Veel voorkomende kengetallen m.b.t. energie.
1kWh=3,6 MJoule ofwel 1 MJoule=0,278 kWh (1PJ=278 GWh)
1 kcal=1,16 Wh ofwel 1 Wh=0,86 kcal
1 ltr diesel=10 kWh
1 ltr kerosine=10 kWh
1 ltr. benzine= 9 kWh
1m3 Gronings aardgas = 8,8 kWh (bovenwaarde)
Zeer grote windmolen van 3 MW op land = 6 GWh jaarlijks
CO2-uitstoot
Fossiele brandstoffen worden ergens gewonnen, getransporteerd, verwerkt en weer getransporteerd. In deze keten wordt direct of indirect CO2 uitgestoten.
Twee verschillende waarden zal ik hier gebruiken:
Van tank naar eindverbruiker oftewel “ttw” (tank to wheel)
Van bron naar eindverbruiker oftewel “wtw” (well to wheel)
1 ltr diesel=2,65 kg/ltr (ttw), 3,5 kg/ltr (wtw)
1 ltr kerosine=2,5 kg/ltr (ttw), 3,2 kg/ltr (wtw)
1 ltr. benzine= 2,4 kg/ltr (ttw), 3 kg/ltr (wtw)
1 kWh elektriciteit uit fossiel (grijze stroom): 0,55 kg CO2
1 kWh (Gronings) aardgas: 0,2 kg CO2
1 m3 (Gronings) aardgas: 1,76 kg CO2
Kernenergie
Typische vermogens van kernenergiecentrales variëren van 500 MW tot 1500 MW.
De kernenergiecentrale in Borssele is 485 MW en levert jaarlijks 3300 GWh.
Dit is 3 % van de Nederlandse elektriciteitsvraag (110 TWh)
Windmolens
Productiefactor windmolen op land=0,3 op zee=0,4
Opgesteld vermogen windmolens op land 2020: 2140 stuks met 4.200 MW vermogen
Dit heeft 9.856 GWh opgewekt. Productiefactor (capaciteitsfactor): 0,29
Opgesteld vermogen windmolens op zee 2020: 462 stuks met 2.500 MW vermogen
Dit heeft 5.484 GWh opgewekt. Productiefactor: 0,41
Doelstelling op zee in 2023: 4.500 MW vermogen
Zonne-energie
Een (mono) zonnepaneel van 1,6 m2 op het zuiden levert gemiddeld per jaar 265 kWh
Grote zonnevelden leveren 0,85 GWh per hectare (3.200 panelen)
In 2020 werd met 10.500 MW vermogen, 8.100 GWh zonnestroom geproduceerd
Geothermie
Omdat elk geothermieprojekt verschillende opbrengsten heeft, zijn er geen standaardopbrengsten over te vermelden. Toch enkele cijfers van bestaande projekten.
Landau (Dld): 3300 meter diep (159 graden), thermisch 6 MW, elektrisch 3,8 MW
Opbrengst in 2014: 14 GWh Elektriciteit en 7 GWh warmte (nu gesloten)
Traunreut (Dld): 5.000 meter diep (114 graden), thermisch 12 MW, elektrisch 5,5 MW
Freiham (Dld): 2600 en 3100 meter diep (90 graden): alleen thermisch 12 MW
Beieren met in totaal 7 locaties, opbrengst in 2020: 1100 GWh warmte en 161 GWh elektriciteit
België: alleen proefprojekten
Nederland: 2 locaties op 2300 meter (85 graden) in het Westland, thermisch 20 en 15 MW
Investeringskosten: 1,5 miljoen Euro per MW thermisch vermogen (vuistregel)
Bedrijfskosten: 150.000 Euro per jaar (10%)
Lithium-ion accu’s
Een Lithium-ion accu voor elektrische auto’s rijdt 5 km per kWh.
Het gewicht is 4 kg per kWh.
Het gewicht van een 100 kWh accu voor een Tesla model 3 (ext.range) bedraagt 600 kg.
Deze heeft een actieradius van max. 500 km.
Jaarlijkse zoninstraling aan de kust is 10 % hoger dan in het oosten van het land
De jaarlijkse zon-instraling in midden-Nederland bedraagt 1000 kWh/m2
Rendement (straling naar elektriciteit) van een zonnepaneel is 18 á 22 %
In onderstaande grafiek wordt de verdeling van de opgewekte energie per maand weergegeven.
Voorbeeld:
In de maanden november t/m februari wordt 13 % van de totale jaarlijkse energie van zonnepanelen opgewekt.
Statistische gegevens
Nederland heeft 8 miljoen huishoudens
Een gemiddeld huishouden bestaat uit 2,1 personen
Nederland verbruikt jaarlijks 550.000 GWh energie (2.000 PJoule)
Nederlandse huishoudens verbruiken jaarlijks in totaal 110.000 GWh energie
Nederland verbruikt jaarlijks totaal 110.000 GWh elektrische energie
Een gemiddeld huishouden verbruikt 3.000 kWh elektriciteit per jaar
Er zijn 7,6 miljoen particuliere personenauto’s en 1,1 miljoen bedrijfspersonenauto’s
Een elektrische personenauto rijdt 5 km op 1 kWh.
Rendement fossiel naar elektriciteit = 35 %
Rendement van aardoliewinning tot benzine aan de pomp = 80%
Verbruik van verkeersvliegtuig = verbruik van auto met 2 personen (per persoon)
Hogesnelheidstrein verbruikt 3 x meer energie dan intercity
Rendement elektromotor=3 x rendement benzinemotor
Huidige elektriciteitsverbruik Nederland = 11 kernenergiecentrales (van 500 MW)
1 windmolen van 3 MW levert jaarlijks evenveel energie als 20.000 zonnepanelen
1 kernenergiecentrale = 1000 windmolens
De Hemwegcentrale bij Amsterdam leverde 5.000 GWh/jr
Kerncentrale Borssele levert jaarlijks 3.300 GWh
Opbrengst zonne-energie in 2020: 8.100 GWh
Opbrengst windenergie in 2020: 15.500 GWh
Een particuliere personenauto rijdt gemiddeld 13.000 km per jaar (2600 kWh)
Een bedrijfspersonenauto rijdt gemiddeld 26.000 km per jaar (5200 kWh)
Doelstellingen overheid:
Plannen voor het jaar 2030
Opgesteld vermogen windmolens: 6 GW op land en 11 GW op zee
Doel: energieopbrengst per jaar op land: 35.000 GWh (zon en wind)
Berekening wind op land (pf=0,3): 15.000 GWh landwind
Dus 35.000-15.000= 20.000 GWh zon
Doel: energieopbrengst per jaar op zee: 49.000 GWh (zon en wind)
Berekening wind op zee (pf=0,4): 38.000 GWh zeewind
Dus 49.000 – 38.000 = 11.000 GWh tekort.
Plannen voor het jaar 2050
Opgesteld vermogen windmolens: 75 GW (9500 stuks) op zee en 11 GW (2750 stuks) op land
(voor deze molens rekent men met 8 MW op zee en 4 MW op land)
Deze zouden dan moeten leveren: 390.000 GWh energie (PBL).
Is dit realistisch ?
Stel de zeemolens hebben een produktiefactor van 0,4 en de landmolens 0,3
Productie zeemolens is dan 0,4 x 24 x 365 x 75 GW = 263.000 GWh
Productie landmolens is dan 0,3 x 24 x 365 x 11GW = 29.000 GWh
Totaal 292.000 GWh, dus ongeveer 100.000 GWh tekort.
Onderzoek Universiteit Wageningen schetst minder ruimte op zee en meer op land:
2050: Maximaal opgesteld vermogen windmolens: 54 GW (6750 stuks) op zee en 17 GW (4250 stuks) op land.
Volgens dezelfde rekenmethode levert dit op:
190.000 MWh op zee en 45.000 MWh op land voor totaal : 235.000 GWh
Het Nederlandse Klimaatakkoord
Simpel gezegd: 49 % minder CO2 uitstoot t.o.v. 1990.
Wat betekent dit:
Uitstoot van CO2 was in Nederland in 1990: 228 Megaton
Vermindering met 49 % leidt dus tot uitstoot van 51 % x 228 Megaton= 116 Mton.
Dus dit moet de maximale uitstoot zijn in het jaar 2030
Zonder klimaatakkoord zou de verwachte uitstoot in 2030 al verminderen naar 165 Megaton.
Maar volgens het klimaatakkoord is deze 165 Mton nog steeds teveel.
Geplande verdeling van de uitstoot over diverse sectoren in 2030:
Elektriciteit: 12,4 Mton
Industrie: 35,7 Mton
Gebouwde omgeving: 15,3 Mton
Mobiliteit: 25 Mton
Landbouw en landgebruik: 28 Mton
Totaal maximale uitstoot in 2030 zou dan zijn: 116 Mton
(Probleem is dat per EU wetgeving van juli 2021 de verplichte uitstootvermindering van 49% in de EU is verhoogd naar 55%, hetgeen een maximale uitstoot van 102 Mton in het jaar 2030 betekent)
De CO2 uitstoot in Nederland moet in 2050 naar een vermindering van 90 á 95 % (t.o.v.1990)
Concreet betekent dit een uitstoot van tussen 11 en 23 Mton CO2 in 2050.