Uitstekende documentaire, to the point, wetenschappelijk verantwoord.

Ik lees op de website van het Europese parlement:

“In september 2023 heeft het Parlement ingestemd met een overeenkomst die is bereikt met de Raad die een nieuw doel stelt van 42,5% hernieuwbare energiebronnen tegen 2030. Hoewel de EU-landen worden aangemoedigd om te streven naar een doel van 45%, dat ook wordt ondersteund door de Commissie onder haar REPowerEU-plan. Dit plan dat gepresenteerd werd in mei 2022, benadrukt dat de omschakeling naar schone energie sneller moet verlopen en dat de invoer van energie uit Rusland geleidelijk moet worden stopgezet door het aandeel van hernieuwbare energiebronnen in elektriciteitsopwekking, industrie, gebouwen en transport tegen 2030 op te trekken tot 45%.”

Laten we allereerst eens kijken naar het aandeel van hernieuwbare energiebronnen in de elektriciteitsopwekking. Ik gebruik de data van Our World in Data die op zijn beurt die data heeft van Ember (European Electricity Review (2022)) en Statistical Review of World Energy (2023).

Ik kijk naar de gegevens van Nederland en de buurlanden Duitsland, België, Frankrijk, de EU, China en de USA voor wat betreft het gebruik van fossiele brandstoffen van 2010 t/m 2022 in de elektriciteitsopwekking:

Fig.1    Bron: Our World in Data

Nederland heeft heel lang meer dan 90% van zijn elektriciteitsproductie uit fossiele brandstof verkregen. Dat had o.a. te maken met de overvloedige aanwezigheid van aardgas in de Nederlandse ondergrond. Van2010 tot 2019 daalt het fossiele aandeel in Nederland naar 77,9% en dan snel naar 56,4% in 2022. Dat heeft vooral te maken met de opvallend grote aanleg van zonnepanelen op daken en windparken op zee. Daarmee is Nederland een buitenbeentje in de EU, waar de daling van het fossiele aandeel minder spectaculair is: van 48,9% in 2010 naar 37,7% in 2022.

In Duitsland zien we een stijging van fossiel vanaf 2020, vooral als gevolg van de sluiting van kerncentrales en als compensatie de toename van het gebruik van bruinkool in de Duitse elektriciteitscentrales. Frankrijk gebruikt al lange tijd zeer weinig (10%) fossiele brandstoffen omdat dit land het overgrote deel van de elektriciteit opwekt in kerncentrales. Voor Duitsland lijkt de komen jaren het aandeel van fossiel in elektriciteit verder te gaan toenemen. Er is geen keus: alle kerncentrales zijn intussen gesloten en de (energie-) armoedeval staat wagenwijd open.

Het verhaal dat China weliswaar elke week kolencentrales opent maar tegelijk  ook ‘groene’ centrales heeft zoals te zien is vooralsnog weinig effect op het percentage fossiel dan in de Chinese centrales gebruikt wordt.

Voor de komende jaren tot 2030 voorspel ik een minder snelle daling van fossiel in de elektriciteitsopwekking in Nederland. Recent liet ik zien dat het stroomnet in grote delen van ons land overvol zit en er weinig ruimte meer is voor meer invoeding:

Fig.2    Bron: https://capaciteitskaart.netbeheernederland.nl/

Maar energiegebruik bestaat natuurlijk niet alleen uit elektriciteit. Hieronder is een grafiek die het aandeel fossiel in de primaire energieconsumptie weergeeft. Hierbij kijk ik weer naar dezelfde landen als in figuur 1.:

Fig.3    Bron: Our World in Data

Primaire energie is de energie die beschikbaar is als hulpbron – zoals de brandstoffen die in elektriciteitscentrales worden verbrand – voordat ze is getransformeerd. Dit heeft betrekking op de steenkool voordat deze is verbrand, het uranium of de vaten olie. Het omvat alle energie die de eindgebruiker nodig heeft voor elektriciteitsopwekking, industrie, gebouwen en transport.

Figuur 3 laat zien dat het fossiele aandeel in Nederland van het totale energiegebruik tussen 2010 en 2022 gedaald is van 96% naar 84,6%, en dat die daling vooral plaatsvond vanaf 2019. (zie ook figuur 1). Frankrijk is ook hier het buitenbeentje als gevolg van de dominante positie van kernenergie in de elektriciteitsproductie. Van de overige landen en de EU ligt het aandeel van fossiel in het totale energiegebruik tussen de 70%  en 85%, waarbij opvalt dat de trends in alle landen/EU licht dalend zijn.

De grafiek van de EU  toont een lichte stijging van het fossiel aandeel vanaf 2020. Over de gehele periode van 2010-2022 (13 jaren) is de daling van 76,7 naar 71,3% en dus 5,4% over 13 jaren. Dat is een daling van 4,15% per decennium. Gaat de daling is datzelfde tempo de komende jaren door, dan zal het aandeel fossiel in het totale EU energiegebruik in 2030 boven de 67% liggen. Vergelijk dat eens met de doelstelling van de Europese commissie om in 2030 45% van de energie ‘hernieuwbaar’ te hebben. Dat is dus 55% fossiel. Daar gaapt een groot gat, dat mijns inziens onmogelijk te dichten is in de komende jaren.

Fig.4    Bron: Our World in Data

Figuur 4 geeft voor 25 van de 27 EU landen het aandeel fossiel weer in het totale energiegebruik van 2010 t/m 2022. Wat opvalt is dat 22 landen een fossiel aandeel hebben tussen de 60% en ruim 90%, en dat alle 25 weergegeven landen een ongeveer gelijke dalende trend laten zien. Frankrijk, Zweden en Finland liggen laag in de grafiek als gevolg van een opvallend hoog aandeel elektriciteitsopwekking met behulp van kerncentrales, terwijl vooral Zweden ook veel hydrocentrales heeft.

Veel EU landen tonen vanaf 2020 een lichte stijging van het fossiele aandeel in het totale energiegebruik. Een  mogelijk verklaring daarvoor is dat de afgelopen jaren op het gebied van energietransitie waarschijnlijk vooral het ‘lage fruit’  geplukt is. In een aantal landen zoals Nederland en Duitsland lijkt de ondergrens bereikt.

Verdere afname van fossiele energie zal gepaard gaan met een daling van de aantrekkelijkheid voor met name maak- industrieën.  Dat zal in eerste instantie tot gevolg hebben dat bedrijven met een grote energiebehoefte over de grens verhuizen. Een verdere druk vanuit Brussel op het naar beneden brengen van het gebruik van fossiele energie zal op den duur echter consequenties hebben voor de aantrekkelijkheid van de EU als vestigingsplaats. Dan loert een daling van de welvaart om de hoek.

En dan hebben we het nog niet gehad over het plan van de EU om in 2050 de energievoorziening bijna helemaal ‘duurzaam en CO₂-neutraal’ te hebben. Op zijn ‘Europees’ dan ook nog, waarbij bomen massaal omgezet mogen worden in elektriciteit. In Brussel hebben ze immers bedacht dat hout stoken duurzaam is.

De afname van het zomeroppervlak van het zee-ijs op de Noordpool sinds 1979 wordt algemeen gezien als een bewijs voor de menselijke invloed op het aardse klimaat, de antropogene opwarming.

Fig.1    Data: https://nsidc.org

Ik kijk daar elk jaar naar en zie -na een periode van afname van het zomerse zee-ijs- dat die ‘sea ice extent’ al zo’n 15 jaren niet meer afneemt.

Nu is het probleem met alle data over veranderingen is zee-ijs oppervlak dat die pas beschikbaar kwamen na de ingebruikname van satellieten eind 1978. Gegevens over de periode vóór 1979 zijn uiterst schaars. Het gevolg is dat het onzeker is of de afname sinds 1979 ook werkelijk ‘bijzonder’ is  of dat het onderdeel is van en cyclus waarvan we het voorafgaande niet kennen.

Die onzekerheid is wat minder geworden door een post van Joseph Fournier, senior scientist in Canada. Hij putte daarbij uit oude data van de Russische marine die door de Russische onderzoekster Ustinova is gebruikt in haar onderzoek naar zee-ijs. Uit haar werk is hieronder is een grafiek afgebeeld  waarin de jaarlijkse gemiddelde tijdreeks van een ijsvrije situatie in de Barentszzee in het noordpoolgebied wordt vergeleken met die van de Zee van Okhotsk in het noordelijke deel van de Grote Oceaan.

Fig.2    Bron: Fournier

Beide lijnen van de ijsvrije situaties correleren sterk, ondanks de afstand tussen beide zeeën van meer dan 7000 km en de verschillende klimaatregimes in beide gebieden. De lijnen vertonen dezelfde cycliciteit, met een toename van het ijsvrije oppervlak van 1930 tot 1960, een afname (dus toename van het ijsoppervlak) van 1960 tot 1980, en vanaf 1980 weer een toename van het ijsvrije oppervlak in de zomer.

De afname van het Arctische zee-ijs van 1980 tot ongeveer 2007 kan dus een onderdeel zijn van een natuurlijk cyclisch proces, alhoewel enige menselijke invloed niet uit te sluiten is. Dat cyclische gedrag van het zomerse zee-ijs oppervlak zou ook een verklaring kunnen zijn voor de stagnatie in de daling  sinds 2007.

Het laatste woord over deze kwestie is nog niet gesproken.

Ik schreef onlangs dat 3 maart 2024 niet de warmste 3 maart was in De Bilt gemeten, maar ik was te snel.

Hier boven is een screenshot te zien van de persberichten die werden rondgezonden over de recordwarmte van 14,9 graden, en ik heb daarop gereageerd door te laten zien dat 3 maart 1930 warmer was. De maximum temperatuur in De Bilt op 3 maart 2024 is naderhand echter vastgesteld op 15,9 graden, waarmee 3 maart 2024 toch de warmste was.

Leermoment voor mij: even een paar dagen wachten voordat je een bericht schrijft en niet onmiddellijk af moet gaan op persberichten. Overigens blijft natuurlijk overeind dat een dagrecord klimatologisch gezien niets zegt. En dat het tijd wordt dat  de homogenisatie van de temperaturen van De Bilt gecorrigeerd wordt.

Het elektriciteitsnet in Nederland is overvol en het lijkt steeds erger te worden. De netwerkbeheerders maken regelmatig kaartjes van de situatie, dit is de update van 1 maart 2024.

Deze kaarten zijn bedoeld voor partijen die plannen maken waar een zware netaansluiting groter dan 3x80A voor nodig is (afnamekaart) of plannen maken voor grootschalige projecten met netaansluiting groter dan 3x80A die energie leveren aan het elektriciteitsnet, zoals zonne- en windparken (invoedingskaart).

Hoe zouden de kaartjes er uit zien zonder de onregelmatige en onvoorspelbare invoeding van wind- en zonne-energie? Dan zou het invoedingskaartje er waarschijnlijk geheel wit uitzien, want gasgestookte centrales zijn in zekere mate regelbaar (aan/uit, hard/zacht) zodat er altijd voldoende aanbod van stroom zou zijn (zoals het ‘vroeger’ was). Dan is het ook veel makkelijker om als netbeheerder ruimtelijk gedifferentieerd in te springen als de stroomafname in bepaalde regio’s toeneemt. Het invoedingskaartje zou dan zeker veel minder gekleurd zijn. Het aanbod is dan vraaggestuurd, momenteel wordt het steeds meer aanbodgestuurd. Dat laatste kent zijn grenzen, die zijn in Nederland duidelijk bereikt.

Bron: https://capaciteitskaart.netbeheernederland.nl/

 

HEPI , Household Energy Price Index for Europe, is een samenwerkingsverband va een drietal energiebureaus, te weten het Finse VasaaETT, Energie-Control Austria en de Hungarian Energy and Public Utility Regulatory Authority (MEKH). HEPI brengt elke maand een rapport uit met een overzicht van de prijzen van gas en elektriciteit zoals betaald in de hoofdsteden van de 27 EU lidstaten plus het Verenigd Koninkrijk en Oekraïne. Daarin staan opmerkelijke feiten over de gas- en elektriciteitsprijzen.

Fig.1    Bron: HEPI

Figuur 1 toont de ontwikkeling van de consumentenprijzen (als anomalie, 2015=100) voor aardgas en elektriciteit exclusief belastingen. De pieken aan het einde van de grafiek werden met name veroorzaakt door de oorlog in Oekraïne en de aanslag op de Nord Stream gaspijpleidingen. Te zien is dat de energieprijzen vanaf 2023 weer langzaam aan het dalen zijn, in februari 2024 lag de elektriciteitsprijs nog 76% boven de prijs in 2015 en de gasprijs 63%.

Fig.2    Bron: HEPI

Het bovenstaande kaartje toont de eindgebruikersprijzen van elektriciteit in februari 2024. Als u naar de webpagina van HEPI gaat is het kaartje interactief zodat met de muis alle landencijfers tevoorschijn komen. Nederland is een hogere middenmoter met een all-in prijs van c€ 29,39 per kWh. De hoogste elektriciteitsprijzen vind je in Ierland (c€ 41,35/kWh), Groot Brittannië (c€ 39,86/kWh), Tsjechië (c€ 39,16/kWh) en Duitsland (c€ 38,18/kWh). Het goedkoopste is elektriciteit in Oekraïne met c€ 6,55 per kWh.

Fig.3    Bron: HEPI

De tabel van figuur 3 geeft de opbouw weer van de elektriciteitsprijzen. Donkerblauw is de netto inkoopprijs, de rest betreffen netwerkkosten, belasting en BTW. Nederland en Luxemburg steken een stukje onder 0-lijn uit, gevolg van de belastingkorting op de elektriciteitsrekening. Zou die korting niet bestaan en de belasting 0 zijn (is denkbeeldig 😉 ), dan zou de Nederlandse  elektriciteitsprijs de hoogste van Europa zijn. Dankzij die belastingkorting zijn we nu een (hoge) middenmoter. Kijken we alleen naar de netto inkoopprijs van elektriciteit dan moeten we alleen Ierland, Groot Brittannië en Cyprus voor laten gaan.

Fig.4    Bron: HEPI

Figuur 4 geeft de eindgebruikersprijzen voor aardgas weer. De prijzen worden weergegeven in eurocent (c€) per kWh om vergelijking met elektriciteit makkelijk te maken. Een m3 aardgas is ongeveer 10,2 kWh. De Nederlandse gasprijs op de kaart was in februari 2024 dus c€ 17,87 x 10,2 = € 1,82 per m3 aardgas. De eindgebruikersprijs van aardgas in Nederland in februari was de twee na hoogste van Europa. Alleen Zweden (c€ 29,78/kWh) en Zwitserland (c€ 19,49/kWh) gingen ons voor. Dat laatste is niet verwonderlijk: zowel in Zweden als in Zwitserland speelt aardgas een marginale rol. Dat kun je van Nederland niet zeggen: we gingen al begin jaren ’60 massaal over op aardgas.  Waar zit dan momenteel die relatief hoge prijs van het aardgas in Nederland in? Deze grafiek geeft de opsplitsing van de eindgebruikersprijs in inkoop, netwerk, belasting en BTW weer:

Fig.5    Bron: HEPI

Zweden is koploper vanwege de hoge gas-inkoopprijs plus de zeer hoge extra kosten (netwerk + belastingen). Zwitserland heeft even hoge inkoopkosten van aardgas als Zweden maar de resterende kosten zijn ongeveer de helft van die in Zweden. Dat Nederland de twee na hoogste eindgebruikersprijs kent ligt niet aan de inkoopprijs van aardgas, maar vooral aan de hoge belastingen, na Zweden de hoogste van Europa. Het zijn met name die hoge belastingen in Nederland die er voor zorgen dat de eindgebruikersprijzen voor aardgas in landen als Duitsland (c€ 9,41/kWh) en België (c€ 8,09/kWh) ongeveer de helft goedkoper zijn dan in Nederland ( c€ 17,87/kWh).

Vergelijken we de prijzen van elektriciteit met die van aardgas (zonder netwerkkosten en belastingen) in de hele EU (figuren 4 en 5) dan is te zien dat elektriciteit ruim 2,3x duurder is dan aardgas. In Nederland is  1 kWh elektriciteit 3,1x duurder dan 1 kWh gas. Om het energetisch rendement tussen aardgas en elektriciteit goed te kunnen vergelijken zouden natuurlijk ook de verliezen (productie, transport, gebruik) in rekening gebracht moeten worden. Ingewikkelde materie, maar misschien waag ik me daar ooit nog eens aan.

U kut u abonneren op het maandelijkse energierapport van HEPI, via de website.

Veel nieuwsmedia schreven het bericht van elkaar over dat op station De Bilt op zondag 3 maart 2024 een maximum temperatuur (Tx) van 14,9 °C gemeten is, en dat dat de warmste 3 maart was sinds het begin van de meetreeks. Die meetreeksen met de heel veel dagwaarden van 50 KNMI meetstations zijn hier te vinden. https://daggegevens.knmi.nl/

Nu is zo’n dagrecord -in dit geval de maximum dagtemperatuur Tx- klimatologisch gezien nietszeggend: alleen al voor De Bilt zijn er sinds 1901 al  meer dan 1000 temperatuur dagrecords te breken. En in een dynamisch systeem als het weer zou het wel heel raar zijn als dat niet met regelmaat zou gebeuren. En dan hebben we het alleen nog maar over de temperatuurcijfers Tg, Tn en Tx. Behalve die temperatuurcijfers zijn er nog 36 andere weersfactoren als dagwaarden beschikbaar. Kortom, met een dagrecord kun je klimatologisch bezien eigenlijk niets, behalve de krant vullen natuurlijk.

Fig.1   Data: KNMI

De kranten en andere nieuwsbronnen vertellen dat het oude record uit 1930 van 14,7 °C met 0,2 graden is gebroken. Bij mij gaat dan een alarmbelletje rinkelen, want alle gemeten temperatuurcijfers op station De Bilt van 1 januari 1901 tot 1 september 1951 zijn in 2016 ‘gecorrigeerd’. Homogeniseren heet dat en daar heb ik wel vaker wat over geschreven. In de grafiek van figuur 1 zijn de maximum dagtemperaturen (Tx) van alle 3 maartdagen vanaf 1901 in De Bilt weergegeven. Let wel: dit zijn de door het KNMI gemeten dagwaarden. Zoals te zien is is op 3 maart 1930 een hogere temperatuur gemeten dan op 3 maart 2024, namelijk 15,1 °C. Niet dat dat klimatologisch van belang is, het gaat hier om de berichtgeving.

Toch staat die 14,7 °C voor 3 maart 1930 in de databank van het KNMI en niet die destijds gemeten 15,1 °C. Het KNMI maakt in haar daggegevens nog steeds gebruik van de ’gecorrigeerde’ data  zoals ze die in 2016 hebben vastgesteld. Het KNMI meende toen, 60 jaar na dato, de gemeten dagtemperaturen  van 1901 tot 1 september 1951 van station De Bilt te moeten bijstellen. En bijstellen betekende voor dat station dat de hoogste etmaaltemperaturen, Tx genaamd, tot wel 2 graden naar beneden werden bijgesteld. Daardoor werd de periode 1901-1951 kouder en werd bijvoorbeeld het aantal hittegolven t/m 1950 teruggebracht van 23 tot slechts 7 stuks.

Figuur 2 toont de dramatische gevolgen van de homogenisatie op het aantal hittegolven per jaar van 1901 t/m 2015, in de bovenste grafiek gebaseerd op de gemeten temperaturen, in de onderste op de gehomogeniseerde temperaturen. De grafiek is afkomstig uit het technische rapport TR356 van het KNMI. Opvallend is overigens dat het KNMI nog maar 6 overgebleven hittegolven telt.

Fig.2    Bron: KNMI TR356

In 2019 hebben Frans Dijkstra, Jan Ruis, Marcel Crok en ik nauwkeurig beschreven wat het KNMI bij die homogenisatie van Tx van De Bilt heeft gedaan en waarom dat na onze mening fout was. Dat rapport, ‘Het raadsel van de verdwenen hittegolven’ , is door aanklikken te downloaden.

We vroegen een gesprek met het KNMI aan om onze bezwaren toe te lichten, maar daar werd niet op ingegaan. Dan is er nog maar één weg open en dat is de wetenschappelijke weg.

Fig.3    Bron: Springer

We hebben onze bezwaren tegen de homogenisatie van de oude temperaturen van De Bilt in een wetenschappelijk jasje gegoten  en aangeboden aan een gerenommeerd wetenschappelijk tijdschrift, ‘Theoretical and Applied Climatology’. Na de peer review periode werden onze bevindingen in december 2021 gepubliceerd, de link naar de paper staat onder figuur 3.

In onze paper onderzochten we hoe gevoelig de uitkomsten van die homogenisatie door het KNMI waren voor een aantal keuzen die bij de statistische procedure door het KNMI zijn gemaakt. Het gaat daarbij om de keuze van de referentiestations, de lengte van temperatuurreeksen, de berekening van de statistische verdeling van de hoogste dagtemperaturen per maand en de manier waarop uitschieters in de data worden afgevlakt.

Fig.4    Bron: Dijkstra et al 2021

We merkten dat het KNMI bijna alle keuzes in het homogenisatietraject zodanig had genomen dat de uitkomst wel móest leiden tot maximale bijstelling naar beneden van hoogste temperaturen. Dát was de voornaamste oorzaak van het feit dat De Bilt maar liefst 16 van zijn 23 hittegolven van vóór 1951 verloor.

We vroegen over hun bevindingen een gesprek aan met het KNMI  maar dat werd wederom afgewezen.  Ondanks het rondsturen van persberichten zwegen alle traditionele media in ons land over die publicatie. Alleen journalist Peter Baeten van De Andere Krant wijdde er een artikel aan.  Hij zocht contact met het KNMI en vroeg om een reactie op onze publicatie. Die kwam er:

Fig.5    Bron: Peter Baeten

Mooie woorden, maar intussen is 2023 al voorbij en zijn die gehomogeniseerde gegevens nog steeds niet van tafel. Intussen gaat het KNMI gewoon door met het gebruiken van die gehomogeniseerde temperaturen. Mocht er ooit nog een correctie op de correctie volgen, dan zullen we die wederom met een ‘wetenschappelijk mes‘ fileren.

Door Lars Schernikau.

Lars Scherkenau is gepromoveerde energie-econoom (Technische Universität Berlin), ondernemer, grondstoffenhandelaar, auteur, investeerder en strategisch adviseur (ook op het gebied van handelsfinanciering, duurzaamheid en technologie) – ex BCG / INSEAD.

 

 

De eerste kerncentrale ter wereld werd in 1954 in bedrijf genomen nabij Moskou. In de daaropvolgende decennia werden over de hele wereld honderden kernreactoren gebouwd, waarbij de Verenigde Staten, Frankrijk en China de leiding hadden bij de bouw, en ongeveer de helft van de huidige mondiale installaties uitmaakten. Ongeveer 90 procent van de huidige werkende kernreactoren werd gebouwd in de jaren zeventig en tachtig, met een mondiale gemiddelde reactorleeftijd van ongeveer 32 jaar. Blijkbaar heeft meer dan 90 procent van de Amerikaanse reactoren verlengingen gekregen om tot 60 jaar te blijven functioneren.

De wereld herbergt ongeveer 420 GW aan geïnstalleerde nucleaire capaciteit, die naar verwachting zal stijgen tot ongeveer 620 GW in 2050. Tegenwoordig is dus ongeveer 5 procent van de in totaal 8,6 TW geïnstalleerde energiecapaciteit nucleair. [1] De ruim 400 kernreactoren droegen in 2022 bijna 10 procent bij aan de mondiale elektriciteitsopwekking van ongeveer 29.000 TWh (Figuur 1). (Slechts ongeveer 40 procent van de mondiale primaire energie van ruim 170.000 TWh wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken; de overige 60 procent wordt gebruikt voor industrie, verwarming en transport.)

Let op: de auteur schrijft ‘hernieuwbare energieën’ omdat ze in feite niet echt ‘hernieuwbaar’ zijn wanneer de levenscyclus, de grondstoffen- en energie-input en de gehele impact op het milieu in ogenschouw worden genomen. Waterkrachtenergie heeft bijvoorbeeld grootschalige gevolgen voor het milieu.

Download PDF 

Figuur 1: Mondiale energiecapaciteit, energieproductie en primaire energie

Bronnen: Schernikau gebaseerd op International Energy Agency (2023), https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2023; Energy Institute (2023), Statistisch overzicht van wereldenergie, (https://www.energyinst.org/statistical-review )

Kernenergie is de netto meest energie-efficiënte en grondstoffenefficiënte energiebron, met een energierendement op energie-investeringen (eROI) dat mogelijk tweemaal of meer bedraagt ​​dan dat van steenkool, gas of waterkracht. Kernenergie is ook een van de veiligste vormen van energieopwekking, gemeten in sterfgevallen per opgewekte MWh, met de minste impact op het milieu.

Dat maakt het des te verrassender dat kernenergie slechts een relatief klein deel van de mondiale elektriciteitsproductie voor zijn rekening neemt. Nog verrassender is het feit dat het aandeel van kernenergie voortdurend is afgenomen, omdat de uitbouw ervan geen gelijke tred hield met de mondiale groei van de vraag naar elektriciteit. Terwijl kernenergie in 2002 bijna 17 procent van de mondiale energieopwekking voor zijn rekening nam, daalde dit aantal tot 9 procent in 2023, omdat de absolute opwekking grotendeels onveranderd bleef op ongeveer 2.700 TWh (Figuur 2).

Dit zou kunnen veranderen na COP28, waarbij 22 landen hebben beloofd om de kernenergie tegen 2050 te verdrievoudigen. Dit zou tot 2050 ongeveer 30 GW per jaar impliceren – een vervijfvoudiging ten opzichte van het afgelopen decennium, maar in lijn met de hoogconjunctuur in de jaren tachtig. Maar zal dit een verschil maken of het mondiale energieprobleem oplossen?

De vraag naar primaire energie zal tegen 2050 waarschijnlijk met 40 tot 50 procent toenemen, gedreven door een bevolkingsgroei van ongeveer 20 procent en een groei van het energieverbruik per hoofd van de bevolking met ongeveer 25 procent. De vraag naar elektriciteit zal zeker sneller toenemen, niet alleen vanwege de huidige, niet altijd energiezuinige, drang om ‘alles te elektrificeren’. Het is dan ook duidelijk dat kernenergie aan deze groei zal bijdragen. Maar in absolute termen zullen andere bronnen – waarschijnlijk de beschikbare kolen en gas, maar ook, als de directe en indirecte subsidies voortduren, [2] intermitterende wind- en zonne-energie – het grootste deel van de capaciteitsgroei voor hun rekening nemen.

Figuur 2: Mondiale opwekking van kernenergie

Bron: IEA Elektriciteit 2024 (https://www.iea.org/reports/electricity-2024 )

Brandstof en technologie 

Uranium is wereldwijd overvloedig aanwezig, in granietgesteenten en opgelost in de oceaan, maar niet alles is geschikt voor gebruik bij de opwekking van energie. In theorie is de hoeveelheid ruimschoots voldoende om in alle menselijke energiebehoeften te voorzien. Er zijn echter zorgen over het verkrijgen van toegang tot voldoende uranium, verrijkt uranium en splijtstofassemblages. [3] Meer dan 50 procent van de commercieel levensvatbare uraniumvoorraden worden gevonden in Australië, Kazachstan en Canada; Kazachstan ontgint meer dan 40 procent van het uranium in de wereld. De Verenigde Staten zijn nu volledig afhankelijk van de import van uranium, en zelfs Rusland verbruikt tweemaal zoveel als het produceert.

Zorg over de beschikbaarheid van brandstof kan een schaduw werpen op enkele opwindende technologische ontwikkelingen, zoals reactoren van de vierde generatie of kleine kernreactoren, of kan verdere financiering voor thoriumreactoren aanmoedigen.

De eerste kerncentrale voor hogetemperatuurgasreactoren ter wereld van de vierde generatie – die een kiezelbedreactor bevat, gerund door de China National Nuclear Corporation – is eind 2021 in bedrijf genomen. [5] Kernenergie op basis van thorium belooft verschillende voordelen. inclusief een betere beschikbaarheid van brandstof, hogere efficiëntie, minder afval en een laag bewapeningspotentieel.

Kleine modulaire kernreactoren (SMR’s) zijn een interessante ontwikkeling omdat ze een meer kostenefficiënte, gestandaardiseerde minireactorconstructie met grote volumes mogelijk kunnen maken. SMR’s, die zelden ‘klein’ zijn, worden doorgaans gedefinieerd als een omvang van minder dan 300 MW en kunnen zelfs klein zijn als 5 MW; ze kunnen thermische en/of elektrische energie opwekken.

Momenteel zijn er wereldwijd waarschijnlijk ongeveer 70 SMR-projecten in ontwikkeling. SMR’s zouden flexibeler in gebruik kunnen zijn en zelfs sneller op en af kunnen schakelen. 

Kosten 

De huidige kosten van een kerncentrale variëren net zo sterk als de tijd die nodig is om er een te bouwen. 2 tot 13 miljoen dollar per MW en 4 tot 25 jaar zijn de algemeen bekende marges. Terwijl 40 procent van de kerncentrales binnen zes jaar werd gebouwd, vooral in China, worden de goedkoopste centrales gebouwd in China, India en Zuid-Korea.

De duurste staan ​​of zullen binnenkort staan ​​in de Verenigde Staten en Groot-Brittannië. De hoge kosten en vertragingen bij de bouw in het Westen zijn voornamelijk het gevolg van regelgeving – die naar de mening van de auteur economisch of wetenschappelijk niet kan worden gerechtvaardigd. Er wordt gehoopt dat de recente toename van de steun voor kernenergie, zoals aangetoond in COP28, hierin verandering kan brengen.

Bij volledige systeemkosten (volledige elektriciteitskosten, FCOE, of genivelleerde volledige systeemkosten van elektriciteit, LFSCOE) is kernenergie waarschijnlijk de duurste van alle conventionele of schakelbare manieren om energie op te wekken (Figuur 3). Toch is het nog steeds aanzienlijk goedkoper dan wind- en zonne-energie en biedt het een verwaarloosbare uitstoot. De aangegeven genivelleerde elektriciteitskosten (LCOE), een marginale kostenmaatstaf, van wind- en zonne-energie zijn echter zeer laag.

Opmerking: De auteur ondersteunt het principe van Idel van volledige systeemkosten en de impact ervan op wind- en zonne-energiekosten in vergelijking met beschikbare energie uit kernenergie, steenkool of gas [6] , USC = Ultra superkritisch, LCOE = Levelized Cost of Electricity, LFSCOE = Levelized Volledige systeemkosten van elektriciteit.

Figuur 3: Volledige systeemkosten van kernenergie versus alternatieven

Bronnen: Bank of America, https://advisoranalyst.com/wp-content/uploads/2023/05/bofa-the-ric-report-the-nuclear-necessity-20230509.pdf , gebaseerd op Idel (2022), https //www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544222018035

De bewering dat hernieuwbare energie uit wind- en zonne-energie goedkoop is en geen gevolgen voor het milieu heeft, is een cruciaal en schadelijk energie-economisch misverstand. LCOE is niet geschikt voor gebruik bij het vergelijken van intermitterende energiebronnen met uitschakelbare energiebronnen. [7] LCOE is een micro-economische in plaats van een totale systeemvisie, sluit zeven kostencategorieën uit (hieronder opgesomd) en zal daarom nooit een nauwkeurige indicator zijn waarop overheden hun energiebeleidsbeslissingen kunnen baseren. Er wordt geen rekening gehouden met intermitterende factoren, factoren met een lage natuurlijke capaciteit, de correlerende beschikbaarheid van wind- en zonne-energie op de verschillende continenten, en de locatieverschillen tussen vraag en aanbod.

Voor de hand liggende kosten die uit LCOE zijn weggelaten, zijn onder meer:

1. Back-up of langdurige energieopslag : wind- en zonne-energie vereisen ten minste 100 procent back-up of opslag voor elke geïnstalleerde MW. Dit komt door energieverliezen in back-up– en opslagsystemen en door het feit dat er doorgaans meer dan één back-up-/opslagsysteem nodig is, bijvoorbeeld voor energieopslag op korte en lange termijn.
2. Netwerkintegratie – dit omvat de kosten voor transmissie, distributie, balancering en conditionering.

Niet zo voor de hand liggende kosten die worden weggelaten uit LCOE op netwerkschaal zijn onder meer:

1. Efficiëntieverliezen: meer wind- en zonne-energie betekent minder activagebruik van back-up– of netwerksystemen.
2. Ruimtebeslag [8] – dit worden veroorzaakt door de lage energiedichtheid (per m²) van wind- en zonne-energie. Er zijn economische en ecologische kosten verbonden aan het gebruik van duizenden km² om de diffuse energie van zon en wind op te vangen.
3. Recyclingkosten: deze worden veroorzaakt door de lage energiedichtheid (per kg) en de korte levensduur van wind- en zonne-energie.
4. Milieukosten tijdens de exploitatie: deze omvatten de schade aan het planten- en dierenleven en de negatieve effecten op klimaatsystemen als gevolg van energieopwekking, inclusief opwarming, windwinning en atmosferische veranderingen.
5. Inefficiëntie op het gebied van grondstoffen en netto energie over de gehele waardeketen heen – dit omvat productie, verwerking, transport, modernisering, productie en recycling, en de gevolgen voor het milieu, onafhankelijk van de energieopwekking zelf.

Als je de bovengenoemde netwerkintegratie, back-up/opslag, operationele levensduur, energiedichtheid en (uiteraard) intermitterende problemen in ogenschouw neemt, dan zijn wind- en zonne-energie in feite veruit het duurst. In werkelijkheid stijgen de volledige systeemkosten van wind- en zonne-energie exponentieel met hogere penetratieniveaus in het systeem, wat indirect is bevestigd door de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO), het International Energy Economics Institute IEEJ, het International Energy Agency IEA en andere economische instellingen.

Conclusie 

Het lijkt erop dat de druk van de COP28 om kernenergie wereldwijd te bevorderen en te ondersteunen de juiste beslissing is. Er blijft veel potentieel over met een veel grotere nucleaire penetratie wereldwijd. Een beloofde verdrievoudiging van de hoeveelheid kernenergie vanaf 2022 (2.700 TWh of 9 procent van ongeveer 29.000 TWh wereldwijd) zou zich vertalen in ongeveer 8.000 TWh kernenergie in 2050. Als de elektrificatie doorzet, schat de World Energy Outlook 2023 van het Internationaal Energieagentschap dat de mondiale elektriciteitsopwekking op 50.000 TWh zal uitkomen. tegen 2050. Het aandeel van kernenergie zou dan toenemen tot iets meer dan 15 procent, nog steeds onder de 17 procent van 2002.

Lars Schernikau.

Vanuit macro-economisch oogpunt is er dus geen realistisch scenario waarin kernenergie zal volstaan ​​om aan de groeiende vraag naar energie van de komende dertig jaar te voldoen, vanwege (1) timing, (2) kosten en regulering, en (3) de het enorme volume van de groei van de vraag naar energie.

De ontnuchterende impopulaire waarheid is dat, zelfs als de nucleaire doelstellingen van COP28 worden gehaald, wat noodzakelijk is maar nog steeds een uitdaging is, dit slechts een fractie van de groei van de energievraag tot 2050 zal kunnen bevredigen, en dat we olie, steenkool, gas en waterkracht nodig zullen hebben en alle andere betrouwbare vormen van energiedichte voorziening om de rest te compenseren.

***

[1] IEA WEO (2023), https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2023.

[2] De mondiale gemiddelde subsidies voor wind- en zonne-energie per MWh zijn veel hoger dan subsidies voor steenkool, gas of kernenergie – https://robertbryce.substack.com/p/actually-solar-is-getting-302-times?publication_id =630873&utm_campaign=e-mail-post-title&r=79kdr ; www.unpopular-truth.com .

[3] Nuclear News Wire (2023), op de rand van een crisis, https://www.ans.org/news/article-4909/on-the-verge-of-a-crisis-the-us-nuclear – brandstof -gordian-knoop/.

[4] Wereldnucleaire Associatie.

[5] Global Times (2021), https://www.globaltimes.cn/page/202112/1242878.shtml .

[6] De auteur ondersteunt de Idel 2022-cijfers voor steenkool en gas niet, omdat steenkool gemiddeld lagere kosten heeft dan gas. BloombergNEF heeft bijvoorbeeld onlangs bevestigd dat steenkool goedkoper is dan gas, maar dat de werkelijke kosten per land verschillen, BloombergNEF (2023), https://about.bnef.com/blog/cost-of-clean-energy-technologies-drop -zo-duur-schulden-compensatie-door-afkoeling-grondstoffenprijzen/ .

[7] Schernikau (2024), https://www.eurasiareview.com/17012024-the-energy-trilemma-and-the-cost-of-electricity-oped/ .

[8] Schernikau et al. (2022), https://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4000800 .

***

Om dit artikel in het Oxford Institute For Energy Studies, nummer 139, Quarterly Jounral for Debating Energy Issues and Policies te lezen, klik hier.

Download PDF 

 

Paul Homewood van de website “Not al lot of people know that” houdt regelmatig de bosbranden bij die traditioneel elk jaar in Zuid Europa ontstaan. De data zijn afkomstig van een tweetal Europese instanties, namelijk Copernicus en EEA.

De ‘wildfire area’ cijfers van 2023 zijn nu bekend en de grafiek van 1980 t/m 2023 ziet er zo uit:

Fig.1     Bron: Paul Homewood

Te zien is dat het verbrande oppervlak in het jaar 2023 niet opvallend groot was. Opvallend is wel dat over de gehele periode 1980-2023 de trend omlaag gericht is met een afname van maar liefst 45%. De verschillen van jaar tot jaar zijn groot. Het jaar 2023 laat een gemiddeld beeld zien, het door bosbranden aangetaste oppervlakte in Portugal, Spanje, Frankrijk, Italië en Griekenland was niet opvallend groot of klein.

Jean-Pierre Geelen schreef op 25 juli 2023 een groot artikel over de Mediterrane bosbranden. De toon van het artikel was gematigd. Dat werd wat anders toen Geelen klimaatwetenschapper Karin van der Wiel van het KNMI interviewde:

Fig.2    Bron: Volkskrant

Nu is het wel zo dat de temperatuur in het Middellands Zeegebied vanaf 1980 opvallend is toegenomen, maar je kunt je afvragen of dat effect heeft op het verschijnsel bosbranden. Volgens de grafiek van figuur 1 in elk geval niet, er is sinds 1980 juist sprake van een sterke afname van ~45% van het door bosbranden aangetaste oppervlak. Bovendien, is het werkelijk zo dat een toename van de temperatuur met bijvoorbeeld 1,5 graad Celsius de kans op bosbrand doet toenemen? Wordt de vegetatie dan nog droger dan droog? Ik waag het te betwijfelen.

Kijken we naar de ontwikkeling van de neerslag in de bosbrandperiode van maart t/m oktober, dan ziet dat er zo uit:

Fig.3    Bron: KNMI

Van de 5 genoemde landen in het Middellands Zeegebied laten Portugal, Spanje en Griekenland een toename zien van de neerslag tussen maart en oktober, alleen Frankrijk en Italië laten een afname zien.

Karin van der Wiel vervolgt:

Fig.4    Bron: Volkskrant

De link naar dat onderzoek waaruit zou blijken dat ‘de Europese hittegolf van 2023 zo goed als onmogelijk had kunnen plaatsvinden zonder de verbranding van fossiele brandstoffen’ werkt niet meer. De pagina van de World Weather Attribution organisatie is blanco. Weggehaald. Ik vermoed sterk omdat de claim met die fossiele brandstoffen niet waar te maken was. Ook de opmerking van Van der Wiel dat de neerslag afneemt in hoeveelheid is onjuist, zoals ik hierboven heb laten zien.

Van der Wiel:

Fig.5    Bron: Volkskrant

Die laatste zin….. was het maar zo makkelijk. Maar de cijfers laten zien dat het ontstaan van bosbranden en de grootte van het oppervlak dat verbrandt niet zo simpel te verklaren is. Anders zou de grafiek van figuur 1 er heel anders hebben uitgezien.

Van der Wiel lijkt – zoals wel meer klimatologen- verblindt door de grote boosdoener, broeikasgassen. Tunnelvisie!

Fig.6    Bron: Volkskrant

Volgens Elias Tziritis, WWF coordinator, is vooral de mens de oorzaak van de duizenden natuurbranden die Griekenland de afgelopen jaren teisterden. ‘We geven klimaatverandering de schuld, maar de oorzaak ligt vaak bij de mens: elektriciens die aan het werk zijn, boeren die spullen verbranden, bijenhouders met hun rookapparaten.’

Cathelijne Stoof, docent aan Wageningen Universiteit en expert in natuurbranden zegt: ‘Media-aandacht is niet representatief voor de ernst en intensiteit van natuurbranden. Branden zijn voor veel media een manier om klimaatverandering in beeld te brengen. Het spreekt tot de verbeelding en ze zijn gemakkelijker in beeld te brengen dan enkel hitte.’

Dat laatste belooft nog wat voor de toekomst. De cijfers maken in elk geval duidelijk dat ‘klimaatverandering‘  de schuld geven van bosbranden (die niet toenamen) veel te simplistisch is. Een instituut als het KNMI zou dat moeten weten.

 

 

Het jaar 2023 ging de boeken in als het warmste jaar gemeten. Liefhebbers laten die metingen graag beginnen rond 1850, maar erg betrouwbaar waren die vroege data niet. Niet dat de thermometers zo slecht waren in die tijd, maar het probleem zit m met name in het berekenen van de gemiddelde temperatuur op aarde. Voor het berekenen van die gemiddelde temperatuur heb je een fijnmazig netwerk van thermometers nodig dat het liefst de hele wereld omspant. Dat lukte zelfs in 2023 niet, laat staan in de tweede helft van de 19^e eeuw. Vooral zeetemperaturen waren vele decennia het stiefkindje van die metingen, maar ook landmetingen waren lange tijd in grote delen van de aarde zeldzaamheden.

Daar kwam pas eind jaren ’70 van de 20^e eeuw een einde aan, toen we de beschikking kregen over behoorlijk betrouwbare satellietmetingen. Een voordeel is in elk geval dat die data vrijwel de gehele aarde omspannen. Alleen de gebieden direct rond Noord- en Zuidpool worden niet gedekt. Verder maakt het een satelliet niet uit of de metingen plaatsvinden boven oceaan (70% van het aardoppervlak) of het land.

Fig.1    Bron: NASA

Ik maak gebruik van de data van de AIRS, de Atmospheric InfraRed Sounder aan boord van NASA’s Aqua satelliet die in het voorjaar van 2002 de lucht in ging. Een van de meetinstrumenten meet de langgolvige straling, op basis waarvan de temperatuur op verschillende hoogten berekend kan worden. Ik maak gebruik van de oppervlaktetemperaturen, op basis waarvan NASA een model heeft ontwikkeld om geïnteresseerden de gelegenheid te bieden zelf temperatuurkaartjes van de aarde te maken:

Fig.2    Bron: NASA

Figuur 2 laat zien welke keuzes ik heb gemaakt. De temperaturen zijn anomalieën, de afwijkingen ten opzichte van een standaard periode. In dit geval de oppervlaktetemperatuur op aarde in 1×1 graden cellen voor januari 2023, ten opzichte van de gemiddelde januaritemperatuur van de tien voorafgaande jaren. Dat ziet er zo uit:

Fig.3    Bron: NASA

Bedenk dat de kaart gebaseerd is op de Robinsonprojectie, waardoor de gebieden richting Noord- en Zuidpool te groot worden weergegeven ten opzichte van de tropen. Zo is in figuur 3 Antarctica groter getekend dan Zuid-Amerika, terwijl in werkelijkheid Zuid-Amerika een ongeveer 25% grotere oppervlakte heeft.

Opvallend is de sterke afwisseling van januari anomalieën rond de Noordpool (figuur 3) die kenmerkend is voor een onstabiele polaire vortex (figuur 4 rechts). De polaire vortex is een lagedrukgebied van wervelende koude lucht boven de polen. In de winter breidt de polaire vortex op de Noordpool zich uit, waardoor koude lucht naar het zuiden wordt gedrukt.

Fig. 4    Bron: NOAA

Wanneer de polaire vortex stabiel is (links in figuur 4) houdt het de straalstroom in een cirkelvormige baan rond de aarde. Die polaire straalstroom is een band van hoge windsnelheid die een belangrijke rol speelt in de scheiding tussen koudere lucht in het noorden en warmere lucht in het zuiden. Maar wanneer de vortex verzwakt heeft de straalstroom onvoldoende kracht om zijn gebruikelijke koers aan te houden. Hij gaat dan golven. Daardoor breekt koude lucht richting zuiden en warme lucht krijgt de kans om ver richting Noordpool te stromen.

Naast het kaartje van januari 2023 (figuur 3) heb ik ook van de overige 11 maanden van 2023 een kaartje gemaakt, en van die 12 kaartjes een animatie:

Fig.4    Bron: NASA

Goed te zien is dat in de wintermaanden op het NH de ruimtelijke afwisseling van relatieve warmte en koude het opvallendste is rond de Noordpool, terwijl tijdens de winter op het ZH die afwisseling zich vooral rond Antarctica voordoet.

Fig.5   Bron: NASA

Bovenstaande animatie toont over een periode van 10 dagen in januari 2019 arctische lucht die vanaf de Noordpool  naar het zuiden uitbreekt over Noord-Amerika. Het is makkelijk voor te stellen dat als er in Canada en USA een uitbraak is van Arctische lucht, wij in West-Europa ons juist vaak in relatief zachte lucht bevinden. Een dergelijke situatie kan lang stand houden maar ook plotseling omslaan. Dan verplaatsen de fingers of cold and warm air zich naar het oosten of worden korter.

Maar het allerbelangrijkste voor de ontwikkeling van de globale temperatuur in 2023 zijn niet die sterke temperatuurveranderingen in de subpolaire gebieden maar wat er rond de evenaar in de Grote Oceaan plaatsvindt. De animatie van figuur 4 laat zien dat vanaf maart 2023 voor de kust van Peru de oppervlaktetemperatuur van het oceaanwater alsmaar toeneemt: er ontwikkelt zich een sterke El Niño. Hier is een korte uitleg van het verschijnsel:

Fig.6    Bron: Keith Meldahl

El Niño heeft grote effecten op het weer, niet alleen in de omgeving van het verschijnsel maar ook op andere delen van de wereld. De globale temperatuur wordt er sterk door beïnvloed. Maar hoe sterk? Laten we eerst eens kijken naar de huidige situatie in de tropische Pacific:

Fig.7    Bron: NOAA

Figuur 7 toont de Sea Surface Temperature (anomalie) in de ENSO regio van 7 jan-3 feb 2024. Ik wil nu de SST in de ENSO regio vergelijken met de global temperature op basis van satellietmetingen sinds 1979.

Voor de SST data gebruik ik de ONI data (Oceanic Nino Index), de 3-maands voortschrijdend gemiddelde van ERSST.v5 SST-anomalieën in de Nino 3.4-regio (5N-5S, 120-170W)]. De opwarmende trend in het signaal  wordt verwijderd, gebaseerd op gecentreerde basisperioden van 30 jaar. Dat ziet er zo uit:

Fig.8    Data: NOAA

Voor de temperatuur gebruik ik de maandelijkse satellietdata van UAH V6 van de onderste troposfeer sinds 1979. Om die temperatuurdata van de onderste luchtlagen te kunnen vergelijken met de ONI data heb ik de UAH data gedetrended, ik heb de trend van 0,15 °C/decade verwijderd. Het resultaat ziet er zo uit:

Fig.9    Data: UAH

Om beide signalen uit figuur 8 en figuur 9 visueel beter te kunnen vergelijken heb ik wat ruis verwijderd door een loess smoothing toe te passen over 12 maanden:

Fig.10    Data: NOAA en UAH

De correlatie is onmiskenbaar: super El Niños sturen de globale temperatuur -met een kleine time lag- zeer sterk. Let op dat uiterst rechts de blauwe lijn haast wegvalt achter de bruine lijn.  Een en ander betekent dat de opvallend hoge temperaturen van het jaar 2023 voor een flink deel bepaald werden door het ontstaan van een super El Niño in het centrale deel van de Grote Oceaan. Maar dat betekent ook dat we het verloop van  de globale temperatuur in 2024 ook goed kunnen voorspellen door te kijken wat El Nino gaat doen:

Fig.11    Bron: NOAA

Alle modellen voorzien een snelle daling van El Niño 3.4 SST anomalie tot voorbij de zomer, als de SST volgens de meeste modellen overgaat in La Niña, lagere dan normale SST in de Grote Oceaan.

Voor de globale temperatuur betekent dat die begin 2024 nog wel relatief hoog zullen zijn, maar wel  scherp dalend. Ik durf te wedden dat de komende paar jaren qua temperatuur onopvallend gaan verlopen. Overigens heb ik tijdens de temperatuurhysterie van de vorige super El Niño (2015/2016), 8 jaar geleden, een gelijkluidend verhaal geschreven als dit verhaal, zie hier. Ook toen werd de dominante invloed van ENSO in traditionele media grotendeels genegeerd.