Wat zijn bouwstenen voor een duurzame energievoorziening in de toekomst?

In de toekomst gaan we steeds meer gebruik maken van duurzame energiebronnen. Bekijk hier welke bouwstenen een rol gaan spelen in onze toekomst.

Wat zijn de voornaamste vormen van waterstof en hoe verschillen deze in efficiëntie en uitstoot?

Duurzame gassen spelen een belangrijke rol in de toekomst. Eén daarvan is waterstof. Er zijn drie soorten waterstof: grijs, blauw en groen.

Voor grijze en blauwe waterstof wordt aardgas omgezet in waterstof, waarbij 163 megajoule aardgas (inclusief fractie elektriciteit) 1 kilogram waterstof oplevert. Daarbij is de totale uitstoot 7 kilogram CO₂. Blauwe waterstof is daarbij milieuvriendelijker omdat, afhankelijk van de methode, 70 tot 100% CO₂ afgevangen kan worden. De ATR-methode om blauwe waterstof te maken gebruikt iets meer megajoule aardgas, omdat bij de input een fractie meer elektriciteit wordt gebruikt.

Voor de productie van 1 kilogram groene waterstof wordt 180 megajoule duurzame elektriciteit gebruikt en is er geen uitstoot van koolstofdioxide.

Bron: Berenschot, 2017

Uit welke bronnen maakt Nederland waterstof en hoeveel is dat?

Op dit moment maken wij bijna uitsluitend waterstof van aardgas en olie in Nederland.

Bron: Rijksoverheid, 2020

Wat is het eindverbruik van aardgas in de sectoren en met hoeveel waterstof komt dit overeen?

Om ons aardgasverbruik duurzaam te maken kunnen we het op bepaalde processen vervangen voor waterstof. Om een beeld te geven van de hoeveelheid waterstof we dan nodig hebben, kunnen we ons energieverbruik uitdrukken in het aantal miljoen kilogram waterstof dat we nodig hebben om per sector het eindverbruik aardgas te produceren.

Bron: CBS, 2020 en Waterstofnet, 2020

Hoeveel duurzame elektriciteit is nodig om deze waterstof te maken en hoe verhoudt zich dat tot de huidige duurzame elektriciteitsproductie van Nederland?

Om deze totale hoeveelheid groene waterstof te maken heb je 1090 petajoule duurzame elektriciteit nodig. Dat is 13,5 keer de huidige duurzame productie van elektriciteit.

Bron: CBS, 2020 en IAE, 2019

Hoe ontwikkelt de productie van biogas en groen gas zich in Nederland en hoe verhoudt zich dat tot de ambitie voor groen gas uit het Klimaatakkoord?

Een ander belangrijk duurzaam gas is groen gas. De ambitie uit het Klimaatakkoord is om hier in 2030 70 petajoule uit te winnen.

Bron: CBS, 2020; Klimaatakkoord, 2019 en RVO, 2020

Hoe ontwikkelt de hernieuwbare elektriciteitsproductie zich in Nederland en hoe verhoudt zich dat tot de ambities uit het Klimaatakkoord?

Verder gaat duurzame elektriciteit een grote rol spelen. De groei van wind op zee en hernieuwbaar op land (zon en wind) neemt de afgelopen jaren gestaag toe. De ambitie uit het Klimaatakkoord voor hernieuwbaar op land ligt op 35 terawattuur en wind op zee op 49 terawattuur.

Bron: StatLine, 2020 en Klimaatakkoord, 2019

Hoe varieert de productie van elektriciteit uit wind en zon door het jaar heen?

De productie van wind- en zonne-energie fluctueert echter sterk. Windenergie is in de wintermaanden meer beschikbaar, terwijl de opbrengst uit zonne-energie in de zomer logischerwijs hoger ligt. De opslag van elektriciteit is ook een belangrijke bouwsteen. Daar komen we zo op terug.

Bron: EnTrance, 2020

Uit welke bronnen produceert Nederland duurzame warmte?

Dan heb je nog duurzame warmte. Warmte kan worden geproduceerd uit verschillende bronnen, bijvoorbeeld:
  • Aardwarmte: warmte uit de diepe ondergrond.
  • Aerothermie: omgevingsenergie uit de lucht die beschikbaar komt met een warmtepomp op basis van elektriciteit.
  • Restwarmte: duurzame en niet duurzame restwarmte uit industriële processen (geen volledige data beschikbaar).
  • Aquathermie en bodemwarmte: omgevingsenergie uit bijvoorbeeld afvalwater of de ondiepe ondergrond die beschikbaar komt met een warmtepomp op basis van elektriciteit.
  • Zonthermie: opwarming van kraanwater of een ruimte met behulp van zonlicht.
  • Overige: andere bronnen van duurzame warmte zijn bijvoorbeeld verbranding van duurzame gassen en omzetting van duurzame elektriciteit (geen volledige data beschikbaar).

Hoe ontwikkelt de productie van duurzame warmte zich in Nederland?

De ontwikkeling van aardwarmte groeit momenteel het snelst. Zoals de grafiek laat zien komt de ontwikkeling van duurzame warmte de laatste jaren pas echt op gang.

Bron: CBS, 2020

Hoe werkt de opslag van waterstof, groen gas, warmte en elektriciteit?

De laatste belangrijke bouwsteen voor een duurzame energievoorziening is opslag.

Waterstof en groen gas
Waterstof en groen gas kunnen ondergronds opgeslagen worden in leeg geproduceerde gasvelden of in zoutcavernes. Bovengronds is dit mogelijk in tanks.

Bron: Rijksoverheid, 2018 en Rijksoverheid, 2021

Warmte
Ook warmte kan zowel ondergronds als bovengronds worden opgeslagen. Ondergronds in waterhoudende aardlagen, bovengronds in water of gesmolten zout.

Bron: Rijksoverheid, 2018 en Rijksoverheid, 2021

Elektriciteit
Voor de opslag van elektriciteit zijn vier mogelijkheden:

  • de batterij
  • het kan omgezet worden naar waterstof en zodoende opgeslagen worden
  • via persluchtopslag in een lege ondergrondse caverne
  • pomp accumulatie

Bron: Rijksoverheid, 2018 en Rijksoverheid, 2021

Wat is de opslagcapaciteit van aardgas in Nederland?

Nederland heeft momenteel vijf gebieden waar aardgas kan worden opgeslagen:
  • Norg: gasveld met opslagcapaciteit van 197 PJ
  • Grijpskerk: gasveld met opslagcapaciteit van 102 PJ
  • Alkmaar: gasveld met opslagcapaciteit van 18 PJ
  • Bergermeer: gasveld met opslagcapaciteit van 175 PJ
  • Zuidwending: zoutcaverne met opslagcapaciteit van 11 PJ

Bron: TNO, 2018

Verschillende vormen van opslag zijn nodig om aan de diversiteit van de energievraag te voldoen. Welke opslagtechnieken zijn er (voor de toekomst)?

Wel lopen de verschillende opslagtechnieken nog flink uiteen als het gaat om leveringsduur en vermogen. Batterijen kunnen bijvoorbeeld seconden tot uren leveren en hebben het laagste vermogen. De ondergrondse aardgasopslag heeft het grootste vermogen en hieruit kan tot wel een heel seizoen worden geleverd.

Bron: TNO, 2018

Meer weten?

Wil je meer weten over de data en welke aannames er bij de berekeningen zijn gemaakt?

Lees meer over de data