‘België zal nooit spijt krijgen van investeringen in groene stroom’

Kleurt de toekomst van de energie automatisch groen, nu zon en wind de laagste productiekosten hebben? Dat is iets te kort door de bocht. Hernieuwbare energie is duurder dan gedacht als de extra systeemkosten worden meegeteld, zoals de noodzakelijke investeringen in back-up- en opslagcapaciteit. “Maar elke systeemtransitie kost geld. Een systeem dat grotendeels gebaseerd is op hernieuwbare energie is maatschappelijk het optimale”, zegt Joannes Laveyne, een energie-expert van de UGent.

Zon en wind wijzen de weg naar een klimaatneutrale energievoorziening, klinkt het steeds vaker. Niet omdat het moet, maar gewoon omdat hernieuwbare energie goedkoper is. “Maar als zon en wind de goedkoopste energiebronnen zijn, waarom gaat de energietransitie dan niet sneller? Waarom worden de prognoses voor de vraag naar fossiele brandstoffen dan verhoogd?” vraagt de Nederlandse energie-expert Jilles van den Beukel zich af.

Op het eerste gezicht oogt de energietoekomst groen. Elk jaar berekenen gereputeerde instellingen als het Internationaal Energie Agentschap (IEA) of de zakenbank Lazard de kostprijs van de verschillende productievormen van elektriciteit. De laatste jaren komen wind en zon als de goedkoopste bronnen van elektriciteit uit die vergelijking, hoewel de grootste prijsdalingen dateren van voor 2015 en de kostprijs van offshore windenergie sinds 2020 zelfs gestegen is. Vooral de klim van de rentevoeten heeft de investeringskosten hoger gejaagd. “Dat is geen tijdelijk fenomeen, maar een trendbreuk”, zegt Jilles van den Beukel.

Stijgende systeemkosten door hernieuwbare energie

Die berekeningen missen echter het grotere plaatje. De meest relevante vraag voor de samenleving is niet wat zonne- en windenergie kosten, maar wel hoe hoog de systeemkosten oplopen als zon en wind de hoeksteen van onze energiebevoorrading vormen. Een aantal onderzoekers heeft zich daarom gewaagd aan een berekening van de totale systeemkosten van de diverse elektriciteitsbronnen, inclusief de extra kosten om de wispelturige productie van hernieuwbare energie op te vangen (zie kader onderaan De extra systeemkosten van hernieuwbare energie). Waterdicht zijn die berekeningen niet, maar ze geven beleidsmakers wel extra handvaten om het ideale energiesysteem uit te tekenen.

De Amerikaanse energie-expert Robert Idel berekende in 2023 wat wind en zon aan de samenleving kosten als we ons elektriciteitsverbruik voor 100 procent op hernieuwbare energie zouden baseren. Voor Duitsland kwam hij uit op een systeemkostprijs van maar liefst 526 euro per megawattuur voor hernieuwbare energie (als een combinatie van wind en zon), tegenover 40 à 60 euro voor een aardgascentrale, en 114 euro voor kernenergie. De kritiek op die berekening luidt dat ze niet realistisch is, doordat nagenoeg geen enkel energiesysteem draait op één bron. “Die berekening gaat totaal voorbij aan de interactie tussen energiebronnen. Dat is een academische oefening die niet rechtstreeks bruikbaar is”, zegt Pieter Lodewijks, expert van onderzoeksinstelling VITO-EnergyVille.

Kort door de bocht

Ook Joannes Laveyne, een energie-expert van de UGent, vindt dat die berekeningen van de systeemkosten van hernieuwbare energie te kort door de bocht gaan. “Elke systeemtransitie kost geld, want je gaat van een bestaand, afbetaald systeem naar een nieuw, nog aan te leggen systeem. Vanaf de jaren zeventig hebben we ons elektriciteitsnet uitgebouwd van een verzameling regionale netten naar een geïntegreerd systeem rond grote energiecentrales, zoals de kerncentrales. Toen kon je ook opmerken dat de systeemkosten stegen. Maar dat was het waard, omdat de grote centrales energie tegen een lagere kostprijs produceerden. Hetzelfde zie je nu gebeuren. Hernieuwbare energie, die van nature decentraal is, kan goedkoper koolstofarme energie produceren dan conventionele centrales. Maar het vergt nieuwe investeringen om dat allemaal aangesloten te krijgen.”

De berekening van de systeemkosten van hernieuwbare energie houdt er ook geen rekening mee dat de vraag naar elektriciteit flexibeler wordt en zich dus almaar beter kan aanpassen aan de wispelturige productie. “De resultaten van Robert Idel zijn gebaseerd op de veronderstelling van een ongewijzigde vraag”, zegt Joannes Laveyne. “In België hebben we de elektriciteitsvraag ooit afgestemd op een systeem met grote centrales die continu draaien. De industrie ontwierp productieprocessen die gebruikmaken van die beschikbaarheid. Veronderstellen dat die vraag niet verandert, is een kapitale denkfout. Dan kom je inderdaad op gigantische systeemkosten uit voor opslag, buffers en back-up”, zegt Joannes Laveyne.

Nieuw systeem vraagt grotere flexibiliteit

Het vraagprofiel verandert wel, en zelfs snel. “Gezinnen met zonnepanelen verschuiven hun verbruik al uitgesproken. De industrie begint steeds meer in te spelen op de elektriciteitsprijzen. Bovendien staan we aan de vooravond van een nieuwe industriële revolutie, waarbij veel fossiel industrieel verbruik geëlektrificeerd moet worden. Die investeringen gebeuren nu in flexibele systemen die optimaal gebruik kunnen maken van dynamische prijzen”, zegt Joannes Laveyne.

Dankzij de digitalisering krijgen bedrijven en gezinnen ook meer mogelijkheden om hun verbruik aan te passen, zegt Joannes Laveyne. “Het grootste probleem van ons historische elektriciteitsnet was dat de prijsinformatie niet tot bij de verbruiker raakte. Er waren geen digitale meters. De gebruiker wist niet dat de kostprijs van elektriciteitsproductie per uur varieerde en de factuur kon door technische beperkingen niet per uur worden afgerekend. Logisch dus dat de vraag zich niets aantrok van het aanbod. Maar digitale toepassingen en de dynamische prijzen brengen daar steeds meer verandering in. Verbruikers zien in dat ze hun voordeel kunnen doen door te verbruiken als er veel aanbod is. Hoe meer dat gebeurt, hoe minder nood aan opslag er is en hoe optimaler het systeem wordt.”

Gezien de stijgende elektriciteitsvraag, zal België de volgende jaren in extra capaciteit moeten investeren, maar een doorgedreven flexibilisering kan tegen 2030 een grote gascentrale en tegen 2035 zelfs twee aardgascentrales uitsparen, leerde eerder studiewerk van Elia, de beheerder van het Belgische hoogspanningsnetwerk.

Maar al is flexibiliteit een must, eindeloos zijn de mogelijkheden niet. “Een deel van de vraag is flexibel, maar in de industrie moeten sommige processen blijven draaien en heb je dus continu voldoende stroom nodig. En bij een flexibele productie moeten ook je personeel en je logistiek kunnen volgen”, zegt Peter Claes.

80 procent hernieuwbare energie is de sweet spot

Is er dan geen correcte manier om na te gaan wat het meest optimale systeem is? “Toch wel, door in simulatiemodellen de maatschappelijke welvaart als maatstaf te nemen. En wat komt daaruit? Dat een systeem dat grotendeels, of voor ongeveer 80 procent, gebaseerd is op hernieuwbare energie, maatschappelijk het meest optimale is”, zegt Joannes Laveyne. “Dat komt vooral omdat zo’n model ervan uitgaat dat het verbruik zich voor een stuk aanpast aan het aanbod, omdat zowel residentiele als industriële verbruikers daar economisch hun voordeel bij doen, ondanks initiële investeringen. Natuurlijk kan niet alle vraag zich aanpassen en zal een deel weersonafhankelijke, stuurbare productie en opslag altijd nodig blijven, maar dat brengen die modellen wel degelijk in rekening. Er zijn ook tegenstemmen die stellen dat het potentieel van een flexibele vraag wordt overschat. De waarheid zal wel ergens in het midden liggen, maar het is onmogelijk te verifiëren zonder het te proberen”, zegt Joannes Laveyne.

Ook volgens de berekeningen van Robert Idel dalen de systeemkosten gevoelig als een beperkt aandeel stuurbare capaciteit beschikbaar blijft. “Elke transitie kost geld, maar je moet ook competitief blijven. In België is een systeem dat voor 100 procent op hernieuwbare energie draait bijzonder duur, omdat we bijvoorbeeld niet zoveel zon hebben als Spanje of niet zoveel wind als Schotland. Het kan, maar dan is onze energiebevoorrading niet competitief en niet gegarandeerd. Er is een alternatief door ook in te zetten op klimaatneutrale technologie zoals kernenergie en aardgascentrales met koolstofafvang”, zegt Peter Claes, de directeur van Febeliec, de federatie van industriële verbruikers van energie.

De laatste procenten in de race naar net zero beloven de duurste te worden

Het loont dus om wat stuurbare capaciteit achter de hand te houden om de kostprijs niet te laten escaleren. Anders gezegd: de laatste procenten in de race naar net zero beloven de duurste te worden. “De ideale oplossing voor heel wat regio’s is hernieuwbare energie aan te vullen met een back-up, zoals opslag of nieuwe of bestaande stuurbare centrales, met aardgascentrales als de meest logische keuze”, besluiten de analisten van Lazard. “De hamvraag is hoe we de wispelturige productie van hernieuwbare energiebronnen opvangen tegen de laagst mogelijke maatschappelijke kostprijs. Je hebt een mix nodig van hernieuwbare energie met verschillende productieprofielen, een flexibele back-up, opslag, vraagsturing en interconnectie. Een combinatie levert voor de maatschappij de meest efficiënte oplossing op”, zegt Mathias Verkest, de CEO van Otary, een Belgische ontwikkelaar van offshore windparken.

Ook de onderzoeksinstelling VITO-EnergyVille komt uit op een systeem met minstens 80 procent hernieuwbare energie als het meest kostenefficiënte model. “Met zon en wind kun je op 80 procent uitkomen. Met meer biomassa en geothermie kun je tot een hoger percentage komen”, zegt Pieter Lodewijks. De sleutel ligt dus in de uitbouw van hernieuwbare energie, luidt ook de analyse van Elia. “Als je diverse toekomstscenario’s met elkaar vergelijkt, is het maximaal uitbouwen van je eigen zonne- en windpotentieel een zeer efficiënte manier om de systeemkosten te beperken. Van die keuze zal een land dus nooit spijt krijgen”, zegt Marleen Vanhecke, de woordvoerster van Elia, ook verwijzend naar een nieuwe studie die Elia daarover binnenkort publiceert.

Niet beslissen is het duurst

België zal de sterk stijgende capaciteit van zonne-energie, met de bijbehorende overcapaciteit op zonnige dagen, wel beter moeten managen. “En ons potentieel aan hernieuwbare energie is onvoldoende om richting 2050 de sterk stijgende elektriciteitsvraag op te vangen. Het tekort aan CO2-neutrale productiecapaciteit zal België moeten opvangen met de import van offshore wind uit andere Europese landen en mogelijk aangevuld met kernenergie. Maar dat is een politieke keuze. Industriële processen die niet volledig geëlektrificeerd kunnen worden, zullen ook groene moleculen nodig hebben”, zegt Marleen Vanhecke. De nieuwe regering wacht de complexe opdracht om de energiemix van de toekomst te bepalen. Met 2050 als deadline rest er niet zo veel tijd meer om de transitie te realiseren. “De investeringen zijn groot en de doorlooptijd van projecten loopt makkelijk op tot tien jaar. Uit onze nieuwste studie blijkt alvast dat niet beslissen de duurste optie is”, zegt Marleen Vanhecke.

“Het is zeer belangrijk om België niet als eiland te zien”, zegt ook Pieter Lodewijks. “We weten dat het Belgische potentieel aan hernieuwbare te beperkt is en dat bijna het volledige technische potentieel zou moeten uitgebouwd worden. Dat impliceert een verdere uitbouw van offshore windparken en interconnectie. Dat zal de systeemkosten en dus ook de betaalbaarheid ten goede komen. Bij de huidige hoeveelheden hernieuwbare energie vertragen de nodige systeemaanpassingen en kosten de uitrol van hernieuwbare energie niet. Offshore wind heeft de laagste systeemkosten en kan als basislast worden gezien, zeker als je meerdere offshore zones met licht andere windprofielen aan elkaar kunt koppelen. Bij een toename van de capaciteit van onshore wind en van zonne-energie en stijgen de systeemkosten amper. Soms dalen ze zelfs.”

Omdat in het dichtbevolkte België de mogelijkheden van windenergie op land beperkt zijn, probeert België de mogelijkheden op de Noordzee maximaal te benutten. “Ook als producent van offshore windenergie menen we dat je zoveel mogelijk aan land moet doen, want dat is efficiënter en goedkoper. Maar offshore heeft als voordeel dat op zee meer wind staat en dat je grootschalige projecten kunt realiseren. Dat compenseert de extra kosten van offshore. Voor België is dat de enige manier om grote volumes aan windenergie te produceren”, zegt Mathias Verkest.

Intussen in de praktijk

De theoretische berekeningen en modelanalyses zijn wat ze zijn, maar wat zegt de praktijk intussen? Duitsland is dankzij de ambitieuze Energiewende al sterk afhankelijk van hernieuwbare energie. Bijna 20 procent van het Duitse primaire energieverbruik en de helft van het elektriciteitsverbruik zijn afkomstig van hernieuwbare energie. De uitstoot daalt, maar het prijskaartje is niet min. Hoewel het elektriciteitsverbruik de voorbije jaren stagneerde, verdubbelde de geïnstalleerde productiecapaciteit. Intussen overtreft de capaciteit de piekvraag met een factor drie. Meer capaciteit voor hetzelfde verbruik is nodig, doordat zon en wind minder benut kunnen worden en er reservecapaciteit nodig is. Vooral in de wintermaanden is het risico groot dat Duitsland een beroep moet doen op lng en steenkool om het licht aan te houden.

Ook in België stijgt het geïnstalleerde vermogen veel sneller dan de – voorlopig nog – stabiele vraag naar elektriciteit. Maar Stefan Kapferer, de CEO van 50Hertz, de dochter van Elia Group die het elektriciteitsnetwerk in het oosten van Duitsland beheert, zei eerder dit jaar in Trends: “Het energiesysteem kan perfect draaien op hernieuwbare energie. We draaien in onze zone nu al regelmatig voor 100 procent op hernieuwbare energie. Vaak hebben we zelfs overschotten, die we exporteren naar Polen of het zuiden en westen van Duitsland, waar de vraag hoger is en het aanbod van hernieuwbare energie lager. Uiteraard is er betrouwbare back-upcapaciteit nodig als er te weinig wind of zon is. Het prijskaartje lijkt hoog, maar elk energiesysteem vergt een pak investeringen. De elektriciteitsprijzen voor de Duitse gezinnen zijn vandaag vergelijkbaar met de prijzen van voor de oorlog in Oekraïne. Op lange termijn ben ik optimistisch dat een groen energiesysteem competitief kan zijn. De kostprijs van te weinig investeringen zou veel hoger zijn.”