Scenario’s voor de energie-infrastructuur

Provinciale systeemstudies 2020-2050: vraag en aanbod, uitdagingen en oplossingsrichtingen

De energie-infrastructuur is cruciaal voor de energietransitie naar een klimaatneutraal energiesysteem. De aanleg en verbetering van de infrastructuur kost veel tijd, dus daar moet snel mee worden gestart. Meerdere Nederlandse provincies hebben in 2019 en 2020 uitvragen gedaan voor systeemstudies over het energiesysteem in 2050. De resultaten uit deze studies bieden belangrijke aanknopingspunten voor iedereen die een rol speelt in de energietransitie.

De energietransitie is een complexe puzzel, waarin veel verschillende factoren sterk met elkaar verweven zijn. Hoe ontwikkelt vraag en aanbod zich? Welke energiebronnen en energiedragers zijn beschikbaar of moeten er worden ontwikkeld? Omdat niet precies te voorspellen is hoe zaken zich ontwikkelen, worden verschillende scenario’s ontwikkeld. Van daaruit kan worden gezocht naar de optimale samenstelling bij verschillende ontwikkelingen. In de studies wordt inzicht gegeven over vraag en aanbod voor de verschillende energiedragers (elektriciteit, aardgas, waterstof, groen gas, warmte) en de uitdagingen, knelpunten en mogelijke oplossingsrichtingen. De te verwachten ontwikkelingen tussen 2020 en 2050 zijn daarbij in de verschillende scenario’s onderzocht.

Elektriciteitsnet vormt bottleneck

Hoewel gewerkt wordt met aannames kan uit de verschillende systeemstudies worden opgemaakt dat het elektriciteitsnet voor de grootste uitdagingen zorgt. Dit komt zowel door de grote toename van de vraag naar elektriciteit als de toename van hernieuwbare elektriciteitsproductie. Zo zal bijvoorbeeld de vraag toenemen vanuit elektrisch vervoer, warmtepompen in de gebouwde omgeving en elektrificatie in de industrie. Anderzijds kan in sommige regio’s de productie uit zon en wind sterk toenemen. Inzicht in te verwachten knelpunten en opgaven zijn belangrijk als basis voor de planning van de energie-infrastructuur. Ook de uitrol van warmtenetten, het realiseren van een waterstofketen, CO2-keten en groen gas zijn een flinke opgave. In de studies worden naast verzwaring van het elektriciteitsnet ook andere oplossingsrichtingen besproken. Denk daarbij aan de ontwikkeling van flexibiliteit aan de vraagzijde en conversie naar moleculen en warmte.

Aanknopingspunten keuzes

In het proces van regionale energiestrategieën (RES) helpen deze systeemstudies om mogelijke bottlenecks te detecteren en keuzes te maken, bijvoorbeeld bij de keuze voor locaties van windparken en zonneweides. Voor de verdere ontwikkeling van waterstof maken de studies bijvoorbeeld het belang duidelijk om proactief aan een waterstofketen te werken. Ook voor de industrie bieden de studies belangrijke aanknopingspunten; de studies zijn een vertrekpunt voor de CES’en (cluster energie strategieën).

Hieronder volgt een overzicht van de beschikbare systeemstudies.

Systeemstudie energie-infrastructuur Limburg

(2020: CE Delft, TNO Quintel)

In deze systeemstudie zijn twee scenario’s voor 2030 (Klimaatakkoord) en vier voor 2050 (II3050-studie van de netbeheerders) doorgerekend op impact op de infrastructuur. De scenario’s zijn verschillend qua energievraag en lokale productie van elektriciteit en warmte. Hierbij is aangesloten op denkrichtingen binnen de industrie, de RES’en, de warmtetransitie in de gebouwde omgeving en mobiliteit. Er is niet een eenduidig beeld hoe energievraag en -aanbod er in 2030, laat staan in 2050 uit zal zien, vandaar dat met scenario’s is verkend welke effecten zich kunnen voordoen en of de infrastructuur dan aangepast moet worden.

Klik hier voor het rapport

 

Systeemstudie energie-infrastructuur Noord-Holland

(2019: CE Delft, TNO, Studio Vermeulen)

De integrale systeemstudie energie-infrastructuur Noord-Holland 2020-2050 brengt eerst in kaart hoe vraag en aanbod van energie zich naar verwachting tussen 2020 en 2050 zullen ontwikkelen. De cijfers zijn bepaald op gemeenteniveau en (voor Amsterdam) op stadsdeelniveau. De resultaten van die analyses zijn in de rapportages beschreven voor de regio’s Noord-Holland Noord, Noord-Holland Zuid, en voor industriegebied Noordzeekanaalgebied (NZKG). De studie werkt met vier toekomstscenario’s. Elk scenario doet andere aannames over de vraagontwikkeling en de invulling van de vraag met uiteenlopende energiedragers (zoals elektriciteit, waterstof, groengas, warmte, vloeibare brandstoffen). De scenario’s zijn vervolgens door de netbeheerders doorgerekend op hun effecten op de energie-infrastructuren. Door toekomstige knelpunten, opgaves en oplossingsrichtingen steeds tegen het licht van alle scenario’s te houden werd het mogelijk om robuuste conclusies en aanbevelingen te formuleren. De resultaten van deze systeemstudie zijn input voor onder andere de twee Regionale EnergieStrategieën (RES) van de provincie.

Klik hier voor het rapport

 

Systeemstudie energie-infrastructuur provincie Utrecht

(2020: Ecorys, TNO)

In het Coalitieakkoord “Nieuwe Energie voor Utrecht” heeft de provincie doelstellingen vastgelegd gericht op het stimuleren van een duurzame ontwikkeling van de energievraag en het energie-aanbod. Zo heeft de provincie de ambitie uitgesproken om in 2040 energieneutraal te willen zijn. Er zijn scenario’s ontwikkeld voor de energievraag en het energieaanbod in de provincie. Daarnaast is nagegaan hoe de scenario’s zich verhouden tot provinciale doelstellingen. De scenario’s en vaststelling van de doelstellingen dienen als basis voor de ontwikkeling van een monitoringsinstrument.

Deze studie verkent de door de provincie Utrecht geformuleerde doelstellingen op basis van doorrekeningen uitgaande van Nederlands en Europees beleid. Uit de doorrekening van het scenario waarin het Klimaatakkoord (KEV + KA) wordt uitgevoerd en rekening wordt gehouden met de specifieke kenmerken van de provincie Utrecht blijkt dat CO2-emissies dalen met 35% ten opzichte van 2018 (op basis van beschikbare data 26% ten opzichte van 1990). In dit scenario levert de provincie Utrecht wel naar rato een bijdrage aan de landelijke doelstelling om emissies met 49% te reduceren ten opzichte van 1990.

Klik hier voor het rapport

 

Systeemstudie energie-infrastructuur Zeeland

(2020 CE Delft)

In deze systeemstudie zijn vier toekomstbeelden voor de provincie opgesteld. Niet zozeer als realistische of wenselijke blauwdruk, maar om uitersten in kaart te brengen van wat van de infrastructuur kan worden gevraagd. In de praktijk zal een mix van elementen uit alle vier scenario’s waarschijnlijker zijn. De studie is een verbijzondering van Net voor de Toekomst (CE Delft, 2017a) en Infrastructure Outlook (Gasunie TenneT, 2019) naar Zeeland, en kent een sterke relatie tot de CUST-studie (Royal HaskoningDHV; M-tech; sitech; CE Delft, 2019).

Elk scenario heeft een ander vertrekpunt vanwaar de energietransitie wordt aangedreven. Scenario ‘Regionale Sturing’ is gericht op veel lokale opwek, gebruik van lokale warmtebronnen, elektrificatie en energiebesparing. ‘Nationale Sturing’ gaat uit van wind op zee aan de basis van een waterstofeconomie. Gezien de huidige industrie, met 48 PJ waterstof-gebruik, kan in Zeeland de vraag naar groene waterstof sterk groeien. ‘Internationale Sturing’ gaat uit van import van waterstof en biogas. ‘Generieke Sturing’ gaat uit van technologieneutrale maatregelen om de markt tot CO2-reductie te bewegen, met als resultaat een mix: aardgas met CCS, elektrificatie, gebruik van warmte en import van biomassa. In de studie zijn deze scenario’s doorgerekend op impact op de infrastructuur.

Klik hier voor het rapport

 

Systeemstudie energie-infrastructuur Groningen en Drenthe

(2019: CE Delft)

In deze studie zijn verschillende scenario’s ontwikkeld die toekomstbeelden bevatten voor de ontwikkeling van zowel vraag naar verschillende energiedragers (in gebouwen, industrie, mobiliteit) als het aanbod ervan (zon, wind, centrales). Vertrekpunt vormt de huidige situatie (scenario 2020). Voor 2030 is één scenario opgesteld, uitgaande van realisatie van het Klimaatakkoord, plannen uit de regio en bestaande trends. Voor 2050 zijn vier scenario’s uitgewerkt. Deze zijn opgesteld op basis van Net voor de Toekomst, maar aangepast aan de specifieke situatie in Groningen en Drenthe. De vier scenario’s verschillen over de assen energieleverend/-importerend en veel/weinig waterstofvraag. Deze scenario’s geven extremen weer, de werkelijkheid zal waarschijnlijk binnen deze kaders uitkomen. Mogelijke knelpunten in de infrastructuur komen zo duidelijk aan de oppervlakte.

Klik hier voor het rapport

 

Systeemstudie energie-infrastructuur Zuid-Holland

Deze systeemstudie is een verkenning van de impact die de energietransitie heeft op de (huidige) energie-infrastructuur en de benodigde oplossingen voor 2030 en 2050. Daarvoor is een vijftal scenario’s opgesteld, één voor 2030 en vier voor 2050. De scenario’s geven invulling aan de transitie naar klimaatneutraal in 2050. De totale vraag naar energie in 2050 varieert per scenario, van 9% krimp tot 27% groei ten opzichte van nu. De vraag naar elektriciteit neemt ondanks de inzet op besparing sterk toe in alle scenario’s. Dit komt door elektrificatie in de mobiliteit, in de industrie en van een deel van de warmtevraag.

Ook de vraag naar waterstof neemt sterk toe, afhankelijk van het scenario. Tot slot verandert de productie van elektriciteit ingrijpend, met aanlanding van grote vermogens vanuit wind op zee op de Maasvlakte en met de groeiende inzet van zon-PV en van wind op land. Al deze wijzigingen hebben stevige impact op de infrastructuren.

Klik hier voor het rapport