 7

9 2. D E R O L V A N F O S S I E L E B R A N D S T O F F E N Het aanbod van energie Hoewel het aanbod van verschillende alternatieve energievormen snel groeit, winnen ze volgens de schattingen van de IEA en EIA nauwelijks terrein in de totale energiemix. In zijn jongste World Energy Outlook stelt de IEA: The World faces a Fossil Energy Future to Fossiele brandstoffen zijn ook in 2030 de dominante bron van energie en nemen naar verwachting 84% van de toename van de energievraag voor hun rekening. In het referentiescenario van de IEA vertegenwoordigen fossiele brandstoffen daarom ook in 2030 nog zo n 87% van de totale energiemix. Het resterende deel van de energiemix bestaat uit kernenergie en hernieuwbare energiebronnen (zie figuur 2.3). De EIA en de National Petroleum Council (NPC), het adviesorgaan van de Amerikaanse overheid op het gebied van energie, komen tot vergelijkbare percentages wat het belang van fossiele brandstoffen onderstreept. Olie blijft de belangrijkste energiebron vanwege het grote belang voor de transportsector en de industrie. Na olie zijn kolen de belangrijkste energiebron en het belang binnen de totale energiemix neemt in de scenario s van de EIA en IEA zowel in absolute als relatieve zin toe. FIGUUR 2.3: OPBOUW TOTALE ENERGIEMIX IRIS onderkent dat fossiele brandstoffen de komende decennia een belangrijke rol spelen in de energiemix, maar veronderstelt dat het aandeel van alternatieven wordt onderschat. Onzekerheden met betrekking tot de productie, met prijsstijgingen tot gevolg, de behoefte om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen terug te brengen én klimaatverandering zullen leiden tot een toenemend besef van het belang van nieuwe energievormen in de toekomstige energiemix. We gaan hieronder kort op deze factoren in. BRON: NATIONAL PETROLEUM COUNCIL, IEA FIGUUR 2.4: SCENARIO S OLIEPRODUCTIE Met de bovengemiddelde groei in opkomende markten wordt het lastiger om ook in de toekomst aan de energievraag te voldoen. Vooral op het gebied van fossiele brandstoffen zijn er vraagtekens met betrekking tot de toekomstige productieniveaus. De IEA gaat in haar referentiescenario uit van een mondiale vraag naar olie in 2030 van 116 miljoen vaten per dag. De EIA rekent op een consumptie van 118 miljoen vaten liquids per dag, waarvan het overgrote deel bestaat uit olie. Figuur 2.4 geeft aan dat de verwachtingen met betrekking tot de toekomstige olieproductie sterk uiteen BRON: NATIONAL PETROLEUM COUNCIL, INDUSTRY SURVEYS liggen. Tegenover de EIA en IEA, die er vooralsnog vanuit gaan dat de toekomstige benodigde productieniveaus kunnen worden bereikt, staat een aantal onderzoeksinstellingen dat veronderstelt dat de mondiale olieproductie binnen afzienbare tijd piekt, of zelfs al is gepiekt. Deze instellingen wijzen op het feit dat er vrijwel geen grote nieuwe oliereserves zijn gevonden sinds de jaren 70. De Energy Watch Group (EWG), een onafhankelijk onderzoeksbureau dat zich bezighoudt met het mondiale energieaanbod, is één van de instellingen die concludeert dat de olieproductie van veel landen zijn piek heeft bereikt. De EWG geeft bovendien aan dat de productie bijzonder snel afneemt, nadat die piek is bereikt. Dit betekent dat het belang van de nog te vinden nieuwe reserves in de verschillende groeiscenario s steeds belangrijker wordt (zie figuur 2.5). Gegeven de onzekerheid of deze nieuwe voorraden wel gevonden worden, komt de EWG niet verder dan een verwachte olieproductie in 2030 van slechts 39 miljoen vaten per dag. Dat is een enorm verschil met de energieconsumptie die wordt geschat tussen de miljoen vaten dag. Ook oliereus Royal Dutch Shell ziet problemen met betrekking tot het aanbod van fossiele brandstoffen. Het tempo waarin bewezen reserves nu al worden aangewend, ligt, als gevolg van de onstuimige groei in landen als China en India, 8

10 2. D E R O L V A N F O S S I E L E B R A N D S T O F F E N veel hoger dan gedacht. Shell ziet daarom binnen afzienbare tijd een gevecht om energie ontstaan. Alleen in het door Shell geschetste blueprints scenario, waarin samenwerking op politiek vlak snel leidt tot drastische maatregelen met betrekking tot de energieconsumptie, kan dit gevecht deels worden tegengegaan. Hoewel de focus bij de voorspellingen met betrekking tot de toekomstige productie van fossiele brandstoffen vooral is gericht op de TABEL 2.1: OPBOUW RESERVES FOSSIELE BRANDSTOFFEN FOSSIELE WERELDRESERVES WERELDRESERVES AANDEEL RESERVES WERELDRESERVES BRANDSTOF OLIE EQUIVALENT = ENERGIEWAARDE % (JAREN PRODUCTIE) OLIE 1208 MILJARD VATEN 1208 MILJARD VATEN GAS 181 BILJOEN KUBIEKE METER 1138 MILJARD VATEN KOLEN 909 MILJARD TON 3394 MILJARD VATEN TOTAAL 5740 MILJARD VATEN BRON: BP STATISTICAL REVIEW OF WORLD ENERGY 2007, IRIS belangrijkste energievorm, olie, moet ook naar andere fossiele brandstoffen worden gekeken. Zo zijn kolen de belangrijkste brandstof voor de opwekking van elektriciteit. In de VS wordt meer dan de helft van de elektriciteitsopwekking gerealiseerd met behulp van de verbranding van kolen. Uit tabel 2.1 is met behulp van data uit de BP Statistical Review of World Energy afgeleid dat kolen, omgerekend naar het aantal vaten olie-equivalenten, goed zijn voor bijna 60% van de bewezen reserves van de belangrijkste fossiele brandstoffen. De bewezen kolenreserves zijn in het gunstigste geval goed voor 147 jaar huidige productie. Dit komt dicht in de buurt van de schattingen van het EIA, die in zijn jongste World Energy Outlook uitkomt op 176 biljoen kubieke meter gas en 998 miljard ton kolen, ofwel meer dan 150 jaar huidige productie. Voor gas en olie ligt het aantal jaren productie dat de reserves vertegenwoordigen een stuk lager. Daarbij is nog geen rekening gehouden met de onzekerheden die met de gepubliceerde bewezen reserves gepaard gaan. De productie van kolen is relatief eenvoudig op te voeren. In tegenstelling tot olie en gas kennen kolen geen decline rate, het verschijnsel dat de productie afneemt naarmate een veld ouder wordt. Een belangrijk nadeel van kolen, dat de voordelen overschaduwt, is dat de CO 2 -uitstoot hoog is. Gemiddeld komt twee keer zoveel CO 2 vrij bij de verbranding van kolen dan bij de verbranding van gas, wat de winning van kolen vanuit dit perspectief een onaantrekkelijk alternatief maakt Uitdagingen toekomstige productie fossiele brandstoffen Hoewel de EIA en IEA van mening zijn dat het benodigde aanbod van fossiele brandstoffen, dat benodigd is om aan de stijgende energievraag te voldoen, de komende jaren in theorie kan worden gerealiseerd, wijzen ze zeer expliciet op de grote uitdagingen die met de uitbreiding van de productie gepaard gaan. Zo zijn miljardenbedragen nodig voor de uitbreiding van de productiecapaciteit (unconventional oil) en moet zwaar worden geïnvesteerd in technologieën die het mogelijk maken meer olie uit bestaande en nieuwe velden te onttrekken (enhanced oil recovery, EOR), zie figuur 2.5. Er dreigt BRON: NATIONAL PETROLEUM COUNCIL, IEA bovendien een ernstig tekort aan materieel en gekwalificeerd personeel waardoor de productiekosten verder worden opgedreven. FIGUUR 2.5: OPBOUW OLIEPRODUCTIE NU EN IN DE TOEKOMST De onzekerheden met betrekking tot de toekomstige productie nemen ook toe als gevolg van toenemend nationalisme en protectionisme ten aanzien van energiebronnen. Bovendien zijn de mogelijkheden om de olie- en gasproductie te verhogen beperkt tot het Midden-Oosten, Rusland en enkele OPEC-landen. Daarnaast zal klimaatverandering naar verwachting een belangrijkere rol gaan spelen in het energiedebat. Immers, zelfs wanneer de hoeveelheid fossiele brandstoffen toereikend is om de wereld tot zeker 2030 van voldoende energie te voorzien, is het nog maar de vraag of deze fossiele brandstoffen ook daadwerkelijk kunnen worden opgebruikt, gelet op de doelstellingen die zijn geformuleerd met betrekking tot de uitstoot van CO 2. We gaan nu dieper in op de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en klimaatverandering. 9

11 2. D E R O L V A N F O S S I E L E B R A N D S T O F F E N 2.2. Afhankelijkheid fossiele brandstoffen Een toenemend aantal landen/regio s vreest de afhankelijkheid van importen van fossiele brandstoffen, omdat de productie zich meer en meer concentreert in een beperkt aantal landen. Problemen ontstaan wanneer leveranciers wegvallen of wanneer leveranciers hun dominante marktpositie misbruiken. Om de afhankelijkheid te verminderen kunnen landen proberen de binnenlandse productie op te voeren, de consumptie te verminderen en andere alternatieve energievormen te ontwikkelen. De bezwaren tegen importen zijn niet overal en voor elke brandstof gelijk. In deze paragraaf gaan wij in op de risico s van afhankelijkheid van import van olie, gas en kolen voor drie belangrijke regio s en landen in de wereld: de Europese Unie, China en de VS De import en export van olie, gas en kolen Tabel 2.2 laat de top tien landen met betrekking tot de import en export van olie, gas en kolen zien. Over het algemeen kan gezegd worden dat Europa, de Verenigde Staten en Azië belangrijke importeurs van olie, gas en kolen zijn. Het Midden-Oosten, Afrika, Rusland, Canada en Australië zijn belangrijke exporteurs. TABEL 2.2: GROOTSTE IMPORTEURS EN EXPORTEURS VAN OLIE, GAS EN KOLEN IN 2006 OLIE (IN MILJOEN VATEN PER DAG) GAS (IN MILJARD KUBIEKE METER) KOLEN (IN MILJOEN TON OLIE-EQUIVALENT) IMPORTEURS EXPORTEURS IMPORTEURS EXPORTEURS IMPORTEURS EXPORTEURS VS 12.4 SAUDI-ARABIE 8.5 VS 95.6 RUSLAND JAPAN AUSTRALIE JAPAN 5.0 RUSLAND 6.8 JAPAN 82.0 CANADA 90.4 Z-KOREA 53.5 INDONESIE 92.2 CHINA 3.4 VAE 2.6 DUITSLAND 71.4 NOORWEGEN 83.2 TAIWAN 39.5 Z-AFRIKA 51.0 DUITSLAND 2.5 NOORWEGEN 2.6 ITALIE 66.1 ALGARIJE 60.8 VK 32.5 COLOMBIA 40.3 Z-KOREA 2.2 IRAN 2.5 OEKRAINE 53.5 QATAR 54.2 DUITSLAND 32.1 RUSLAND 32.0 FRANKRIJK 1.9 KOEWEIT 2.3 Z-KOREA 34.1 TURKMENISTAN 43.3 INDIA 28.0 VS 27.8 INDIA 1.7 VENEZUELA 2.2 FRANKRIJK 45.2 INDONESIE 34.4 ITALIE 17.4 CHINA 21.0 ITALIE 1.6 NIGERIA 2.1 SPANJE 33.4 NEDERLAND 23.6 TURKIJE 16.2 KAZACHSTAN 19.5 SPANJE 1.6 ALGERIJE 1.8 W-RUSLAND 19.6 TRINIDAD 21.0 FRANKRIJK 12.9 VIETNAM 11.0 TAIWAN 0.9 MEXICO 1.7 TURKIJE 18.9 MALEISIE 19.9 SPANJE 12.2 POLEN 8.6 BRON: IRIS, EIA, BP Europese Unie: bezwaren tegen import Russisch gas De import van Russisch aardgas vertegenwoordigt 30% van de totale aardgasconsumptie van de Europese Unie. Figuur 2.6 laat de gasexport van Gazprom naar Europa (exclusief voormalige Sovjetstaten) zien. Gazprom is het dominante gasbedrijf van Rusland dat maar liefst een kwart van de wereldgasreserves bezit. Binnen de Europese Unie zijn vooral Duitsland en Italië belangrijke importeurs van Russisch aardgas. Beide landen zijn economisch gezien groot en arm aan grondstoffen. Het Verenigd Koninkrijk heeft een binnenlandse gasproductie (Noordzee) en Frankrijk heeft een grootscheeps nucleair programma (hierover later meer), waardoor zij minder afhankelijk zijn van Russisch aardgas. De Europese Unie trekt de FIGUUR 2.6: EXPORT AARDGAS VAN GAZPROM PER EUROPEES LAND (IN MILJARD KUBIEKE METER) BRON: GAZPROM betrouwbaarheid van Rusland als leverancier in twijfel. In conflicten met de Oekraïne en Wit-Rusland over betaling van aardgas zette Rusland de leveranties van aardgas in de afgelopen jaren een aantal keer tijdelijk stop. Dit had ook gevolgen voor andere landen omdat door de Oekraïne en Wit-Rusland exportleidingen naar West-Europa lopen. De stappen deden in de Europese Unie alarmbellen rinkelen en de Europese Unie streeft naar vermindering van de afhankelijkheid van Russisch aardgas. Finland had al enkele jaren eerder een stap genomen om minder afhankelijk te zijn van Russisch aardgas. Het land bouwt nu een kerncentrale. Ook Polen en de Baltische staten hebben om dezelfde reden plannen om nieuwe kerncentrales te bouwen. Overigens wordt de vrees voor afhankelijkheid van Russisch aardgas onder de Europese bevolking breed gedeeld. 1 0

12 2. D E R O L V A N F O S S I E L E B R A N D S T O F F E N Volgens een opiniepeiling van de Financial Times, begin 2008, vindt de meerderheid van de West- Europeanen dat Rusland een onbetrouwbare leverancier van aardgas is China: nu al afhankelijk van olie-importen Voor China is de import van olie in korte tijd een strategisch punt in de economische en militaire planning geworden. In 1993 was China nog een exporteur van olie. In de jaren daarna stagneerde de binnenlandse productie, terwijl de olieconsumptie snel FIGUUR 2.7: STRAAT VAN MALAKKA toenam onder invloed van de sterke economische groei. De Chinese importen van olie bedragen nu circa vier miljoen vaten per dag. De verwachting is dat deze zullen stijgen tot acht miljoen vaten per dag in 2020, goed voor 75% van de Chinese behoefte aan olie. China staat voor de uitdaging om toegang tot voldoende olie en gas te krijgen om haar onstuimige economische groei vol te houden. Voor een deel lost China dit op door wereldwijd contracten af te sluiten, bijvoorbeeld met Iran, BRON: US DEPARTMENT OF ENERGY Myanmar en Soedan. Het nadeel van deze strategie is dat China haar grondstoffen moet aanvoeren over afstanden van duizenden kilometers. Bovendien moet vrijwel alle geïmporteerde olie vervoerd worden door een zee-engte, namelijk de straat van Malakka. Het land is hierdoor kwetsbaar voor een marineblokkade, bijvoorbeeld in geval van een crisis rond Taiwan. De ontwikkeling van de binnenlandse olieproductie is echter geen alternatief om de FIGUUR 2.8: CHINESE OLIEPRODUCTIE EN -CONSUMPTIE 8000 groeiende consumptie op te vangen. Dit komt doordat nieuw ontdekte velden relatief klein zijn, terwijl de productie van het grootste veld van China terugloopt door uitputting. De afhankelijkheid van de import van aardgas is nu nog geen punt van zorg, omdat China nauwelijks gas importeert. Dit komt doordat de hiervoor benodigde infrastructuur zoals pijpleidingen en importterminals voor vloeibaar aardgas ontbreekt. Maar wij verwachten dat China de komende jaren grote hoeveelheden vloeibaar aardgas (LNG) gaat importeren, bijvoorbeeld uit Australië en het Midden BRON: BP, IRIS PRODUCTION CONSUMPTION Oosten. China bouwt namelijk importterminals voor vloeibaar aardgas. Wij verwachten al met al dat de Chinese afhankelijkheid van energie-importen sterk toeneemt. Dit zal de Chinese zoektocht naar alternatieven versnellen vaten per dag China is een onzekere kolenexporteur China is zelf een belangrijke risicofactor met betrekking tot de beschikbaarheid van kolen. In de media is de afhankelijkheid door de import van kolen, vooral in vergelijking met olie en gas, onderbelicht gebleven. Waarschijnlijk is dit omdat Australië, de grootste exporteur van kolen in de wereld, een stabiele democratie is. Maar afhankelijkheid van kolenimporten kan wel degelijk een probleem worden, vanwege het enorme belang van China voor de kolenmarkt, zowel aan de vraag als aan de aanbodzijde. In 2006 was het land goed voor maar liefst 38.6% van de wereldconsumptie van kolen en 39.4% van de wereldproductie van kolen. 1 1

13 2. D E R O L V A N F O S S I E L E B R A N D S T O F F E N De Chinese vraag en aanbod van kolen zijn in een wankel evenwicht. De afgelopen jaren slaagde China erin om de productie met gemiddeld 10% per jaar op te voeren. De sterke stijging was nodig om aan de stijgende binnenlandse vraag te voldoen van eveneens gemiddeld 10% per jaar. De vraag is in hoeverre China ook in de toekomst de productie kan vergroten. De EIA gaat tot en met 2030 uit van een gemiddelde jaarlijkse stijging van de Chinese consumptie van 3.5% en een stijging van de productie met 3.0%. Wij denken dat dit een optimistisch scenario is en gaan uit van een snellere stijging van de vraag en een productie die de vraag niet kan bijbenen. Bottlenecks zijn de spoorweginfrastructuur voor het transport en de elektriciteitsvoorziening voor de productie van kolen. Daarnaast kunnen onveilige mijnen door de staat worden gesloten, waardoor de productie daalt. Wij houden er rekening mee dat China al de komende jaren een netto-importeur wordt van kolen door een achterblijvende productie in combinatie met een stijgende binnenlandse vraag. Het snel omslaan van China van een jarenlange exporteur naar een importeur deed zich in de jaren negentig al eens voor bij olie. In 2007 daalde de export van kolen met 90% ten opzichte van het jaar daarvoor. Vanwege het grote belang van China als kolenverbruiker is de potentiële invloed op de kolenprijs groter dan op de olieprijs. Het aandeel van China in de wereldconsumptie van kolen is maar liefst vier keer groter dan bij olie. Wanneer China slechts ééntiende deel van haar kolenverbruik moet importeren, dan zijn haar importen het dubbele van de totale Poolse kolenproductie en meer dan de helft van de Australische productie. Dit zou leiden tot een prijsexplosie van kolen Verenigde Staten: olie-importen gevaar voor nationale veiligheid In de VS zijn de gevolgen voor de nationale veiligheid het belangrijkste bezwaar tegen olie-importen. De FIGUUR 2.9: HERKOMST AMERIKAANSE OLIE-IMPORTEN Canada; 17% BRON: EIA Midden-Oosten; 17% Z. & Centr. Amerika; 20% West-Afrika; 14% directeur van de CIA rijdt dan ook een Toyota Prius, de beroemde energiezuinige auto. Tweederde van de verbruikte olie moet worden geïmporteerd. De VS maakt zich zorgen over de groeiende olie-importen uit landen die instabiel zijn zoals Nigeria of openlijk vijandig zoals Venezuela en Iran. President Bush uitte al in zijn State of the Union toespraak in 2006 zijn zorgen over de toenemende afhankelijkheid van olie uit het Midden- Oosten. Eén van de plannen om de afhankelijkheid van geïmporteerde olie te verminderen is de Energy Independence and Security Act of Tot de maatregelen behoren: stimulering van biobrandstoffen, eisen aan het brandstofverbruik van auto s en de introductie van zuinigere verlichting. Overigens komt nog steeds slechts een beperkt deel van Amerikaanse olieimporten uit het Midden-Oosten. Figuur 2.9 laat de herkomst van Amerikaanse olie-importen in 2006 zien. Mexico; 13% Europa; 8% Andere; 6% Noord- Afrika; 5% De vrees van de VS voor importen uit het Midden-Oosten komt deels door zorgen dat deze stijgende importen terrorisme kunnen aanwakkeren. Dit kan door financiering van terrorisme met behulp van olieinkomsten door staten of individuen. Daar komt bij dat de Amerikaanse militaire aanwezigheid in de regio om de export van olie veilig te stellen bij een deel van de bevolking in het Midden-Oosten weerzin oproept. De huidige Amerikaanse militaire strategie is gebaseerd op bescherming van de logistieke keten van de boorkop tot de eindklant. Het gevaar van afhankelijkheid door import van aardgas is geen belangrijk punt in de Verenigde Staten. Dat komt omdat vrijwel al het aardgas geïmporteerd wordt uit het stabiele buurland Canada. 1 2

14 2. D E R O L V A N F O S S I E L E B R A N D S T O F F E N 2.3 Klimaatverandering Naast de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en de toenemende onzekerheid met betrekking tot de toekomstige productie van fossiele brandstoffen, speelt klimaatverandering een belangrijke rol in het energiedebat. Scenario s van het IPCC laten zien dat wanneer de consumptie van fossiele brandstoffen zich volgens de huidige patronen blijft ontwikkelen, de gevolgen voor het klimaat groot zijn. Hier gaan wij dieper in op de gevolgen van klimaatverandering en de mogelijkheden om deze te verminderen Het klimaat Het klimaat is de gemiddelde weersgesteldheid - temperatuur, neerslag, wind - over een periode van 30 jaar. Het klimaat op aarde is een complex systeem waarin de atmosfeer, land, oceanen, zoet water en alle levende organismen met elkaar in wisselwerking staan. Het klimaat is voortdurend aan verandering onderhevig. De zon is de motor achter het systeem en verwarmt de aarde. Factoren zoals de baan waarin de aarde om de zon draait, wolken en stofdeeltjes bepalen hoeveel warmte de aarde bereikt en hoeveel ze afstoot. Dankzij de aanwezigheid van broeikasgassen in de atmosfeer, wordt een gedeelte van die warmte vastgehouden, waardoor de temperatuur op aarde aangenaam genoeg is om er te leven (het natuurlijke broeikaseffect). FIGUUR 2.10: BROEIKASGASSEN IN DE ATMOSFEER BRON: IPCC, 2007 A De hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer is echter sinds het begin van de industriële revolutie snel gestegen. Figuur 2.10 laat de hoeveelheid CO 2, methaan en N 2O zien in de atmosfeer over de afgelopen 2000 jaar. De hoeveelheid CO 2 in de atmosfeer is toegenomen van 280 ppm (partikels per miljoen moleculen droge lucht) in 1750 (de preïndustriële waarde) naar 379 ppm in Dit is veel hoger dan het gemiddelde over de afgelopen 650,000 jaar. Aangezien broeikasgassen er voor zorgen dat er minder warmte de atmosfeer kan verlaten, leidt dit tot opwarming van de aarde. De toename wordt vrijwel zeker in belangrijke mate veroorzaakt door het verbranden van fossiele brandstoffen en veranderingen in het gebruik van land door de mensheid. Gegeven de wetenschappelijke kennis die er nu is, stelt het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), het wetenschappelijke intergouvernementele orgaan van de Verenigde Naties en de World Meteorological Organization, dat zich bezig houdt met klimaatverandering, dan ook dat het gemiddelde nettoresultaat van menselijk handelen sinds 1750 een verwarmend effect heeft gehad op het klimaat 2. De zorg van wetenschappers is dat een kleine aanzet tot opwarming, mogelijk mechanismen, zogenoemde feedback loops, in werking zet die niet meer te stoppen zijn. Een voorbeeld van een feedback loop is de ijs-albedo feedback; als er meer sneeuw smelt, ontstaan meer donkere oppervlaktes die meer warmte absorberen, wat de opwarming verder doet versnellen. Zo zijn er verschillende feedback loops (bijvoorbeeld de feedback van wolken of absorptie van CO 2 door oceanen) die de opwarming van de aarde zowel kunnen versterken als verminderen. Het voorspellen van de stijging van de temperatuur als gevolg van de toename van broeikasgassen in de atmosfeer is dus mede afhankelijk van de reacties van het klimaat. De moeilijkheid in het voorspellen van de ontwikkeling van het klimaat ligt in deze feedback loops Gevolgen van klimaatverandering Hoewel de gevolgen van klimaatverandering niet met zekerheid te overzien zijn, zijn de risico s wel in kaart gebracht (zie figuur 2.11). Hoe hoger de temperaturen, hoe ernstiger de gevolgen. Door opwarming van de aarde smelt er meer ijs en sneeuw met als gevolg dat de zeespiegel stijgt en weerspatronen veranderen. Overstromingen en intensere droogtes zullen toenemen en neerslag zal zich steeds vaker concentreren in zware stortbuien. Dit heeft grote gevolgen voor de miljoenen mensen die aan de kust 2 Het IPCC geeft aan dat dit met een kans van minstens 9 op 10 is. 1 3

15 2. D E R O L V A N F O S S I E L E B R A N D S T O F F E N wonen en mensen die afhankelijk zijn van neerslag voor hun voedselproductie. Ook ecosystemen zoals koraalriffen en de Amazone, op zichzelf een belangrijke factor voor het klimaat op aarde, worden bedreigd in hun bestaan. Naast de humanitaire gevolgen die indirect doorwerken op de economie, kunnen de directe economische gevolgen van klimaatverandering groot zijn. De Duitse herverzekeraar Munich Re stelt dat de kosten van natuurrampen een stijgende trend laten zien. De jaarlijkse investeringen om de infrastructuur en gebouwen in de OESO landen aan klimaatverandering aan te passen, liggen tussen de USD miljard per jaar (tussen de 0.05% - 0.5% van het BBP). In de Stern Review (2006) worden de economische kosten van klimaatverandering in kaart gebracht. De economische kosten van klimaatverandering in het geval dat er geen actie wordt ondernomen, kunnen oplopen tot 20% van het wereldwijde BBP. FIGUUR 2.11: GEVOLGEN VAN KLIMAATVERANDERING TEN OPZICHTE VAN PREÏNDUSTRIËLE NIVEAUS Aangezien broeikasgassen eeuwen in de atmosfeer kunnen blijven, ligt de verandering van het klimaat, een stijgende temperatuur van lucht en water, het smelten van ijskappen en sneeuw en een stijging van de BRON: STERN REVIEW zeespiegel, voor de komende decennia dus al deels vast. Veel scenario s voor klimaatverandering en de mogelijkheid om de verandering te mitigeren, richten zich dan ook op de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer in Om de verdere verandering van het klimaat tegen te gaan, moet de uitstoot van broeikasgassen in het meest gunstige scenario van het IPCC (zie tabel 2.3) pieken vóór 2015 en daarna afnemen met 50-85%. De kans is klein dat dit nog kan, gezien de stijgende vraag naar energie en het lage percentage alternatieve energiebronnen in de huidige energiemix. Stabilisatie boven de 550 ppm CO 2-equivalent (CO 2eq) 3 gaat gepaard met ernstige gevolgen voor het klimaat en een toenemende kans dat de verandering van het klimaat niet meer te controleren is. Verschillende scenario s geven aan dat een concentratie van broeikasgassen rond de 550 ppm CO 2eq, betekent dat de uitstoot van broeikasgassen moet pieken vóór 2030 en daarna met 30% moet afnemen. Bij directe actie zal het volgens de Stern Review de wereldeconomie jaarlijks ongeveer 1% van het BBP kosten om de concentratie broeikasgassen in de atmosfeer rond 550 ppm CO 2eq te stabiliseren. TABEL 2.3: INVLOED VAN VERSCHILLENDE DOELSTELLINGEN VOOR CO2-EMISSIES EN BROEIKASGASSEN OP HET KLIMAAT A, B, C, D: ZIE BRON VOOR SPECIFICATIES BRON: IPCC, 2007B De IEA en EIA (zie paragraaf 2.1), maar ook het IPCC, stellen dat bij gelijkblijvend beleid, fossiele brandstoffen de dominante energiebron blijven tot 2030 en daarna. Het IPCC schat dat in dit geval de 3 CO 2-equivalent is een term voor de klimaatveranderende hoeveelheid broeikasgassen in termen van de hoeveelheid CO 2 die eenzelfde mate van verandering tot stand zou brengen. 1 4

16 2. D E R O L V A N F O S S I E L E B R A N D S T O F F E N emissies van broeikasgassen tussen 2000 en 2030 met 25-90% toenemen. Dit zou tot gevolg hebben dat de temperatuur meer dan 4 C stijgt ten opzichte va n preïndustriële niveaus door de concentratie broeikasgassen in de atmosfeer. Figuur 2.12 laten zien dat dit ernstige gevolgen heeft voor ondermeer de voedselvoorziening in de wereld en ecosystemen Fossiele brandstoffen en het klimaat Tweederde van de antropogene uitstoot van broeikasgassen houdt verband met de energiebehoefte. Vooral de verbranding van kolen en olie levert veel CO 2-uitstoot op (zie figuur 2.12). Omdat de mens sterk bijdraagt aan klimaatverandering door het verbranden van fossiele brandstoffen, richt het klimaatdebat zich vooral op de ontwikkeling van alternatieve energiebronnen. Het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen kan niet door één of enkele alternatieve energiebronnen en technieken bereikt worden. Oplossingen liggen zowel op het gebied van nieuwe energievormen, bijvoorbeeld biobrandstoffen, wind- en zonne-energie, als in een efficiënter gebruik van de huidige fossiele brandstoffen. Te denken valt bijvoorbeeld aan efficiëntere winning en CO 2-opslag. Het IPCC schat dat de wereldwijde investeringen in de energie infrastructuur meer dan USD 20 biljoen zullen bedragen tussen 2005 en Er wordt de komende decennia dus flink geïnvesteerd in nieuwe elektriciteitscentrales en andere energievoorzieningen. Dit biedt kansen voor het efficiënter maken van de huidige energievoorziening en voor de ontwikkeling van alternatieve energiebronnen. Een prijskaartje hangen aan CO 2-uitstoot, waardoor de ware kosten van de uitstoot van broeikasgassen worden weerspiegeld in het gebruikt van fossiele brandstoffen, is hierbij een belangrijk mechanisme. Als de prijs van CO 2-emissies rond de USD50/tCO 2eq ligt, schat het IPCC dat 30-35% van de elektriciteit in 2030 uit alternatieve energiebronnen kan komen. Ongeveer 50 landen, waaronder die van de Europese Unie, China, India en veel individuele staten van de Verenigde Staten, hebben doelen gesteld voor het aandeel van hernieuwbare energie in hun energievoorziening. Onder het Kyoto-protocol hebben veel ontwikkelde landen, de VS hebben het protocol niet geratificeerd, zich ten doel gesteld om de uitstoot van broeikasgassen tussen 2008 en 2012 te reduceren met gemiddeld 5% ten opzichte van Voor de EU-15 geldt een vermindering van emissies van gemiddeld 8%. Vooralsnog zijn er maar weinig landen die de Kyoto-doelstellingen hebben weten te behalen. De gemiddelde reductie voor de Europese Gemeenschap is 1.5%. Naast de ratificering van het Kyoto- Protocol heeft Europa het streven om emissies van FIGUUR 2.12: CO2-UITSTOOT DOOR VERBRANDING VAN OLIE, KOLEN EN GAS broeikasgassen in 2020 te reduceren met gemiddeld 20% ten opzichte van 1990 en een aandeel van hernieuwbare energie van gemiddeld 20% in de energiemix te behalen in Daarnaast moet het energieverbruik ten opzichte van voorspellingen voor 2020 met 20% verminderen. Ook China en India hebben beleid aangekondigd om hun uitstoot van broeikasgassen te verminderen. China heeft als doel om de energieconsumptie per eenheid BBP met 20% te verminderen tussen 2006 en 2010 en daarnaast het BBP te verviervoudigen tussen 2000 en 2020 terwijl de energieconsumptie slechts verdubbelt. India wil haar aandeel hernieuwbare energiebronnen in het totale energieaanbod verhogen naar 10% in Uitstoot in mrd ton CO BRON: EIA, JAAR olie gas kolen FIGUUR 2.13: AANDEEL SECTOREN IN UITSTOOT BROEIKASGASSEN (2004) b o s b o u w 1 7 % BRON: IPCC, C land bouw 1 4 % g e b o u w e n 8 % a fva lve rw e rk in g 3 % transpo rt 1 3 % e n e rg ie - voorzien in g 2 6 % ind ustrie 1 9 % Vanuit het oogpunt van klimaatverandering is de noodzaak om alternatieven te zoeken voor fossiele brandstoffen groot. Als er geen maatregelen genomen worden om de uitstoot van broeikasgassen drastisch te verminderen, kan de verandering van het klimaat ernstige humanitaire en economische consequenties hebben. Overheidsdoelstellingen ten aanzien van het aandeel van alternatieve energiebronnen in de energievoorziening en het prijzen van CO 2-emissies spelen hierbij een belangrijke rol. 1 5

17 2. D E R O L V A N F O S S I E L E B R A N D S T O F F E N 2.4 Conclusie Als gevolg van de aanhoudende groei van de wereldbevolking in combinatie met een relatief sterke toename van het mondiale welvaartsniveau zal de energieconsumptie in 2030 met meer dan de helft zijn toegenomen ten opzichte van In de scenario s van de EIA en IEA spelen fossiele brandstoffen ook in de toekomst een dominante rol in de energiemix. Alternatieve energiebronnen zoals biobrandstoffen, zonne-energie, windenergie en nucleaire energie winnen in deze scenario s nauwelijks terrein en vertegenwoordigen in 2030 nog altijd maar 13% van de mondiale energieconsumptie. Het belang van alternatieve energiebronnen voor de toekomstige energiemix neemt echter op verschillende fronten toe. Zo zijn er steeds meer onzekerheden met betrekking tot de toekomstige productie van fossiele brandstoffen. Vooral voor de belangrijkste energiebron, olie, rijst de vraag in hoeverre de productie nog kan stijgen. Al geruime tijd zijn geen grote nieuwe reserves gevonden en de bijdrage van onconventionele oliebronnen is vooralsnog beperkter dan eerder aangenomen. Die onzekerheid leidt nu al tot forse prijsstijgingen wat alternatieven ook vanuit dit perspectief aantrekkelijker maakt. Een tweede argument is de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. De productie en reserves van olie en gas raken meer en meer geconcentreerd in een beperkt aantal landen, voornamelijk Rusland en het Midden-Oosten, dat steeds dominanter wordt in de energievoorziening. Daarnaast kan een sterke Chinese vraag naar kolen de wereldmarkt verstoren. Dit is de reden voor een groeiend aantal landen, dat een belangrijk deel van de fossiele brandstoffen importeert, om de afhankelijkheid te reduceren. Het stimuleren van alternatieve energiebronnen is een belangrijk wapen om die afhankelijkheid terug te dringen. Een laatste, zwaarwegend, argument is de gevolgen van klimaatverandering. Om de economische gevolgen van klimaatverandering binnen de perken te houden, moet de uitstoot van CO 2 door verbranding van fossiele brandstoffen fors omlaag worden gebracht. In het meeste gunstige scenario van het IPPC, waarin de temperatuur op aarde nog altijd met gemiddeld 2.4 C stijgt, moet de CO 2-uitstoot al in 2015 pieken en vervolgens tegen 2050 met minstens 50% moet zijn gedaald. Vanuit het klimaatperspectief lijkt de ruimte voor de groei van de verbranding van fossiele brandstoffen dan ook zeer beperkt en is het verder aanzetten van alternatieve en schonere energiebronnen absolute noodzaak. IRIS verwacht, op basis van bovenstaande argumenten, dat de komende jaren het besef toeneemt dat alternatieve energie al binnen enkele decennia een significant aandeel moet verwerven in de energiemix. Op internationaal en nationaal niveau zullen de doelstellingen met betrekking tot alternatieve energie worden aangescherpt. Investeringen in nieuwe technologieën zullen meer worden gestimuleerd en subsidies meer worden gebruikt voor alternatieven. Ook zullen negatieve effecten die gepaard gaan met de verbranding van fossiele brandstoffen, zoals klimaatverandering, steeds meer worden geprijsd. Een belangrijke conclusie van dit rapport is dat het potentieel van de verschillende alternatieven in de voorspellingen van de IEA en EIA wat ons betreft sterk worden onderschat. Uit onze analyse naar de huidige verwachtingen ten aanzien van de technologische ontwikkeling en de mogelijke toepasbaarheid van alternatieve bronnen (zie hoofdstukken 3 t/m 7) volgt dat ze één voor één op substantiële wijze kunnen bijdragen aan de noodzakelijke verschuiving in de energiemix. Wanneer wij de mogelijke impact van deze alternatieven op een rijtje zetten, concluderen we dat het op basis van de huidige inzichten mogelijk moet zijn om een aandeel van alternatieven in de energiemix te realiseren dat twee keer zo hoog is als in de referentiescenario s van de EIA en IEA. Dit verschil hangt onder meer samen met de onderschatting van het overheidsbeleid, vooral in opkomende markten, ten aanzien van klimaatverandering. Ook de veronderstellingen ten aanzien van de technologische ontwikkeling en de hierop gebaseerde verwachte groeipercentages voor alternatieve energiebronnen beoordelen wij als voorzichtig. Tot slot gaan beide instituten wat ons betreft uit van relatief lage prijzen van fossiele brandstoffen. 1 6

18 3. B I O B R A N D S T O F F E N 3. Biobrandstoffen Het merendeel van de alternatieve energievormen die in deze studie worden belicht, heeft betrekking op de opwekking van elektriciteit. In dit hoofdstuk richten we ons op de alternatieven voor fossiele brandstoffen met betrekking tot de transportsector. Uit gegevens van de EIA volgt dat de transportsector in 2005 ruim 60% van de mondiale olieconsumptie voor zijn rekening nam, tegen slechts 45% in Het World Resource Institute (WRI) heeft becijferd dat zeker 20% van de totale uitstoot van broeikasgassen voortkomt uit het transportgerelateerde verbruik van fossiele brandstoffen. Met het oog op klimaatverandering en de behoefte om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen, is de interesse voor biobrandstoffen de voorbije jaren in rap tempo toegenomen. Veel landen willen daarom een significant deel van het transportgerelateerde energieverbruik in vullen met deze alternatieven. Na een korte beschrijving van biobrandstoffen gaan wij dieper op deze doelstellingen in. De kern van dit hoofdstuk richt zich echter op de verschillen tussen de eerste en tweede generatie biobrandstoffen 4. Vooral binnen de eerste generatie (1G) biobrandstoffen bevindt zich enkele alternatieven die niet of nauwelijks bijdragen aan de reductie van CO 2-uitstoot, relatief weinig energie opleveren en bovendien bijdragen aan de schaarste aan andere goederen zoals voedsel en water. Wij zien de beste kansen voor beleggers dan ook op het gebied van tweede generatie (2G) biobrandstoffen. 3.1 Nader verklaard: biobrandstoffen FIGUUR 3.1: PRODUCTIEPROCES ETHANOL Biobrandstoffen is een verzamelnaam voor brandstoffen die worden geproduceerd met behulp van biomassa zoals planten etc. Grofweg kunnen biobrandstoffen in twee categorieën worden ingedeeld: ethylalcohol, ofwel ethanol, en biodiesel. Ethanol ontstaat bij de vergisting van suikers, zie figuur 3.1, en kan in voldoende zuivere vorm worden gebruikt als brandstof voor motoren. Het gebruik van ethanol als brandstof is niet nieuw. Sinds 1900 zetten Braziliaanse boeren suikerriet om in ethanol en Henry Ford ontwierp zijn Model T zo, dat deze zowel op benzine als op ethanol kon rijden. Ethanol is eenvoudig te mengen met BRON: US DEPARTMENT OF ENERGY traditionele benzine. Bij hogere percentages ethanol, zoals E85, een brandstofmengsel van 85% ethanol en 15% benzine, moet wel een kleine aanpassing worden gemaakt in de huidige benzinemotoren (flex fuel vehicles, FFVs). Een nadeel van ethanol is het hydrofiele en corrosieve karakter. Hierdoor is het niet mogelijk ethanol via de bestaande infrastructuur voor benzine te transporteren. Momenteel wordt ethanol vrijwel uitsluitend geproduceerd met behulp van suiker (Brazilië) of maïs (VS), maar vrijwel alle biomassa, waarbij fermentatie van suikers mogelijk is, kan worden gebruikt. Biodiesel is een brandstof die wordt geproduceerd uit plantaardige oliën en/of dierlijke vetten. Bij de productie van biodiesel (met behulp van plantaardige vetten) staat transesterificatie centraal. Hierbij worden esterverbindingen omgezet in glucose en vetzuren die vervolgens worden omgezet in alcohol. Koolzaad, raapzaad en plantaardige oliën, zoals sojaolie, palmolie en jatropha-olie, zijn de belangrijkste grondstoffen voor biodiesel. Biodieselproductie concentreert zich vooral in Europa waar traditioneel meer diesel wordt gebruikt in de transportsector. 3.2 De rol van biobrandstoffen in transportgerelateerd energieverbruik Hoge benzineprijzen, het willen reduceren van de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en het terugbrengen van de uitstoot van broeikasgassen om klimaatverandering tegen te gaan, hebben ertoe geleid dat de overheden van meer dan 40 landen doelstellingen hebben opgesteld ten aanzien van het gebruik van biobrandstoffen. Het gaat daarbij in veel gevallen om doelstellingen met betrekking tot het aandeel van biobrandstoffen in het transportgerelateerde energieverbruik. Zo is in de Energy Independence and Security Act of 2007 in de VS, middels de Renewable Fuels Standard (RFS), vastgelegd dat in 2022 tenminste 36 miljard gallon (1 gallon = 3,785 liter) biobrandstoffen moeten worden 4 IRIS maakt in dit rapport geen onderscheid tussen tweede en latere generaties biobrandstoffen. Hoewel IRIS onderkent dat nieuwe generaties biobrandstoffen wezenlijk kunnen verschillen met betrekking tot toepasbaarheid, kosten en de reductie van broeikasgassen, achten wij een meer verfijnde indeling op dit moment niet noodzakelijk. 1 7

19 3. B I O B R A N D S T O F F E N geproduceerd. Op basis van de huidige energiewaarde van ethanol komt dat neer op een kleine 20% van de benzineconsumptie. In zijn laatste State of the Union ging president Bush nog een stapje verder met de Twenty in Ten Vision. Hierbij wordt gestreefd naar een afname van het Amerikaanse benzineverbruik van 20% in de komende tien jaar. In dat geval moeten al in miljard gallons biobrandstof worden geproduceerd (zie figuur 3.2). Ook in andere regio s staan biobrandstoffen hoog op de politieke agenda. In Europa wordt de ambitieuze doelstelling nagestreefd om in % en in % van het transportgerelateerde energieverbruik in te vullen met biobrandstoffen. In Japan moet in BRON: % van de benzineconsumptie bestaan uit biobrandstoffen. En ook in de opkomende reus China ruimt plaats in voor schonere biobrandstoffen. China wil de hoeveelheid geproduceerde alternatieve brandstoffen in 2020 hebben verviervoudigd tot 15 miljard liter, ofwel 9% van de benzineconsumptie. In Brazilië heeft ethanol al een aandeel van meer dan 25% in de benzineconsumptie. 3.3 Eerste generatie biobrandstoffen minder aantrekkelijk dan opvolgers De doelstellingen van de verschillende overheden wereldwijd onderstrepen de groeimogelijkheden van biobrandstoffen in de komende decennia. Zeker wanneer we in ogenschouw nemen dat het aandeel, momenteel minder dan 2% van het transportgerelateerde energieverbruik, marginaal is. Het WRI schat dat de productie van biobrandstoffen met ongeveer 15% per jaar toeneemt, grofweg tien keer zo snel als de olieproductie. Toch lijken veel van de doelstellingen vooralsnog te ambitieus. Dat komt niet in de laatste plaats doordat de karakteristieken van de huidige generatie biobrandstoffen verre van optimaal zijn. FIGUUR 3.2: DOELSTELLINGEN BIOBRANDSTOFFEN VS FIGUUR 3.3 PRODUCTIE BIOBRANDSTOFFEN 2006 Een belangrijk argument tegen de promotie van 1G biobrandstoffen in de energiemix volgt uit de food versus fuel discussie. Onder invloed van de groeiende wereldbevolking en de relatief snelle toename van het mondiale welvaartsniveau zal de vraag naar voedsel in 2050 zijn verdubbeld. Voedsel wordt hierdoor schaarser. BRON: NATIONAL BANK FINANCIAL, US RFA EN EPI Nu de concurrentie om voedsel extra wordt aangewakkerd als gevolg van de sterk stijgende vraag vanuit de biobrandstoffensector exploderen de voedselprijzen. Zo verbruikt de Amerikaanse ethanolindustrie dit jaar naar schatting bijna een derde van de maïsoogst en is de maïsprijs in de afgelopen 2 jaar al verdubbeld. De schattingen van de OESO en FAO die uitgaan van een stijging van de voedselprijzen tot en met 2016 van 20-50%, lijken dan ook veel te voorzichtig. Ook met betrekking tot landbouwgrond neemt de concurrentie toe. Momenteel wordt ruwweg 1% van de totale hoeveelheid beschikbare landbouwgrond aangewend voor de productie van voornamelijk 1G biobrandstoffen. In het referentiescenario van de IEA gaat dit percentage oplopen tot 2.5% in Dat betekent dat een hoeveelheid extra landbouwgrond nodig is met de omvang van Frankrijk en Spanje samen. En dat terwijl de uitbreiding van de hoeveelheid beschikbare landbouwgrond steeds lastiger wordt. Meer landbouwgrond zorgt op zijn beurt weer voor extra druk op een ander schaars goed: water. De landbouwindustrie is met een aandeel van 70% verreweg de grootste verbruiker van zoet water. Een uitbreiding van de maïsproductie in de VS naar landbouwgrond buiten de corn belt vergt tot 2000 gallons water per gallon ethanol. Het verhogen van de opbrengst per hectare landbouwgrond zal deze concurrentiestrijd niet volledig kunnen verhelpen. Inmiddels neemt de maatschappelijke en politieke onrust met betrekking tot de food versus fuel discussie toe, getuige onder meer de tortillarellen in Mexico in De bevolking ging hierbij massaal de straat op nadat tortilla s, die worden gemaakt van maïs, sterk in prijs waren gestegen. De food component weegt wat ons betreft het zwaarst in de food versus fuel discussie wat de productie van 1G biobrandstoffen met behulp van primair voedsel minder aantrekkelijk maakt. 1 8

20 3. B I O B R A N D S T O F F E N FIGUUR 3.4 REDUCTIE BROEIKASGASSEN (LEVENSCYCLUS) Een tweede minpunt met betrekking tot 1G biobrandstoffen is de beperkte reductie van broeikasgassen. Uit figuur 3.4 volgt dat het reductiepotentieel voor maïsethanol in het meest gunstige geval beperkt is tot maximaal 40%. Ook de broeikasgasreductie van biodiesels op basis van raapzaad en sojabonen valt tegen in vergelijking tot 2G biobrandstoffen op basis van organisch afval, plantenresten en switchgras (siergras). Suikerethanol scoort wel goed met een mogelijke reductie van 90%. Overigens staan de hiernaast gepresenteerde statistieken steeds meer ter discussie nu in recent onderzoek in het vakblad Science wordt aangetoond dat een groot BRON: WORLD RESOURCE INSTITUTE aantal biobrandstoffen, ook enkele uit de tweede generatie, zelfs bijdragen aan het broeikaseffect wanneer de effecten van de aanwending van beschikbaar land worden meegenomen. Een laatste argument om terughoudender te zijn ten aanzien van 1G biobrandstoffen is de energieopbrengst. Figuur 3.5 laat zien dat maïsethanol slechts 1.5 keer zoveel energie opbrengt als dat er benodigd is voor productie. Daarmee scoort maïsethanol op dit punt niet veel beter dan fossiele brandstoffen. Voor 1G biodiesels zijn de verhouding gunstiger, maar deze vallen in het niet bij de energieopbrengst van 2G biobrandstoffen. Biodiesel op basis van palmolie en wederom suikerethanol worden gekenmerkt door een meer aantrekkelijke verhouding tussen energie in- en output. FIGUUR 3.5 ENERGIEBALANS BIOBRANDSTOFFEN 3.4 Biobrandstoffen: alternatief voor fossiele brandstoffen BRON: WORLD RESOURCE INSTITUTE Uit de vorige paragraaf kan worden afgeleid dat vooral 2G biobrandstoffen de potentie hebben om het transportgerelateerde uitstoot van broeikasgassen terug te dringen. Ook wat betreft de energieopbrengst scoren de opvolgers gemiddeld genomen een stuk beter. 2G biobrandstoffen zijn een stuk diverser, zowel met betrekking tot de gebruikte feedstocks (grondstoffen voor biobrandstoffen) als de toegepaste technologieën. Een veel bredere verzameling van biomassa (lignocellulose) kan worden gebruikt bij de productie. Belangrijke voorbeelden hiervan zijn plantresten, delen van landbouwgewassen die niet worden gebruikt als voedsel, organisch afval, houtsnippers, switchgrass en zelfs algen. Veel van deze lignocellulose is in grote hoeveelheden beschikbaar zonder direct te concurreren met voedsel. Ook zijn sommige van deze feedstocks minder veeleisend met betrekking tot hun landbouwgrond. Het zijn dan ook vooral deze 2G biobrandstoffen die echt een verschil kunnen maken in de voorziening van ons transportgerelateerde energieverbruik. Schattingen uit verschillende recent gepubliceerde studies (onder meer de US Department of Energy, de OESO, het WRI en het World Watch Institute) geven aan dat 20% maar mogelijk zelfs 50% van dit energieverbruik binnen enkele decennia met alternatieven kan worden ingevuld. Momenteel worden vooral biochemische processen toegepast voor de productie van 2G biobrandstoffen. Enzymen worden gebruikt voor de omzetting van cellulose naar suikers. Dit proces, versuikering of saccharificatie, is complexer, en ook duurder, dan het afbreken van zetmeelhoudende componenten in suikers bij 1G biobrandstoffen. Veruit het meeste onderzoek wordt momenteel verricht naar dit versuikeringsproces en gezocht wordt naar de meest optimale enzymen voor de verschillende feedstocks. Thermo-chemische processen, vaak aangeduid met biomass-to-liquid (BTL), is een tweede veelbelovende technologie om cellulose te gebruiken voor de productie van brandstof. Cellulose wordt eerst omgezet in een synthese gas dat met behulp van het zogenaamde Fischer-Tropsch-proces kan worden omgezet in verschillende vormen brandstof. De uitstoot van broeikasgassen van dit proces is nihil. 1 9

21 3. B I O B R A N D S T O F F E N Een aandachtspunt bij 2G biobrandstoffen zijn de productiekosten. Uit figuur 3.6 kan worden afgeleid dat in 2005 deze kosten nog ruim boven de productiekosten van benzine lagen. Echter, nu de olie- en benzineprijzen, evenals de prijzen van eerste generatie feedstocks verder zijn gestegen, nemen de verschillen in productiekosten snel af. Als gevolg van stijgende olie- en voedselprijzen zijn biobrandstoffen zeer waarschijnlijk al BRON: WORLD RESOURCE INSTITUTE beduidend eerder dan 2030 kostenconcurrerend met conventionele benzine. Sinds 2001 zijn de kosten van het toevoegen van enzymen aan cellulose gedaald van USD 5 per gallon ethanol naar amper USD 0.20 per gallon. Toch duurt het nog wel even voordat 2G biobrandstoffen op grote schaal kunnen worden ingezet, wat betekent dat de druk op de voedselvoorraden voorlopig nog even aanhoudt. 3.5 Beleggen in biobrandstoffen FIGUUR 3.6 PRODUCTIEKOSTEN BIOBRANDSTOFFEN De markt voor biobrandstoffen zal de komende jaren sterk groeien, groeipercentages van 15% per jaar zijn niet onrealistisch, als gevolg van de doelstellingen op het gebied van transportgerelateerd energieverbruik. De transportsector is goed voor meer dan 60% van de mondiale olieconsumptie en is verantwoordelijk voor meer dan een vijfde van de uitstoot van broeikasgassen. IRIS ziet goede kansen voor bedrijven die zich richten op de productie van 2G biobrandstoffen. De karakteristieken van 1G biobrandstoffen zijn, wellicht met uitzondering van suikerethanol, doorgaans minder aantrekkelijk. Subsidies en handelsbarrières die de markt verstoren, zullen worden verlaten en de focus van overheden zal verder verschuiven in de richting van 2G biobrandstoffen. In de VS en Europa worden projecten opgezet waarbij boeren worden gestimuleerd om tweede generatie feedstocks te verbouwen. In 2007 ontving Abengoa, één van de grootste producenten van 2G biobrandstoffen, zowel van de US DOE als de EU aanzienlijke subsidies voor onderzoek naar technologieën voor het omzetten van biomassa naar ethanol. Neste Oil, de grootste producent van biodiesels in Europa, verwacht in 2009 met de productie biodiesels te starten met behulp van Fischer-Tropsch synthese. Doorbraken op het gebied van deze nieuwe technologieën zullen de groeivooruitzichten voor de sector verder vergroten. Inmiddels zien we ook steeds meer interesse vanuit de traditionele energiereuzen die vanwege hun omvang enorme bedragen kunnen steken in de ontwikkeling van alternatieve energievormen. Dit geldt in zekere mate ook voor producenten van 1G biobrandstoffen, zoals Cosan en ADM, die zich ook steeds meer toeleggen op latere generaties. Deze ontwikkelingen zullen ertoe leiden dat vanaf ongeveer 2012 de markt voor 2G biobrandstoffen sneller groeit dan die voor 1G biobrandstoffen. Een interessante ontwikkeling voor beleggers is de samenwerkingsverbanden van de sector met biotechnologiebedrijven en de enzymproducenten. Bedrijven als Novozymes, Genencor en Dyadic worden steeds vaker gesponsord door producenten van 2G biobrandstoffen bij de zoektocht naar de meest optimale enzymen voor het omzetten van biomassa naar cellulose ethanol. Ook hier zien we steeds vaker interesse vanuit de overheid. De US DOE subsidieert Novozymes met ruim USD 16 miljoen bij onderzoek naar mogelijkheden om de kosten van het toevoegen van enzymen aan het productieproces te verlagen. Dyadic ontwikkelt een, op schimmels gebaseerd enzymplatform, dat de verschillende feedstocks snel en tegen lage kosten kan omzetten. Het Canadese Iogen, wereldleider op het gebied van biotechnologie gericht op ethanolproductie, gaat nog een stapje verder en start in 2008 met behulp van investeerder Goldman Sachs een eigen productielijn waarmee met tweede generatie feedstocks jaarlijks miljoen gallons ethanol kan worden geproduceerd. Bovenstaande ontwikkelingen onderstrepen de enorme dynamiek die momenteel gaande is op het gebied van biobrandstoffen. Wij verwachten dat doorbraken in de komende jaren op het gebied van 2G biobrandstoffen de sector een impuls zullen geven die zich ook voor beleggers zal uitbetalen. 2 0

22 4. Z O N N E - E N E R G I E 4. Zonne-energie Het vorige hoofdstuk over biobrandstoffen richt zich vooral op de alternatieven voor het transportgerelateerde energieverbruik. De volgende hoofdstukken richten zich vooral op energiebronnen voor het opwekken van elektriciteit. Hoewel olie, vanwege het belang voor de transportsector, een aandeel heeft van 34% in het totale energieaanbod, speelt het een relatief kleine rol bij de opwekking van elektriciteit. Kolen en gas zijn met een aandeel van respectievelijk 40% en 20% belangrijker. Wind- en zonne-energie moeten dus primair concurreren met kolen en gas. De IEA geeft aan dat bijna 18% van de elektriciteit in de wereld wordt opgewekt door hernieuwbare energiebronnen. Het grootste deel hiervan, 90%, komt uit waterkrachtcentrales, bijna 6% uit verbranding van bijvoorbeeld afval en maar 4.5% hiervan komt op rekening van energie uit wind, zon en geothermie. Daarnaast komt bijna 16% van de totale elektriciteit in de wereld uit kernenergie. Wij verwachten voor de komende jaren een sterke groei in de markt voor zonne-energie. Het aandeel van zonne-energie in de wereldwijde elektriciteitsproductie, hangt samen met factoren als de technologische ontwikkeling, de olieprijs en overheidsbeleid. In dit hoofdstuk bespreken we eerst de verschillende mogelijkheden om de zon te gebruiken als energiebron. Vervolgens gaan we in op de huidige marktomvang en de verwachte groei van de markt voor zonne-energie. We sluiten af met de kansen die dit met zich meebrengt voor beleggers Nader verklaard: zonne-energie Er bestaat een aantal verschillende toepassingen van zonne-energie. Zonnecollectoren worden gebruikt om met behulp van de zon lucht, water of andere vloeistoffen te verwarmen terwijl fotovoltaïsche zonnecellen het licht van de zon gebruiken om elektriciteit op te FIGUUR 4.1: EEN PV-CEL wekken Fotovoltaïsche zonnecellen Fotovoltaïsche zonnecellen, PV-cellen, zetten het licht van de zon om in energie. De eerste praktisch bruikbare PV-cel werd in 1954 door Bell Laboratories ontwikkeld. Een PV-cel (zie figuur 4.1) bestaat uit halfgeleidermaterialen, over het algemeen silicium. Een zonnecel bestaat uit twee lagen silicium, die tegen elkaar worden geplakt tussen metalen contactpunten. De ene halfgeleider, n- type, bestaat uit negatief geladen elektronen en de andere halfgeleider, p-type, bestaat uit positiefgeladen gaten waarin elektronen passen. Waar de twee lagen halfgeleiders samen komen, ontstaat een elektrisch veld. Wanneer er licht op valt, ontstaat een stroom van elektronen en een stroom van gaten die tegenovergesteld aan elkaar bewegen. Deze stromen leveren elektriciteit op. BRON: RESEARCH INSTITUTE FOR SUSTAINABLE ENERGY Een nieuwe generatie PV-cellen, de zogenoemde thin-film zonnecellen, is ontwikkeld om de afhankelijkheid van de PVindustrie van het dure silicium te verminderen. Deze gebruiken, afhankelijk van het soort, weinig of helemaal geen silicium, maar een andere halfgeleidermateriaal. Over het algemeen is de conversie-efficiëntie van deze cellen lager dan die van silicium cellen (zie figuur 4.2). De toepassing van thin-film is wel veel groter dan die van gewone PV-cellen. Mogelijkheden zijn om het op allerlei oppervlaktes zoals muren, daken en bijvoorbeeld auto s te bevestigen. Het voordeel van PV-cellen is dat deze zowel alleenstaand (off-grid) als aangesloten op het elektriciteitsnetwerk (on-grid) kunnen opereren. Dit maakt dat PV-cellen op locaties die off-grid zijn, zoals afgelegen gebieden en zelfs in de ruimte op satellieten, kunnen worden gebruikt. Juist de hoge kosten van on- FIGUUR 4.2: ENERGIE- EFFICIËNTIE PV-CELLEN BRON: THE ECONOMIST, NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY 2 1

23 4. Z O N N E - E N E R G I E grid PV-modules (de combinatie van zonnecellen en panelen) maken echter dat dit nu nog een minder aantrekkelijk alternatief is voor kolen en gas. De relatief kostbare siliciumgebaseerde PV-cellen maken momenteel 90% van de markt voor zonne-energie uit. Thin-film heeft een marktaandeel van 9% Zonne-thermische energie De tweede belangrijke toepassing van zonne-energie is thermische zonne-energie. Zonnecollectoren voor het verwarmen van bijvoorbeeld water, worden al veel gebruikt en zijn zeer kosteneffectief als de hele levenscyclus van de collector beschouwd wordt. Met deze nietgeconcentreerde zonnecollectoren kan water tot 100 C verwarmd worden. Een manier om de warmte van de zon te concentreren en te versterken, zodat de toepassing van zonthermische energie vergroot kan worden, is het gebruik van CSP, concentrating solar power, oftewel zonthermische krachtcentrales. CSP-centrales werken vergelijkbaar met elektriciteitscentrales op basis van fossiele brandstoffen. Figuur 4.3 geeft de werking van een zonthermische krachtcentrale weer. Juist omdat een CSP-centrale volgens hetzelfde principe werkt als conventionele centrales, is er de mogelijkheid om over te schakelen op fossiele brandstoffen (dus als back-up) in het geval dat de zon niet schijnt. FIGUUR 4.3: EEN CSP-CENTRALE Figuur 4.4 laat een aantal verschillende CSP-zonnecollectoren zien. De collectoren met een centrale ontvanger kunnen temperaturen bereiken van boven de 2,000 C. Hierdoor zijn ze zeer geschi kt voor elektriciteitgeneratie. Dit zijn bijvoorbeeld (zonne)energietorens in combinatie met spiegels die zich richting de zon bewegen (heliostaten) of parabolische schotels. Nieuwe technologie voor dit type CSP is gericht op het ondervangen van het nadeel van zonne-energie voor elektriciteitsgeneratie, namelijk de afwezigheid van de zon. Met behulp van gesmolten zout kan energie worden opgeslagen waardoor CSP-centrales 24 uur per dag kunnen opereren. De beste locaties voor zonthermische krachtcentrales zijn op lagere breedtegraden waar veel direct zonlicht is. Het IPCC geeft aan dat indien op 1% van de woestijn op aarde (240,000 km 2 ) een CSP-centrale zou staan die verbonden is met het energienetwerk, er in theorie genoeg elektriciteit opgewekt kan worden om aan de wereldvraag van elektriciteit te voldoen in Het IPCC schat dat zonthermische krachtcentrales in een gunstig scenario in % van de wereldvraag naar elektriciteit voor hun rekening kunnen nemen. 4.2 De markt voor zonne-energie BRON: WORLD ENERGY COUNCIL FIGUUR 4.4: SPIEGELS VOOR ZONTHERMISCHE ENERGIE BRON: WORLD ENERGY COUNCIL De aarde ontvangt in een uur meer energie van de zon dan de wereldbevolking in een jaar consumeert. Toch is het aandeel van elektriciteit dat door middel van de zon wordt opgewekt in de totale elektriciteitsproductie nihil. The Economist heeft berekend dat de productiekosten van zonnepanelen jaarlijks met ongeveer 5% afnemen. Dit is echter nog niet genoeg om kostenconcurrerend te kunnen zijn met elektriciteit op basis van fossiele brandstoffen. In de VS is zonne-energie nu twee tot drie keer zo duur als de gewone retailprijs van elektriciteit. De kosten worden opgedreven door de prijs van silicium, dat voor ongeveer 40% de prijs van een zonnecel bepaalt. Schattingen van Clean Edge Research geven aan dat de PV-industrie in 2008 de halfgeleiderfabrikanten voorbij zal streven als s werelds grootste afnemer van silicium. Na jaren van daling in de prijs van PV-modules, van USD 200 per watt in de jaren 50 naar USD 2.70 per watt in 2004, is door de toenemende vraag naar silicium de prijs van PV-modules weer opgelopen naar USD 4.00 per watt in

24 4. Z O N N E - E N E R G I E FIGUUR 4.5: GEÏNSTALLEERDE CAPACITEIT VAN PV-CELLEN Duitsland is wereldwijd de grootste producent van PV-zonne-energie, met een capaciteit van 1.43 GW (1 gigawatt = 10 9 watt) in In drie jaar heeft Duitsland hiermee Japan ingehaald dat met ongeveer 1.42 GW de op een na grootse PVcapaciteit heeft. Zowel Japan als Duitsland hebben het grootste gedeelte van hun capaciteit on-grid. Beide landen hebben dankzij overheidsbeleid, dat de BRON: BANK SARASIN &CO., SOLARBUZZ, LEHMAN BROTHERS productie van zonneenergie stimuleert, een ontwikkelde zonne-energiemarkt. Japan is één van de weinige landen op aarde waar zonne-energie nu al kostencompetitief is met elektriciteit van het netwerk. Dit komt mede omdat de prijs van elektriciteit relatief hoog is in Japan. Ook Californië, India, China, Spanje en Australië hebben relatief gezien een grote geïnstalleerde PV-capactiteit. Dit heeft deels te maken met overheidsbeleid dat de ontwikkeling en toepassing van zonne-energie in deze gebieden stimuleert. Californië heeft zich ten doel gesteld om 3 GW aan nieuwe zonne-installaties te creëren voor 2017 als onderdeel van het programma één miljoen zonnedaken. Spanje wil voor 2010 een PV-capaciteit hebben van 0,4 GW en Italië 0,3 GW in Schattingen met betrekking tot de wereldwijde hoeveelheid geïnstalleerde capaciteit en de groei van de markt verschillen, mede ook omdat er gekeken kan worden naar PV, thermische installatie of beide. Verschillende bronnen melden een groei van rond de 40% in 2006 /2007 van de wereldwijde productie van PV-cellen. Schattingen over wanneer zonne-energie kostenconcurrerend wordt met conventionele elektriciteit lopen ook uiteen, van vóór 2020 tot pas na De IEA stelt dat zonne-energie pas na 2020 kostenconcurrerend kan zijn. Bank Sarasin schat dat zonne-energie kostenconcurrerend is rond 2021, met zonthermische energie rond 2018, PV-cellen rond 2021 en CSP energietorens rond Uit figuur 4.6 volgt dat de kosten van PV FIGUUR 4.6: KOSTENREDUCTIE ALTERNATIEVE ENERGIEVORMEN en CSP de komende jaren flink gereduceerd kunnen worden. Enerzijds zullen de kosten van zonne-energie verder dalen en anderzijds zal de prijs van gas en kolen verder stijgen door de BRON: DAVY RESEARCH toenemende vraag en door de hogere prijzen van CO 2- emissies. Wij denken dan ook dat zonne-energie vóór 2020 kostenconcurrerend kan worden. 4.3 Beleggen in zonne-energie Ook voor de komende jaren verwachten wij hoge groeicijfers voor de zonne-energiemarkt. De markt voor thin-film zonnecellen, CSP-centrales, maar ook PV-cellen zal de komende jaren flink groeien. Over het algemeen kunnen de technieken voor silicium-gebaseerde PV-cellen en het verwarmen van water door middel van zonne-energie worden gezien als volwassen technieken met enkele gevestigde markten. Thinfilm en CSP met centrale ontvangers zoals energietorens staan wat techniek en markt betreft nog in de kinderschoenen. Het overheidsbeleid ten aanzien van het aandeel alternatieve energiebronnen in de 2 3

25 4. Z O N N E - E N E R G I E energiemix en het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen versterkt de investeringscase voor zonne-energie. Pacala en Socolow (2004) stellen dat als zonne-energie wil bijdragen aan de stabilisatie van broeikasgassen rond de 550 ppm CO 2eq, er 700 keer meer zonne-energie ingezet moet worden in 2050 dan vandaag de dag. Clean Edge Research gaat uit van een groei van de PV-industrie (inclusief modules, systeemcomponenten en installatie) van USD 15 miljard in 2006 naar USD 69 miljard in 2016, een jaarlijkse groei van 16%. De World Energy Council voorspelt een jaarlijkse groei van meer dan 35% voor PV-cellen en een hoger percentage voor thermische zonne-energie. Wij verwachten dat de groei van de zonne-energiemarkt van de afgelopen jaren zich de komende jaren voortzet. De PV-industrie zal de komende jaren nog flink groeien en FIGUUR 4.7: TOP TIEN PV-PRODUCENTEN zal verder profiteren van het vergroten van de efficiëntie van zonnecellen, het verminderen van de afhankelijkheid van kostbare halfgeleiders en schaalvoordelen. Vooralsnog profiteren de leveranciers van silicium, die vaak ook de halfgeleiderindustrie bedienen, ook van de sterke groei van de markt voor zonne-energie. Ook de markt voor thin-film cellen zal groeien omdat de BRON: JEFFERIES &COMPANY toepasbaarheid van kleine, flexibele en bovendien goedkopere cellen alleen maar toeneemt. Zo is Shell Solar overgestapt van de productie van silicium gebaseerde PV-cellen naar thin film omdat zij verwachten dat deze eerder dan PV-cellen kostenconcurrerend zullen zijn. Ook de groeimogelijkheden voor zonthermische energiecentrales, voornamelijk in landen waar veel direct zonlicht beschikbaar is, zijn groot. Acciona, een Spaans conglomeraat, heeft onlangs een 64 MW CSP-centrale gebouwd in de buurt van Las Vegas die ongeveer 14,000 huishoudens van elektriciteit gaat voorzien. Zonne-energie, CSP-installaties en PV-zonne-energie, zijn op de middellange en lange termijn belangrijke alternatieven voor de huidige fossiele brandstoffen voor de opwekking van elektriciteit, voornamelijk voor kolen en gas. Alhoewel het aandeel van zonne-energie in de elektriciteitsproductie nog laag is, maakt deze een inhaalslag met groeicijfers van 40% per jaar. CSP-installaties zullen eerder dan PV-cellen kostenconcurrerend zijn met de prijs van elektriciteit van het netwerk. Op afgelegen plaatsen en gebieden waar conventionele elektriciteit duur is, is de prijs van zonne-energie al concurrerend. Daarnaast verwachten wij dat de prijs van de conventionele elektriciteit, die uit gas en kolen, zal stijgen door de toenemende vraag naar energie en door de stijgende prijs van CO 2-emissies. Zonne-energie draagt bij aan een energiemix die de opwarming van het klimaat kan stabiliseren en er bovendien voor zorgt dat landen beter kunnen voorzien in hun eigen energieproductie. 2 4

26 5. W I N D E N E R G I E 5. Windenergie Naast zonne-energie is windenergie een veelbelovend alternatief voor de opwekking van elektriciteit. Windenergie is, net als zonne-energie, een markt die de afgelopen jaren flink gegroeid is. Toch maakt ook windenergie nog maar een klein deel uit van de totale elektriciteitsopwekking en van het totale energieaanbod. De verdere ontwikkeling van de markt voor windenergie is afhankelijk van de prijs van fossiele brandstoffen, de technologische ontwikkelingen en het overheidsbeleid ten aanzien van de samenstelling van de energiemix. In dit hoofdstuk bespreken we eerst de techniek en vervolgens de positie van windenergie binnen het alternatieve energiepalet. Daarna richten we ons op de markt voor windenergie en de mogelijkheden voor windenergie op land en op zee. We sluiten af met beleggingsmogelijkheden op het gebied van windenergie. 5.1 Nader verklaard: windenergie De windmarkt zoals wij die nu kennen, is voornamelijk het resultaat van de hoge olieprijzen tijdens de oliecrisis in de jaren 70. Vooral het steeds verder vergroten van de FIGUUR 5.1: TECHNOLOGIE WINDMOLEN windturbines heeft er toe geleid dat windenergie zich ontwikkeld heeft van stand-alone productie naar grotere, on-grid, toepassingen. In 1980 was de gemiddelde rotatiediameter van een turbine van 50kW (1 kilowatt = 10 3 watt) nog 15 meter en in 2003 hadden turbines een vermogen van 5MW met een rotatiediameter van 124 meter. Een windmolen van 50 kw kan 20 wasmachines laten draaien of 800 gloeilampen van 60 watt laten branden. Hedendaagse windturbines produceren 180 keer meer energie dan de turbines in 1980, terwijl de kosten per kw/h maar de helft zijn van het niveau in In 2004 bestond de helft van de markt uit kleinere windturbines met een vermogen van 750kW-1,500 kw en 43% van de markt uit turbines van 1.5MW-2.5MW (1 megawatt = 10 6 watt). De tendens naar het vergroten van de turbines blijkt uit het marktaandeel van Multi-MW turbines, turbines van meer dan 2.5MW, dat opgelopen is van ongeveer 1% in 2004 naar 2.4% in 2005 en naar 4.3% in Grotere turbines zijn goedkoper en leveren meer energie. Het nadeel van grotere turbines is dat de locatie zorgvuldiger gekozen moet worden en daardoor niet altijd even toegankelijk is voor de aanleg van een windmolenpark. Indien de locaties optimaal worden gekozen, kunnen windturbines tot 98% van de tijd actief zijn, veel meer dan de gemiddelde gas- of koleninstallatie. In minder afgelegen gebieden gaat de voorkeur juist vaak uit naar kleinere modellen omdat dit minder horizon vervuiling en hinder oplevert. De kosten van de constructie van offshore windmolenparken ligt volgens het World Energy Council (WEC) rond de USD 2,4000-3,000 per kw tegen USD1,600 per kw voor windmolenparken op land, terwijl de operationele kosten volgens Jefferies Research zelfs dubbel zo hoog zijn. In Europa zijn de beste locaties voor de aanleg van windmolenparken echter offshore. De constructiekosten van zowel on- als offshore windmolenparken kunnen tot 2020 nog minstens met 50% dalen. Dit betekent dat de kosten van onshore windenergie in 2020 tussen de USD 1,000 per kw (berekend door de Global Wind Energy Council) en USD 1,250 per kw (berekend door de Sustainable Development FIGUUR 5.2: KOSTEN ALTERNATIEVE ENERGIE Commission) kunnen zijn. 5.2 De kosten van alternatieve energievormen Windenergie wordt momenteel gezien als de best concurrerende duurzame alternatieve energiebron met de kosten van elektriciteit van het netwerk, ongrid, uit kolen en gas (zie figuur 5.2). Dit geldt vooral voor windmolenparken aan land. Schattingen over BRON: EUROPESE COMMISSIE, ESN BRON: IEA,

27 5. W I N D E N E R G I E de precieze kosten van windenergie lopen wat uiteen, wat komt door het feit dat verschillende windmolenparken verschillende kosten hebben afhankelijk van de ligging van het park, de windsnelheden en de kapitaalkosten. HSBC schat dat windenergie kostenconcurrerend is bij een olieprijs vanaf USD 50. De World Energy Council (WEC) geeft aan dat de prijzen die voor windenergie worden berekend, meestal tussen de USD per MWh liggen. Een prijs aan de onderkant van deze range is concurrerend met elektriciteit uit gas en kolen. Dus zeker wanneer de kosten van gas en kolen verder stijgen door de toenemende vraag, zoals wij verwachten, kan wind concurreren met elektriciteit uit conventionele energiebronnen. 5.3 De markt voor windenergie Alhoewel windenergie momenteel maar voor ongeveer 1% bijdraagt aan de wereldwijde productie van elektriciteit, groeit de markt snel. Figuur 5.3 laat zien dat de groeipercentages van windenergie de afgelopen jaren grofweg rond de 25% lagen. De sterk stijgende vraag naar windenergie heeft er toe geleid dat de prijs van turbines de afgelopen jaren tussen de 20-30% is toegenomen. HSBC stelt dat de turbinefabrikanten voor minstens twee jaar huidige productiecapaciteit aan orders in de boeken hebben staan. Verreweg de meeste windenergie, 61% van de wereldwijde productie, wordt geproduceerd in Europa. De VS en Azië zijn echter aan een inhaalslag bezig. De BRON: WORLD WIND ENERGY ASSOCIATION VS heeft haar windcapaciteit in 2007 uitgebreid met 45% en China zelfs met bijna 130%. Hiermee zijn de VS de op één na grootste producenten van windenergie, gevolgd door Spanje, India en China. China zal volgens Clean Edge Research in GW (1 gigawatt = 10 9 watt) aan geïnstalleerde capaciteit hebben, genoeg voor 30 miljoen Chinese huishoudens. Duitsland is met 22 GW de grootste producent van windenergie, voldoende om aan 5.7% van de Duitse vraag naar elektriciteit te voldoen. Spanje en Denemarken scoren nog beter wat het gebruik van windenergie betreft. Spanje kan voor 8% aan haar vraag naar elektriciteit voldoen met windenergie, Denemarken zelfs voor 20%. FIGUUR 5.3: JAARLIJKSE PROCENTUELE GROEI IN WINDENERGIE Sinds 1990 is de capaciteit van windenergie gemiddeld elke drieëneenhalf jaar verdubbeld. Zo is de geïnstalleerde capaciteit van windenergie toegenomen van rond de 47 GW in 2004 naar bijna 94 GW in Credit Suisse schat dat de groeicijfers de komende decennia afzwakken met een capaciteit rond de 135 GW in 2010 en rond de 180GW in 2020, het dubbele van eind In 2030 kan dit 300GW zijn. Bij dit scenario zou een kwart van de elektriciteit in Europa worden opgewekt door middel van de wind. De World Wind Energy Association verwacht dat de hoge groeicijfers van de afgelopen jaren zich voortzetten en 170 GW aan geïnstalleerde capaciteit al in 2010 bereikt wordt (zie figuur 5.4). FIGUUR 5.4: VOORSPELLING CUMMULATIEVE GEINSTALLEERDE CAPACITEIT (MW) BRON: WORLD WIND ENERGY ASSOCIATION De Global Wind Energy Council (GWEC) heeft aan de hand van het referentiescenario van de IEA nog twee andere scenario s voor de groei van windenergie in het wereldwijde elektriciteitsaanbod gemaakt (zie tabel 5.1). Onder het referentiescenario van de IEA is het aandeel windenergie in het elektriciteitsaanbod in %. Als alle mogelijke zeilen bijgezet worden, zoals onder het advanced scenario wordt aangenomen, kan met windenergie in 2030 worden voldaan aan 20% van de wereldvraag naar elektriciteit. Te denken valt dan bijvoorbeeld aan bindende doelen voor alternatieven in de energiemix, het laten weerspiegelen van de externe kosten gerelateerd aan klimaatverandering in de prijs van fossiele 2 6

28 5. W I N D E N E R G I E brandstoffen en het bevorderen van de ontwikkeling van alternatieve energievormen. In het scenario dat overheden het beleid dat ze zich momenteel voorgenomen hebben, succesvol zullen toepassen, het scenario met gemiddelde groei van de windmarkt, kan wind nog altijd een aandeel van bijna 11% verwerven. Als er daarnaast aan de vraagkant nog de nodige efficiëntie bereikt kan worden, loopt het percentage windenergie in de elektriciteitsvoorziening verder op. Wij verwachten dat het scenario van 11% haalbaar is, gezien de technologische ontwikkelingen, kosten en het overheidsbeleid. Ook gezien het percentage van de elektriciteit dat bijvoorbeeld Denemarken, Spanje en Duitsland al uit windenergie halen, is dit een meer realistische voorspelling dan de 3.5% uit het referentiescenario. TABEL 5.1: 3 SCENARIO S VOOR DE GROEI VAN WINDENERGIE BRON: GLOBAL WIND ENERGY COUNCIL 5.4 Beleggen in windenergie Zowel voor windenergie op land als op zee is er nog veel mogelijkheid voor groei. Gezien de nodige overheidssteun en het feit dat veel landen/regio s geschikte locaties hebben voor windmolenparken, verwachten wij dat de groei van afgelopen TABEL 5.2: DE GROOTSTE WINDTURBINE FABRIKANTEN IN 2006 jaren doorzet. Niet alleen de fabrikanten van windturbines, bijvoorbeeld Vestas, GE en Enercon, maar ook producenten van onderdelen zoals bladen, tandwielkasten en andere materialen, profiteren van de groei in de markt. Om windenergie een substantiële bijdrage te laten leveren aan het reduceren van de broeikasgasemissies en stabilisatie rond 550 ppm CO 2eq, becijferd de World Business Council for Sustainable Development dat er ongeveer 300,000 5MW turbines geïnstalleerd moeten worden, wat BRON: LEHMAN BROTHERS ongeveer een oppervlakte ter grootte van Portugal beslaat. Pacala en Socolow (2004) schatten dat hiervoor ongeveer 50 keer de capaciteit uit 2004 nodig is. Wind biedt een goed alternatief voor fossiele brandstoffen. De kosten, vooral van onshore windenergie, zijn concurrerend met de kosten van elektriciteit opgewekt door fossiele brandstoffen. Ook de redelijk gelijkmatige verdeling van wind over de aarde maakt dat veel landen windenergie kunnen toepassen om hun afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen. Tevens is windenergie een energievorm die nagenoeg geen CO 2 of andere broeikasgassen uitstoot, wat het een goed alternatief maakt vanuit het oogpunt van klimaatverandering. 2 7

29 6. K E R N E N E R G I E 6. Kernenergie De speurtocht naar alternatieven voor fossiele brandstoffen heeft gezorgd voor een hernieuwde interesse in kernenergie. Kernenergie is een alternatief voor de opwekking van elektriciteit. Daarnaast kan het gebruikt worden voor voortstuwing (bijvoorbeeld onderzeeërs en vliegdekschepen) en warmtegeneratie (bijvoorbeeld stoom voor industriële processen). In de jaren zeventig maakte kernenergie een snelle groei door. Na de ramp in Tsjernobyl in de voormalige Sovjet-Unie in de jaren tachtig nam het verzet tegen kerncentrales toe. Kernenergie is nu goed voor 16% van de wereldproductie van elektriciteit. Kernenergie bezit niet de drie grote nadelen van fossiele brandstoffen: het opraken van reserves, het gevaar van afhankelijkheid door importen en de bijdrage aan het broeikaseffect. Maar hier staat een belangrijk nadeel tegenover: het probleem rond de opslag van kernafval. In dit hoofdstuk bespreken wij de mogelijkheden en de beperkingen van kernenergie, evenals de beleggingsmogelijkheden van kernenergie. 6.1 Nader verklaard: kernenergie Kernenergie is een type van nucleaire technologie dat het beheerste gebruik van nucleaire reacties omvat. Wanneer een uraniumkern geraakt wordt door een neutron komt er warmte vrij en nieuwe neutronen. Deze neutronen raken andere uraniumkernen zodat er een kettingreactie ontstaat waarbij nog meer warmte vrijkomt. De reactie wordt onder controle gehouden door neutronen te absorberen. De geabsorbeerde neutronen kunnen niet gebruikt worden voor het raken van uraniumkernen. Met behulp van reactorstaven die neutronen absorberen, blijft de kettingreactie onder controle. FIGUUR 6.1:EEN KERNREACTIE BRON: AREVA Figuur 6.2 laat de werking van een kerncentrale zien. Eerst wordt het water gepompt rond de hete reactorkern, en omgezet in stoom. Hiermee wordt een turbine aangedreven voor de productie van elektriciteit. De waterdamp condenseert en het water wordt afgekoeld. Dit gebeurt vaak in koeltorens. FIGUUR 6.2: DE WERKING VAN EEN KERNCENTRALE Technologische verbeteringen maken kernenergie als alternatieve bron van energie aantrekkelijker. De ontwerpen voor de huidige kerncentrales stammen uit de jaren zestig van de vorige eeuw. Inmiddels zijn er ontwerpen van veiligere kerncentrales die minder BRON: AREVA kernafval produceren. Een voorbeeld hiervan is de European of Evolutionary Pressurized Reactor (EPR) van het Franse Areva en het Duitse Siemens. Dit is een zogenoemde derde generatie reactor. Deze verlaagt de kans op een meltdown (waarbij de reactorkern smelt door oververhitting) of andere ernstige ongelukken met 90%, verlaagt de kosten in het gebruik door standaardisatie van het ontwerp, vermindert de hoeveelheid kernafval en zorgt voor een hogere mate van recycling van uranium. Twee EPR s zijn momenteel onder constructie: één in Frankrijk (in 2012 in gebruik) en één in Finland (in 2011 in gebruik). Vanaf 2020 wil Frankrijk alle bestaande reactoren gaan vervangen door EPR s. 6.2 Kernenergie: alternatief voor fossiele brandstoffen Wij verwachten dat kernenergie met het oog op de toenemende schaarste aan fossiele brandstoffen aan belang toeneemt, omdat het niet de in hoofdstuk 2 beschreven onzekerheden of bezwaren met zich meebrengt. Zo zijn de reserves van uranium, de brandstof voor kernreactors, hoog. De huidige reserves (op basis van de huidige productie) bedragen zeker zeventig jaar en daarnaast kan uranium worden gerecycled. Hiermee komen de feitelijke reserves nog hoger uit. Vooral in vergelijking met olie en gas 2 8

30 6. K E R N E N E R G I E scoort kernenergie op dit punt goed. De reserves van uranium liggen bovendien voor een belangrijk deel in politiek en economisch stabiele landen als Canada en Australië. Kernenergie scoort hierop vooral goed ten opzichte van olie. Een ander voordeel is dat de opwekking van elektriciteit met kernenergie CO 2- neutraal is. Hierdoor levert de productie van elektriciteit geen bijdrage aan het broeikaseffect. Tot slot is er in vergelijking met andere alternatieven voor fossiele brandstoffen zekerheid van productie, in tegenstelling tot zonne-energie (donker) en windenergie (windstilte). Frankrijk: kernenergieland bij uitstek Kernenergie is een belangrijke energiebron in Frankrijk. Het land bezit maar liefst 59 kerncentrales en is na de Verenigde Staten (30% van de wereldproductie) de grootste producent van elektriciteit met kernenergie. Frankrijk is goed voor 16% van de wereldproductie. Een belangrijk deel van deze productie wordt geëxporteerd naar andere Europese landen, namelijk 18%. Het Franse kernenergieprogramma startte begin jaren zeventig na de eerste oliecrisis. Het doel was om minder afhankelijk te zijn van olie, gas en kolen. Hierin is Frankrijk geslaagd. Het programma kon rekenen op de volle politieke steun van de Gaullisten, socialisten en communisten. Ook nu nog is er veel steun voor kernenergie. Met de interesse voor vermindering van het broeikaseffect komt het Franse kernenergieprogramma bovendien in een positiever daglicht te staan. Zo is per geproduceerde kwh de CO 2-uitstoot in Frankrijk slechts een dertiende deel van de CO 2-uitstoot in Denemarken. En terwijl juist Denemarken een goede reputatie heeft op het gebied van duurzaamheid. Denemarken doet veel aan duurzame energie zoals windenergie en bezit geen kerncentrales. Tegenover de voordelen zijn er belangrijke nadelen verbonden aan kernenergie. De problemen met de opslag van nucleair afval zijn nog niet opgelost. Dit is vooral een nijpend probleem in de Verenigde Staten, omdat het land geen centrale opslagplaats heeft voor kernafval. Sinds 1969 bedraagt de geaccumuleerde hoeveelheid kernafval ton en jaarlijks groeit de kernafvalberg met 2000 ton. Kernafval kan duizenden jaren radioactief blijven. Radioactiviteit verhoogt de kans op kanker. Er zijn ernstige gevolgen in geval van ongelukken. Na de aanslagen op 11 september 2001 is er vrees voor terroristische aanvallen op kerncentrales. Er is het gevaar dat kernenergie leidt tot de proliferatie van kernwapens. Een ander nadeel is de relatief lange tijd van planning en bouw van nieuwe centrales (5-10 jaar). Bovendien zullen plannen om een nieuwe kerncentrale te bouwen tot veel verzet leiden van omwonenden (not in my back yard) en actiegroepen, zodat vertraging in de bouw dreigt. Dit is vooral het geval in de Westerse wereld. Nog een nadeel is dat de flexibiliteit van kernenergie gering is. Kerncentrales kunnen de productie niet opvoeren in geval van een piekvraag (peak load) en kunnen niet gemakkelijk uitgeschakeld worden bij een lage vraag. Er zijn bovendien hoge aanvangsinvesteringen nodig. De aanvangsinvesteringen per kilowatt zijn hoger dan kolencentrales of gasturbines. De aanvangsinvesteringen van een kerncentrale bedragen USD 2000 per kilowatt, tegenover USD 1500 bij een kolencentrale en bij een windmolenpark en USD 500 bij een elektriciteitscentrale die werkt op gasturbines. Naast de hoge aanvangsinvesteringen zijn er hoge kosten die verbonden zijn aan de ontmanteling van een kerncentrale, nadat deze uit gebruik is genomen. 6.3 De markt voor kernenergie In de World Energy Outlook 2007 voorspelt de EIA slechts een beperkte stijging van het gebruik van kernenergie. In de voorspelling gaat het EIA uit van een stijging van gemiddeld 1.3% per jaar in de periode , terwijl de totale productie van elektriciteit in de wereld gemiddeld 2.4% per jaar stijgt. De voorspellingen van de EIA staan in figuur 6.3. FIGUUR 6.3: PRODUCTIE ELEKTRICITEIT IN 2004 EN IN 2030 Wij denken dat de groei van de productie van elektriciteit met kernenergie de komende twintig jaar groter zal zijn dan nu wordt verwacht. Dit hangt samen met een sterke groei in de energieconsumptie van de opkomende landen. BRON: EIA

31 6. K E R N E N E R G I E Deze markten zien kernenergie als een manier om te voldoen aan de forse stijging van de vraag naar energie. China en India zijn met plannen voor een grootscheeps nieuwbouwprogramma gestart. Momenteel zijn China en India slechts goed voor respectievelijk 1.9% en 0.6% van de wereldproductie van elektriciteit met behulp van kernenergie, maar wij verwachten dat deze percentages stijgen. Een andere regio, waar volop plannen zijn om nieuwe kerncentrales te bouwen, is Oost-Europa. Deze regio wil net als West-Europa minder afhankelijk zijn van Russisch aardgas (zie paragraaf 2.2). Het buiten gebruik stellen van veel kerncentrales in verband met de leeftijd in de westerse landen wordt bovendien uitgesteld, bijvoorbeeld de Nederlandse kernreactor in Borssele. Deze centrale wordt nu 20 jaar langer opengehouden, namelijk tot De groei van de capaciteit van kernenergie zal vooral in de periode plaatsvinden en niet eerder. Dit komt omdat er op dit moment nog weinig nieuwe centrales worden gebouwd (zie figuur 6.4) en omdat de bouwtijd lang is. Wij verwachten dat vanaf 2010 het aantal centrales in aanbouw weer sterk toeneemt. Figuur 6.4 laat daarnaast zien dat een grootscheeps wereldwijd nieuwbouwprogramma in de jaren zeventig resulteerde in een snelle stijging van de capaciteit. Maar vanaf de jaren negentig stagneerde de bouw van nieuwe reactoren en vlakte de capaciteit van kernenergie af. FIGUUR 6.4: CAPACITEIT, AANTAL REACTORS BESTAANDE EN NIEUWBOUW BRON: INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY Beleggen in kernenergie De mogelijkheden om in kernenergie te beleggen zijn beperkt. Er zijn maar weinig bedrijven die zich volledig richten op kernenergie. Veel bedrijven zijn conglomeraten die tal van activiteiten, zowel energieals niet energie-gerelateerd, ontwikkelen. Er zijn drie grote beursgenoteerde bedrijven die kerncentrales bouwen: Alstom, GE en Mitsubishi Heavy Industries. Een pure play op het gebied van kernenergie is het Franse Areva. Dit bedrijf is actief op het gebied van exploratie en exploitatie van uranium, het ontwerp en fabricage van brandstoffen, kernreactoren en verwerking van brandstoffen. Wij zien kansen voor bedrijven die zich bezighouden met meet- en regelsystemen die in de kerncentrale worden gebruikt, speciale staalsoorten en turbines om de stoom uit centrales om te zetten in elektriciteit. Tot beursgenoteerde bedrijven die op dit gebied een relatief groot marktaandeel hebben, behoren ABB, GE, Siemens, Alstom en Kvaerner. Tot beursgenoteerde uraniummijnbouwers behoren Rio Tinto (Verenigd Koninkrijk) en BHP Billiton (Australië). Maar deze bedrijven zijn ook actief in andere grondstoffen zoals ijzererts en het deel van de omzet dat uranium gerelateerd is, is klein. 3 0

32 7. W A T E R K R A C H T & G E O T H E R M I E 7. Waterkracht & geothermie Waterkracht en geothermie lijken een goed alternatief voor fossiele brandstoffen. Ze zijn onuitputtelijk, niet afhankelijk van importen en zorgen niet voor de uitstoot van CO 2. Ten opzichte van kernenergie hebben waterkracht en geothermie bovendien als voordeel dat er geen gevaarlijk nucleair afval wordt geproduceerd. Maar waterkracht en geothermie kennen hun eigen specifieke nadelen en beperkingen. In dit hoofdstuk gaan wij in op de technieken voor waterkracht en geothermie. Hierbij zetten we de voor- en nadelen op een rijtje. We kijken naar de mogelijkheden voor groei binnen de energiemix. Nu maakt het 16% van de wereldproductie van elektriciteit uit. Tot slot gaan we in op de beleggingsmogelijkheden. 7.1 Nader verklaard: waterkracht Waterkracht is de opwekking van elektriciteit met behulp van water. De energie wordt opgesloten in een meer of reservoir met behulp van een stuwdam. Deze potentiële energie wordt omgezet in kinetische energie door het gecontroleerd laten wegstromen van het water. Figuur 7.1 laat de werking van een waterkrachtcentrale zien. Het vermogen is mede afhankelijk van het hoogteverschil (tussen de waterspiegel van het reservoir en de turbine) en het aantal kubieke meters water, dat per seconde wegstroomt. Het water krijgt snelheid door de zwaartekracht en zet de turbine in beweging wanneer het in contact komt met de turbinebladen. Deze turbine drijft de generator aan. FIGUUR 7.1: DE WERKING VAN WATERKRACHTCENTRALE BRON: TENNESEE VALLEY AUTHORITY 7.2 Waterkracht als alternatief voor fossiele brandstoffen Waterkracht is een alternatief voor olie, gas en kolen voor de productie van elektriciteit. Het heeft niet de drie grote nadelen van fossiele brandstoffen. Waterkracht is namelijk onuitputtelijk, terwijl reserves van olie, gas en kolen op kunnen raken. De toepassing van waterkracht verhoogt de onafhankelijkheid op energiegebied. Het derde grote voordeel is dat het vrijwel CO 2-neutraal is. Alleen bij de bouw is er uitstoot van CO 2. Daarnaast zijn er nog enkele andere voordelen verbonden aan waterkracht. Het is goedkoop omdat er geen brandstof nodig is om de turbines aan te drijven. Bovendien hebben waterkrachtcentrales relatief weinig personeel nodig. Waterkracht kan nu al concurreren met fossiele brandstoffen en is bij hogere prijzen voor olie, gas en kolen extra aantrekkelijk. Tot slot is er een belangrijk voordeel bij moderne waterkrachtcentrales. Ze kunnen inspelen op de piekvraag. De waterstroom voor het aandrijven van de generatoren kan tijdelijk stopgezet worden. Waterkracht: nieuwe ontwerpen zonder dam Er zijn nieuwe ontwerpen van waterkrachtturbines die werken zonder dat er een stuwdam gebouwd hoeft te worden. Een daarvan is de Gorlov Helical Turbine (GHT), vernoemd naar de uitvinder Alexander Gorlov. De turbines kunnen in een rivier worden geïnstalleerd. Het kan ook worden toegepast op de zeebodem om gebruik te maken van waterstroom als gevolg van getijden of de golfstroom. Dit heeft een aantal voordelen. Allereerst verlaagt dit de vaste kosten en de bouwtijd. Daarnaast zijn er minder schadelijke effecten voor mens en milieu zoals overstroming van stukken land door de bouw van een stuwdam. Ook heeft de visstand geen last van de GHT omdat de turbine relatief langzaam draait. Een ander voordeel is dat de capaciteit geleidelijk, naar gelang de vraag, kan worden uitgebreid. Naast de GHT zijn er soortgelijke systemen, zoals van UEK en OpenHydro. Wij verwachten dat de belangstelling voor waterkrachtturbines zonder dam de komende jaren sterk toeneemt. Tot nu toe zijn veel van de systemen nog in de testfase. Wij rekenen erop dat deze systemen op de lange termijn een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan de elektriciteitsproductie, vooral in afgelegen gebieden in de opkomende landen. Maar er zijn ook nadelen aan waterkracht verbonden. Het belangrijkste nadeel is dat het aantal geschikte locaties voor waterkrachtcentrales beperkt is, omdat bergen en rivieren noodzakelijk zijn voor waterkracht. Bovendien zijn er hoge aanvangsinvesteringen nodig voor de bouw van en stuwdam. Een ander nadeel is 3 1

33 7. W A T E R K R A C H T & G E O T H E R M I E dat de capaciteit van waterkracht daalt bij een periode van langdurige droogte. Ook zijn er nadelen op milieugebied. Zo kan de ingebruikname van nieuwe dammen ertoe leiden dat grote stukken land onder water lopen met negatieve gevolgen voor mens en natuur. Andere nadelen op milieugebied zijn dat vissen door de stuwdam verhinderd worden en niet langer stroomopwaarts kunnen zwemmen en dat vruchtbaar rivierslib niet langer stroomafwaarts kan gaan. De nadelen op milieugebied spelen vooral bij grootschalige stuwdammen. 7.3 De markt voor waterkracht Wij verwachten een toenemend gebruik van waterkracht voor de opwekking van elektriciteit. De aantrekkelijkheid van waterkracht is toegenomen bij de huidige hoge prijzen voor olie, gas en kolen. Waterkracht wordt bovendien wereldwijd gestimuleerd als duurzaam alternatief. Bovendien maken heffingen op de uitstoot van CO 2 waterkracht extra interessant. De groei van waterkracht komt vooral uit de opkomende landen. Niet alleen zijn hier nog geschikte locaties om nieuwe dammen te bouwen, ook is hier de groei in de vraag naar elektriciteit het hoogst. Al met al schat de International Hydropower Association (IHA) dat pas eenderde deel van het economische en technische potentieel van waterkracht is ontwikkeld. Een deel van de groei van waterkracht moet komen uit het voorzien van bestaande dammen in de wereld met generatoren. Het land waar waterkracht de komende jaren het snelst zal groeien, is China. Het grootste deel van de geplande grote, nieuwe dammen in de wereld komt uit China. Dit is te zien in tabel 7.1. De nieuwe dammen passen in het Chinese plan om de uitstoot van CO 2 terug te dringen. Dit is het zogenoemde National Plan dat gepubliceerd is in juni Het aandeel van duurzame energie, inclusief waterkracht, moet omhoog naar 10% in 2010 (nu 7% volgens EIA 2007) en 16% in Opvallend is dat er in de EIA 2007 nog uitgegaan wordt van een daling van het aandeel van waterkracht in de energiemix in 2030: een gemiddelde jaarlijkse groei in het totale Chinese energieverbruik van 3.5% tegenover een groei in de productie van waterkracht van slechts 2.7%. Onze conclusie is dat de EIA de groei van waterkracht in China onderschat. TABEL 7.1: TOP 14 NIEUWE DAMMEN IN DE WERELD Naam Maximum Capaciteit Land Begin bouw In gebruikname 1 Baihetan Dam 12,000 MW China Wudongde Dam 7,000 MW China Maji Dam 4,200 MW China Songta Dam 4,200 MW China Liangjiaren Dam 4,000 MW China Jirau Dam 3,300 MW Brazil Santo Antônio Dam 3,150 MW Brazil Guanyinyan Dam 3,000 MW China Lianghekou Dam 3,000 MW China Lower Churchill 2,800 MW Canada Liyuan Dam 2,400 MW China Dagangshan Dam 2,300 MW China Changheba Dam 2,200 MW China Ludila Dam 2,100 MW China BRON: IRIS, WIKIPEDIA 7.4 Beleggen in waterkracht De mogelijkheden om in waterkracht te beleggen zijn beperkt. Beleggen in waterkracht kan op twee manieren. Allereerst zijn er de leveranciers van de elektromechanische onderdelen van waterkrachtcentrales. Deze markt wordt gedomineerd door een klein aantal grote conglomeraten zoals Siemens, Alstom en GE. Maar deze drie bedrijven ontwikkelen een groot aantal activiteiten en de waterkrachtgerelateerde activiteiten maken slechts een klein deel van de omzet uit. Daarnaast is het Oostenrijkse Andritz een belangrijke speler. Dit bedrijf is een pure play op het gebied van waterkracht. De tweede groep bedrijven, waarin belegd kan worden, zijn de nutsbedrijven waarbij waterkracht een belangrijk deel uitmaakt van de totale elektriciteitsproductie. Hierbij kan gedacht worden aan het Oostenrijkse Verbund, het Finse Fortum en het Indiase Jaiprakash Hydropower, Deze bedrijven zullen profiteren van hogere kosten voor de opwekking van elektriciteit met fossiele brandstoffen.. 3 2

34 7. W A T E R K R A C H T & G E O T H E R M I E 7.5 Nader verklaard: geothermie Geothermie is een samenstelling van de Griekse woorden geo (aarde) en therme (warmte). Geothermische energie kan worden omschreven als de warmte die in de aardbodem zit opgesloten. Door gebruik te maken van de temperatuurverschillen tussen het aardoppervlak en de in de aarde gelegen warmtereservoirs, kan energie worden gewonnen. De mens maakt al millennia lang gebruik van de energie van de aarde in de vorm van baden en wassen (direct gebruik). Pas veel later, om precies te zijn in 1904, werd in Italië voor het eerst geothermische stoom gebruikt voor de productie van energie. Tot voor kort werd vooral gebruik gemaakt van geothermische energie op vulkanische plaatsen waar de warmte zich direct aan het aardoppervlak bevindt. Maar technologische ontwikkeling heeft ertoe geleid dat het, met behulp van boringen, op steeds meer locaties mogelijk is om de warmte van de aarde te bereiken en te benutten. In figuur 7.2 is het opwekken van geothermische energie schematisch weergegeven. Koud water wordt langs de warmtebron geleid waardoor het opwarmt. Eenmaal terug aan de oppervlakte kan BRON: het warme water worden gebruikt voor bijvoorbeeld de verwarming van huizen en gebouwen (direct gebruik) of kan met behulp van de stoom die ontstaat bij het afkoelproces en een turbine elektriciteit worden opgewerkt (indirect gebruik). Daarbij wordt onderscheid gemaakt tussen open loop systemen waarbij het water uiteindelijk wordt afgevoerd en flexibelere closed loop systemen waarbij naast water ook andere energiedragende vloeistoffen worden gebruikt die continue worden rondgepompt. FIGUUR 7.2: GEOTHERMISCHE ENERGIE De World Energy Council geeft aan dat meer dan 70 landen op enige wijze gebruik maken van geothermische energiebronnen. In ongeveer 25 landen wordt geothermie aangewend voor het opwekken van elektriciteit. Zoals uit figuur 7.3 blijkt, wordt in vijf van die landen, El Salvador, Kenia, Filippijnen, IJsland en Costa Rica, 15% of meer van de elektriciteit opgewekt met behulp van geothermische bronnen. Op mondiaal niveau neemt geothermie echter nog een bescheiden rol in. Slechts BRON: WEC 1.4% van de totale elektriciteitsopwekking met behulp van hernieuwbare bronnen is afkomstig van geothermie. Echter, afgaand op de karakteristieken van en de technologische ontwikkelingen op het gebied van geothermie, is er ruimte voor een groter aandeel in de energiemix. 7.6 Karakteristieken geothermische energie FIGUUR 7.3: AANDEEL GEOTHERMIE IN ELEKTRICITEITSOPWEKKING (2004) FIGUUR 7.4: CO2-UITSTOOT FOSSIELE BRANDSTOFFEN EN GEOTHERMIE In tegenstelling tot zonne- en windenergie levert geothermische energie een stabiele, continue elektriciteitsproductie (base load). De betrouwbaarheid van energievoorziening ligt historisch gezien rond de 90%, tegen 25-40% voor windenergie en 22-35% voor zonne-energie. Maar ook ten BRON: WEC opzichte van de elektriciteitsopwekking met behulp van kolen scoort geothermie op dit punt goed. De betrouwbaarheid is een belangrijk aspect voor nutsbedrijven die bij achterblijvende productie vaak tegen zeer ongunstige tarieven op de markt elektriciteit moeten inkopen. Een tweede positief punt is de beschikbaarheid. Nieuwe technologische toepassingen die het mogelijk maken om dieper in de aarde door te dringen, hebben tot gevolg dat geothermie op steeds grotere schaal kan worden benut. Daarnaast is de invloed het klimaat gering. De uitstoot van broeikasgassen door geothermische velden is veel lager dan voor fossiele brandstoffen. Doordat de warmtebron zich onder het aardoppervlak bevindt en de turbines relatief weinig ruimte innemen, is de totale impact op het milieu zeer beperkt. 3 3

35 7. W A T E R K R A C H T & G E O T H E R M I E De WEC schat de kosten van geothermische elektriciteitsopwekking op USD /kWh. Daarmee kan geothermische energie goed concurreren met windenergie en biomassa. Wel moet worden opgemerkt dat deze kosten vooral representatief zijn voor landen waarbij warmtebronnen zich dicht aan de aardoppervlakte bevinden en geothermie al een belangrijke rol speelt in de energievoorziening. Om geothermie op bredere schaal in te kunnen zetten, moet vaak dieper worden geboord waardoor de kosten vooralsnog aanzienlijk hoger liggen. 7.7 De markt voor geothermische energie Tot voor kort leek het economische potentieel van geothermie beperkt tot gebieden waar warmtebronnen zich dicht aan de oppervlakte bevinden, waardoor de kosten voor de verwarming en energieproductie relatief laag zijn. In de scenarioanalyse van de US DOE wordt geothermie daarom vooralsnog niet meegenomen. Een zeer uitvoerig onderzoek van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft echter nieuw licht geworpen op het potentieel van geothermie in de energiemix. Het MIT stelt in haar studie, The Future of Geothermal Energy, dat geothermische bronnen in de VS met behulp van zogenaamde enhanced geothermal systems (EGS) tegen 2050 een belangrijk deel van de basisproductie (base load) aan elektriciteit kunnen leveren. Hier is naar schatting de komende vijftien jaar zo n USD miljoen aan investeringen voor nodig. EGS zijn als het ware kunstmatige reservoirs, vaak op grote diepte, die zijn aangelegd om warmte te onttrekken aan steenformaties die van nature geen warmte en/of water doorlaten. Het MIT stelt dat de techniek van boringen en het rondpompen van water zover is gevorderd dat deze gevangen warmte in de VS op grote schaal kan worden benut en omgezet in elektriciteit. Wanneer de komende 10 jaar actief wordt ingezet op geothermie in % van het aanbod van base load elektriciteit vertegenwoordigen. Een tweede belangrijke ontwikkeling op het gebied FIGUUR 7.5: DIRECT GEBRUIK GEOTHERMISCHE ENERGIE van geothermische energie is het gebruik van geothermische warmtepompen (geothermal heat pumps, GHP). GHP s zijn een vorm van direct gebruik van geothermische energie en kunnen worden gezien als een koelkast die twee kanten op werkt. In de winter voorzien GHP s gebouwen van warmte, terwijl ze in de zomer de hitte van bijvoorbeeld airconditioning BRON: WEC gebruiken voor de verwarming van water. GHP s leveren 3-4 keer meer energie op dan ze verbruiken aangezien alleen energie wordt verbruikt voor de verplaatsing van de warmte. Ten opzichte van traditionele verwarming en koeling reduceren GHP s de benodigde energieconsumptie met 30-60%. Bovendien zijn GHP-systemen doorgaans zeer betrouwbaar en zijn de onderhoudskosten laag. Sinds 2000 is de markt voor GHP-systemen al meer dan verviervoudigd. 7.8 Beleggingsmogelijkheden geothermie De markt voor geothermie is klein en de beleggingsmogelijkheden zijn vooralsnog beperkt. Uit figuur 7.3 kan worden opgemaakt dat geothermie vooral in enkele opkomende landen wordt ingezet. Zo ontwikkelt Polaris Geothermal projecten in Nicaragua, maar de schaal is zeer beperkt. Bredere interesse voor geothermische energie is pas recentelijk weer opgelaaid met het verschijnen van de MIT studie. Dit wordt weerspiegeld in een toenemende vraag naar geothermische turbines. Vooral zogenaamde binaire turbines, waarbij een vloeistof die gemakkelijk verdampt langs het verwarmde water wordt geleid, zijn in opkomst. Het industriële conglomeraat United Technologies Corporation (UTC) heeft zich gespecialiseerd op dit segment, maar dit vormt slechts een klein gedeelte van de totale productportefeuille. De vraag naar GHP-systemen zit eveneens in de lift, geholpen door overheidsbeleid. De US DOE streeft actief naar GHP-gegenereerde warmte om de kosten van verwarming laag te houden en de verbranding van fossiele brandstoffen te beperken. Zo heeft de Constellation Energy Products & Services Group al meer dan 2000 GHP systemen geïmplementeerd. Raser Technologies past de technologie van UTC toe op haar High- Efficiency Motor Technology die de prestaties van hybride motoren van vervoermiddelen kunnen verbeteren. Deze technologie is echter nog in de experimentele fase en de toepassingen zijn nu nog zeer beperkt. 3 4