Het gevaar van de Dunkelflaute
De energietransitie
Of men zich nou zorgen maakt om klimaatverandering of hier juist heel sceptisch tegenover staat, dat we ooit volledig van de fossiele brandstoffen af moeten is een feit. De voorraden zijn namelijk simpelweg eindig. Hoewel deze voorraden in sommige gevallen nog een lange tijd meegaan, willen de meeste mensen hier niet op wachten. Behalve klimaatverandering en milieuschade spelen ook andere argumenten een rol bij de roep om meer duurzame energie. Zo wil men bijvoorbeeld minder afhankelijk worden van andere landen voor de eigen energievoorziening. Het tegengaan van klimaatverandering blijft echter de belangrijkste reden om zo snel mogelijk van de fossiele brandstoffen af te stappen. In navolging van Europese afspraken heeft Nederland in het Energieakkoord van 2013 afgesproken dat in 2020 14% van onze energie uit duurzame bronnen komt. Er is nog veel werk te verrichten, aangezien in 2016 slechts 5,9% van onze energie duurzaam was te noemen.
Energie uit wind en zon
Sommige landen hebben het voordeel dat de lokale natuur veel mogelijkheden biedt om op grote schaal duurzame energie op te wekken. Landen met bergen kunnen bijvoorbeeld waterkrachtcentrales bouwen die veel energie opwekken. In Nederland hebben we geen bergen, daarom zijn wind- en zonne-energie de voornaamste kandidaten om een groot deel van de stroomproductie in ons land over te nemen van de kolen- gas- en kerncentrales. Nu hebben wind- en zonne-energie nog een vrij magere bijdrage aan het totaal aan duurzame energie in Nederland, meer dan de helft hiervan bestaat namelijk uit biomassa. Maar volgens een prognose in de Nationale Energieverkenning 2016 moet in 2035 60% van de opgewekte elektriciteit uit wind en zonlicht komen. Wind en zonlicht zijn zeer milieuvriendelijke bronnen om energie mee op te wekken, maar hebben een groot nadeel: voor het aanbod ben je afhankelijk van de weersomstandigheden. Zo kan een Dunkelflaute een groot deel van de energievoorziening platleggen.
De Dunkelflaute
Niet alleen in Nederland zijn windmolens en zonnepanelen een belangrijk onderdeel van de energietransitie. Ook bij onze buren in Duitsland wordt grootschalig ingezet op deze schone manieren van energie opwekken. De afgelopen winters werd echter een zorgwekkend fenomeen geconstateerd: op een aantal dagen werd er nauwelijks stroom opgewekt met wind of zonlicht. Dit waren dagen waarop er gelijktijdig een windstilte en zeer veel bewolking optraden. Dit fenomeen werd door de Duitsers bestempeld als een Dunkelflaute. Dunkelflaute betekent vrij vertaald ‘donkere luwte’, maar vooralsnog wordt in de meeste landen gewoon de Duitse term aangehouden. Vaak wordt er ook gesproken van een ‘kalte Dunkelflaute’ (koude Dunkelflaute), omdat een Dunkelflaute relatief gezien meer voorkomt in de donkere winterdagen. ’s Winters zijn er minder zonuren maar is er juist meer vraag naar elektriciteit voor verlichting en verwarming.
Gevolgen van een Dunkelflaute
Op dit moment vormt een aantal dagen met weinig wind of zonlicht nog geen gevaar voor de energievoorziening in Nederland of daarbuiten. Er is nog genoeg capaciteit aan elektriciteitscentrales in Nederland, en als er toch een tekort dreigt kan er stroom uit het buitenland worden aangekocht. De afgelopen jaren werden er echter steeds meer elektriciteitscentrales die gebruik maken van fossiele brandstoffen of uranium gesloten. Vaak gebeurt dit door middel van het instellen van nieuwe minimale efficiëntie-eisen, waardoor de oudere en meer vervuilende centrales gedwongen worden om te sluiten. In Nederland werden de afgelopen jaren met name veel kolencentrales gesloten. Halverwege 2017 staan er nog vijf werkende kolencentrales in Nederland, maar dit aantal zal naar verwachting nog verder slinken. In Duitsland richt men zich vooral op het sluiten van de kerncentrales, in 2022 moet de laatste gesloten zijn. Het wegvallen van de kolen- en kerncentrales maakt landen als Nederland en Duitsland afhankelijker van de nieuwe door wind en zon opgewekte alternatieven. Daarmee neemt ook het gevaar van een tekort tijdens een Dunkelflaute toe. Dit terwijl de vraag naar energie juist alleen maar toeneemt. Andere duurzaamheidsmaatregelen sturen bijvoorbeeld steeds meer in de richting van elektrische auto’s of warmte opgewekt met elektriciteit in plaats van gas. De Dunkelflaute gaat zo een reëel gevaar vormen voor de energievoorziening.
Oplossingen tijdens een Dunkelflaute
Op het moment dat de zon niet schijnt en er nauwelijks wind staat, zal de stroom ergens anders vandaan moeten komen. Er bestaan hiervoor vele ideeën, maar de meeste hiervan zijn momenteel nog niet aan de orde. Eén van de belangrijkste technische vraagstukken is op dit moment hoe dergelijke hoeveelheden elektriciteit voor een later moment kunnen worden opgeslagen. Dat is nu nog niet mogelijk. Ook wordt er veel gekeken naar een groot internationaal energienetwerk, waarbinnen een Dunkelflaute op één locatie kan worden opgevangen met de wind- en zonne-energie van een andere locatie. De weersomstandigheden van een Dunkelflaute lijken echter in de praktijk soms gedeeld te worden door Europese buurlanden, zodat een Dunkelflaute zich niet altijd slechts op één locatie voordoet. Buiten deze meer voor de hand liggende oplossingen wordt er veel gesproken over een stuurbare energievraag. Methodes hiervoor zijn variabele stroomtarieven of bijvoorbeeld slimme wasmachines die pas gaan draaien als het stroomnetwerk dit aankan. Ook op grotere schaal kan dit in de industrie toegepast worden. Dit soort maatregelen hebben echter weer andere praktische bezwaren.
De systeemcentrale als opvangnet
Een oplossing die de energielevering kan waarborgen tijdens een Dunkelflaute én die bovendien eenvoudig is te realiseren, is het onderhouden van reservecentrales of ‘systeemcentrales’. Dit zijn elektriciteitscentrales die gebruik maken van een andere energiebron dan wind of zonlicht, waarvan het aanbod wel aan te sturen is. Op het moment dat er een Dunkelflaute optreedt, kunnen deze centrales tijdelijk de stroomaanvoer overnemen. Een belangrijke vereiste van een dergelijke systeemcentrale is dat deze zeer makkelijk en snel is op- en af te schakelen, om zo direct te kunnen reageren op tekorten in het stroomnetwerk. Van welke energiebron deze centrales dan gebruik moeten maken is nog aan discussie onderhevig. Men komt vaak weer uit bij de fossiele brandstoffen als gas of kolen, waar men juist van af wil. Gascentrales zijn milieuvriendelijker dan kolencentrales, maar zijn in bepaalde gevallen duurder om op- of af te schakelen. Veel kolencentrales kunnen behalve kolen ook biomassa bijstoken, wat wordt aangemerkt als CO2-neutraal. Welke centrales in aanmerking komen voor een rol als systeemcentrale blijft dus nog een vraag, maar dat een energielevering gebaseerd op uitsluitend wind en zon voorlopig nog niet mogelijk is wordt door veel partijen onderschreven.
Geen opmerkingen: