home  > maatregelen  > energie  > kosten

De kosten van zonne- en windenergie

Door de vele verborgen kosten is het inschatten van de kosten voor de toepassing van zon en wind bij de opwekking van stroom complex. Hoe hoger het aandeel zon en wind, hoe hoger de kosten zijn om deze in te passen in het bestaande netwerk. Een vergelijking met andere Europese landen maakt duidelijk dat de kosten voor zon en wind een factor 9 hoger liggen dan normaal. Met de huidige klimaat- en energieplannen zullen voor Nederland de extra jaarlijkse kosten voor stroomopwekking naar verwachting oplopen tot €15 - €19 miljard in 2030.

Het inschatten van de kosten van alle energiemaatregelen uit het energieakkoord en het klimaatakkoord is complex. Het probleem is vooral dat naast de directe steun in de vorm van subsidies, veel kosten verborgen zijn en moeilijk in te schatten. Het gaat niet alleen om de directe overheidssteun bij investeringen in zonne- en windenergie en het gebruik van biomassa, maar bijvoorbeeld ook gunstige regelingen voor de prijs van de afgenomen energie (bijvoorbeeld de salderingsregeling, gegarandeerde prijzen, enzovoorts) en het niet doorbelasten van extra te maken kosten in het netwerk.

De waarde van hernieuwbare energie

Bij nieuwe energiebronnen zoals foto-voltaïsche cellen en windturbines wordt vaak alleen naar de bouwkosten gekeken. Deze bouwkosten nemen inderdaad af: het bouwen van zonnepanelen en windturbines is in de loop der jaren goedkoper geworden. Maar het gaat niet alleen om kosten, maar ook om de waarde van de nieuwe energie. Doordat zon en wind maar een deel van de tijd energie leveren en vrij onvoorspelbaar zijn, is de waarde veel lager dan traditionele energievormen. Het is te vergelijken met de waarde van een auto die in aanschaf vergelijkbaar is met andere auto's, maar waar je maar een deel van de tijd mee kan rijden en bovendien niet bekend is wanneer dat is.

Deze lagere waarde is te berekenen door te kijken naar de zogenaamde systeemkosten. Dat zijn kosten die gemaakt moeten worden om de nieuwe energiebronnen in het netwerk in te passen. Deze blijken substantieel te zijn. Doordat zon en wind sterk variabel en onzeker zijn, moeten in het netwerk veel aanpassingen plaatsvinden om de leveringszekerheid te kunnen waarborgen. Het gaat hierbij om onder meer de volgende zaken.

  • Bestaande centrales krijgen steeds meer de functie van backup voor als het niet waait of als de zon niet schijnt, waardoor die centrales veel minder gunstig kunnen leveren. De centrales kunnen nog maar een deel van de tijd inkomsten genereren en in de tijd dat ze wel draaien neemt het rendement sterk af door het regelmatige aan- en uitschakelen ('profile' kosten).
  • Bij decentrale opwekking, zeker op zee, moeten Tennet en de energienetwerkbedrijven veel extra kosten maken om hun netwerken hiervoor geschikt te maken ('grid' en 'connection' kosten).
  • Door de variabiliteit van wind en zon zijn meer kosten nodig om de stabiliteit van de stroomvoorziening te garanderen ('balancing' kosten).

De waardedaling door de systeemkosten is in afbeelding 1 weergegeven.

Door de systeemkosten is de waarde van zonne- en windenergie lager dan gemiddeld
Afbeelding 1: Door de systeemkosten is de waarde van zonne- en windenergie lager dan gemiddeld. Bron: Hirth, 2015

De systeemkosten voor variabele hernieuwbare energiebronnen (VRE, zon en wind) nemen sterk toe met het aandeel daarvan in het totale energieaanbod
Afbeelding 2: De systeemkosten voor variabele hernieuwbare energiebronnen (VRE, zon en wind) nemen sterk toe met het aandeel daarvan in het totale energieaanbod. Bron: OECD, 2019

De OESO (Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling) heeft in 2019 een uitgebreid onderzoek uitgevoerd naar verschillende scenario's (inclusief kosten) om de doelstellingen van het klimaatakkoord van Parijs te realiseren. Uit dit onderzoek blijkt dat de systeemkosten van variabele hernieuwbare energiebronnen (met name zon en wind) sterk afhankelijk zijn van aandeel daarvan in de totale energievoorziening. De kosten nemen meer dan evenredig toe bij een groter aandeel zon en wind. Een en ander is geïllustreerd in de grafiek (afbeelding 2), waarin het percentage VRE (Variable Renewable Energy) varieert van 10% tot 75%. In het scenario met 50% zon en wind zijn twee extra varianten gemaakt, namelijk dat er geen uitwisseling met buurlanden plaatsvindt (No IC) en het geval waarbij er daarnaast geen energieopslag in de vorm van waterkracht mogelijk is (No IC, no flexible hydro).

Te zien is dat de systeemkosten bij een groot aandeel sterk toenemen. In het geval van 75% variabel betekent het bijna een verdubbeling van de kosten. Voor Nederland is ook van belang dat opslag van energie in de vorm van waterkracht/stuwmeren niet aan de orde is, waarmee ook 50% zon en wind al tot onevenredig hoge kosten leidt.

Vergelijking Europese landen

Op dit moment is het aandeel zonne- en windenergie in Nederland nog beperkt. Toch heeft het al geleid tot aanzienlijk hogere energielasten voor met name de huishoudens. Om dit te illustreren, kijken we naar het prijsniveau van de energie in de verschillende landen in Europa. Dit zegt niet alles, want de kosten per land zijn natuurlijk van veel factoren afhankelijk en overheden kunnen de subsidies op stroom ook uit andere belastinginkomsten betalen, maar het geeft wel een redelijk goede indicatie.

In de onderstaande figuur heeft de organisatie Friends for Science de jaarlijkse variabele elektriciteitskosten in de verschillende Europese landen uitgezet tegen het opgesteld vermogen aan zonne- en windenergie in 2017 per hoofd van de bevolking. Het maakt in een oogopslag duidelijk dat de overgang naar hernieuwbare energie in de vorm van zon en wind kostbaar is. Landen als Denemarken en Duitsland die al eerder zijn begonnen met grootschalige invoering van zon en wind laten een kostenniveau zien dat wel 2 keer hoger ligt dan in veel andere landen. De grafiek laat zich goed verklaren aan de hand van wat hierboven is beschreven over de gestegen systeemkosten.

De jaarlijkse elektriciteitskosten per huishouden nemen toe met het aantal windmolens en zonneparken
Afbeelding 3: De jaarlijkse elektriciteitskosten per huishouden zijn afhankelijk van het aantal windmolens en zonneparken Bron: Friends of Science, Eurostat



De jaarlijkse elektriciteitskosten per huishouden nemen toe met het aantal windmolens en zonneparken
Afbeelding 4: De gemiddelde kosten per kWh zonder zon+wind zijn 10,2c. Het deel zon+wind in Duitsland is ruim 9 keer duurder dan het geweest zou zijn zonder zon+wind

Maar uit de grafiek is meer af te leiden. Het laat zien dat het prijsniveau zonder zonne- en windenergie gemiddeld van alle landen rond de 10 eurocent per kilowattuur ligt. Het snijpunt met de Y-as ligt op 10,2 cent. In Duitsland betalen de inwoners 31,8 eurocent per kWh, terwijl de bijdrage van zon en wind in de energiehuishouding daar op 25,8% ligt. Dat betekent dus dat het deel zon en wind een kostenniveau heeft van 24,2 cent: een factor 9,2 hoger dan wanneer er niet was geïnvesteerd in zon en wind.

Dr. Gordon Hughes, hoogleraar economie aan de Universiteit van Edinburgh, Verenigd Koninkrijk, schreef al in 2012 het rapport "Waarom is windenergie zo duur?", waarin twee scenario's worden vergeleken voor het leveren van elektriciteit in het Verenigd Koninkrijk. Hij laat zien dat de bestaande Britse plannen voor hernieuwbare energie een investering vragen van ongeveer 120 miljard Engelse Pond, ten behoeve van windturbines, transmissielijnen en gasgestookte back-up. Als alleen gebruik gemaakt zou worden van gascentrales zou het bedrag £13 miljard bedragen. Ook hij komt dus uit op een de bedrag voor windturbines + backup dat ruim 9 keer hoger ligt dan alleen de kosten voor gascentrales.

Kosten Nederland

Om een indicatie te krijgen van de absolute hoogte van de kosten van hernieuwbare energie in Nederland is een vergelijkbare grafiek opgesteld, maar nu met op de verticale as de jaarlijkse variabele energiekosten per huishouden. Er is uitgegaan van een gemiddeld verbruik per huishouden van 3000 kWh elektriciteit en 1300 m3 aardgas per jaar (bron: ECN, nationale Energieverkenning). De prijsniveaus zijn afkomstig van Eurostat en de gegevens over het opgesteld vermogen komen van Wikipedia (wind, zon). Alle cijfers hebben betrekking op 2017 (het laatste jaar waarin alle gegevens van beschikbaar zijn). Ook hier is weer een duidelijk verband zichtbaar. Bij deze benadering heeft het algemene welvaartsniveau in de verschillende landen niet zo veel invloed. Ook als je de wat minder welvarende Oost-Europese landen weglaat, blijft het verband ongeveer gelijk.

De jaarlijkse energiekosten per huishouden nemen toe met het aantal windmolens en zonneparken
Afbeelding 5: De jaarlijkse variabele energiekosten per huishouden zijn afhankelijk van het aantal windmolens en zonneparken. Bron: Wikipedia, Eurostat

Zonder zon- en wind zouden de kosten per huishouden gemiddeld in Europa uitkomen op €721 per jaar. In de Nederland bedroegen de variabele energiekosten in 2017 €1341. Dit betekent dat met 7,8 miljoen huishoudens in 2017 de jaarlijkse kosten (1341 - 721) x 7,8 miljoen = €4,8 miljard hoger waren dan in de situatie zonder zon en wind. Zelfs als de energiekosten voor de burgers de komende jaren gelijk zouden blijven, is dit bedrag een veelvoud van het bedrag van gemiddeld €1 miljard per jaar dat het Planbureau voor de Leefomgeving heeft berekend voor alle maatregelen uit het energieakkoord.

De hier genoemde cijfers hebben betrekking op 2017. Het aandeel zon en wind in de productie van stroom bedroeg in dat jaar ruim 13%. Met het aannemen van de klimaatwet in 2019 komt de uitrol van zon en wind in een stroomversnelling. De kosten van windmolens en zonnepanelen zijn iets gedaald, een trend die zeker voor zonnepanelen waarschijnlijk zal doorlopen. Maar dat weegt niet op tegen de hierboven genoemde systeemkosten die meer dan evenredig zullen toenemen en de dalende opbrengsten per megawatt geïnstalleerd vermogen bij een groter aandeel van zonne- en windenergie. Er is daarom geen argument dat het getoonde verband de komende jaren veel gunstiger zal worden.

Dat betekent dat als het aandeel zon en wind toeneemt van 13% in 2017 naar bijvoorbeeld 50% in 2030, de jaarlijkse extra kosten voor stroomopwekking 3 tot 4 keer hoger zullen zijn dan €4,8 miljard, dus in de orde van €15 tot €19 miljard per jaar. Dit jaarlijkse bedrag kan alleen lager uitvallen als er een technische doorbraak komt waarbij windturbines bijvoorbeeld een groter deel van de tijd energie leveren (hogere capaciteitsfactor) of er een voordelige en efficiënte manier komt om de energie op te slaan.

De jaarlijkse winst aan CO₂-reductie bedraagt in 2030 in het meest gunstige geval 24 Mton per jaar. Dit komt neer op een kostenniveau van ongeveer €710 per ton CO₂-reductie. Ter vergelijking: het compenseren van CO₂ door de aanleg van bossen kost €5 tot €15 per ton CO₂. Maar zoals hier uiteengezet, is de CO₂-winst waarschijnlijk nog veel kleiner.