Het onafhankelijke Expertteam Energiesysteem 2050 heeft zijn visie gepresenteerd op een klimaatneutraal energiesysteem en de weg daarnaartoe. De belangrijkste conclusie is dat het haalbaar is, maar er moet enorm veel gebeuren in een korte tijd. Daarbij is het belangrijk dat Nederland snel een aantal belangrijke knopen gaat doorhakken over waar de focus moet komen te liggen. Het expertteam doet een aantal suggesties. Vijf vragen over Energie door Perspectief: Rechtvaardig, Robuust en Duurzaam naar 2050.

Begin 2022 heeft Rob Jetten, minister voor Klimaat en Energie, het Expertteam Energiesysteem 2050 ingesteld met de opdracht om bouwstenen aan te leveren voor het Nationaal Plan Energiesysteem 2050. Dit plan hoopt de minister voor de zomer te presenteren.

“Met deze interdisciplinaire aanpak proberen we echt een ander perspectief te schetsen”, zegt voorzitter Bernard ter Haar. “Een klimaatneutraal energiesysteem in 2050 kan, maar dan moet wel iedereen mee kunnen doen en moet rechtvaardigheid voorop staan.”

Het expertteam heeft er niet voor gekozen om het nieuwe energiesysteem per sector te beschrijven omdat het duidelijk wil maken wat de belangrijkste elementen van het energiesysteem in 2050 zijn en niet zozeer hoe er CO2 moet worden gereduceerd. Het gaat het expertteam in deze outlook om het gewenste eindresultaat en minder om de weg ernaar toe.

De outlook is daarom opgedeeld in drie ontwikkelpaden. Dat zijn vraag en aanbod van elektriciteit en waterstof, de mogelijkheden van lokale energiesystemen en nieuwe koolstofketens in de industrie.

Waarom is dit rapport belangrijk?
Wat minister Jetten met dit rapport gaat doen is nog niet duidelijk, maar dat hij dit expertteam niet voor niks bij elkaar heeft gebracht is natuurlijk duidelijk. Daarnaast vragen alle betrokken partijen al jaren om duidelijkheid, want het doel om in 2050 in klimaatneutraal te zijn is duidelijk, maar hoe gaat Nederland daar komen en wat heeft prioriteit is minder duidelijk.

De outlook is niet geschreven vanuit “naïef idealisme” en schetst volgens Ter Haar ook geen “doemscenario”. Wanneer het tempo omhoog gaat en de overheid gaat duidelijk keuzes maken die gericht zijn op de langetermijndoelen, dan is een klimaatneutraal Nederland haalbaar in 2050.

In een tussenrapportage gaf het expertteam eind vorig jaar al aan dat een CO2-neutraal energiesysteem al in 2040 gerealiseerd moet zijn. In de eindversie is dit iets afgezwakt naar in de periode van 2040 tot 2045. Overigens moet het elektriciteitssysteem al in 2035 CO2-neutraal zijn.

Lees ook: Expertteam: ‘CO2-neutraal energiesysteem moet al in 2040 gerealiseerd zijn’

Begin dit jaar bevestigde minister Jetten hiervan de noodzaak. Ook ging hij mee in de redenatie dat dit noodzakelijk is om overige sectoren te helpen verduurzamen. Dat Jetten zijn expertteam serieus neemt moge duidelijk zijn: “Deze outlook kan goed worden benut voor het Nationaal Plan Energiesysteem 2050”, zei hij tijdens de presentatie van de outlook.

Hoe gaat de energiemix er in 2050 uitzien?
Waar de klassieke trias energetica uit betaalbaarheid, duurzaamheid een leveringszekerheid bestaat, deelt het expertteam het op in een rechtvaardig, robuust en duurzaam energiesysteem in 2050. Hierop gebaseerd zouden de besluiten over investeringen, infrastructuur, ruimtegebruik, innovatie en beleid moeten worden genomen.

Elektriciteit wordt daarbij de belangrijkste energiedrager met lokale sturing van vraag en aanbod. Grofweg deelt het expertteam het toekomstige energiesysteem op in 70 procent elektriciteit, 10 tot 15 procent waterstof en 10 tot 15 procent warmte en biomassa. Daarin staan drie ontwikkelpaden centraal: vraag en aanbod van elektriciteit en waterstof, de mogelijkheden van lokale energiesystemen en nieuwe koolstofketens in de industrie.

Investeringen in het elektriciteitsnetten zijn daarom cruciaal en netbeheerders zouden planmatig vanuit een klimaatneutraal energiesysteem in de toekomst moeten kunnen werken. “Dit kan plaatselijk tot overdimensionering leiden”, aldus het expertteam, maar “als de infrastructuur tekort schiet, zijn de kosten veel hoger dan de kosten van de plaatselijke overdimensionering.”

Ook investeren in waterstof is een no-regret maatregel volgens het expertteam. Tegelijk ziet zij slechts een beperkte rol voor groene waterstof weggelegd. Vanwege de inefficiënte manier van produceren zal het voornamelijk een rol gaan spelen in het flexibel opvangen van het wisselende aanbod van zonne- en windenergie en slechts gedeeltelijk in de industrie.

Ten slotte zou de overheid belastingen, heffingen en subsidies sterker op systeemniveau moeten inzetten, bij voorkeur in Europees verband. Daarbij moet er strenger genormeerd en gehandhaafd worden op energiebesparing.

Hoe gaat vraag en aanbod van elektriciteit en waterstof eruit zien in 2050?
Het is opvallend hoe duidelijk het expertteam de rol van elektriciteit benadrukt. Dat elektriciteit een veel groter deel van de energiemix uit zou gaan maken, daar leken de meesten het wel over eens, maar 70 procent is echt een fors aandeel.

“Elektriciteit wordt het belangrijkste element van het energiegebruik. Investeringen in adequate elektriciteitsnetten zijn cruciaal. Andere energiedragers, zoals waterstof, spelen een beperkte rol. Het is nodig om te sturen op maximale elektrificatie, de energievraag af te stemmen op het aanbod, en op een klein maar noodzakelijk deel andere CO2-neutrale energiedragers”, schrijft het team dan ook.

De onderzoekers schatten dat het elektriciteitsverbruik daardoor in 2050 ten minste twee- tot driemaal zo hoog zal zijn als nu. Volgens het CBS was het totale elektriciteitsverbruik in 2021 bijna 122 terawattuur. Een verdrievoudiging ‘valt nog mee’ doordat het expertteam ook heel duidelijk het belang van energiebesparing benadrukt.

Voor het CO2-vrije regelbaar vermogen is er wel een bescheiden rol voor waterstof, maar verder zou waterstof alleen moeten worden ingezet waar direct gebruik van elektriciteit onmogelijk is. Daarbij is het belangrijk om te herkennen dat het elektriciteitssysteem verandert van vraaggestuurd naar aanbodgestuurd.

Hiervoor moet de flexibele elektriciteitsvraag worden gestimuleerd, zeker omdat in de huidige schattingen neemt de elektriciteitsvraag tot 2030 minder snel toe dan het aanbod. Daar staat tegenover dat als Europees beleid daadwerkelijk gaat worden uitgevoerd dat de vraag tot 2030 veel meer zou toenemen.

Hoewel een flexibele vraag en goede verbindingen met omringende landen de vraag naar regelbaar vermogen verminder, blijft het noodzakelijk om dit op te bouwen. Ter overbrugging zou moeten worden onderzocht of kolencentrales met CCS (carbon capture and storage) kunnen gaan draaien op biomassa.

Daarbij wordt met name de winstgevendheid een uitdaging, die wordt steeds minder naar mate de vraag meer flexibel wordt. Voor waterstofcentrales zal er daarom snel duidelijkheid moeten komen. CE Delft heeft hiervoor al een spoorboekje ontwikkeld.

Lees ook: CE Delft: ‘100 procent CO2-vrije elektriciteit in 2035 kan alleen met nieuw beleid’

Vanwege de bovenstaande ontwikkelingen moet de overheid volgens het expertteam ook nog maar eens goed nadenken over de eventuele komst van de twee nieuwe kerncentrales in Zeeland. Tegen de tijd dat die zouden kunnen draaien zal het grote aanbod van wind- en zonne-energie er waarschijnlijk voor zorgen dat de winstgevendheid flink tegen zal vallen. Ook is de locatie ongelukkig omdat er in Zeeland steeds meer windenergie aan land zal gaan komen. Daarentegen wordt het energiesysteem wel robuuster van twee nieuwe kerncentrales.

Het wordt interessant hoe het kabinet hierop zal reageren. Politiek gezien ligt kernenergie gevoelig. Links is groot tegenstander, rechts is groot voorstander. “Wij willen daar afstand van houden. Wij hebben geprobeerd een niet-ideologisch verhaal te houden, op basis van gezond verstand en feiten”, legt Ter Haar uit.

Met het regeerakkoord in de hand kan het kabinet kernenergie niet zomaar laten vallen. Toch zullen de rechtse partijen ook niet erg happig zijn op staatsinvesteringen die weleens onrendabel kunnen blijken te zijn.

“Omvang van de vraag in relatie tot het aanbod bepaalt ook de prijs. Als er zeer lage elektriciteitsprijzen verwacht worden zijn investeringen in (nieuwe) duurzame elektriciteitsproductie onaantrekkelijk. Samenhang tussen het groeiende aanbod van hernieuwbare elektriciteit en de groeiende vraag gaat dus een cruciale rol spelen in de energietransitie”, zo schrijft het expertteam.

Wat zijn de mogelijkheden van lokale energiesystemen?
Dat energie steeds meer lokaal wordt opgewekt is voor de zonne-energiesector geen nieuws meer, maar hoe het expertteam de lokale energiesystemen van de toekomst schetst is dat wel. Dat gebeurt vrij duidelijk en aan de hand van de duurzaamheid, rechtvaardigheid en robuustheid van het systeem.

Om (bijna) alle wijken energieneutraal of zelfs energiepositief te krijgen, moet een zo laag mogelijke energievraag – qua warmte, elektriciteit, koeling en lokale mobiliteit – het duurzame uitgangspunt zijn. Bij voorkeur zou dit zoveel mogelijk in één stap moeten gebeuren. Hiervoor kunnen subsidiëren, informeren, normeren en verplichten als tools dienen. Ook zou de overheid natuurlijke materialen en circulaire toepassingen als launchingcustomer moeten stimuleren omdat de energietransitie anders een enorme toename van het materiaalgebruik – en dus ook CO2-uitstoot – zal leiden.

Lees ook: De volgende crisis komt door toenemend materiaalverbruik

Voor de rechtvaardigheid van de energietransitie is het belangrijk om daarbij prioriteit te geven aan de slecht geïsoleerde woningen in collectief bezit en om het robuust te maken is het belangrijk om de elektriciteit lokaal te produceren, verhandelen, opslaan en te gebruiken.

Daarmee verschuiven de rollen van consument en energieleverancier. De consument moet een ‘handelende prosument’ worden door flexibiliteit aan het net te kunnen leveren en hiermee een actieve speler op de energiemarkten te worden. Ondertussen moet het vooral aantrekkelijk zijn om energie lokaal uit te wisselen. De energieleverancier wordt zo meer een dienstverlener dan een verkoper. Dit zorgt voor een lagere energierekening, maar om dit verder te stimuleren moet de overheid de noodzakelijke investeringen koppelen aan groene en sociale voorzieningen in de wijk.

De lokale systemen worden “loosely coupled” met het nationale energiesysteem, wat zoveel betekent dat de systemen meer worden ontwikkeld aan de hand van de lokale opgave zonder dat de koppeling aan het nationale systeem instabiel zou maken. Als bijvoorbeeld warmteopslag lokaal geschikter is dan een buurtbatterij, dan zou dat daar moeten worden toegepast, zolang dit geen negatieve gevolgen heeft voor andere gekoppelde delen.

Ook de elektrische (deel)auto zal een rol gaan spelen in lokale energieopslag. Samen met de gebouwen – die energiearm zullen worden gemaakt – en buurtbatterijen moet het laden en ontladen van elektrische auto’s slim worden aangestuurd op basis van data. Dan kunnen ze bijdragen aan de netbalans en kan alle opgewekte energie zo efficiënt mogelijk worden gebruikt.

Hoe kunnen de nieuwe koolstofketens in de industrie eruit gaan zien?
Nederland wil weer actief industriepolitiek bedrijven. Volgens het expertteam is het noodzakelijk om dit vanuit Europees perspectief te doen omdat de vestigingsplaatsfactoren veranderen. Nederland was altijd aantrekkelijk vanwege een overvloed aan goedkoop gas, maar dat verandert in rap tempo.

Aan de andere kant zullen de noordelijke landen in de toekomst beschikken over veel hernieuwbare energie uit windmolens en waterkrachtcentrales waarmee relatief goedkope groene waterstof kan worden gemaakt. Dit verandert ook het type industrie dat Nederland moet willen houden en aantrekken.

Al met al heeft de industrie vooral “een systeemtransformatie” nodig. Hoe vreemd dat nu ook nog mag klinken, maar in de toekomst zal er schaarste in koolstof en andere materialen ontstaan. Om dit voor te zijn zal de industrie zich moeten richten op circulariteit. Anders “wordt de transitie naar een klimaatneutrale koolstofintensieve industrie in Nederland moeilijk om te realiseren”, aldus het expertteam.

Het expertteam heeft de bestaande scenario’s doorgenomen voor de vier energie-intensieve industriesectoren ijzer en staal, raffinage, chemie en kunstmest. Die draaien nu hoofdzakelijk op fossiele brandstoffen en zijn verantwoordelijk voor ongeveer 80 procent van de huidige industriële energie- en grondstoffenvraag. In alle gevallen ligt de sleutel in circulariteit en vermindering van laagwaardig gebruik. Met meer recycling, gebruik van biomassa, en op termijn het verwijderen van CO2 uit de lucht kan mogelijk lokaal koolstof worden gewonnen.

Het verwijderen van CO2 of CCS zal hoe dan ook nodig zijn. De opwarming van de aarde gaat te snel en de transitie naar wereldwijde klimaatneutrale samenlevingen te langzaam. Negatieve emissies en de bijbehorende zijn hierdoor noodzakelijk geworden, ook bij maximale inzet op elektrificatie en groene waterstof.

Hoewel het zwaartepunt op de koolstofketen komt te liggen komt er een duidelijk hogere waterstof- en daarmee elektriciteitsvraag uit de industrie, ook bij een gelijkblijvende Nederlandse productie. “Dit kan leiden tot spanningen met andere sectoren binnen en buiten de industrie die ook gaan elektrificeren”, denkt het expertteam die ook bijzondere waarde hecht aan groene staalproductie in Europa omdat dit de afhankelijkheid van niet-Europese landen verkleint.

Voor de industrie wordt het vooral zaak om door de hele keten circulair te gaan ontwerpen en produceren. Deze processen zullen op zichzelf weer een behoorlijke energievraag met zich meebrengen die zoveel mogelijk moet worden geëlektrificeerd, aangevuld met groene waterstof en CCS-technieken.