08-06-2016

De ondersteuning van grootschalige biomassacentrales staat momenteel ter discussie. Bij beslissingen over ondersteuning kunnen verschillende afwegingen worden gemaakt. In deze fact check bespreken we het belang van biomassacentrales voor het halen van de hernieuwbare energiedoelstellingen in 2020, de rol in het energiesysteem, de karakteristieken van grote biomassa-centrales en kleinschalige installaties.


Door Wouter Wetzels, Pieter Lodewijks, Luc Pelkmans, Leen Govaerts & Ronnie Belmans

Situering

De Europese Richtlijn hernieuwbare energie legt bindende doelstellingen op voor het aandeel hernieuwbare energie van de lidstaten in 2020. Belgiё is verplicht om 13% hernieuwbare energie te realiseren. (Richtlijn 2009/28/EG ter bevordering van het gebruik van energie uit hernieuwbare bronnen.)

In 2014 was het aandeel hernieuwbare energie van Belgiё 8,0%. De gewesten en de federale overheid hebben op 4 december 2015 afspraken gemaakt over een verdeling van de doelstelling. Vlaanderen heeft zich geëngageerd om in 2020 2,156 Mtoe hernieuwbare energie te realiseren. Het gaat hier om hernieuwbare energie in het eindverbruik, en betreft dus niet alleen elektriciteit. 1 MWh groene stroom telt hierbij voor evenveel als 1 MWh groene warmte. (Bij warmte gaat het om het eindverbruik van hernieuwbare energie (bijvoorbeeld de inzet van hout in kachels) plus de verkochte warmte uit hernieuwbare bronnen. Bij vervoer gaat het om de biobrandstoffen die geleverd zijn op de nationale markt. (Hernieuwbare energie in Nederland 2014, CBS (2015)).)

Tabel 1 Engagementen hernieuwbare energie in 2020.

(Mtoe, TWh en PJ zijn veelgebruikte eenheden voor energie. 1 Mtoe = 1 Million tonnes of oil equivalent = 11,63 TWh. 1 TWh = 3,6 PJ (Petajoules). 1 TWh= 109 kWh.)

fact check biomassacentrale

In 2014 bedroeg het aandeel hernieuwbare energie in Vlaanderen 5,7%. Er werd 1,31 Mtoe hernieuwbare energie opgewekt (Tabel 2). Om in 2020 tot een hoeveelheid van 2,16 Mtoe te komen is een aanzienlijke toename van de hernieuwbare energie productie nodig.

 

Tabel 2: Hernieuwbare energie in Vlaanderen in 2014

(Inventaris hernieuwbare energiebronnen Vlaanderen 2005-2014, VITO (2016).)

Fact Check Langerlo

Het Vlaams Energieagentschap (VEA) heeft in 2015 indicatieve niet-bindende subdoelstellingen voor groene stroom gepubliceerd (Tabel 3), gebaseerd op een aantal scenario’s. In de periode 2014-2020 rekent VEA op een toename van elektriciteit uit biomassa (+0,47 Mtoe, +5,4 TWh), zon-PV (+0,05 Mtoe, +0,6 TWh), wind op land (+0,08 Mtoe, +1,0 TWh) en biogas (+0,02 Mtoe, +0,2 TWh). (Dit betreft de verschillen tussen de prognose voor 2020 en de prognose voor 2014.)  

Voor biomassa zijn er twee centrales opgenomen, met name de BEE Power-eenheid in de haven van Gent met een vermogen van 215 MW en de conversie van de Langerlo-steenkoolcentrale in Genk naar een biomassacentrale met als brandstof houtpellets, met een vermogen van 519 MW.

Tabel 3: Indicatieve subdoelstellingen voor groene stroom 2020

(VEA, 2015 - Rapport 2015/1, Deel 3: evaluatie quotumpad, productiedoelstellingen en marktanalyserapport, VEA (2015)).
Afronding tot 1 decimaal maakt dat de som soms afwijkt.

Fact Check Biomassa

 

Belang van biomassacentrales voor het halen van de hernieuwbare energiedoelstellingen in 2020

Als er voor gekozen wordt om grootschalige biomassa niet te ondersteunen, is de vraag of andere vormen van hernieuwbare energie dit kunnen opvangen en of Vlaanderen een hoeveelheid hernieuwbare energie van 2,156 Mtoe in 2020 kan bereiken.

Gelet op het hernieuwbare potentieel in Vlaanderen gaat het in belangrijke mate om additioneel zon-PV en windvermogen. Hieronder maken we een vergelijking:

  • VEA neemt aan dat voor de geconverteerde steenkoolcentrale in Langerlo bij vollast ongeveer 2.600.000 groenestroomcertificaten per jaar zouden worden uitgekeerd. Dit komt overeen met 2,60 TWh = 0,22 Mtoe hernieuwbare energie.
  • VEA neemt aan dat BEE Power Gent jaarlijks ongeveer 1.450.000 groenestroomcertificaten  zou krijgen. (Rapport 2015/1, Deel 3: evaluatie quotumpad, productiedoelstellingen en marktanalyserapport, VEA (2015)) Dit komt overeen met een hernieuwbare energieproductie van 1,54 TWh = 0,13 Mtoe. (De bandingfactor voor deze centrale is 0,939.)
  • Het jaarlijks aantal vollasturen van zon-PV is ongeveer 897 uur. (Rapport 2014/2, Deel 1: Rapport OT/Bf voor PV projecten met een startdatum vanaf 1 juli 2015, VEA (2014)) Een toename van het zon-PV vermogen met 1.000 MW leidt tot een additionele elektriciteitsproductie van ca. 0,9 TWh = 0,08 Mtoe.
  • Het jaarlijks aantal vollasturen van windenergie op land is ongeveer 2.130 uur. (Rapport 2015/1, Deel 1: Definitief rapport OT/Bf voor projecten met een startdatum vanaf 1 januari 2016, VEA (2015)) Een toename van het vermogen van wind op land met 1.000 MW leidt tot een additionele elektriciteitsproductie van ca. 2,1 TWh =  0,18 Mtoe. Turbines van 2,3 MW zijn in Vlaanderen de meest voorkomende turbines. Voor een additioneel vermogen van 1.000 MW zijn 435 extra windturbines van 2,3 MW nodig met 2.130 vollasturen.

 

Tabel 4 Indicatie van de hoeveelheid hernieuwbare energie voor een aantal alternatieven

Fact Check Biomassa

Er is aanzienlijk meer wind- en zonvermogen nodig om dezelfde hoeveelheid elektriciteit op te wekken als een biomassacentrale, vanwege het lagere aantal equivalente vollasturen van zon-PV en wind.

  • Om dezelfde hoeveelheid hernieuwbare energie te produceren als BEE Power Gent is ongeveer 700 MW windvermogen (ca. 300 windturbines van 2,3 MW) of 1.700 MW zon-PV vermogen nodig.
  • Om dezelfde hoeveelheid hernieuwbare  energie te produceren als de centrale van Langerlo,  is ongeveer 1.200 MW windvermogen (ca. 500 windturbines van 2,3 MW) of 2.900 MW zon-PV vermogen nodig.

 

In 2014 waren er in Vlaanderen 237.660 zon-PV installaties met een totaal vermogen van 2.169 MW. (Inventaris hernieuwbare energiebronnen Vlaanderen 2005-2014, VITO (2016).)  In het verleden zijn bij zon-PV jaarlijkse vermogenstoenames tot meer dan 800 MW (in 2011) gerealiseerd, maar de groei is sinds 2013 sterk vertraagd (Figuur 1). VEA is voor de indicatieve subdoelstellingen voor groene stroom uitgegaan van een toename van 680 MW in 2015-2020 (tabel 3).

In 2014 waren er in Vlaanderen 299 windturbines (groter dan 300 kW) met een totaal geïnstalleerd vermogen van 587 MW. (Inventaris hernieuwbare energiebronnen Vlaanderen 2005-2014, VITO (2016).) In de periode 2004-2014 zijn vermogenstoenames gerealiseerd van 21 tot 125 MW per jaar (zie Figuur 2). VEA is in de indicatieve subdoelstellingen voor groene stroom uitgegaan van een toename van 480 MW in 2015-2020.

De cijfers die VEA gebruikt voor wind op het land zijn erg conservatief. In het buitenland is er een duidelijke tendens naar het gebruik van grotere systemen (3 MW, bijv. Ierland (externe link)). Per turbines is het vermogen dan een factor 1,3 hoger of 4 turbines in plaats van 5. Grotere turbines hebben omwille van hun naafhoogte ook een hogere gebruiksduur. VEA schat de gebruiksduur wel heel voorzichtig op 2130 uur. Zelfs voor 2 MW turbines geeft Wase Wind (externe link) 2560 uur levensduur aan. Hieruit blijkt dat de cijfers voor de benodigde windturbines sterk overschat zijn.

VEA heeft de onrendabele toppen berekend die bepalend zijn voor de hoogte van de ondersteuning in het systeem van groenestroomcertificaten. De resultaten laten zien dat de ondersteuningsbehoefte per MWh hernieuwbare energie voor de biomassacentrales hoger is dan voor wind en zon.

 

Tabel 5 Onrendabele top

Bron: VEA, Rapport 2015, Deel 1 Definitief rapport OT/Bf voor projecten met een startdatum vanaf 1 januari 2016

 

Fact Check Biomassa

Bij deze uitgangspunten kost de ondersteuning voor Langerlo ca. 242 miljoen euro per jaar gedurende 10 jaar. De ondersteuning voor BEE Power Gent zit op ca. 135 miljoen euro per jaar gedurende 15 jaar.

In Vlaanderen bestaat nog een aanzienlijk potentieel voor zon-PV en wind op land. Met de Fast Lane voor windenergie wordt het technisch, economisch en maatschappelijk aanvaardbaar potentieel nauwkeuriger in kaart gebracht. Daarnaast is de Vlaamse zonnekaart in volle ontwikkeling. Hiermee zal een online tool ter beschikking worden gesteld waarmee voor elke bebouwde locatie het voor PV beschikbaar dakoppervlak en elektriciteitsproductie kan ingeschat worden.

Om met extra zon-PV en windvermogen in 2020 dezelfde elektriciteitsproductie te realiseren als met de geplande biomassacentrales zou een sterke toename van het jaarlijks geïnstalleerd vermogen nodig zijn.

Het is belangrijk om de discussie over hernieuwbare energie niet te vernauwen tot elektriciteit. Er zijn diverse andere vormen van hernieuwbare energie die een belangrijke bijdrage kunnen leveren. Het gaat  daarbij om hernieuwbare energie in transport (biobrandstoffen) en verwarming en koeling (zoals geothermie, biomassa, warmtepompen en zonnewarmte). Het is de vraag in hoeverre de grootschalige extra uitrol van deze technologieёn tot 2020 instrumenteerbaar is. EnergyVille doet op dit moment in opdracht van VEA onderzoek naar de potentiёlen voor hernieuwbare energie tot 2030.

Zon-PV-vermogen dat in aanmerking komt voor groenestroomcertificaten naar jaar van indienstname.

Figuur 1: Zon-PV-vermogen dat in aanmerking komt voor groenestroomcertificaten naar jaar van indienstname.
(VREG, Evolutie van het aantal zonnepanelen en hun vermogen (1/03/2016) (externe link))

 

Vermogen windenergie op land dat in aanmerking komt voor groenestroomcertificaten naar jaar van indienstname

Figuur 2: Vermogen windenergie op land dat in aanmerking komt voor groenestroomcertificaten naar jaar van indienstname
(VREG, Geïnstalleerde productiecapaciteit groene stroom in Vlaanderen (3/3/2016) (externe link))

 

Rol van biomassacentrales in het energiesysteem

De Europese Raad heeft in 2014 een bindende doelstelling goedgekeurd om de broeikasgasemissies in de EU in 2030 met 40% te reduceren ten opzichte van 1990. De doelstelling is om het aandeel hernieuwbare energie te verhogen tot ten minste 27%, maar dit wordt niet langer vertaald in nationale hernieuwbare energiedoelstellingen. Om deze doelen te realiseren is het nodig om een veel groter deel van het hernieuwbare energiepotentieel te benutten en meer energie te besparen. Verder heeft de EU zich al ten doel gesteld om in 2050 een emissiereductie van 80-95% te bereiken.

Wind- en zonne-energie hebben het nadeel dat ze niet altijd elektriciteit leveren wanneer er vraag is. Regelbare grootschalige biomassacentrales kunnen in theorie een bijdrage leveren aan de leveringszekerheid. De biomassacentrales vormen op deze manier een alternatief voor fossiele centrales al is hun regeldynamica beperkt in vergelijking met die van gascentrales. Verder verlaagt de regeling naar beneden toe de hoeveelheid geproduceerde energie en dus ook de inkomsten uit groenestroomcertificaten tijdens de periode van toekenning. Op langere termijn kunnen oplossingen als energie-opslag en vraagflexibiliteit een belangrijkere rol spelen om grotere hoeveelheden niet regelbare productie in de productiemix op te vangen.

Een geïntegreerde analyse van het energiesysteem is nodig om de impact van deze verschillende elektriciteitsproductietechnologieën, vraagflexibiliteit, energieopslag en energievraag op elkaar af te stemmen.

 

Karakteristieken van grote biomassacentrales

Grote  biomassacentrales hebben een aantal essentiële karakteristieken:

  • Gebruik van biomassa heeft potentieel een aantal neveneffecten, zoals effecten op biodiversiteit, watergebruik, de koolstof- en nutriëntenbalans in de bodem en indirecte landgebruiksveranderingen. Een verificatiesysteem voor het bewaken van de duurzaamheidscriteria op de origine van de biomassa wordt uitgewerkt binnen het Sustainable Biomass Partnership (SBP) (externe link), waar verschillende grote biomassaverbruikers  in participeren.
  • Biomassacentrales stoten CO2 uit, maar deze hoeveelheid is equivalent met de CO2 die uit de lucht gehaald wordt tijdens de groei van planten/bomen, en vormt zo een korteketenkringloop voor CO2. In geval er een (langetermijn)verlies is aan koolstofopslag in bossen en bodems, moet dit in rekening gebracht worden via  ‘Carbon Accounting’. Via voorwaarden gerelateerd aan duurzaam bosbeheer kan hieraan tegemoet gekomen worden - ook dit maakt deel uit van de duurzaamheidsvoorwaarden in het SBP-systeem.
  • Transport of voorbewerking van de biomassa vraagt energie, mogelijk van fossiele oorsprong. In het Vlaamse groenestroomcertificatensysteem wordt rekening gehouden met de fossiele energie in de keten – voor lange-afstandstransport van houtpellets wordt hiervoor typisch 15% afgetrokken van het aantal certificaten dat de producent kan ontvangen voor zijn groenestroomproductie. De tendens op Europees niveau is om voor biomassacentrales een minimale broeikasgasbesparing van 60% voorop te stellen in vergelijking met fossiele productie van elektriciteit en/of warmte.
  • Er is mogelijke competitie tussen het gebruik van biomassa voor energiedoeleinden met andere toepassingen zoals spaanplaat- of papierproductie. In Vlaanderen wordt het advies gevraagd van overkoepelende federaties Fedustria en Cobelpa of bepaalde houtstromen eventueel grondstof zijn voor deze industrieën. Voor houtstromen die industriële grondstof zijn, worden geen groenestroomcertificaten toegekend in Vlaanderen.
  • De rendabiliteit van biomassacentrales op lange termijn is afhankelijk van de brandstofkosten, en dus van de prijsevolutie van biomassa. Het is daardoor mogelijk dat de hernieuwbare energieproductie niet meer rendabel is na het aflopen van de subsidieperiode en dat de energieproductie wordt gestaakt.

 

Kleinschalige installaties

Kleinschalige verbranding van biomassa kan een alternatief zijn voor grootschalige verbranding, maar er zijn wel beperkingen. Op korte termijn is het moeilijk om met kleinschalige installaties een grote capaciteit te realiseren. Techno-economisch gezien heeft een grote installatie meer mogelijkheden om zijn luchtverontreinigende emissies onder controle te houden. Kleinschalige installaties hebben veel minder economisch haalbare mogelijkheden hiervoor. Vanwege de Europese methode om het aandeel hernieuwbare energie te bepalen, levert omzetting van een bepaalde hoeveelheid biomassa in warmte een grotere bijdrage aan het eindverbruik van hernieuwbare energie dan omzetting van dezelfde hoeveelheid biomassa in elektriciteit. Dit komt door de omzettingsverliezen bij elektriciteitsproductie.

Installaties op biomassa met warmtekrachtkoppeling (WKK) kunnen ook in een decentrale warmtevraag voorzien. Bij warmtekrachtkoppeling worden zowel warmte als elektriciteit geproduceerd, met een aanzienlijk hoger rendement dan centrales die enkel elektriciteit produceren. Als het het doel is om een bepaalde hoeveelheid biomassa de grootste bijdrage te laten leveren aan het aandeel hernieuwbare energie, is het belangrijk om de warmte te valoriseren. Een nieuwe elektriciteitscentrale op biomassa haalt typisch een energetisch rendement van 40%. Bij een WKK kunnen rendementen tot 85% gehaald worden. Dit hangt sterk af van de decentrale warmtevraag, het type warmte dat nodig is (hoge of lage temperatuur, het al dan niet aanwezig zijn van een warmtenet voor de distributie, alsook seizoensafhankelijkheid), evenals het economisch plaatje van zulke systemen.  Daarnaast hangen kleinschalige installaties vooral af van de lokale beschikbaarheid van biomassa. Grootschalige initiatieven hangen vooral af van import uit gebieden met een groter aanbod aan biomassa).