Met het rapport ‘Het Energiesysteem van de Toekomst’ maken de Nederlandse netbedrijven gedetailleerd inzichtelijk hoe onze energiehuishouding eruit kan zien in 2050. De belangrijkste boodschap van deze Integrale Infrastructuurverkenning 2030-2050  is dat er de komende decennia heel hard gewerkt zal moeten worden aan de energie-infrastructuur. Door elektrificatie stappen energiegebruikers en masse over op elektriciteit. De opwek daarvan komt vooral uit wind en zon. Hierdoor zal vooral het elektriciteitsnet zeer fors moeten worden uitgebreid. 

De hoofdconclusies van dit rapport met de onderzoeken tonen dat:

  • de infrastructuur voor elektriciteit zeer fors moet worden uitgebreid, dat er een landelijk dekkend waterstoftransportnetwerk nodig is en dat infrastructuur voor warmte en CO2 moet worden aangelegd;
  • voor alle energiedragers (elektriciteit, waterstof, groen gas, warmte) ook op grote schaal flexibiliteitsmiddelen nodig zijn. Bestaande, maar zeker ook nieuwe vormen;
  • zowel de kosten als de benodigde ruimte sterk toenemen, voor zowel infrastructuur als voor flexibiliteitsmiddelen;
  • locatiekeuze van groot belang is. De elektriciteitsinfrastructuur wordt effectiever inzetbaar en goedkoper als de plaats en capaciteit van flexibiliteitsmiddelen en die van vraag en aanbod goed op elkaar aansluiten.
  • er meer snelheid nodig is. De huidige doorlooptijden voor netaanpassingen leiden tot knelpunten. De beschikbaarheid van voldoende en gekwalificeerd personeel, zal moeten meewegen bij de strategische keuzes;
  • langetermijnperspectief noodzakelijk is. De keuzes voor een nieuw integraal energiesysteem zijn bepalend voor een efficiënte transitie naar een betrouwbare en klimaat neutrale energievoorziening. Een langetermijnperspectief is ook van belang om noodzakelijke maatregelen tijdig te identificeren en – parallel aan de toenemende maatschappelijke vraag ernaar – tijdig te kunnen realiseren.

Beeld op basis van hoofdlijnen

De conclusies geven in hoofdlijnen weer wat zeer gedetailleerd is onderzocht. Welke infrastructuur is nodig voor de verschillende energiedragers? Welke flexibiliteit kan een systeem bieden? Wanneer is een systeem voldoende in balans en betrouwbaar? Die onderzoeken leiden tot de volgende, robuuste schets.

Fors uitbreiden

De noodzaak om de elektriciteit-infrastructuur zeer fors uit te breiden, is een direct gevolg van de sterk groeiende vraag naar elektriciteit en de opwek uit zon en wind. Windturbines en zonneparken staan op andere locaties dan de huidige energiecentrales. De vraag naar elektriciteit zal sterk toenemen door onder andere elektrificatie van industrie en vervoer. Alle scenario’s voorzien in een verdubbeling van die vraag.

Opslaan en omzetten

Een duurzaam energiesysteem blijft betrouwbaar en in balans door de inzet van zogeheten flexibiliteitsmiddelen. De productie van elektriciteit uit zon en wind is weersafhankelijk, wisselt per seizoen, maar ook op het ritme van dag en nacht. Ook vertoont het aanbod pieken die vele malen hoger zijn dan de maximale vraag. Elektriciteitsoverschotten kunnen we opslaan (in batterijen) en omzetten (in met name waterstof en warmte) voor gebruik op momenten van schaarste. Elektrolyse – omzetting van elektriciteit in waterstof – zal vooral van belang zijn voor het verwerken van omvangrijke overschotten van elektriciteit uit wind op zee, maar ook op land kan elektrolyse een middel zijn om een tijdelijk overschot te benutten voor een later moment.

Dicht bij de bron

Overtollige productie uit vooral zon, maar ook wind op land kan voor de korte termijn worden opgeslagen in accu’s, dicht bij de zonneparken en windturbines, zodat ze het stroomnet niet overbelasten. Overtollige elektriciteit uit wind op zee of land wordt omgezet in groene waterstof, zoveel mogelijk dicht bij de bron. Via de toekomstige waterstofinfrastructuur wordt waterstof vervoerd van en naar opslaglocaties om op een ander moment ingezet te worden.

Waterstof als schone brand- en grondstof en als buffer

In alle scenario’s speelt waterstof een belangrijke rol. Daarom is een landelijk dekkend transportnet nodig, dat de industrie van waterstof voorziet en mogelijk ook huishoudens en een vervoersdistributienet. Een groot deel van het huidige aardgasnet kan worden aangepast voor transport van waterstof. Waterstofbuffers doen dienst als stabilisator van het energiesysteem. De opslagcapaciteit kan aangelegd worden in zoutcavernes of mogelijk lege gasvelden.  

Groen gas

Groen gas is van belang voor de wisselende seizoens-vraag naar energie. De huidige gasnetten zijn al geschikt om groen gas te transporteren. Wanneer meer groen gas in een lokaal net wordt ingevoerd dan gebruikt, kan het gas via boosters worden ingevoed in het landelijk transportnet. Het is wenselijk dat onbenutte leidingen niet worden opgeruimd als hergebruik mogelijk is.  

Warmtenetten

Geothermie en restwarmte van industrie zijn de warmtebronnen voor warmtenetten, waar 15 tot 45 procent van de woningen op wordt aangesloten. Daarvoor zijn grootschalige transportnetten nodig. Bij piekvraag leveren lokale (duurzame) gasketels extra warmte aan woningen en gebouwen.  

Opslag CO2

CO2 -opslag is in alle scenario’s nodig om de klimaatdoelen te halen. Voor de afvoer van CO2 naar lege gasvelden op de Noordzee kunnen (deels al bestaande) buisleidingen op zee worden gebruikt. Voor bepaalde scenario’s wordt aanleg van een CO2-leiding van de grote industrieclusters in Zuid-Nederland naar Rotterdam voorzien.  

Elektriciteitscentrales erbij Voor de momenten van schaarste en ook omdat de vraag ongeveer zal verdubbelen, blijft het regelbare vermogen van grote, bestaande elektriciteitscentrales nodig. Dat vermogen moet bovendien worden aangevuld met nieuwe, kleine centrales die kort ingezet kunnen worden bij piekvraag. Alle centrales werken op waterstof of groen gas en staan bij voorkeur dicht bij de vraagcentra.  

Ruimte knelt

De noodzakelijke groei van duurzame productie, flexibiliteit en infrastructuur vraagt veel ruimte. Relevant in dit verband, is de vraag in hoeverre Nederland zelfvoorzienend wil zijn als het gaat om duurzame elektriciteitsproductie; de ruimtelijke impact is relatief groot in de scenario’s Regionaal en Nationaal, waar dit het geval is. Maatschappelijke afwegingen en politieke besluitvorming zijn hier bepalend.

Uitvoerbaarheid: personeel en doorlooptijd

Uitvoerbaarheid wordt een serieuze factor bij keuzes voor een nieuw energiesysteem. De combinatie van schaars technisch personeel en de lange doorlooptijd voor projecten, o.a. door besluitvormingsprocessen, levert nu al grote uitdagingen op. Netbedrijven zetten breed in op het werven en (om)scholen van personeel en pleiten herhaaldelijk voor het verkorten van besluitvormingsprocessen waar mogelijk. Desondanks kunnen (afhankelijk van de keuzes) de grenzen van de uitvoerbaarheid mogelijk worden bereikt.

Kosten en ruimte of importeren?

Inrichten van een duurzaam energiesysteem vraagt hoge investeringen en veel ruimte. De totale kosten zijn voor alle scenario’s min of meer gelijk; het verschil zit in de opbouw ervan. De (kapitaal)kosten voor infrastructuur zijn het zwaarst in de zelfvoorzienende scenario’s; ze worden lager bij meer import van energie. Daarbij is dan wel sprake van hogere operationele kosten door de import. Nadeel van import kan zijn: de afhankelijkheid van de wereldenergiemarkt en van geopolitieke invloeden.  

Aanbevelingen voor een efficiënte aanpak

Inzichten in de eisen die een duurzaam energiesysteem stelt aan infrastructuren, en in de uitvoerbaarheid, planning, kosten en ruimtebeslag, kunnen richting geven aan de energietransitie. Partijen die betrokken zijn bij de energietransitie, kunnen waardevolle informatie leveren voor volgende verkenningen van de ontwikkelpaden van het energiesysteem. Nieuwe inzichten vanuit deze en volgende verkenningen zijn van belang voor de beantwoording van relevante vragen door de netbedrijven, maar bijvoorbeeld ook de overheid. Dat zijn vragen als: welke strategische keuzes liggen nu voor? Welke aanpassingen zijn zondermeer nodig (en kunnen dus direct opgepakt worden)? Waarvoor is extra onderzoek nodig of nieuwe regelgeving? Daarbij doen de netbedrijven een aantal aanbevelingen om te komen tot een haalbaar en efficiënt ontwerp van het nieuwe systeem:

  • Extra investeren. Voor de zeer forse uitbreiding en aanpassing van energie infrastructuur zijn extra investeringen van belang. Voor elektriciteit moeten zowel de hoofdtransportnetten als de distributienetten substantieel worden uitgebreid. Daarnaast is landelijke infrastructuur voor waterstof nodig. Hierbij kunnen bestaande landelijke aardgasleidingen worden ingezet voor het transport van waterstof. Ook voor opslag van CO2 en voor de ontwikkeling van warmtenetten zijn aanvullende investeringen nodig naast de al lopende trajecten. Een coherent pakket van maatregelen is daarom nodig om de financiering van de in alle scenario’s fundamentele aanpassingen en forse uitbreiding van energie-infrastructuur mogelijk te maken. Daarmee kunnen netbedrijven ruimte krijgen voor grootschalige projecten en investeringen voor de lange termijn. Voor bepaalde investeringen die essentieel zijn voor de lange termijn-ontwikkeling van het systeem, is versnellen van de besluitvorming nodig. Denk bijvoorbeeld aan omzetting van aardgasinfrastructuur naar waterstofinfrastructuur, aangevuld met nieuwe infrastructuur en opslag t.b.v. de aanleg van een waterstof-backbone.
  • Stimuleer ontwikkeling van flexibiliteitsmiddelen. De flexibiliteitsmiddelen die nodig zijn om de grote verschillen tussen aanbod en vraag naar energie te kunnen overbruggen, moeten grotendeels nog ontwikkeld worden. De aanbeveling luidt dan ook: geef hiervoor investeringsprikkels. Het zou voor (markt) partijen die het energiesysteem mede vormgeven, lonend moeten zijn om systeemefficiënte afwegingen te maken. Daarmee kan grootschalige flexibiliteit voor zowel de korte, als de lange termijn ontwikkeld worden. Het is volgens de onderzoekers van belang de leveringszekerheid van alle energiedragers continu te monitoren, zodat helder wordt aan welke flexibiliteit de grootste behoefte bestaat en of er voldoende (snelle) ontwikkeling is om aan de behoefte te voldoen. Opslag van waterstof is van groot belang voor het nieuwe energiesysteem. Het benutten hiervoor van Nederlandse zoutcavernes is de logische eerste stap. Daarnaast is het verstandig om in kaart te brengen welke mogelijkheden voor opslag vervolgens bestaan in lege gasvelden en zoutcavernes in Duitsland. Daarnaast is politieke besluitvorming nodig over de omvang van een energiereserve waterstof of groen gas (vergelijkbaar met de huidige – fossiele – energiereserves).
  • Locaties slim kiezen om kosten te sparen. De kosten voor infrastructuur voor elektriciteit zijn aanzienlijk en het is dus lonend om aanleg zo efficiënt mogelijk te realiseren. Daarom werken de netbedrijven graag samen met betrokken planvormers (gemeenten, provincies, projectontwikkelaars) bij het uitwerken van voorstellen voor locaties waar uitbreiding van de infrastructuur aan de orde is. Bij de locatiekeuze voor vraag naar energie, duurzame opwek of flexibiliteitsmiddelen, is het efficiënt – m.b.t. kosten en uitvoerbaarheid – om de capaciteit van het systeem op locatie mee te wegen als onderdeel van een integrale afweging. Een sturingsmechanisme – bijvoorbeeld in de vorm van tariefprikkels – is daarvoor zeer aan te bevelen. Wat daarnaast helpt, is het vastleggen van de beoogde locaties voor uitbreidingen van het systeem in de verschillende beleidsplannen van overheden.
  • Kosten en baten: neem een strategisch besluit. De kosten van de scenario’s met verschillende oplossingen zijn grofweg gelijk; de opbouw van de kosten, het ruimtebeslag en eventuele afhankelijkheid van internationale handelspartners verschillen wel nadrukkelijk. De afwegingen en besluiten hierover zijn aan de politiek, op basis van maatschappelijke afwegingen en draagvlak. Bij transitiekeuzes op landelijk en regionaal niveau zijn ook de kosten van ingrepen voor het totale systeem relevant. Duidelijk is dat de kosten die verbonden zijn aan het energiesysteem, zullen stijgen. De netbedrijven zullen vanuit hun publieke rol open communiceren over de kosten van componenten en werkzaamheden t.b.v. een duurzame, betrouwbare energievoorziening.
  • Overheden: voer regie en stel prioriteiten. Regie is doorslaggevend om te komen tot een integrale afweging op basis van regionale en sectorale programma’s en daarmee tot een integraal programma voor het gehele energiesysteem, inclusief ruimtelijke keuzes en reserveringen. Dit zal zich ontwikkelen en concreter worden door periodieke herijking op basis van de voortgang in alle trajecten. De netbedrijven zullen hiervoor periodiek een integrale energiesysteem verkenning uitvoeren en consistente beelden opstellen voor de ontwikkelpaden voor de verschillende energiedragers en infrastructuren. Dit helpt bij de integrale afweging en het maken van keuzes. Om de gestelde doelen te halen, is daarbij steeds prioritering en fasering nodig van de werkzaamheden aan het energiesysteem. Daarom vragen wij het Rijk om samen met provincies en gemeenten de verantwoordelijkheid voor de regierol te nemen, waarbij de betrokkenheid van burgers van grote waarde is. De samenhang tussen vraag, aanbod, conversie, opslag en infrastructuren neemt toe naarmate het systeem zich verder ontwikkelt. Het is van belang dat alle plannen en programma’s voor het energiesysteem (zoals VAWOZ, RES, NAL, TVW, CES en PIDI/MIEK) werken vanuit dezelfde toekomstvisie (niet per definitie vastgelegd in één uniform scenario).

Direct beginnen

Voor de netbeheerders zijn de uitkomsten van de verkenningen per direct een leidraad bij het opstellen – in actieve samenwerking met hun omgeving – van de investeringsplannen. Ook zullen zowel de landelijke als regionale netbedrijven op basis van de uitkomsten proactief aan de slag gaan met een aantal belangrijke trajecten die we als no regret maatregelen zien. Voorbeelden zijn toekomstgerichte investeringen voor de ontwikkeling van een landelijke waterstofinfrastructuur (transport en opslag) en projecten voor opslag van CO2 onder de Noordzee. Voor het elektriciteitsnet gaat het onder andere om voorstudies voor concrete maatregelen om het net te versterken. Daarnaast blijven we de inspanningen intensiveren om de uitvoerbaarheid (m.b.t. voldoende menskracht) te vergroten.

Tot slot

De Integrale Infrastructuurverkenning 2030-2050 geeft veel inzicht in de mogelijke routes naar een klimaat neutrale energievoorziening en laat ook zien waar nog kennis ontbreekt. We hopen hiermee tevens relevante en objectieve informatie te bieden aan bestuurders, beleidsmakers en strategen. Op weg naar een nieuw energiesysteem zullen zich nog veel dilemma’s aandienen. Alleen met gedegen inhoudelijk onderbouwing vinden we daarvoor de maatschappelijk meest verantwoorde besluiten.

Bron: Samenvatting Het Energiesysteem van de Toekomst, Integrale Infrastructuurverkenning 2030-2050, April 2021.

Lees hier het volledige rapport.