De toekomst van WKK en andere energieopties in de energievoorziening: Schoon & duurzaam?

Transcriptie

1 Ruud van den Wijngaart, De toekomst van WKK en andere energieopties in de energievoorziening: Schoon & duurzaam? Presentatie Symposium COGEN Nederland, 22 oktober 2004, Zeist Milieu en Natuur

2 Energie in de Duurzaamheidsverkenning Vier wereldbeelden Scenario s uit Four Futures en IPCC-SRES (doorkijk 2100) Mondiale Markt = Global Economy (SRES-A1) Globalisering Mondiale Solidariteit = Strong Europe (B1 + klimaatstabilisatie) Efficiëntie Solidariteit Veilige Regio = Transatlantic Market (SRES-A2) Regionalisering Zorgzame Regio = Regional Communities (SRES-B2) 2

3 Duurzaamheid Operationalisatie voor de Duurzaamheidsverkenning Kwaliteit van leven: keuze hier & nu Verdeling van die kwaliteit over de wereld Doelen (Waarden) Duurzaamheidsverkenning Continueren van die kwaliteiten in de toekomst Middelen (Wetenschap) 3

4 Waarden 4

5 Kenmerken van wereldbeelden 5

6 Doelen voor de energievoorziening per wereldbeeld Globalisering Mondiale Markt (A1) Lage energieprijzen Een veilige energievoorziening Wereldwijde toegang tot energie Mondiale Solidariteit (B1) Klimaatstabilisatie Een schone energievoorziening Energiegebruik (voorraaduitputting) Efficiëntie Veilige Regio (A2) Lage energieprijzen Energievoorzieningszekerheid Een veilige energievoorziening Zorgzame Regio (B2) Solidariteit Energievoorzieningszekerheid Een schone energievoorziening Energiegebruik (voorraaduitputting) Regionalisering 6

7 Sturing op de energievoorziening per wereldbeeld Mondiale Markt (A1) Globalisering Mondiale Solidariteit (B1) Liberalisering Wegnemen handelsbeperkingen R&D (vooral) door bedrijven Voorkeur voor efficiënt en schoon: elektriciteit en aardgas Efficiëntie Veilige Regio (A2) Liberalisering binnen randvoorwaarden milieu (internaliseren milieukosten) Overheid stimuleert energie-r&d Mondiaal klimaatbeleid (stabilisatie) Voorkeur: besparing & hernieuwbaar Zorgzame Regio (B2) Solidariteit Liberalisering binnen randvoorwaarden voorzieningszekerheid Handelsbeperkingen blijven Voorkeur voor zeker en betaalbaar: kolen en kernenergie Regionalisering Deels terugdraaien liberalisering Overheid stimuleert energie-r&d Voorkeur voor efficiënt en schoon: besparing en hernieuwbaar 7

8 Vertrouwen op sleutelfactoren Technologie Bestuur Bescherming Gedragsverandering 8

9 Valkuilen Technologie kwetsbaarheid complexiteit Bestuur bureaucratie draagvlak < 10 % Bescherming bevolkingsgroei mondiaal Gedragsverandering sociaal dilemma 70 % verwijst naar de overheid 9

10 Waarden energie Uit enquêtes (door de Europese Commissie) blijkt: 27% van de Nederlanders vind afhankelijkheid van energie-importen belangrijk 60% vindt dat er meer aan energiebesparing moet worden gedaan Bij keuzes tussen milieu, voorzieningszekerheid en prijzen, kiest 78% voor milieu, 60% voor voorzieningszekerheid en 26% voor lage prijzen Het verder belasten van energie (met terugsluis) heeft de steun van (slechts) 16% 10

11 Doorwerking: Mondiaal energiegebruik neemt toe, vooral in A1 en A2 11

12 Energieprijzen stijgen 12

13 maar energiekosten blijven gelijk of dalen 13

14 West-Europa: Aandeel import neemt toe 14

15 Ook als aandeel hernieuwbare energie stijgt 15

16 Buiten Europa is er nog genoeg? 16

17 Voorzieningszekerheid Waarvan is de voorzieningszekerheid op de lange termijn afhankelijk: diversificatie pakket primaire energiebronnen diversificatie landen van herkomst (per energiebron) Geo-politieke stabiliteit herkomstlanden Uitputting voorraden per herkomstland Samengestelde indicator lange-termijn voorzieningszekerheid ontwikkeld t.b.v. de Duurzaamheidsverkenning (Jansen et al., ECN, 2004) 17

18 Lange termijn voorzieningszekerheid OECD Europa neemt af in alle scenario s A B A B Referentie (situatie 1995) Diversiteit primaire energiedragers plus Diversiteit herkomstregio's plus Stabiliteit herkomstregio's en voorraaduitputting 18

19 Broeikaseffect Energie gerelateerde CO2-emissies nemen toe en leiden tot mondiale temperatuurstijging 19

20 Klimaatstabilisatie: opties mondiaal 20

21 Hernieuwbare energie: ruimte Nederland Tabel Ruimtebeslag van energiebronnen. Techniek Huidige bijdrage energievoorzien ing Potentiële bijdrage energievoorzien ing 2030 Potientiéle bijdrage CO 2 emissiereductie Ruimtegebruik bij invulling potentieel % Energieteelt 0 2,5 2,5 3,5 7 Wind op zee 0 2, ,5 Wind op land 0,25 0,7 1 0,3 zonnecellen 0,05 0,1 0,2 0,0 Wind op zee: percentage ruimte ten opzichte van Nederlands deel van de Noordzee. Geografisch schaalnivea u Toekomstig economisch potentieel biomassateelt Potentieel als percentage van huidig energiegebruik Benodigd grondopper vlak in J per jaar in % in % Nederland 0,01 0,07 0,3 2,3 0,5 7 West Europa Wereld ,5 7,5 21

22 Samenvatting: bereikte doelen Doelstelling Indicator A1 B1 A2 B2 Zuinig met energievoorraden mondiaal energiegebruik * * gebruik fossiele voorraden * * aandeel hernieuwbare energiebronnen * * Klimaatstabilisatie concentratie broeikasgassen CO 2 -emissie * * Geen verslechtering voorzieningszekerheid Lage energieprijzen temperatuurstabilisatie op 2 C * zelfvoorzieningsgraad Europa * * lange-termijn voorzieningszekerheid * * mondiale energieprijs olie, gas * * * energiekosten OESO Europa * * energiekosten mondiaal * * 22

23 Samenvatting: afbreukrisico s Mondiale Markt (A1) Technologie ontwikkeling lock-in moeilijk stuurbaar Globalisering Mondiale Solidariteit (B1) Mondiale samenwerking emissiehandel participatie voldoende landen Efficiëntie Solidariteit Veilige Regio (A2) Zorgzame Regio (B2) Sterk groeiende energievraag voorzieningszekerheid weinig mogelijkheden voor klimaatstabilisatie Regionalisering Gedragsverandering sociaal dilemma (doet iedereen wel mee) meedoen andere regio s 23

24 WKK in Zorgzame Regio (B2) Gunstige waarden: kleinschalig en leveringszekerheid (Toenemende locale en regionale behoefte naar leveringszekerheid leidt tot toename van stand-alone eenheden o.a. minimum vereiste elektriciteit van 300 kwh bij huishoudens) Onderzoeksvraag: Hoe groot is WKK potentieel in Europa? Verwachting: Grote bijdrage mogelijk van micro-wkk! Uitvoering: quick scan door Ecofys 24

25 WKK in 2040: efficiency Technology Mainly applied in: Electric efficiency Heat efficiency Combined Cycle, MW Industry Combined Cycle, MW Industry Gas turbine, MW Industry Gas turbine, 1-10 MW Industry Gas engine, MW Health sector Gas engine, MW Other services Gas engine, > 0.5 MW Other services Gas engine < 1 MW Other activities District heating, combined cycle, Households MW Block heating Households Micro-CHP, kw Households Micro fuel cells, 3 kw Households Referentietechnologie (STEG en boiler) / 110 ind/ hh 25

26 WKK in 2040: CO 2 reductie per GJ Technology Saved CO 2 per unitsaved CO 2 per unit of heat (kg/gj) of electricity (kg/gj) Combined Cycle, MW Combined Cycle, MW Gas turbine, MW Gas turbine, 1-10 MW Gas engine, MW Gas engine, MW Gas engine, > 0.5 MW Gas engine < 1 MW District heating, combined cycle, MW Block heating Micro-CHP, kw Micro fuel cells, 3 kw Sources: calculations with Ecofys CHP model 26

27 WKK in 2040: CO 2 reductiepotentieel Europa Technology Electricity production (TWh) Installed capacity (GW) Saved carbon emissions (Mton CO 2 ) Combined Cycle, MW Combined Cycle, MW Gas turbine, MW Gas turbine, 1-10 MW Gas engine, MW Gas engine, MW Gas engine, > 0.5 MW Gas engine < 1 MW District heating, combined cycle, MW Block heating Micro-CHP, kw Micro fuel cells, 3 kw Total Sources: calculations with Ecofys CHP model 27

28 WKK in 2040: CO 2 reductiepotentieel Zorgzame regio (B2) Europa Emissie 2600 Mton CO 2 WKK potentieël (tvt = 5 jaar) 50 Mton CO 2 EU-richtlijn: 18% elektriciteit uit WKK 32 Mton CO 2 Conclusies Ecofys studie: WKK (grootschalig) bijdrage is bescheiden Ter vergelijking: 11 Mton in Nederland anno 2000 (Cogen) WKK kleinschalig: geringe penetratie en extra emissie 28

29 WKK kleinschalig in 2040: kansen Grotere daling investeringskosten. In Zorgzame Regio geringe daling verondersteld vanwege lage innovatie en lage economische groei: 10% in 2040 voor wkk technologie 80% in 2040 voor brandstofcellen (nodig > 90%) Milieuvoordeel: alleen bij grotere stijging van elektrisch rendement van micro-warmtekracht (>25%) en brandstofcellen (>44%) Grote(re) waardering leveringszekerheid / draaiende reserve transportverliezen en netwerken Sterke ICT innovatie verbetert inzetbaarheid Klimaatverandering: koeling (absorptie) + extra piekvraag in hete zomers 29

30 Huiswerkopdracht: beoordeling schoon Mondiaal potentieel CO 2 -reductie in 2040 Grootst Kleinst Mondiale Markt (A1) Maar met klimaatbeleid! Besparing / Efficiency Eindverbruik Schoon fossiel (CO 2 -opslag) Biomassa Kernenergie Wind Fuel-switch WKK grootschalig Zon-PV WKK kleinschalig Mondiale Solidariteit (B1) Besparing / Efficiency Eindverbruik Fuel-switch Wind Biomassa Schoon fossiel (CO 2 -opslag) WKK grootschalig WKK kleinschalig Zon-PV Geen kernenergie 30

31 Huiswerkopdracht: beoordeling duurzaam; onmogelijk! Wel: mate van zelfvoorziening Europa (import) en afbreukrisico Grootst Optie Afbreukrisico: waardering sterk Kleinst Besparing / Efficiency Eindverbruik Wind Zon-PV Kernenergie WKK grootschalig WKK kleinschalig Biomassa Schoon fossiel (CO 2 -opslag) Gas: fuel-switch afhankelijk van wereldbeeld Sociaal dilemma (gedragsverandering, veel actoren) Ruimtebeslag, horizonvervuiling Ruimtebeslag Veiligheid Vermindering milieuvoordeel Extra emissie (technologie-ontwikkeling) Ruimtebeslag, voedselvoorziening, biodiversiteit Zelfvoorzieningsgraad Europa Energievoorraad 31

32 Einde presentatie De toekomst van WKK: schoon en duurzaam? Op basis van Kwaliteit en Toekomst, verkenning van duurzaamheid, zie Milieu en Natuur