Fred Udo.
Een bijdrage van Fred Udo.
Waterstof is geen energiebron, maar een energiedrager.
Het is vijf jaar geleden, dat met veel publiciteit en enthousiaste commentaren het Energieakkoord werd gesloten. Het verstoken van fossiele brandstoffen zou in hoog tempo vervangen worden door gratis wind en zonne-energie. Langzaam breekt nu het besef door, dat energie uit oncontroleerbare bronnen nooit in staat zal zijn de plaats in te nemen van vraaggestuurde energie zonder dat grootschalige energieopslag beschikbaar komt. Het verbaast dan ook niet dat de media ons nu overspoelen met verhalen over technieken die energieopslag zullen gaan verzorgen. Nog recentelijk concentreerde de opslaghype zich vooral op de grootschalige inzet van accu’s. Die hype is onder druk van de realiteit aardig geluwd. Sinds enige tijd wordt alle heil verwacht van wat men de waterstofeconomie noemt. Matthijsen heeft al een oordeel gegeven. Dit stuk geeft een strikt cijfermatige beschouwing daarover. De conclusies laten weinig ruimte voor waterstofoptimisme.
1. Windstroom in 2030
Er worden nu in het kader van het nieuwe klimaatakkoord vergaande scenario’s opgesteld voor de vergroening van onze stroomvoorziening. Men zet hoog in op windenergie. Een gematigd scenario van het PBL voorziet 10GW wind op land en 10GW wind op zee in 2030. Hierbij moet worden aangetekend, dat door de geringe levensduur van zwaaipalen het bestaande windvermogen in Nederland voor 2030 in zijn geheel vervangen moet worden.
Het CBS rapporteert 3245 MW op land en 957 MW op zee in 2018.
In de volgende 12 jaar zal de vraag naar stroom stijgen, want wij mogen geen gas meer gebruiken en de auto’s hangen in 2030 allemaal aan de laadpaal.
Deze toekomstmuziek is in deze beschouwing niet in rekening gebracht, dus het stroomverbruik blijft in onze berekening constant tot 2030.
Stellen wij de gemiddelde capaciteitsfactor a) van de toekomstige Nederlandse zwaaipalen op land en op zee samen op 30%, dan is de totale stroomproductie van 20GW windvermogen per jaar: 0,3 x 20 GW x 8760uur = 52560 GWh b)
De productie uit 20 GW windvermogen is dan 44% van het totale Nederlandse stroomverbruik van 120000 GWh per jaar. De klimaattafel energie denkt dat 44% windvermogen ingepast kan worden in het elektriciteitsnet, zodat de rest met het verstoken van biomassa en het plaatsen van zonnepanelen opgelost kan worden, maar in 2030 moeten de kolencentrales, die biomassa kunnen verstoken, volgens deze zelfde klimaattafel gesloten zijn….
De klimaattafel maakt nog een vergissing, want het aandeel van 44% wind in de elektriciteitsproductie is niet zonder grote verliezen in te passen in ons distributienet. De bijdrage van 44 % die volgt uit de bruto productie van 20 GW zwaaipalen is onrealistisch, omdat 20 GW windvermogen veel groter is dan de gemiddelde stroomvraag van 14 GW. De inpasverliezen of curtailment zijn bij 44% windbijdrage ongeveer 35% van de geleverde windstroom. Zie: Fred Udo, ‘Curtailment in the Irish power system‘.
Het aandeel van gas in de stroomvoorziening is dan nog steeds 70%, terwijl het rendement van de gascentrales serieus wordt aangetast.[i].
Dit is alleen op te lossen door stroomoverschotten op te slaan en te gebruiken bij weinig wind.
Op deze manier kan een constante stroom (basislast) gegenereerd worden gelijk aan het totale vermogen vermenigvuldigd met de capaciteitsfactor. In 2030 zal dit dus zijn: 0,3 x 20GW = 6GW. Dit betekent, dat alle windstroom boven de 6 GW in de opslag verdwijnt en er weer uitkomt bij weinig wind.
De berekeningen gemaakt om te zien hoe windstroom via opslag tot basislast gepromoveerd kan worden laten zien, dat de benodigde opslagcapaciteit enorm is.
Deze berekeningen brengen verliezen bij de opslag niet in rekening [ii].
De voorgestelde technieken zijn of niet mogelijk in Nederland (waterkracht) of zijn te duur (accu’s).
De omzetting van elektriciteit in gas is voor Nederland de enig mogelijke vorm van grootschalige opslag van windstroom.
2. Waterstof
De productie van waterstof door elektrolyse van water wordt nu voorgesteld als de ultieme oplossing van het opslagprobleem voor windstroom. Het idee is om overtollige windstroom via elektrolyse van water om te zetten in waterstofgas en dat gas dan op te slaan voor de periode dat er niet voldoende wind is.
Waterstof is geen energiebron, maar een energiedrager.
Per kilogram is waterstof een goed medium:
-
Brandstof
Energieinhoud MJ/kg
Waterstof
141,80
Methaan
55,50
Bron: Wikipedia
Puur waterstofgas is een onhandelbaar goedje en weegt maar 0,1 gram per liter bij normale temperatuur en druk (NTP).
Er is heel veel van nodig, maar het condenseert pas bij temperaturen onder de -253 graden Celsius (20 Kelvin).
Het energetisch rendement van het elektrolyseproces is ongeveer 75% [iv].
Dit betekent, dat 25% van de energie verloren gaat.
Deze waterstof moet onder hoge druk (300 tot 700 atmosfeer) worden opgeslagen. Het verlies in die bewerking is 10 tot 20% van de energie-inhoud van het gas. Bij omzetting naar elektriciteit van waterstof in een brandstofcel of klassieke turbine is het rendement maximaal 60%. De rest gaat net als bij verbrandingsmotoren op in warmte.
Het nadeel van brandstofcellen is het feit dat zij nog niet zonder platina in de elektroden kunnen. Dit maakt brandstofcellen duur, en de levensduur is beperkt.
Hieronder een uittreksel uit een verkoopbrochure.
De HH – 2400W micro brandstofcel heeft een gepatenteerd ontwerp met vloeistofkoeling en thermisch beheer. Dit resulteert in een brandstofcel met een stabiele werking onder dynamische belastingen.
De beste materialen van toonaangevende leveranciers worden in het systeem geïntegreerd. Dat heeft geleid tot een levensduur van ca. 3.500 uur op basis duurzaamheidstesten. Testen hebben zowel op testbanken als in real-life omgevingen plaatsgevonden. De cel efficiency is 48%.
Let wel: De levensduur is 3.500 uur en het rendement is niet groot.
Bij een cyclus van 10 uur per dag stroomlevering moet de cel elk jaar vervangen worden.
Gasturbines hebben een veel langere levensduur en daarbij wordt de traagheid van de turbinerotor gebruikt voor de stabilisatie van het net. Hierbij is door het vele regelen het rendement verre van optimaal. Dit rendement stellen wij op 50%.
De verliezen in de cyclus [windstroom – waterstof – netstroom] zijn dus:
-
Elektrolyse van water. Rendement 75%
-
Compressie en opslag. Rendement 90%
-
Omzetting naar netstroom Rendement 50%
Er blijft 0,75 x 0,90 x 0,50 = 34% over van de oorspronkelijke hoeveelheid stroom.
De waterstofcyclus kost dus veel stroom Als alle windstroom opgeslagen zou worden, dan blijft er maar een derde over. Het rendement kan drastisch verbeterd worden door alleen de overtollige windstroom op te slaan en de rest direct in het net te voeden.
3. Een voorbeeld van inpassing van windstroom in het net
Het percentage overtollige windstroom is afhankelijk van het verloop van de windsterkten. Dit is bepaald uit de gegevens van de totale Ierse windstroomproductie gedurende de maand april 2011. Het geïnstalleerd vermogen was toen 1400MW.
De geleverde windstroom werd elke 15 minuten geregistreerd, dus er zijn
30 x 24 x 4 = 2880 meetpunten.
Grafiek 1: De windstroom geleverd door 1400 MW windvermogen als functie van de tijd.
Deze grafiek maakt duidelijk, dat windstroom zonder bewerking niet geschikt is als stroombron voor het elektriciteitsnet.
Op de rode lijn in grafiek 2 hieronder zijn deze meetpunten gerangschikt naar aflopende windstroom op posities genummerd 1 tot 2880. Positie 1 is de 15’ periode met maximum vermogen, positie 2880 is het punt met minimum vermogen.
De verticale as is het windvermogen gedurende 15 minuten. De rode lijn in grafiek 2 geeft het profiel van het geleverde windvermogen gedurende 30 dagen. De blauwe lijn geeft het gemiddelde geleverde vermogen weer van 335MW. Het gedeelte boven het gemiddelde is 42% van de totale productie.
Door opslag in waterstof treden er verliezen op, dus er moet meer stroom beschikbaar komen om de dalen te vullen. Bij 34% rendement van de waterstofcyclus daalt de blauwe lijn van 335 MW naar 210 MW. Er is dus nu een continu vermogen van 210 MW mogelijk, maar het uitgangsvermogen van zwaaipalen plus waterstoffabriek plus stroomgenerator zakt van 335 MW naar 210 MW continu.
De waterstofcyclus voor overtollige windstroom doet de netto stroomopbrengst dalen met een factor 210/335 = 0,63.
Dit is vrijwel een factor 2 beter dan het rendement van de waterstofcyclus voor de totale windstroom (34%).
Hiermee zijn de variaties van de windstroom gecompenseerd door de pieken boven 210 MW op te slaan en de dalen op te vullen met de stroom uit de opslag. Op deze manier wordt een continu vermogen van 210 MW geproduceerd.
Het elektrolyseproces moet dan wel in staat zijn om de variaties in de overtollige windstroom te volgen zonder rendementsverlies. Grafiek 3 toont, dat dit geen eenvoudige opgave zal zijn.
Grafiek 3: Het tijdsverloop van de ingangsstroom van het electrolyseproces.
4. Nederland in 2030
Terug naar ons toekomstbeeld van 20 GW windvermogen.
De bruto opbrengst is 52560 GWh windenergie. Dit wordt door de waterstofcyclus van de overtollige windstroom gereduceerd tot 0,63 x 52560 GWh =33100 GWh. Dit is nu een constant vermogen van 3,8 GW dat voorziet in 27,5% van het totale stroomvraag in Nederland per jaar.
Met grootschalige toepassing van stroomopslag in waterstof moet in 2030 nog steeds 72,5% van ons stroomverbruik opgewekt worden door gascentrales. Het voordeel is, dat de windstroom is omgezet in vraaggestuurde stroom of basislast, zodat er inderdaad 27,5% bespaard kan worden op de gasrekening. Theoretisch is opslag van windstroom in waterstof dus mogelijk. Maar is het ook haalbaar?
5. De haalbaarheid.
a. Door de energieopslag zakt de opbrengst aan netstroom naar 63% van de opgewekte windstroom.
b. Er moet naast de 20GW zwaaipalen een electrolysefabriek van ongeveer 16GW gebouwd en geëxploiteerd worden.
c. De bijbehorende grootschalige opslag van waterstof onder hoge druk is nog een onopgelost probleem. Men denkt aan opslag in zoutkoepels, maar de haalbaarheid daarvan moet nog bewezen worden
d. De energie investering in alle extra’s moet van de opbrengst worden afgetrokken, dus de terugverdientijd van dit systeem zal (te) lang zijn.
Electrolysers zijn al lang op de markt.
De Noorse fabriek NEL levert standaard installaties tot 50MW ingangsvermogen
Daar leveren zij ook een kostenplaatje bij:
De prijs in ongeveer 700 euro/kW voor grote eenheden. De levensduur wordt door de fabrikant opgegeven als 60000 uur of 7 jaar.
Gezien deze levensduur moet de installatie wel in 5 jaar afgeschreven worden.
De input is de overtollige windstroom van de 20GW windvermogen, dus alle stroom, die geleverd wordt boven het constant vermogen van 3,8GW moet omgezet worden in waterstof. Die stroom is maximum 20GW – 3,8GW = 16,2GW
Dit vereist een piekvermogen van de waterstoffabriek van 16,2GW.
Grafiek 4 geeft het profiel van de overtollige windstroom die als voeding dient voor de het electrolyseproces in het voorbeeld uit Ierland.
Het eerste dat opvalt, is dat de fabriek maar 50% van de tijd werkt en dat het gemiddelde vermogen de helft van de capaciteit is. De waterstofproductie is dus maar 25% van de maximale hoeveelheid. De variaties van de windstroom zijn nu verplaatst naar het elektrolyse proces. De vaste kosten van de elektrolyse zijn hierdoor per eenheid waterstof met ruim een factor 4 toegenomen.
De waterstof enthousiast Van Wijk stelt in een van zijn vele voordrachten, dat waterstof uit elektrolyse fors goedkoper moet worden om groene waterstof als brandstof te kunnen gebruiken. In deze toepassing wordt waterstof minstens een factor vier duurder
Een ruw overzicht van de kosten:
Investering 20GW wind 40 miljard euro (a)
Investering 16GW electrolyser 11 miljard (b)
Infrastructuur (transport,opslag) 5 miljard
Totaal 56 miljard euro
Afschrijving, kapitaalkosten en onderhoud bedragen per jaar 15% van de investering C).
De kosten per jaar zijn 15% van 56miljard = 8,4miljard euro per jaar.
Dit zijn extra kosten voor het vergroenen van 27,5% van de Nederlandse elektriciteitsvoorziening. De besparing aan gas levert ongeveer 1,3 miljard per jaar op.
De prijs van de Nederlandse elektriciteit af centrale schommelt in 2018 rond 5 ct/kWh of 50 000 euro per GWh. (zie CBS statline)
De totale omzet van alle centrales is dus 6 miljard euro per jaar in 2018.
De kosten voor de Nederlandse stroom gaan van 6 miljard naar 13,1 miljard euro per jaar.
De productiekosten van de Nederlandse elektriciteit verdubbelen door de vergroening van 27,5% ervan.
Appendix: Ammoniak opslag
Er kleven wat bezwaren aan de verwerking en grootschalige opslag van pure waterstof.
a. De lage dichtheid.
Zelfs samengeperst tot 500 atmosfeer weegt waterstof maar 50gram per liter, dus het benodigde volume per energie-eenheid is 15 maal hoger dan voor fossiele brandstof.
De suggestie van opslag in zoutkoepels is in Nederland nog niet getest.
b. De lage viscositeit.
Iedere gasinstallatie lekt. De vraag is enkel hoeveel. We zeggen dat een installatie ‘dicht’ is als de lekken zo klein zijn dat ze ons niet meer storen, maar ze zijn er nog wel. Waterstof lekt meer dan andere industriële gassen. Omdat het zo’n klein molecuul is heeft het een zeer geringe viscositeit en het diffundeert ook overal door. Daardoor is er niet eens een gaatje nodig, want waterstof gaat ook dwars door solide materiaal naar buiten.
Voor de CO2 loze opslag van waterstof als energiedrager wordt gedacht aan de omzetting van waterstof in ammoniak.
Ammoniak wordt in de chemie al een eeuw geproduceerd en gebruikt, onder andere voor de productie van kunstmest. De productie vergt veel energie: Het binden van stikstofmoleculen met waterstof via het klassieke Haber-Bosch proces vereist een hoge druk (150-200 bar) en temperatuur (300-550 °C ).
Dit proces heeft een energetisch rendement van minder dan 20%.
Ammoniak is onder juiste condities bruikbaar als (motor)brandstof en levert daarbij geen CO2 of stikstofoxiden:
4NH3 + 3O2 >> 2N2 + 6H2O
De omzetting is energetisch niet optimaal, want het kost een stuk meer energie om ammoniak te maken dan het bij verbranding oplevert.
Van wiebelstroom via waterstof en ammoniak opslag naar bruikbare stroom:
-
Productie van waterstof door elektrolyse: Rendement 75%
-
Binding waterstof aan ammoniak: Rendement 20%
-
Productie stroom uit ammoniak in centrale: Rendement 50%
Het totale rendement wordt 0,75 x 0,20 x 0,50 = 7,5%
Ter illustratie een oud bericht van de NOS van 26 maart 2016 waarin de lof gezongen wordt van de stroomopslag in ammoniak.
Bij het maken en vervolgens weer verbranden van ammoniak gaat wel energie verloren. Nuon verwacht dat het hele proces een rendement heeft van zo’n 40 to 45 procent.
De kwaliteit van de berichtgeving van de onze Nationale Omroep Stichting is natuurlijk boven elke twijfel verheven. Hetzelfde bericht zonder de schatting over het rendement stond 3 dagen later in de Volkskrant.
Maar de opslag van waterstof in de vorm van ammoniak is geen bruikbare optie.
a) Zwaaipalen werken nooit continu op vol vermogen, want de productie van windstroom is onderworpen aan de grillen van de wind. De productie is nul bij windstilte en de molen levert vol vermogen bij windkracht 6 of meer. Het gemiddelde geleverde vermogen is dus een fractie van het nominale vermogen. Deze fractie is de capaciteitsfactor. Hierin moeten ook factoren als stilstand door onderhoud en reparatie in verdisconteerd worden.
b) 30% is een waarde die nu nog niet gehaald wordt. De industrie claimt voor 2030 zeker 35%. De conclusies van de berekening veranderen hier niet mee.
c) In deze schatting is 30% prijsverlaging in de periode 2018 tot 2030 verdisconteerd,
d) De nominale levensduur is 60 000uur, maar dit geldt voor continue belasting, dus de afschrijvingstermijn kan groter worden dan de nominale levensduur.
e) Dit is afgeleid uit de gepubliceerde gegevens van 600MW wind op zee.(Gemini)
Noten
i. Hugo Matthijsen Groene panacee of ramp in wording?
ii. In Ierland probeert men het tegen beter weten in.
Het aandeel wind in de Ierse stroomdistributienet was 23% in 2016.
De CCGT centrales hadden door het frequent op- en afregelen een uitstoot van 575 gCO2/kWh. Onder optimum condities is dit 350 gCO2/kWh.Mearns, E. (2018). beyond-the-spin-of-green-energy-storage/.
De totale CO2 intensiteit van Ierse stroom was 483 gCO2/kWh in 2016 en stijgende.
Dit voorbeeld toont aan, dat brandstofbesparing door windstroom zonder opslag van stroom minimaal is..
iii. De berekeningen van Euan Mearns brengen het rendement van de opslag niet in rekening.
http://euanmearns.com/is-large-scale-energy-storage-dead/
http://euanmearns.com/estimating-storage-requirements-at-high-levels-of-wind-penetration/
http://euanmearns.com/renewable-energy-storage-and-power-to-methane/
iv Het energetisch rendement van een bestaande grote installatie is volgens een brochure van NEL industries gelijk aan 75%.
“World’s Largest Electrolyser Plant”
H2 capacity: 30 000 m3 H2 /hour
Power requirement 135 MW = 4,5 kWh/m3 H2
De energie inhoud van waterstof is 3,4 kWh/m3 bij NTP.
Mooie blog van de heer UDO.
De kosten van de Nederlands stroom gaan van 6 naar 13,1 miljard euro stelt hij.
Een forse tegenvaller voor het gebruik van een warmte pomp voor verwarming doeleinden.
a) ik geloof niet dat Ierland representatief is inzake curtailment cijfers in de Nederlandse situatie;
b) import/export van stroom wordt compleet buiten beschouwing gelaten en dat heeft nogal een effect op het aandeel overbodige stroom dat aangewend zou worden voor waterstofproductie;
c) De levensduur van windmolens van 12 jaar is niet representatief voor de huidige generatie windmolens;
d) de kosten per MW opgesteld vermogen zijn aan de hoge kant gezien de trend van hogere vermogens per windmolen en minder materiaalverbruik per MW piekvermogen;
e) vraagsturing als methode om curtailment te beperken wordt compleet buiten beschouwing gelaten;
f) een afschrijvingstermijn van 5 jaar op het complete bedrag van 56 miljard is niet reëel;
g) de capaciteit van de elektrolysefabriek is zeer hoog gezien de curtailment beperkende maatregelen die niet in ogenschouw zijn genomen.
.marc…staan we er na jouw correcties zoveel beter voor dat het 15 jarige zweedse schoolmeisje niet meer 14 dagen hoeft te spijbelen om de aarde te redden?….ach gut…mvg….bart.
Zag het (belachelijke) NOS-“nieuws” van deze Zweedse snotneus met spandoek.
Kind moet een stevig standje van haar opvoeders en direct terug naar school gestuurd om verder te kunnen leren wat kritische wetenschap inhoudt.
Ik denk eerder dat het meisje door haar opvoeders politiek misbruikt wordt.
In plaats van H-Jugend krijgen we Klimat-Jugend.
Marc,
Punt B. Denemarken heeft hier ruimschoots ervaring mee. De helft van de opgewekte windenergie kan bij vlagen niet door de Denen zelf verbruikt worden. En wordt tegen dump prijzen(spotmarkt) aan Noorwegen en Zweden geleverd. Als de Denen die stroom weer nodig hebben vanwege lage of geen levering van wind stroom wordt ze dat terug geleverd tegen de spotmarkt prijzen die dan veel hoger zijn.
Voor Nederland is de uitspraak over de ezel en de steen geldig.
Punt E.
Vraag sturing werkt niet als het in de nacht niet waait.
Jij snapt de strekking niet. Er wordt een artikel geschreven waarbij een zo hoog mogelijk aandeel van de windstroom ingezet wordt voor het maken van waterstof met bijbehorende kostprijs om tenslotte te melden dat we 7,1 miljard meer aan stroom kwijt zijn.
Zowel punt B als punt E hebben te maken met de omvang van de waterstofproductie en kosten. D
Wat doet Fred Udo, die gaat er gemakshalve van uit dat de gehele windstroomproductie ingezet gaat worden voor waterstofcreatie en zet het dan weer om in stroom. Hierbij wordt geen rekening gehouden met de in 2030 aanwezige gascentrales, het sluiten van de slecht regelbare kolencentrales, import/export, vraagsturing enz. M.a.w., een veel groter deel van de windstroom is direct inpasbaar in het net zonder dat daar omzetting voor nodig is op de grote schaal die Fred Udo voorstelt.
Dus iedereen is weer voor de gek gehouden met een fictief, niet realistisch scenario voor 2030. Je kan het vergelijken met de fopscenario’s waar op basis van 100% windstroom uitgerekend wordt voor hoeveel hondermiljoenmiljard euro aan opslag er nodig zou zijn.
Het in het klimaatakkoord voorgestelde en dus realistische scenario in 2030 is 49 TWh wind op zee en 35 TWh wind op land erbij (totale windturbinevermogen is dan bijna 32GW).
Vanaf nominale windsnelheid staan in 2030 75% van alle windmolens stil i.v.m. overproductie.
Opslagsystemen gaan dat niet oplossen, zonder nog hogere kosten enz. enz.
Moderne gasturbines kunnen variaties goed opvangen, maar dat gaat ten koste van het rendement en daarmee stijgt de Co2 / kWh van deze gasturbines, maar dan nog staat 50% van de windturbines stil.
Dus wat is er niet realistisch aan dit scenario en wie houdt wie voor de gek? Dit is wat onze regering wil en duwt het gewoon door.
Marc, nu doe je Fred Udo tekort. Hij leidt zijn artikel in met de stelling dat in de media de waterstofeconomie vanwege de energieopslag als een soort reddingsmiddel voor de “energietransitie” wordt gezien. Daarom schat hij eerst in hoe groot de hoeveelheid overtollige windstroom is, die dus niet direct in het net gevoed kan worden en zodoende in aanmerking komt voor opslag. Hij gaat er dan ook bepaald niet, zoals jij stelt, “gemakshalve van uit dat de gehele windstroomproductie ingezet gaat worden voor waterstofcreatie”. Vervolgens berekent hij de kWh-kostprijsverhoging ten gevolge van de tijdelijke opslag van de overtollige windstroom in waterstof: een ruime verdubbeling. Zo ontkracht hij de laatste mediahype in dezen. Niks mis mee.
Jij stelt vervolgens – correct me if i’m wrong – in je punt b) dat overtollige stroom ook geëxporteerd kan worden, en onder e) dat ook rekening kan worden gehouden met vraagsturing. Dit laatste heeft Fred Udo dus al gedaan. Windstroomexport wordt voor de Europese opwekkers een simultaan optredend fenomeen; en zal daarom ook opslag vereisen, zoals in de media wordt erkend.
Je reactie is verwarrend; wellicht omdat je het hoofdartikel niet goed hebt gelezen/begrepen.
“Hij gaat er dan ook bepaald niet, zoals jij stelt, “gemakshalve van uit dat de gehele windstroomproductie ingezet gaat worden voor waterstofcreatie” ”
Uit het artikel:
Stellen wij de gemiddelde capaciteitsfactor a) van de toekomstige Nederlandse zwaaipalen op land en op zee samen op 30%, dan is de totale stroomproductie van 20GW windvermogen per jaar: 0,3 x 20 GW x 8760uur = 52560 GWh b)
….
De bruto opbrengst is 52560 GWh windenergie. Dit wordt door de waterstofcyclus van de overtollige windstroom gereduceerd tot 0,63 x 52560 GWh =33100 GWh. Dit is nu een constant vermogen van 3,8 GW dat voorziet in 27,5% van het totale stroomvraag in Nederland per jaar.
Verder, is de capaciteit van de waterstoffabriek afgestemd op 20 GW – 3,8 GW is ca. 16 GW. Dat terwijl het minimale stroomverbruik in Nederland veel meer is dan 3,8 GW, wat betekent dat er veel meer windenergie direct opgenomen kan worden.
Daarnaast zal de interconnectiecapaciteit volgens Tennet in 2025 10,8 GW zijn waar toch echt wel een aantal GW van over moet zijn als het op de Noordzee hard waait. Alles wat geëxporteerd kan worden ga je niet omzetten in waterstof.
Klopt, van de gemiddelde stroomvraag van ca. 14 GW wordt in het geanalyseerde PBL scenario 3,8 GW geleverd door wind in combinatie met waterstofopslag en de overige ca. 10 GW door conventionele centrales. Vraag en aanbod zijn dan beide basislast (base load) ofwel vlakke stroomcurven; de hoge, kortstondige windpieken zijn geschoren (peak shaving) d.m.v. de waterstofopslag. De mismatch tussen windaanbod en stroomvraag uit zich hier in een capaciteitsfactor van (3,8 GW / 20 GW =) 0,19 van wind + waterstofopslag. Toegegeven dat is belabberd laag, maar wel (dicht bij) de realiteit.
Eerder droeg je zelf als oplossing voor de peak shaving aan: in eerste instantie de synthese van aardgas, en in tweede instantie waterstofproductie. Dit laatste stelt bij doorrekening teleur. Nu kom je voor de peak shaving met twee andere “oplossingen”:
1. Direct invoeden van de stroompieken in het net.
2. Export van de stroompieken; met als randvoorwaarde dat het op de Noorzee hard waait.
Ad 1.
Vereist een grote capaciteit aan snel regelbare, luchtvaartafgeleide (dure) gasturbines in open cycle gascentrales met inherent laag rendement. Het rendementsprobleem verplaatst zich. Aardgas blijft uiteraard in grote hoeveelheid noodzakelijk.
Ad 2.
Als het op de Noordzee hard waait dan meestal ook in Duitsland, Denemerken etc. Het massale overtollige stroomaanbod resulteert in dumpprijzen en afschakelen van de turbines. De importerende landen moeten de stroom ook opslaan. Het rendementsprobleem verplaatst zich.
We hebben het hier slechts nog over de inpassing van 3,8 GW base load wind = 120 PJ per jaar in 2030. Jij gelooft in een 10voudige energietransitie van 1.200 PJ duurzaam elektrisch (wind, zon, …) in 2040. Hoe dat met enig gevoel voor realiteit bereikt zou moeten worden is mij nog altijd duister.
Waar ik bezwaar tegen maak is dat het beschreven scenario niet reëel is. In 2030 wordt niet 100% van de windstroom voor waterstofproductie gebruikt. Dus het financiële plaatje op basis van die 100% kan de prullenbak in.
Het kan best zijn dat een gedeelte van de windstroom gebruikt wordt voor waterstofproductie maar niet 100%. Er zal een veel groter aandeel direct inpasbaar zijn en een nog groter aandeel als straks al die EV’s slimmer de accu opladen (vraagsturing). Verder zullen er in 2030 veel meer boilers staan die hun elektriciteitsvraag prima 6 uur kunnen verschuiven en allemaal kunnen gaan opwarmen wanneer de windproductie piekt. Dat zal niet altijd zo zijn maar het beperkt curtailment sowieso.
De echte uitdaging ligt tussen 2030 en 2040 waarbij het aandeel hernieuwbaar verder vergroot wordt. De prijzen na 2030 voor wind, PV, brandstofcellen e.d. zijn bepalend voor de kosten van de stroom op dat moment. Rekenen met de prijzen van nu om te laten zien hoe duur het allemaal wel niet is, is demagogie. Eén ding is zeker, bijna iedereen verwacht dat hernieuwbaar na 2030 sowieso goedkoper is dan fossiel en de kosten verschuiven naar transport en opslag. Hoeveel de kosten zullen zijn weet bijna niemand maar één ding is zeker, ze zullen lager per kWh zijn dan op climategate geprognosticeerd.
Betreffende jouw ad 1, zoals ik eerder heb verteld kan de rol van open cycle gascentrales prima met korte termijn opslag ingevuld worden.
Ofwel je hebt de essentie van het artikel echt nog niet begrepen, ofwel je doet dit bewust om te misleiden.
Nogmaals: de berekening van Fred Udo is helemaal niet gebaseerd op “100% van de windstroom voor waterstofproductie”. Integendeel. Hij toont aan dat het een stuk efficienter kan door slechts de opwekking boven het gemiddelde vermogen in waterstof op te slaan. In het Ierse voorbeeld (grafiek 2) is dat 42% – niet 100%.
En als ik straks al in een elektrische auto zou moeten rijden en een elektrische kookplaat zou moeten inbouwen, dan wil ik die kunnen opladen c.q. aanzetten wanneer ik dat zelf wil; onafhankelijk van een ambtelijk orgaan dat voor mij via de slimme energiemeter gaat uitmaken wanneer de batterij van mijn auto wordt opgeladen en wanneer ik mag koken.
Je duidt een kostprijsverwachting die hoger is dan die van jou aan met “demagogie”. Wat doe je zelf? Een kWh-prijs van met zonnepanelen (in de woestijn of op de oceaan) geproduceerde waterstof gelijk aan die van aardgas? Please…
Mijn vader zei weleens: “als mijn tante ballen had dan was ze mijn oom”. Maar mijn tante heeft geen ballen en zal ze ook nooit krijgen. Ik kan er dan ook geen rekening mee houden dat zij zich ineens materialiseert als mijn oom.
Frans, een tante met ballen hoeft niet noodzakelijk een oom te zijn – maar is bijna altijd een tante die de moeite waard is
@Frank, ik ben er wel een beetje klaar mee. In de berekening wordt 0,3 x 20 GW x 24 x 365 = 52.560 GWh volledig ingezet voor waterstofcreatie. Dus hoezo geen 100%!
Verder wordt een 16 GW elektrolysefabriek ingezet die minimaal een factor 2 te hoog is want de basislast in NL zal in 2030 minimaal 10 GW zijn. Vraagsturing en export zijn andere variabelen die de capaciteit van die fabriek verder doen dalen.
De strekking van het artikel is niet meer dan een hoog bedrag uit de hoge hoed toveren om te laten zien hoe duur de inzet van waterstof is. Dat heb ik prima begrepen want dat is de strekking van zo ongeveer alle rekensommetjes op climategate, zo hoog mogelijk bedrag uit de hoge hoed toveren om te laten zien hoe duur de transitie is. Dat noem ik demagogie.
Vraagsturing bagatelliseer je ook. De voorbeelden die ik noemde, boilers en EV’s zijn prima te implementeren zonder dat een gebruiker daar hinder van ondervindt. Variabele stroomtarieven zullen er voor zorgen dat de meerderheid van de gebruikers daarvoor zullen kiezen.
Marc. Jij:
”
In de berekening wordt 0,3 x 20 GW x 24 x 365 = 52.560 GWh volledig ingezet voor waterstofcreatie.
”
Uit het artikel:
”
In 2030 zal dit dus zijn: 0,3 x 20GW = 6GW. Dit betekent, dat alle windstroom boven de 6 GW in de opslag verdwijnt en er weer uitkomt bij weinig wind.
”
Windstroom onder 6 MW wordt dus niet ingezet voor waterstofcreatie; dat wordt direct in het net gevoed.
Onbegrijpelijk dat je in weerwil van de gegevens je poot stijf houdt. Maar ik leg zal het volledigheidshalve nog even voorleggen aan de auteur.
@Frans
Uit het artikel:
“De bruto opbrengst is 52560 GWh windenergie. Dit wordt door de waterstofcyclus van de overtollige windstroom gereduceerd tot 0,63 x 52560 GWh =33100 GWh. Dit is nu een constant vermogen van 3,8 GW dat voorziet in 27,5% van het totale stroomvraag in Nederland per jaar.
Met grootschalige toepassing van stroomopslag in waterstof moet in 2030 nog steeds 72,5% van ons stroomverbruik opgewekt worden door gascentrales. Het voordeel is, dat de windstroom is omgezet in vraaggestuurde stroom of basislast, zodat er inderdaad 27,5% bespaard kan worden op de gasrekening. Theoretisch is opslag van windstroom in waterstof dus mogelijk. Maar is het ook haalbaar?”
Het artikel hinkt op 2 gedachten. Enerzijds maakt het melding boven welke vermogens waterstofcreatie plaats zou moeten vinden en anderzijds wordt het gehele windvermogen ingezet voor waterstofcreatie en daar gaat het financiële plaatje over met de alarmistische melding dat we 7,1 miljard meer gaan betalen voor onze stroom.
Maar goed, ik zag de vraag aan Fred Udo. Wanneer mijn lezing correct is, ben je het dan met mij eens dat het financiële plaatje maar weinig met de realiteit te maken heeft en neem je dan jouw woorden terug dat ik er niks van begrepen zou hebben?
Mits jij erkent dat je de plank hebt misgeslagen als blijkt dat Fred Udo de kosten niet heeft gebaseerd op opslag van 100% van de opgewekte windstroom: ja.
Waarbij al genoeg zegt dat zijn electrolyser een capaciteit heeft van 16,2 GW zodat een opgewekt vermogen van 20 GW sowieso niet kan worden omgezet. Het verschil is 3,8 GW die direct in het net kan worden gevoed, waarbij rekening is gehouden met het omzettingsrendement van de overtollige windstroom.
6 + 0,15 x (40 + 11 + 5) – 1,3 = 13,1 miljard euro.
De 11 miljard hierin is de prijs van de 16 GW electrolyser.
Uiteraard, ben nooit te beroerd om een fout toe te geven.
Wat jij verder beschrijft duidt op een inconsistentie in het artikel. Vandaar mijn opmerking, her artikel hinkt op 2 gedachten.
Marc.
Als jij alles zo goed snapt dan kun je ook uitleggen waarom ze in Denemarken de helft van de wind energie moeten uitvoeren terwijl ze ook aan de door jouw voorgestelde vraagsturing kunnen doen. Begrijpen de Denen het niet of mis jij praktisch inzicht.
@Marc, geef jij eens een berekening hoe volgens jou het plaatje eruit ziet. Ik vrees dat het niet veel rooskleuriger zal zijn. Als ik zie hoe tal van overheidsprojecten voortdurend uit de klauw lopen, dan maak ik mij grote zorgen . Het beeld dat dhr. Udo geeft zou dan nog wel eens aan de voorzichtige kant kunnen zijn. Dhr. Udo laat in elk geval zien dat hetgeen ons door overheid en media wordt voorgeschoteld op luchtfietserij is gebaseerd.
.
Marc, ik constateer dat Udo de “ideologisch gedroomde waterstof economie” keurig als onhaalbaar naar de prullenbak heeft verwezen, ondanks jouw bijdrage. Ierland is inderdaad niet relevant, zoals je zelf al stelt.
Afschrijving van kapitaalgoederen (afboeking van de winst) vindt doorgaans plaats binnen de eerste 5 jaar. Dat wil niet zeggen dat de fabriek dan gesloopt wordt. Wel neemt na 5 jaar groot onderhoud gestaag toe.
Ook bij Windparken is dit het geval. De technische levensduur bij windparken wordt door de fabrikanten overdreven en is in de praktijk gemiddeld maar 15 jaar (10 jaar korter dan de commerciële opgave van de fabrikant). Het groot onderhoud zit verstopt in de jaarlijks stijgende exploitatiekosten.
Bij het Geminiwindturbinepark zijn de exploitatiekosten nu 30 miljoen € per jaar en neemt naar verwachting fors toe naammate het einde van de 15 jarige technische levensduur nadert.
Waterstof maken uit wisselvallige energie (nachts en in de winter) is wat problematisch nog los van de weinige hoeveelheid wisselvallige energie überhaupt geproduceerd.
Waterstof vanuit nieuwe kernenergie geproduceerd heeft wel een kans van slagen, echter aan “duurzaam” waterstof (als vervangers van fossiel) kleven altijd dezelfde nadelen van vervuiling elders op de wereld.
Feitelijk is het ideologische “duurzaam” slechts het verplaatsen van het energievraagstuk naar een grond/oppervlakte en naar een zeldzame grondstoffen vraagstuk. Dus alhier “duurzaam” in China en de rest van de wereld de “duurzaam” veroorzaakte mega-vervuiling.
Dat ontkennen is de struisvogelpolitiek van het ideologische “duurzaam”
Scheffer, Je hebt volkomen gelijk want het enige waar we mee bezig zijn is het verschuiven van het probleem en het net zolang volhouden dat het van tafel valt dan kunnen de politici op hun borst kloppen dat ze het fantastisch hebben gedaan. Maar helaas de al oude natuurwet dat de som van de ellende hetzelfde blijft is ook hier weer van kracht. Ik erger me dood aan al dat geleuter over de punten en de komma’s en het zevende cijfer achter de komma terwijl we het eerste cijfer voor de komma niet eens weten.
Marc:
Wat Udo doet is iets schetsen en probeert zo goed mogelijk bepaalde dingen in te schatten. Hij geeft ook een voorbeeld zo wordt de informatie steeds beter mag er even over waterstof gesproken worden stap nu eens over je eigen schaduw.
Als Marc het allemaal zo goed weet is dat fijn voor hem maar als je naar de gegevens in Duitsland kijkt over het windpark en hoe daar de discontinuiteiten opgevangen moeten worden om het net te balanceren dat was 10 jaar geleden 3 keer per jaar en 10 jaar later is dat 6300 keer per jaar. Het Duitse eleknet staat nu op instorten als ze de boel niet afschakelen gaat het goed mis. Oh ja stroom over de muur gooien kan niet meer want de landen om Duitsland zitten nu met hetzelfde probleem. Hoe meer windmolens hoe meer er af moeten schakelen wat een fantastische energie voorziening het wij toch. Helaas vroeger was het een stuk beter want dat kwam niet voor. Nu krijgen we straks een totale blackout, hoe moeten die centrales dan opstarten een fiets met een dynamo, dat roept meteen weer vreselijke herinneringen op. Door het gebruik van zgn “duurzame” energie keren wij terug naar het nivo van 1940. Mannen graag commentaar want het kan natuurlijk ook 1939 of 1948 zijn steek maar van wal. Dan Marc om je maar even op het verkeerde been te zetten. Er zijn natuurverschijnselen waarschijnlijk wel eens van gehoord, die jouw verhaal niet ondersteunen en dat is de NAO (Noord Atlantische Oscillatie Index) zoek maar eens op dat zijn weergebieden tussen IJsland en de Azoren die hier het weer beinvloeden. Schei toch uit man wij betekenen helemaal niets en kunnen ook niets beinvloeden. De aarde overleeft de mens en niet andersom geniet ervan voor de tijd dat je de aarde heb geleend.
Dan nog iets anders dat is veel belangrijker wat kan zo’n windmolen theoretisch leveren. E=1/2 * Rho* A*v^3=C*v^3*efffact (De zgn Betz factor max 0,59) dus als de snelheid met de helft afneemt, neemt de energie met een factor 8 af. Als ik naar de bank ga en dat business model voorleg vragen ze wilt u koffie en als die op is geven ze een kaartje van een andere bank, veel suk6
Ik wil een voorstel doen: We blijven gewoon doorgaan met de fossiele brandstof want daar is nog zat van, we houden de schoonste kolencentrales van de wereld gewoon open en we gaan in een rustig tempo kijken welke alternatieven wij voor de elektriciteit productie kunnen aanwenden. Dan starten we in ieder geval het onderzoek voor een thorium msr centrale op, geen meltdown, afval geen probleem en er kan van het afval geen kernwapens gemaakt worden, brandstof niet uit schurkenstaten en in overvloed aanwezig. DE besparing van de klimaat hysterie die een niet bestaand probleem (0,47% CO2 uitstoot in de wereld) moet oplossen besparen we ongeveer 1000-1500 miljard euro mee. Een kerncentrale kost 10 miljard en we hebben er ca. ruim genomen 20 nodig dus totaal 200 miljard veel goedkoper dan al die onzin waar we nu mee bezig zijn. Mensen die nu de CO2 proberen te verminderen zijn heel gevaarlijk bezig want CO2 is een levensgas als dit onder de 180 ppm komt sterft al het leven op de wereld een verhoging levert minder gevaar op.
Dit is de meest efficiente, goedkope en duurzame oplossing die er is, niks warmtepompen gewoon de ouderwetse CV vernieuwen alle infrastruktuur ligt er voor. Meer CO2 de wereld wordt groener en de planten groeien harder en hebben minder water nodig hartstikke duurzaam want er kunnen meerder oogsten per jaar zijn die ook meerdere mondjes moeten voeden en dat doet de natuur allemaal vanzelf, haha. Die thorium centrales kunnen eventueel ook H2 maken als dat nodig is.
Brand maar los!!
De cijfers van Ierland zijn representatief voor onze situatie omdat in de gekozen maand de capaciteitsfactor van de zwaaipalen gelijk was aan de Cf in Nederland (24%)
De opmerking over de twaalf jaar levensduur.
Toegegeven in de tekst past het woord “vrijwel” voor “geheel”. Het is echter wel zo, dat de gemiddelde leeftijd van de bestaande zwaaipalen rond de 3 jaar ligt. De economische levensduur van zwaaipalen in Nederland is 15 jaar, namelijk gelijk aan de termijn van de SDE subsidie. Dit maakt, dat er in 2030 vrijwel alle molens vervangen zullen zijn. Dit staat ook in het PBL rapport waar het 20/20GW scenario in staat.
De afschrijving is afgeleid van de cijfers van Gemini. De termijn van 5 jaar is genoemd in de tekst om aan te geven, dat hier forse tegenvallers kunnen optreden bij het exploiteren van een electrolysefabriek, maar is niet gebruikt in de berekening. Dit is niet gedaan, omdat ik de levensduur van een electrolysefabriek met als input de pieken van windstroom niet ken.
De opmerking over export. Hierbij wil ik aantekenen, dat de Duitsers nu al de grootste moeite hebben om hun overtollige windstroom te slijten op de Europese markt. Dit wordt alleen maar erger.
Ik heb de cijfers van Ierland er maar eens bijgepakt. http://www.eirgridgroup.com/Annual-Renewable-Constraint-and-Curtailment-Report-2017-V1.pdf
Wat opvalt is dat bij 26,4% aandeel windenergie er maar 4% curtailment is. Dat is tegenstelling tot de referentie naar jouw eigen artikel uit 2011 waaruit zou blijken dat er 10% curtailment zou zijn. 250% verschil.
Wat betreft de levensduur van 15 jaar, de offshore gebieden worden voor 30 jaar gegund. Kosten na 15 jaar zijn verder niet interessant aangezien over 15 jaar de defacto standaard subsidievrij is en daarmee alleen de marktprijs voor elektriciteit interessant is. Eventuele aanvullende investeringen worden gedaan door de concessiehouders en niet door de Rijksoverheid.
Wat export en Duitsland betreft, grootste probleem is het gebrek aan connectiecapaciteit tussen noord en zuid. Daar is men nu extra capaciteit aan het leggen wat het probleem van Duitsland moet verkleinen.
Je schrijft: “Ik heb er de cijfers van Ierland er maar eens bijgepakt”
De Ierse cijfers over 2017 zijn niet zo relevant voor de situatie in Nederland, die van 2011 wel. Waarom? In 2011 was de waterkrachtcentrale Torlough Hill in revisie terwijl die in 2017 in bedrijf was. Verder was in 2017 een export van 500MW overtollig windvermogen mogelijk gemaakt naar Engeland via de EWIC connector
De cijfers over curtailment zijn afgeleid van het gedrag van het Ierse net in 2011.. Ik zou het graag doen voor de Nederlandse situatie, maar de Nedrlandse cijfers zijn niet openbaar . Behalve curtailment is er ook nog de aantasting van het rendement van de fossiele centrales. De laatste 8 jaar zijn de emissiecijfers van het Ierse net niet gedaald ondanks een toename van geplaatste zwaaipalen van 2,1GW in 2011 naar 4,5GW in 2017. De gemiddelde stroomvraag in Ierland is 4,1GW.
https://www.seai.ie/resources/publications/Energy-Emissions-2017-Final.pdf
onzin zie de grafiek op bladzijde 30, verder werd er in 2016 meer kolen verbruikt en minder gas
En Nederland zit vol met interconnects naar de UK, Noorwegen en Duitsland & Belgie waarom is 2011 representatief?
als maar 500 MW interconnectievermogen van invloed is op curtailment dan zal die 10,8 GW interconnectievermogen voor Nederland in 2025 zeker van invloed zijn.
Verder heeft Torlough Hill maar een vermogen van 292 MW voor 6 uurtjes. ca 1,2 GWh is dat. 1 miljoen EV’s die 10 kWh beschikbaar stellen voor netstabilasatie geeft al 10 GWh capaciteit. In 2030 zou je tegen 100 euro per kWh opslag (alleen de opslag zit in 2018 al op die prijs) kost dan nog maar 1 miljard euro.
In ieder geval is Torlough Hill het bewijs dat je met een geringe hoeveelheid opslag curtailment enorm kan laten dalen. 250% t.o.v. jouw eigen prognose van 10%. 6% verschil geeft 710 GWh extra opbrengst ter waarde van 35 miljoen. En dat terwijl er momenteel nog nauwelijks sprake is van vraagsturing in het net.
Op pagina 30 van het rapport “Energy related CO2 emissions in Ireland lees ik op pagina 30: CO2 emissions in 2011 488,9 gCO2/kWh in 2016 482,8 gCO2/kWh.
In de toelichting van de tabel staat: “Imported electricity is also considered zero carbon from Ireland’s perspective under UNFCCC and IPCC reporting guidelines as emissions are counted in the jurisdiction in which they are emitted.” De tabel en de figuur geven dus een te rooskleurig beeld. Het opgestelde windvermogen in Ierland is groter dan de gemiddelde vraag. Een reductie van 1,2% is wel een erg mager effect van al die zwaaipalen . De situatie in Ierland is gunstiger dan de onze in 2030, want in Nederland zal in 2030 geen grootschalige opslag en export van windstroom mogelijk zijn.
Beste Fred Udo,
Bedankt voor het mooie artikel.
Ene Marc weigert mijns inziens de essentie van het artikel te erkennen, ondanks daar herhaaldelijk op te zijn gewezen. Hij meent dat bij de berekening van de waterstof-opslagkosten wordt uitgegaan van omzetting van 100% van de opgewekte windstroom in waterstof. Uit het artikel maak ik echter op dat slechts de opgewekte stroom boven 6 GW (= 0,3 x 20 MW) wordt opgeslagen in waterstof en de windstroom onder 6 MW direct in het net wordt gevoed.
Wat is de juiste interpretatie?
Zie hierboven: Marc 4 september 2018 om 11:45, en daaronder.
GW i.p.v. MW
De drempel van 6GW geldt in het geval dat er geen verliezen optreden in de opslag. Die verliezen zijn er wel, want maar 34% van de opgeslagen stroom komt weer uit de gasturbine, die met het waterstofgas gevoed wordt. Uit de Ierse gegevens is afgeleid, dat daardoor de drempel lager gelegd moet worden en wel op 63% van de eerder genoemde 6GW. Dit geeft een drempel van 3,8GW en dus een continue stroom van 3,8GW.
Dat is geen antwoord op de vraag.
Dank voor de reactie.
Slechts de windstroom boven 3,8 GW wordt dus in waterstof opgeslagen. Daalt de windstroom onder 3,8 GW dan wordt uit de waterstofopslag aan het net bijgevoed zodat een gezamenlijke continue stroom (direct uit wind + uit opslag) van 3,8 GW geleverd blijft.
Ergo geen omzetting van 100% van de windstroom in waterstof.
Correct?
@Frans, 3,8 GW is de continuestroom nadat 100% van de windstroom is omgezet in waterstof. Zo begrijp ik het wanneer ik de gegeven berekeningen uit het artikel ernaast leg.
Marc
Fred Udo heeft mij per email aangegeven dat mijn interpretatie hierboven (5 september 2018 om 10:59) correct is, daarbij verwijzend naar de laatste alinea onder punt 2. van het artikel:
“De waterstof cyclus kost dus veel stroom. Als alle windstroom opgeslagen zou worden, dan blijft er maar een derde over van de primaire energie.
Het rendement kan drastisch verbeterd worden door alleen de overtollige windstroom op te slaan en de rest direct in het net te voeden.”
Ik neem aan dat Fred Udo het bovenstaande t.z.t. nog zal bevestigen.
Berekening:
Geinstalleerd vermogen = 20 GW
Capaciteitsfactor = 0,3
Gemiddeld opgewekt vermogen = 0,3 x 20 GW = 6 GW
Rendement waterstofoplagcyclus = 0,34
Output = 0,34 x 6 GW = 2,0 GW bij omzetting 100% windstroom.
Output = 0,63 x 6 GW = 3,8 GW bij omzetting van alleen de overtollige windstroom.
De laatste waarde 3,8 GW wordt gebruikt bij de kostprijsberekening van de waterstofopslag.
Ik ben er nog eens ingedoken en ga de berekening overdoen.
42% van de windstroomopbrengst zit boven het gemiddelde en wordt aangewend voor waterstofcreatie.
0,58 * 0,3 * 24 * 365 * 20 GW = 30.485 GWh rechtstreekse windopbrengst
42% = 22.075 GWh windopbrengst die het proces electrolyse, compressie, brandstofcel ingaan.
van die 42% zou 34% overblijven = 7.506 Gwh.
Totale opbrengst ca 38.000 GWh = 32% van 120 TWh.
De truc die uitgehaald wordt is dat er uit de combinatie windstroom waterstof een baseload gegenereerd wordt waardoor een groter deel van de windstroom voor waterstofcreatie ingezet wordt.
Ik ging de mist in bij het missen van het verschil tussen de factor 0,34 en 0,63 dus ik had het fout dat 100% van de windstroom werd ingezet voor waterstofcreatie. Dus mijn excuses.
De besparing van 1,3 miljard op aardgas heb ik ook maar eens doorgerekend. Uitgaande van die 27,5% voor baseloadcreatie met windenergie zou er 33 TWh opgewekt zijn. Bij een energieinhoud van aardgas van 8,8 kWh en een rendement van 50% voor de centrale zou er 33 TWh / 8.8 / 0,5 = 7,5 miljard m3 aan aardgas bespaart worden. Bij 1,3 miljard besparing is dat een m3 prijs van 17,33 cent. Huidige prijzen op de gas future markt zitten tegen de 24 cent aan voor 2019. Aardgas is dus fors duurder geworden. Oktober 2018 staat zelfs op 27 cent.
Ik blijf het verder een oneigenlijke rekenexercitie vinden die maar weinig met de praktijk te maken heeft want voor 2030 worden windmolens niet gebruikt voor baseload. Dat gecombineerd met een te lage gasprijs, te hoge prijzen voor windmolens, te lage rendementen voor toekomstige grootschalige electrolyse en de brandstofcel, niet gebruik maken van de LCOE kosten van recent aanbestede windtenders, blijf ik van mening dat het doel een heel hoog bedrag uit de hoge hoed toveren is.
Verder goed van Frans Franken om zich er in vast te bijten. Zoals eerder aangegeven erken ik dat ik de mist ben ingegaan met die factor 0,63. Had ik kunnen weten want ook ik wist dat de cyclus stroom waterstof stroom ver onder de 50% zou zitten wat rendement betreft.
Marc je spreekt jezelf weer tegen. Hierboven zeg je:
“Had ik kunnen weten want ook ik wist dat de cyclus stroom waterstof stroom ver onder de 50% zou zitten wat rendement betreft.”
Een paar dagen geleden meende je nog:
Marc 30 augustus 2018 om 14:00
“Rendement elektrolyse wordt geschat op 80 – 85% bij grootschalige toepassingen en het rendement van een brandstofcel zal richting 60 – 70% gaan. Totaal rendement dan rond de 50% i.p.v. 20%. Prijs van waterstof is per kWH dan gelijkwaardig aan de huidige aardgasprijs per kWh.”
https://www.climategate.nl/2018/08/gezichten-van-het-overheidsbeleid/
@Frans, ik had compressie niet meegerekend. 0,8 * 0,9 * 0,6 = 43%
Maar goed, die 20% was in ieder geval ook te laag.
Het zou helpen als anonieme Marc zijn kritiek die vooral uit meningen bestaat die hij uiteraard mag hebben, op dezelfde heldere cijfermatige manier zou onderbouwen.als Fred Udo dat doet. Zolang zijn gratuite beweringen niet voorzien worden van onderbouwing, kan zijn reactie beter als niet geschreven beschouwd worden. Vooralsnog doe ik dat ook maar. Wat zijn overigens de competenties van anonieme Marc?
Volgens mij heb ik puntsgewijs beargumenteerd wat er mis is. Van welk punt mis je argumentatie en zou je meer onderbouwing willen?
Wat mijn competenties zijn en of ik anoniem ben boeit verder niet.
Blijkbaar onvoldoende, Marc. Gevolg van je incompetenties?
@Marc De vraag is onontkoombaar: geef eindelijk eens een fatsoenlijke berekening die naast de sommetjes gelegd kan worden van de andere sommetjes waar jij kritiek op heb. Dit ontbreekt systematisch en laat de smaak achter van bluf. Het puntsgewijs opnoemen van wat puntjes is iets anders dan een volledige berekening om de verschilpunten helder te krijgen. Dit weiger jij steeds categorisch.
Kees de Lange blijft muisstil na mijn vraag welke punten nadere motivatie behoeven.
J.e.R
Ik denk dat een warmtepomp die draait op stroom uit het net met een uitstoot van gemiddeld 500 gram per kWu nooit kan concurreren met een moderne CV ketel in een zeer goed geïsoleerd huis. In de praktijk moet de warmtepomp bijna continu draaien in de winter en dan heb je echt weinig aan je zonnespeeltjes. Daarmee draagt de 0 op de meter woning fors bij aan de CO2 productie. Een 2e aspect is dat warmtepompen pieken in de winter zodat bij massale toepassing extra centrales nodig zijn die maar enkele maanden per jaar nodig zijn. Geen energiebedrijf die daar aan zal beginnen. en dan de politiek die op basis van wensdenken en PBL adviezen er van uit gaan dat we wel centrales kunnen sluiten.
Sommen naar mijn hart. Fred Udo neemt kostenposten, afschrijvingen en verliezen op het eerste gezicht vrij ruim maar omdat de praktijk altijd vies tegenvalt zijn de getallen waarschijnlijk nog aan de gunstige kant. Betuwelijnen, Noord- Zuidlijnen en HSL’s bleken bij oplevering zo maar 4x zo duur te zijn geworden. Met waterstoffabrieken, ammoniakfabrieken en op waterstof aan te passen zoutkoepels gaat dat echt niet anders zijn.
Maar je zult wel moeten als groendenkend transitie-gekkie: als iedereen met panelen en molens aan de gang is kun je met je stroom geen kant op.
Weer een duidelijk artikel. Je blijft je alleen verbazen, dat er steeds naar oplossingen wordt gekeken, die economisch volstrekt irrealistisch zijn. Als je echt zo nodig af wil van fossiele brandstof, waar geen enkele reden voor is, behalve bij milieu verdwaasde alarmisten, dan is er maar 1 reeel alternatief en dat is kernenergie. Maar bij diezelfde milieufanaten is dat vloeken in de kerk. Zolang de hele energiediscussie niet gebaseerd wordt op economische wetten, is het een heilloze discussie geworden, die de burger alleen maar veel geld gaat kosten. Denk bv aan de Klimaatwet. Fanatisme en naïviteit gaan hand in hand.
Ik denk dus dat dit juist bewust de gekozen route is. Met als doel om serieuze alternatieven voor fossiel uit te stellen of volledig stil te leggen.
Er blijven maar nieuwe ‘oplossingen’ bij komen die steeds weer blijken niet realistisch te zijn.
Dat kan je toch niet serieus nemen?
Het kost helaas wel veel tijd voordat blijkt dat zulke oplossingen niet gaan werken.
Plan B is volgens mij om toe te geven dat de klimaatverandering toch minder erg is dan de media ons doet geloven. Wie het IPCC rapport goed had gelezen zou toch beter moeten weten zegt men dan. En dan is de AGW theorie nog steeds niet ontkracht en beweert men dat de mens wel degelijk verantwoordelijk is voor de toename van CO2, maar dat dit juist alleen maar goed is want er is meer groen bijgekomen door de verbranding van fossiele brandstoffen.
Oftewel, doorgaan met fossiele brandstoffen want anders verdwijnt het leven op aarde. En pas op kernenergie overgaan als alle fossiele brandstof op is.
Maar misschien is de toename van CO2 toch te wijten aan vergassing uit de oceaan en maakt het helemaal niet uit wat wij doen.
Fred Udo
Een duidelijk overzicht dat wacht op tegenberekeningen van allen die het óf te flatteus óf niet realistisch vinden.
Helaas bleven de tegenberekeningen uit. Zelfs de nodige aandrang mocht niet helpen. Maar misschien zit het er nog aan te komen. Vol verwachting….
Vol verwachting wacht ik al 2 maanden op een duidelijk antwoord op mijn allereerste vraag aan Peter van Beurden
J van der Heijden
Nog een keer dan: Eerst je eigen verhaal, je berekeningen, dan de linkjes. Anders: TUUT-TUUT de bezettoon of geen antwoord.
Ik kom hier namelijk om de vragen te stellen. Niet om de antwoorden te geven. Op natuurkundige en scheikundige thema’s.ben ik onvoldoende goed thuis. Maar goede docenten doen wonderen, net als hun goede opponenten.
Met blaaskaken heb ik minder op.
Schrijf eens een klimaatartikel vanuit jouw expertise en stel je eens behoorlijk voor. Met al je aliassen en buikspreekpoppen..Fotootje erbij.
“Met blaaskaken heb ik minder op.”
Heb je nu niets op met je zelf?
Ik wil je best wat uitleggen, maar dan eerst aantonen dat je zelf je best hebt gedaan in plaats van achter over zitten en klagen. Ik ben je docent niet en dat weiger ik ook.
Verder zou iemand misschien eerst een zelf antwoord moeten geven op vragen voordat hij anderen de maat gaat nemen.
Maar ik begrijp jij snapt niets van de achterliggende natuurkundige processen, maar weet wel zeker dat de “alarmisten” ongelijk hebben want de “sceptici” zijn veel aardiger.
Ik ben wie ik ben, een procestechnoloog zoals ik hier al veel vaker verteld heb, verder heb ik niet de indruk dat jij je zal interesseren voor een inhoudelijk verhaal wat fatsoenlijk onderbouwt is met verwijzingen naar wetenschappelijke artikelen, want veel te lastig. Mijn expertise is afwezig als het gaat om de klimaatwetenschap en ik pretendeer het dan ook niet beter te weten dan de klimaatwetenschappers.
Dat zelfde geld voor Dick Thoenens en Arthur Rorsch (beide ook procestechnoloog) Jeroen Hetzler (bosbouweconoom) en Hans Labohm (econoom)
Expertise is voor jou niet belangrijk, het gaat om ene verhaal wat jij niet kunt beoordelen en waar jij je niet in wil verdiepen. En dat maakt jou een totaal ongeschikte leerling.
Marc heeft heel duidelijk aangegeven waarom het “werk” van Fred Udo niet juist is. Prullenbak dus gewoon. had je ook kunnen weten een serieuze berekening zal het niet over “zwaaipalen” hebben maar over windturbines.
Jan,
Tot slot: spiegelen bij gebrek aan argumenten. Het was me al tijden bekend dat je als leraar niet deugde. De door jou genoemde mensen voelen zich niet te gewichtig hun eigen verhaal te doen waar een simpele ziel als ik mogelijk iets van opsteekt. Wees gelukkig met je onvolprezen eigenwaan en val er mij en anderen verder niet mee lastig.
Volgens mij wordt het aardig druk op die schoot van jou met al die buiksprekende poppen. Hoeveel zijn het er inmiddels?
Het was me al tijden bekend dat je als leraar niet deugde.
Ik wil ook helemaal jouw leraar niet zijn, ik pretendeer dat dan ook helemaal niet
De door jou genoemde mensen voelen zich niet te gewichtig hun eigen verhaal te doen waar een simpele ziel als ik mogelijk iets van opsteekt.
Ja maar het verhaal is wel VAUD
dus je denkt het te begrijpen maar de wetenschappelijke basis is VAUD , en aangezien jij dat niet kan controleren en weigert fatsoenlijke wetenschappelijke referenties te lezen kunnen ze jou van alles op de mouw spelden.
De feiten zijn de basis, maar dat schijn je niet te willen begrijpen
Jammer dat jouw onvolprezen eigenwaan een fatsoenlijke discussie in de weg staat
Als je je echt wat wil opsteken zal je beter je best moeten doen.
Inderdaad Peter, vol verwachting klopt ons hart ;)
De stoomboot komt niet haha.
Voorlopig heeft Udo zijn punt toegelicht en HEEFT hij zijn punt.
Welterusten tot aan Sinterklaasavond, waar de pakjes weer symbolisch kunnen worden uitgepakt.
Dank hr Udo . de cijfers vliegen om de oren .
Wellicht nog leuk te vermelden dat : met betrekking tot het project waterstof in ammoniak , in de deal die Nuon zou sluiten met Noorwegen, was geregeld, dat de subsidie voor de CCS opslag in Noorwegen, zo’n 200 miljoen volgens het bericht in de VK toen , door de Nederlandse bevolking zou worden betaald.
En de mierenzuur bus ? Ook heel handig . wellicht dat een trolly bus beter voldoet .
http://bureaulesswatts.nl/eerst-het-zoet-dan-het-zuur/
Marc
Wind is niet aan grenzen gebonden en noord Duitsland, Denemarken en Nederland zitten vaak in hetzelfde weer systeem.
Maar ik denk dat jij de strekking niet begrijpt
Met deze plannen van Ad van Wijk komen we tot een schamele 38 PJ waterstof. En dat is 2,9% van het huidige gasgebruik of 1,2% van ons totale primaire energiegebruik.
En een wonderbare energievermenigvuldiging komt niet met wensdenken.3
Wil Fred Udo of iemand anders hier onderbouwen waar het bedrag van 40 miljard euro voor 20 GWatt windstroom vandaan komt? Het meest recente windpark op zee is subsidieloos aanbesteed, dus kosten 0 euro voor de Nederlandse belastingbetaler. Dat kan een toevallige meevaller zijn geweest of wellicht betaalt de zweedse belastingbetaler eraan mee. Maar uitgaande van 1,2 ct /Kwh ( leidingen naar land brengen door staatsbedrijf Tennet en (conservatief) +3 cent /Kwu subsidievoor zeewindstroom en 5 cent /Kwu subsidie voor landstroom kom ik op een bedrag van 8 miljard. For lager dus.
Ik heb hierbij dus conservatieve aannames gedaan!
@ Pieter , Een raadsel : Stel : u bent de enige bewoner van Nederland en op de 41.500 km die Nederland beslaan, staan windmolens opgesteld en verder overal zonneparken. In de statistieken van het KNMI kunt u vinden hoeveel uur de wind in Nederland bij minimaal 5 meter per seconde , de ondergrens voor zwaaipalen, en ook hoeveel uur de zon voldoende schijnt voor zonnepanelen om stroom te leveren. ‘snacht in ieder geval niet ewant dan is ie ‘ onder ‘ en in de winter niet veel . Juist dan , wanneer u de lampen wilt aandoen, TV kijken en een beetje computeren. Hoeveel uur denkt u per dag het licht te kunnen aandoen, de verwamingsketel te laten draaien ( op gas nog ) en te kunnen computeren ? En dan hetzelfde als in Nederland ca. 18 miljoen mensen wonen.
Zoals vaker gebeurt worden hier investeringen en exploitatiekosten door elkaar gehaald.
De investering heb ik berekend als 1,4miljoen per kW vermogen voor wind op land en 2,6 miljoen per kW vermogen voor wind op zee. In het laatste bedrag zit een prijsverlaging van 30% vergeleken met de prijzen gehanteerd in 2017. Dit geeft 40 miljard voor 20GW. De kosten zijn een percentage van de investering. Dit percentage is afgeleid uit de gegevens voor Gemini.
a) kosten wind op land zitten onder de 1000 euro per kW
b) kosten wind op zee zijn veel meer gedaald dan de 30% t.o.v. Gemini die in 2011 gegund is.
Uit https://www.pwc.nl/nl/assets/documents/pwc-unlocking-europes-offshore-wind-potential.pdf
The Dutch offshore wind sector has been on a strong cost reduction pathway in the past years. A cost-reduction of 55% has currently been realised in the Dutch offshore wind sector, and already exceeds the 40% set by the government for 2024
PS, je bedoelt 1,4 miljoen per MW ipv kW
Walther L.
Bij het lezen van dit artikeltje blijkt al snel dat de randvoorwaarden in de berekeningen dubieus zijn en het ontbreekt aan nuance.
Om te beginnen meldt Udo: “Een gematigd scenario van het PBL voorziet 10GW wind op land en 10GW wind op zee in 2030.” Waar komt dat vandaan? Ik zie het niet terug in http://www.pbl.nl/sites/default/files/cms/publicaties/pbl-2018-kosten-energie-en-klimaattransitie-in-2030-update-2018_3241.pdf.
En verderop: “De klimaattafel energie denkt dat 44% windvermogen ingepast kan worden in het elektriciteitsnet, zodat de rest met het verstoken van biomassa en het plaatsen van zonnepanelen opgelost kan worden, maar in 2030 moeten de kolencentrales, die biomassa kunnen verstoken, volgens deze zelfde klimaattafel gesloten zijn….”. Dit wordt gepresenteerd als een vergissing van de klimaattafels.
Het bovenstaande PBL document meldt echter: “Voor het berekenen van de emissiereductie en de nationale kosten, was in de Kostennotitie 2017 aangenomen dat de productie van kolencentrales wordt overgenomen door de productie van gascentrales. Deze aanpak wordt ook hier gevolgd”.
Dergelijke nuances zie ik niet terug in het stuk van Udo. De insteek is daarmee niet goed en op z’n minst gekleurd. Als de insteek gekleurd is dan is de uitkomst dat ook.
Fred Udo,
Maar die investeringen zijn voor de bouwers van de windmolenparken. Niet voor de belastingbetalers. Blijkbaar nemen ze het risico het met de vergoeding per kwu (van 0 tot max. 9 centen) geleverde stroom, de investeringen te kunnen betalen. Dat de bouwers failliet kunnen gaan en of de staat dan exploitatie overneemt, is niet de discussie van uw post.
Voor iedereen die nog ICCP rapporten als “referentie” gebruikt… lees a.u.b. het volgende?? En kijk zelf een even wat verder als het gaat om de input en de output van deze “wetenschappers”…….
Ik dacht dat ik de link erbij gezet had…..niet dus…. hierbij alsnog…….. http://www.lavoisier.com.au/articles/greenhouse-science/climate-change/climategate-emails.pdf
Alternatieve opslag van het geproduceerde waterstofgas zou zijn om er stikstof bij te mengen en het dan aan het aardgasnet te leveren. Hete hoeft dan niet gecomprimeerd te worden wat scheelt in het rendement van het totale systeem.
Waarom de discussie over hoe we met NL windenergie om zouden moeten gaan ? We weten dat dat een minimaal deel is van onze energiebehoefte. Kunnen we weer een voorbeeld nemen aan Denemarken? “Het Deense bedrijf Hybrid Power System Group (HPSG) gaat 1,2 miljard dollar (ruim 1 miljard euro) investeren in de bouw van een grote waterstofcentrale in Suriname.”. Moeten we de oplossing zoeken om niet in NL maar in zuid Europa of m-oosten zonnepanelen te plaatsen en daar lokaal waterstof op te wekken, op te slaan en te transporteren naar Europa ? Daar ben ik nu echt benieuwd naar. Zijn daar nog meer initiatieven van bekend ? Zoals de Denen ?