Stimuleren van wind: Suggesties ter verbetering van het rendement van de SDE Martin van Pernis David Molenaar Siemens Nederland N.V. Energy Renewables Wind Power 30 juli 2009
Inhoud Page 2
Inhoud Introductie: Siemens Energy Siemens Wind Power in Nederland Het probleem: Onze uitgangspunten De kern: MW vs. MWh Illustratieve voorbeelden: 1) MEP 2) SDE SDE vs. MEP Suggesties ter verbetering van de SDE Impact op kabinetsdoelstelling Page 3
Siemens Energy Sector Energy Industry Healthcare Divisions Industry Automation Motion Control Building Technologies Osram Industry Solutions Mobility Fossil Power Generation Renewable Energy Oil & Gas Service Rotating Equipment Power Transmission Power Distribution Imaging & IT Workflow & Solutions Diagnostics Page 4
Siemens Energy Duurzame energiebronnen worden steeds belangrijker, maar fossiele brandstoffen zullen nodig blijven Page 5
Siemens Energy Onze strategie: Fossiele brandstoffen zo efficiënt en uitstootloos mogelijk exploiteren Duurzame energiebronnen tot een volwaardig alternatief maken Optimale integratie en afstemming van alle elektriciteitsproducerende bronnen Onze aanpak: Energie besparen Doorlopend investeren in nieuwe en verbeterde technologieën Page 6
Siemens Wind Power in Nederland E R WP David Molenaar Germaine Kuntz Sales: E R WP EU SL and E R WP OF SL Engineering: E R WP EN and E R WP OF EN Service: E R WP SE Page 7
Siemens offshore windparken in bedrijf Vindeby [1991] 11 * 450 kw Lillgrund [2007] 48 * SWT-2.3-93 Burbo Banks [2007] 25 * SWT-3.6-107 Middelgrunden [2000] 20 * SWT-2.0-76 Nysted [2003] 72 * SWT-2.3-82 Lynn and Inner Dowsing [2008] 54 * SWT-3.6-107 Samsø [2002] 10 * SWT-2.3-82 Page 8
Siemens OWF verkocht / in aanbouw Greater Gabbard London Array Hywind Horns Rev II 140 * SWT-3.6-107 175 * SWT-3.6-107 1 * SWT-2.3-82 VS 91 * SWT-2.3-93 Status: Status: Status: Status: Contract signed on May 14, 2008 Contract signed on May 19, 2009 Installed in fjord Stavanger on May 13, 2009 First turbine installed on March 19, 2009 Planning: installation 09&10 Planning: installation 11&12 Planning: tow-out soon Planning: installation 2009 Butendiek 80 * SWT-3.6-107 Rhyl Flats Status: 25 * SWT-3.6-107 Status: First turbine installed on April 21, 2009 Reservation Agreement signed on May 25, 2009 Planning: installation 2012 Planning: installation 2009 Gunfleet Sands Sheringham Shoal Baltic I Rødsand II 30 * SWT-3.6-107 88 * SWT-3.6-107 21 * SWT-2.3-93 90 * SWT-2.3-93 Status: Status: Status: Status: 31/48 Foundations completed. 1 st turbine installed on March 31st Planning:installation11-2009 Contract signed on April 1, 2009 Planning: installation 2011 Contract signed on April 21, 2009 Planning: installation 2010 Pre-assembly started in Esbjerg Planning: installation 2009 Page 9
Onze uitgangspunten Overheid wil maximaal rendement op elke geïnvesteerde subsidie (i.e. SDE): Megawatturen (MWh) emissieloze stroom Werkgelegenheid ( Nederland als vestigingsplaats voor de snel groeiende offshore windindustrie ) Export van kennis en deskundigheid Onderwijs en onderzoek vormen de basis voor innovatie Subsidie is tijdelijk Hoogte van subsidie per MWh staat vandaag niet ter discussie Page 10
De kern: MW vs. MWh De 20-20-20 doelstelling van Nederland* in Megawatturen is in de kabinetsdoelstelling Schoon en Zuinig voor wind vertaald in de realisatie van Megawatten Google: Cramer Doelstelling Wind * Aandeel duurzame energie 20% van het totale energiegebruik ** Nederland moet een van de schoonste en zuinigste energielanden van Europa worden. Doelstelling wind op zee: (450) 950 MW in 2011 en 6.000 MW in 2020 Page 11
De kern: MW vs. MWh Page 12
Illustratieve voorbeelden: 1) MEP MEP subsidie had invloed op turbinekeus: en heeft dus niet per definitie geleid tot het hoogste rendement op elke geïnvesteerde MEP subsidie Page 13
Illustratieve voorbeelden: 2) SDE Maar dat geldt helaas ook voor de SDE: IEC classes I: 10 m/s II: 8.5 m/s III: 7.5 m/s IV: 6 m/s Vollasturen jaargemiddelde elektriciteitsproductie [in kilowatturen] gedeeld door het nominaal vermogen [in kilowatt] Conclusie: SDE moet aangepast worden om kabinetsdoelstelling met zo min mogelijk subsidie te realiseren Page 14
MEP vs. SDE: de belangrijkste kenmerken MEP 18.000 vollasturen binnen 10 jaar Subsidiedeel onafhankelijk van marktprijs grijze stroom + 18.000 vollasturen op goede locaties al na 5.5 jaar bereikt: leidt tot vervroegd vervangen + Is effectief een investeringssubsidie Stimuleert turbines met een relatief grote generator en kleine rotor Gefinancierd uit staatskas SDE Plafond van 2200 vollasturen per jaar gedurende 15 jaar: plafond stimuleert goede bedrijfsvoering niet + Koppeling tussen grijze stroomprijs en subsidiedeel Complexe regeling Stimuleert inefficiënte 1760 vollasturen turbines + Financiering door stroomverbruikers Conclusie: het niet direct stimuleren van MWh leidt tot ongewenste neveneffecten Page 15
Toelichting: vollasturen vs. rendement Gegevens: Vergoeding: 0.088 [2200 vollasturen] 8.8 / 0.8 = 0.11 [1760 vollasturen] Grijze stroomprijs: 5.2 / 0.8 = 0.065 SDE subsidie: 3.6 / 0.8 = 0.045 Vermogen Opbrengst Grijze stroom SDE Totale vergoeding [kw] [VLh / jr] [kwh / jr] [ct / kwh] [EUR / jr] [ct / kwh] [EUR / jr] [EUR / jr] [ct / kwh] 2300 5000 11500000 5.2 598,000.00 4.5 182,160.00 780,160.00 6.8 2300 4000 9200000 5.2 478,400.00 4.5 182,160.00 660,560.00 7.2 2300 3000 6900000 5.2 358,800.00 4.5 182,160.00 540,960.00 7.8 2300 2500 5750000 5.2 299,000.00 4.5 182,160.00 481,160.00 8.4 2300 2200 5060000 5.2 263,120.00 4.5 182,160.00 445,280.00 8.8 2300 2000 4600000 5.2 239,200.00 4.5 182,160.00 421,360.00 9.2 2300 1760 4048000 5.2 210,496.00 4.5 182,160.00 392,656.00 9.7 2300 1500 3450000 5.2 179,400.00 4.5 155,250.00 334,650.00 9.7 Page 16
Toelichting: vollasturen vs. rendement Gevolg: rendement op elke SDE varieert sterk: Vermogen Opbrengst SDE Opbrengst / SDE [kw] [VLh / jr] [kwh / jr] [ct / kwh] [EUR / jr] [kwh / EUR] 2300 5000 11500000 4.5 182,160.00 63 2300 4000 9200000 4.5 182,160.00 51 2300 3000 6900000 4.5 182,160.00 38 2300 2500 5750000 4.5 182,160.00 32 2300 2200 5060000 4.5 182,160.00 28 2300 2000 4600000 4.5 182,160.00 25 2300 1760 4048000 4.5 182,160.00 22 2300 1500 3450000 4.5 155,250.00 22 Maar: Aangezien exploitant streeft naar maximaal rendement zal rendement overheid minimaal zijn Leidt niet tot de vereiste innovaties om turbines efficiënter te maken Page 17
Toelichting: vollasturen vs. rendement Full load hours: SWT-2.3-82VS k [-] 2.6 2.4 2.2 2 1.8 2100 vollasturen 260 4784 Waalw ijk @ 85 m HH Delfzijl @ 85 m OWEZ HH @ 70 m HH Slufter @ 85 m HH Kreekrak @ 90 m HH NOP @ 115 m HH NOP @ 73 m HH NOP @ 97.5 m HH 1.6 1.4 2700 vollasturen 1.2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A [m/s] Page 18
Toelichting: vollasturen vs. rendement Full load hours: SWT-2.3-101 k [-] 2.6 2.4 2.2 2 1.8 2900 vollasturen 427 5655 Waalw ijk @ 85 m HH Delfzijl @ 85 m OWEZ HH @ 70 m HH Slufter @ 85 m HH Kreekrak @ 90 m HH NOP @ 115 m HH NOP @ 73 m HH NOP @ 97.5 m HH 1.6 1.4 3400 vollasturen 1.2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A [m/s] Page 19
Suggesties ter verbetering van de SDE Stimuleer datgene wat je wilt realiseren: MWh (zonder vollasturen plafond) Overheid zorgt voor infrastructuur (e.g. stopcontacten op zee) gelet op project overschrijdend karakter Differentieer subsidie eventueel naar windklasse Geef de voorkeur aan een transparante regeling met een lager tarief per kwh maar duidelijkheid over de looptijd boven een onduidelijke / onzekere regeling met een hoger tarief Beheersbaarheid: centrale coördinatie voor toewijzen windparken Page 20
Impact analyse Stap 1: Selecteer representatieve locaties Stap 2: Vergelijk de elektriciteitsopbrengst: Situatie a): 2 turbines met hetzelfde nominaal vermogen, maar een andere rotordiameter Situatie b): 2 turbines met vergelijkbare rotor maar ander nominaal vermogen voor alle geselecteerde locaties Stap 3: Evalueer impact op kabinetsdoelstelling Page 21
Stap 1: selecteer representatieve locaties Delfzijl OWEZ NOP 3000 1200 Weibull distribution with A = 7.51 [m/s] and k = 2.389 Slufter 500 PV-curve ( N = 1) Power [kw] 2500 2000 1500 1000 Wind distribution [hours/annun] 1000 800 600 400 200 0 0 5 10 15 20 25 Wind speed [m/s] 0-5 0 5 10 15 20 25 30 Wind speed [m/s] Waalwijk Kreekrak Page 22
Stap 1: selecteer representatieve locaties 3000 PV-curve ( N = 1) 1200 Weibull distribution with A = 7.51 [m/s] and k = 2.389 2500 1000 Power [kw] 2000 1500 1000 500 Wind distribution [hours/annun] 800 600 400 200 0 0 5 10 15 20 25 Wind speed [m/s] 0-5 0 5 10 15 20 25 30 Wind speed [m/s] Jaargemiddelde elektriciteitsproductie [in kilowatturen] Page 23
Stap 2a): 101 m vs. 82 m rotor Annual yield comparison: SWT-2.3-101 vs. SWT-2.3-82VS 2.6 2.4 2.2 64.5% Waalw ijk @ 85 m HH Delfzijl @ 85 m OWEZ HH @ 70 m HH Slufter @ 85 m HH k [-] 2 1.8 NOP @ 73 m HH NOP @ 97.5 m HH NOP @ 115 m HH 1.6 1.4 15.3% 1.2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A [m/s] Page 24
Stap 2b): 3 MW vs. 2.3 MW Annual yield comparison: 3 V-90 MW vs. SWT-2.3-93 2.6 2.4-8.0% Waalw ijk @ 85 m HH Delfzijl @ 85 m OWEZ HH @ 70 m HH k [-] 2.2 2 1.8 Slufter @ 85 m HH Kreekrak @ 90 m HH NOP @ 115 m HH NOP @ 73 m HH NOP @ 97.5 m HH 1.6 1.4 15.8% 1.2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A [m/s] Page 25
Stap 2b): 3 MW vs. 2.3 MW Annual yield comparison: 3 V-90 MW vs. SWT-2.3-101 2.6 2.4-18.9% Waalw ijk @ 85 m HH Delfzijl @ 85 m OWEZ HH @ 70 m HH k [-] 2.2 2 1.8 Slufter @ 85 m HH Kreekrak @ 90 m HH NOP @ 115 m HH NOP @ 73 m HH NOP @ 97.5 m HH 1.6 1.4 11.0% 1.2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A [m/s] Page 26
Stap 3: impact op kabinetsdoelstelling De totale jaarlijkse elektriciteitsvraag in Nederland: 117 TWh (CBS, 2007) ~160 TWh in 2020. Doel is 20% duurzaam: 32 TWh. Illustratief voorbeeld (condities Waalwijk): a) 6600 * SWT-2.3-82 VS @ 27 kwh / EUR b) 4800 * SWT-2.3-101 @ 37 kwh / EUR Investeerder kiest gestimuleerd door de SDE voor turbine met hoogste totale terugleververgoeding per kwh: de SWT-2.3-82 VS Page 27
Er is geen gunstige wind voor hen die niet weten waar ze heen gaan Willem I, Prins van Oranje (1533-1584) Source: Scientific American, Page 28