Print

kerncentraleTechnische analyse van de Energyville studie over de sluiting van de kerncentrales

Lees hier de beoordeling voor niet specialisten

Vanuit de Belgische politiek waren de voorwaarden voor de kernuitstap vervat in 3 kern voorwaarden: betaalbaarheid , leveringszekerheid en haalbaarheid .

Het gebruikte berekeningsmodel mist een extreem belangrijke risico component en is een ” road to disaster”. Bij de bepaling van de energie mix werd immers aan kritische condities als “dunkelflaute” in de winter of de “duck curve” in de zomer voorbij gegaan en onderschat men daardoor de back-up behoefte. Nog erger is het10% import gebruikt voor het invullen van piek tekorten leid tot 50% productie tekort. In de hoge ambitie simulatie werd zelf 20% import aangenomen. Dit leid ongetwijfeld tot gebrek aan leveringszekerheid en een verdubbeling van de energiekost blijkt uit de meeste scenario’s . Dit toont aan dat de gesimuleerde kernuitstap op papier misschien haalbaar is maar praktisch zeker niet. 

 

Het studie rapport

 

De energyville studie https://www.energyville.be/pers/energyville-lanceert-aanvullende-systeemscenarios-voor-elektriciteitsvoorziening-belgie-2030 vermeldt “De kracht van de gehanteerde methodiek is dat de scenario’s berekend worden strevend naar het minimaliseren van de totale systeemkost voor de voorziening in alle sectoren”. Het objectief is bijgevolg geen lage stroomkost. De auteurs willen antwoord geven op volgende vragen:

  1. Hoe zal onze elektriciteitsproductie eruit zien in 2030 en volgende jaren, rekening houdend met het brede kader van hernieuwbare en klimaatambities op de meest kostenoptimale manier?
  2. Hoe beïnvloedt de verlenging van 2 nucleaire centrales met 10 of 20 jaar de verdere Belgische elektriciteitsvoorziening tot 2050?
  3. Wat is de impact van evoluties en beslissingen in aangrenzende landen op het Belgische elektriciteitssysteem?
  4. Welke rol speelt elke technologie in de scenario’s en wat is de impact op de CO2-emissies en kosten van het elektriciteitssysteem?

Energyville bestudeert daartoe twee lange-termijn paden, bestaande uit de huidige hernieuwbare energie-ambitie en een hoge hernieuwbare energie-ambitie met tijdshorizon 2050. Elke ambitie bestaat uit 3 scenario’s, namelijk in 2025 sluiten van kerncentrales, en 2GW kernenergie behouden voor 10 jaar resp. 20 jaar.  Hierbij stijgt de CO2 prijs  tot 84 €/ton in 2030 en 160 €/ton in 2050.

Die cijfers voor CO2 zijn puur kunstmatig want ze worden politiek bepaald, fossiel word gepenaliseerd en de resultaten worden in de gewenste richting geduwd , dit is puur bedrog (1*).

De conclusies geformuleerd volgens Energyville (2*) komen sterk samengevat hierop neer:

  1. Huidige ambitie:Hernieuwbare elektriciteitsproductie bedraagt 50% in 2030
    1. Nucleaire verlenging verlaagt de nood aan investeringen in gascentrales en heeft een verwaarloosbare impact op investeringen in hernieuwbare energie.
    2. 10 jaar nucleaire verlenging met 2GW verlaagt de CO2-emissies van de elektriciteit sector met 25 Mton over de volle periode.
    3. 20 jaar verlenging met 2GW levert 45 Mton over de ganse periode.
    4. Nucleaire verlenging verlaagt de jaarlijkse kost van het elektriciteitssysteem met 106 à 134 M€.
    5. De productiekost zal toenemen vanaf 38€/MWh https://www.creg.be/sites/default/files/assets/Prices/boordtabel.pdftot zo’n 70 €/MWh tegen 2030. Nucleaire verlenging doet deze prijs dalen met ongeveer 1 €/MWh.
    6. Import van 10% per jaar.
  1. Hoge hernieuwbare ambitie:Hernieuwbare elektriciteitsproductie bedraagt 66% in 2030
    1. Nood aan meer import op korte termijn en dag/nacht batterijopslag op langere termijn.
    2. Het belang van interconnectie met onze buurlanden want import neemt toe tot 20% in 2030
    3. De productieprijs van elektriciteit neemt van 38€/MWh toe tot zo’n 64€/MWh in 2030, maar daalt daarna sterk tot 46 €/MWh in 2040 
    4. Het aantal uren op jaarbasis waar de groothandelsprijs daalt onder de 20 €/MWh neemt toe tot 4300 h/jaar in 2040 , lange termijn en zelfs seizoenopslag wordt essentieel.

De conclusies van deze studie zijn duidelijk selectief:

  1. Wat investeringen betreft hebben de kranten het kortzichtig over een jaarlijkse besparing van meer dan 100 miljoen (106-134 M€) bij openhouden van 2 kerncentrales zijnde ongeveer 1€/MWh, en waarbij openhouden van 2 kerncentrales de aangroei van hernieuwbaar niet hindert ( Greenpeace is het daarmee niet eens, en Groen! beweert dat het rapport het tegenovergestelde https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2020/11/21/podcast-de-afspraak-op-vrijdag-met-meyrem-almaci-geert-noels/ zegt).
  2. Wat kostprijs , leveringszekerheid en haalbaarheid betreft was geen media aandacht voor de energie prijs-verdubbeling tot 70 €/MWh tegen 2030 ( nu 40€/MWh), de 10% import (dat afhankelijkheid creëert) en de nood aan dag/nacht batterijopslag voor de leveringszekerheid, en een haalbaarheidsstudie is niet uitgevoerd..

Uitgebreider info is te vinden in de 18 september power point presentatie  https://www.energyville.be/sites/energyville/files/downloads/2020/20200918_fullpresentation.pdf 

Deze conclusies liggen ver af van de drie politieke kernvragen voor de kernuitstap , ook de MSM had daar geen oog.

Opmerking: Voor de burger staat veel op het spel. De ernst van het probleem is zo groot  https://www.climategate.nl/2020/12/93998/ dat B. Voorhorst, operationeel directeur TenneT zegt: “Wij willen met de overheid en met de industrie bekijken hoe we de elektriciteitsvraag meer kunnen laten meebewegen met de beschikbaarheid van duurzame energie.”En daarmee toegeeft dat vraagsturing van elektriciteit in de toekomst onhaalbaar wordt, dit is een achteruitgang met verhogen van de complexiteit en kosten.

Bespreking van het rapport

 

Er wordt getracht maximaal informatie uit de studie te halen op zoek naar het antwoord op de drie kernvragen voor kernuitstap.

De studie zelf is zeer summier en geeft te weinig informatie over de aangenomen uitgangspunten essentieel voor de beoordeling. Daarom is gezocht naar vroegere Energyville studies rond dezelfde problematiek maar met betere omschrijving zoals de 2017  Energyville studie aangevraagd door Febeliec (Federation of Belgian Industrial Energy Consumers) Energy Transition in Belgium – Choices and Costs https://www.energyville.be/sites/energyville/files/downloads/2018/energyville_energy_transition_in_belgium_choices_and_costs_final_27apr2017_pverratum_0.pdf.

Deze geeft meer informatie en is een uitgebreide analyse voor de periode 2020-2030 waarbij hetzelfde TIMES berekeningsmodel gebruikt wordt, echter met andere insteek. Daarin werden methodologie en scenario ontwikkeling grondiger beschreven. Er zijn raakpunten tussen beide studies, vandaar de veronderstelling dat de ENGIE studie een voortzetting ervan is tot 2050, waarbij de daarin aangenomen beperkingen ondersteld worden geldig te blijven, en gebruikt kunnen worden in de verdere bespreking.

De studie maakt gebruik vanhet voor België geactualiseerde TIMES https://www.iea-etsap.org/  energy system modelling software van ETSAP  https://iea-etsap.org/   ( Energy Technology Systems Analysis Program ), behorende tot IEA https://www.iea.org/   (International Energy Agency). Een model gebaseerd op lineaire programmering.

In lineaire programmering worden de beperkingen beschreven als een set van lineaire vergelijkingen.

De waarde van de variabelen wordt bepaald door deze in te passen in één doelfunctie, bijgevolg is het programma ongeschikt om tegelijk de 3 kernvoorwaarden voor kernuitstap behandelen, vandaar dat de auteurs ( of ENGIE?) voor eigen doelstellingen kozen die sterk afwijken van de politieke vraag.

Wat niet in rekening gebracht wordt zijn de ondersteuningsmechanismen ( subsidies , premies , vrijstellingen, groene stroom certificaten, CRM (Capacity Remuneration Mechanism)…..) die net de drijvende krachten zijn achter de investeringen in vergroening (zonder die ondersteuning is HE onrendabel). Het voordeel is dat deze studie hiermede een vergelijking met reële kosten toelaat, maar resulteert in onderschatten van de totale kostprijs.

Hierna worden de drie eisen voor de kernuitstap gekoppeld aan gegevens van de ENGIE en Febeliec studies

 

Kostprijs

 

De stroomkost bestaat uit vier elementen die onder de VREG beheer staan en één er buiten.

  1. De energiekost leverancier , is een arbitraire kost die niets te maken heeft met werkelijke productiekost, deze garandeert dat producenten van niet HE overleven waarbij de EU vrije marktwerking functioneert.
  2. De netwerkkost , die de kosten draagt voor een in wezen dubbel netwerk ter beschikking van NHE en HE , het omvat de distributie en transmissiekosten. De recente explosieve kostenstijging is op conto van HE. Zonder belastingen is deze 25% hoger dan de energiekost.
  3. De heffingen vertegenwoordigen het verschil tussen de productiekost van HE ( biocentrales, zon, wind, WKK…) en de energiekost, andere kosten zijn de terugdraaiende teller, kortingen en gratis stroom voor de armen. alsook een federale bijdrage van 1,25% en de 0,91% energie heffing.
  4. Belastingen , De BTW is 21% maar door een aantal manipulaties is volgens de VREG maar 17,1%
  1. Subsidiesworden buiten de stroomkost gehouden en direct gedragen door de belastingbetaler om de stroomkost kunstmatig te verlagen, zoals de nieuwe regeling in Vlaanderen voor zonnepanelen bezitters en de CRM regeling om gascentrales te subsidiëren bij de kernuitstap. Deze maatregelen maken de werkelijke stroomkost minder zichtbaar en transparant.

Kostprijselementen

Om het aantal simulaties tot 120 te beperken koos Energyville voor 10 referentiedagen over het jaar met berekeningsstappen van 2uur. Een voorbeeld van een referentiedag is de grijze winterdagop 16 jan 2017 die ver af ligt van een dunkelflaute

156 1

De bijhorende energiemixverdeling ziet er als volgt uit

156 2

Een dergelijke aanpak leidt tot foute conclusies door negeren van het kern probleem, namelijk dat de meest kwetsbare situaties moeten ingevuld worden. Het is bekend uit Australië en Californië dat de risico’s op niet leveren ( black out) zich situeren in de winter bij dunkelflaute en in de zomer wanneer de “duck curve”risico vol is. Als voorbeeld blijkt uit bovenstaande grafiek dat de 10% import gebruikt wordt om piekbelastingen te dekken , dit leid bij de berekening voor “day9 TS10” tot 50% import berekend op de beschikbare  productiecapaciteit terwijl de omliggende landen net ook die piek zullen ervaren waardoor de kans op import nihil is, dit is een verdoken black out en een zware fout geaccepteerd door de onderzoekers.

Dicht bij dunkelflaute aanleunend was bijvoorbeeld 11 feb.2021 ,Het Belgische HE gemiddelde was die dag 10,7% waarvan 3,3% zon, sterk afwijkend van bovenstaande referentiedag met ca 20% HE. Bijgevolg  wordt de gemiddelde noodzakelijke import voor die dag niet 10% maar 20% en bij “dunkelflaute” bijna 30%. Is die import onmogelijk dan ontstaat een black out of een brown out ( afschakelplan). De enige oplossing hiervoor is dat meer back up ( hier gascentrales) voorzien worden, daardoor stijgen de investeringen, subsidies en CO2 uitstoot, en bijgevolg hogere kostprijzen. Met zekerheid kan gezegd worden dat de ENGIE studie de behoefte aan gascentrales met deze werkwijze zwaar onderschat en risico op black out inbouwt.

Omgekeerd waren volgens onderstaande grafiek in 2017 al periodes met overaanbod resulterend in negatieve prijzen. In april waren twee dagen (weekends) met hoge negatieve prijzen 4 à 5 maal hoger de gemiddelde consumentenprijs. Een situatie die met stijgende zonnepanelen promotie onhoudbaar wordt.

156 x

De bijhorendeenergiemixverdeling ziet er als volgt uit:

156 3

 

Uit onderstaande grafiek blijkt dat solar installaties ca 50% duurder zijn, maar veel erger is het slecht gebruik van de netwerken en daardoor hoge investeringen. Dakpanelen zijn voor onze breedtegraad een zeer slechte energiebron.

156 4

156 5

Pompinstallaties zijn duurder (1000€KW) in investering met lagere rendementen maar hun betrouwbaarheid en levensduur is merkelijk beter

  1. Batterijen

156 6

Batterijen zijn vooral te verkiezen voor de opvang van zeer snelle verschijnselen ( miliseconden) .Naast kostprijs beperken levensduur , brand en explosiegevaar de toepassing ervan zeer sterk.

  1. Energie conversie

Een alternatief voor batterijen is  de conversie van elektrische stroom naar brandstof onder gasvorm of vloeistof . Waterstof wordt zeer veel genoemd maar heeft nog steeds geen maturiteit en is een dure oplossing , waterstof geproduceerd uit aardgas is een halve tot een orde goedkoper

Decarbonisatie tegen 2050 is het EU objectief ( EU Green Deal) waarbij fossiele energie uitgesloten wordt. Om het aandeel HE te maximaliseren is het de bedoeling in te zetten op geografische interconnectie van alle landen in een Europees netwerk ( zelfs met een idee voor een verbinding over Rusland naar China),dat zones met energie overschot koppelt aan landen met tekorten waarbij overschotten zouden opgeslagen worden.

Netwerkkosten zijn volgens de VREG momenteel ongeveer 25% hoger dan de energiekost en stijgen veel sneller met invoeren van HE dan de HE kost zelf. Het laaghangend fruit is geplukt en de duurdere oplossingen als onderzee kabels komen in gebruik. Zo wil Van der Straeten een 2 miljard€ kostende kabel van Zeebrugge naar de futuristische 46ha https://www.deingenieur.nl/artikel/denemarken-kiest-voor-enorm-energie-eiland vlottende energie hub van Denemarken .    

Het technisch en financieel slecht rendement van gas centrales onder back up regime noodzaakt een CRM regeling tot 940M€/jaar, volgens De Tijd mogelijks halveerbaar.

Leveringszekerheid

Hoger is aangetoond dat zelfs op Europese schaal een constante energiestroom via HE onmogelijk is en afhankelijk is van voorspelbare en onvoorspelbare factoren. Voor Zon zijn dit wolken en de “duck curve” , voor wind is de “dunkelflaute” een realiteit die met netwerken slechts ten dele oplosbaar is.Tevens levert wind niet altijd wat officiële modellen aangeven, investeerders zijn op deze basis  een rechtszaak gestart tegen de Australische staat.

Kabels en hoogspanningsleidingen zijnkwetsbaar voor aanslagen en accidenten (een UK landbouwer sterft per jaarhttps://www.fwi.co.uk/business/business-management/health-and-safety/video-tractor-crashes-130kv-electricity-pylon door botsing met hoogspanningsleidingen)

De bedrijfszekerheid van windmolens is een orde lager dan kerncentrales.

156 7

Bovenstaande grafiek werd gebruikt om het succes op 8 dec. aan te tonen zonder oog te hebben voor de potentiële dunkelflauten in de omgevende dagen met lage prestaties en grote vraag. Dat deze gevaarlijk zijn toont de US black out op 15-16 feb.2021 , 8 miljoen mensen in Texas (Houston) en noord Mexico kregen voor 4 dagen rollende onderbrekingen  door een sneeuwstorm. Een cascade startte met het stilleggen van windturbines wegens ijsvorming op de wieken, en door aanvriezen van de gasafname-punten en afschakelen van het net van gascompressoren, vielen gascentrales uit en waren de netwerken door de hoge vraag overbelast.

Dichter bij ons in Zweden https://www.trouw.nl/buitenland/stroomtekort-in-zweden-door-windstille-strenge-winter~bbce7e69/  bracht dunkelflaute stroomtekort, de prijzen werden 5X hoger en de radio omroep STV vroeg om niet te stofzuigen.

Volgens bovenstaande grafiek leverde wind in de EU op jaarbasis 14% van de energie metcapaciteitsfactor 24% . Denemarken heeft met 41% de hoogste penetratiegraad van windenergie. Toch waarborgt eenEU omvattende interconnectie geen constante energiestroom met wind. Opvallend is het seizoenprofiel waarbij de zomerproductie een factor 2 lager ligt dan de winter.Uiteraard is het patroon per jaar verschillend.

Zonne-energie met slechts 10% productie in de winter kan het zomerverlies voor wind compenseren maarook dat levert geen continue energiestroom vanwegede nacht en wolkendekking. Zonder back up zal vraag en aanbod nooit in evenwicht zijn..

Aanvulling door import van stroom via het netwerk uit ver afgelegen landen is een wensdroom want de dips in de grafiekbewijzen het tekort over gans de EU. Een kabelverbinding van Zeebrugge naar Denemarken is slechts een deeloplossingen en waardeloos bij dunkelflaute.

De conclusie is dat met de totale wind en zon productie geen leveringszekerheid gerealiseerd kan worden ondanks een Europees netwerk.

 

Oplossingen ?

  1. opslagcapaciteit voor ordegrootte twee weken zoals de winterpieken aantonen is economisch niet haalbaar. 70 jaar batterijonderzoek heeft nog steeds geen doorbraak opgeleverd, de kansen op een liefst twee orden betere batterij zijn nagenoeg onbestaand.
  2. opheffen van prioriteit op het net waardoor piekproductie verdwijnt , dit zal nodig zijn om de negatieve stroomprijzen te beheersen maar dit brengt de rentabiliteit van de HE in gevaar.Hernieuwbare energie zou moeten verplicht worden om voor de noodzakelijke back up te zorgen.
  3. conversie naar andere energieën zoals waterstof en synthetische fuels . Dit is een sprong in het onbekende. Waterstof uit water is 5X duurder dan uit gas en de conversie van elektriciteit over waterstof en terug elektriciteit gaat gepaard met 80% verloren energie
  4. Back up centrales. Bio centrales liggen zwaar onder vuur en zijn niet haalbaar voor 2050,

      WKK zijn niet fossiel vrij. Biocentrales zijn een ramp voor de natuur.

  1. (Kleinere) modulerende kerncentrales zijn een  haalbare oplossing binnen een set aan nodige technologieën, fossiele inbegrepen, zeker gedurende nog vele decennia. De ultieme oplossing voor  elektricitietsproductie (géén proceswarmte) is kernfusie met commerciële reactoren beschikbaar te vroegste vanaf 2050, wellicht eerder in China.

Haalbaarheid

 

Technisch : De voorgaande European Wind generation grafiek toont aan dat een opslagcapaciteit nodig in de orde van 2 weken voor een kwart tot de helft van de totale productie wat onhaalbaar en onbetaalbaar is.

Juridische onzekerheid en belemmering: Het EU Nevele arresthttps://curia.europa.eu/jcms/upload/docs/application/pdf/2020-06/cp200077nl.pdf bepaalt dat een MER nodig is voor windturbines waardoor de turbines in Nevele er onwettig staan en de 3 megaturbines in het nabijgelegen Lievegemhttps://www.standaard.be/cnt/ad31je8b  geen vergunning kregen.

In Nederland is plaatsing verplicht gemaakthttps://www.omroepflevoland.nl/nieuws/205667/boer-moet-verplicht-meewerken-aan-bouw-windturbine-op-eigen-land  door een rechter, anderzijds houd een beschermde vogel er de bouw van een windpark tegenhttps://www.gelderlander.nl/ede/deze-bedreigde-roofvogel-zet-streep-door-windmolens-op-de-veluwe-kansloze-missie~ac5cac5f/

Volksgezondheid en milieu: windmolens worden door de bevolking geweerd vooral door geluid en slagschaduw. De afstand tot bewoning zal toenemen waardoor minder molens kunnen geplaatst worden . Offshore zouden trillingen de oorzaak zijn van desoriëntatie bij vissen.

Onzekerheid: BASFhttps://www.vrt.be/vrtnws/nl/2021/02/09/basf-trekt-streept-door-plan-om-nieuwe-gascentrale-te-bouwen-in/ heeft gedemotiveerd afgehaakt voor een megacentrale in de haven

Voor de3,85 GW aan nieuwe CCGT gascentrales ( 5 eenheden van 800MW) nodig tegen 2025, is de CRM regeling er nog steeds nieten de haalbaarheid is  twijfelachtig wegens het tijdsverlies.

Recente evolutie

  1. Op vrijdag 8 jan 2021 is Europa ternauwernood aan een massale black out ontsnapthttps://futurezone.at/digital-life/massive-stoerung-im-europaeischen-stromnetz/401150544
  2. De regering heeft de MER studie https://www.demorgen.be/nieuws/niet-enkel-nederlanders-en-duitsers-zelfs-de-zweden-mogen-hun-zeg-doen-over-levensduurverlenging-doel~b681aff46/ voor kerncentrales uitgebreid tot 1000 km. Veel landen zijn nu betrokken. Nederland deed dit niet voor de verlenging van Borsele  https://www.laka.org/nieuws/2019/bedrijfsduurverlenging-zonder-inspraak-mag-niet-en-borssele-11023 en heeft nu inspraak ..
  3. Engie https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2020/11/18/engie-electrabel-schrapt-investeringen-voor-levensduurverlenging/ heeft besloten de investeringen voor de laatste 2 kerncentrales te staken want de vergunningsverlenging zit er niet meer in of komt te laat
  4. de facto heeft de regering de regie uit handen gegeven, https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2020/11/24/uitbater-engie-electrabel-wil-beslissing-over-kernuitstap-tegen/
  5. Een vergelijkende studie tussen Nederland en Tsjechië vanuit de ERC groep van het EU parlement toont aan dat kerncentrales onontbeerlijk en goedkoper https://www.nucleairerenaissance.nl/
  6. De exodus van High Tech kan beginnen. Hoge energieprijzen in Duitsland worden een economisch nadeel , https://www.cleanenergywire.org/news/chipmakers-lament-high-taxes-and-levies-electricity-germany  onder andere chipfabrikanten Siltronic en Infineon dreigen Duitsland te verlaten.

 

Voetnoot  (*)

Men heeft bedrijven eerst gelokt naar het systeem door meer credits te geven dan ze gezamenlijk nodig hebben voor hun processen (en verkoop ervan te laten gebruiken als extra bedrijfsinkomen).

Maar nu begint de EU kunstmatige schaarste te creëren door minder credits ter beschikking te stellen dan nodig voor de processen. Door het politiek beslissen over de grootte van de schaarste beslist men de facto dus ook politiek over het stijgen of dalen van die CO2-prijs.

Het is een politiek monopoliespel waarbij de regels gaandeweg worden aangepast in functie van het door de EU gewenste resultaat. Een woord: Boerenbedrog.   

 Dr Eric Blondeel