Het ruimtebeslag van zonne- en windenergie

Grootschalige invoer van zonne- en windenergie heeft grote impact op de publieke ruimte, in het bijzonder op het natuurlijke landschap. Doordat de energie-opbrengst per windmolen en per zonnepaneel relatief klein is, zijn er van beide grote aantallen nodig om aan de energievraag te kunnen voldoen. De grote aantallen zorgen voor overlast bij omwonenden en daarmee voor toenemende weerstand.

Een steeds groter probleem dat samenhangt met de opschaling van zonne- en windenergie is het ruimtebeslag. Elke windmolen of zonnepaneel levert naar verhouding maar heel weinig stroom, zodat je er heel veel van nodig hebt. In de volgende video laat Jan Smelik zien dat vol inzetten op wind en zon als vervanging van fossiele brandstoffen feitelijk niet mogelijk is.

Ruimtebeslag

Het oppervlak dat nodig is voor de aanleg van zonneparken is goed bekend op basis van de bestaande parken. Grootschalige fotovoltaïsche installaties hebben een piekvermogen van ongeveer 0,7-1 MWp per hectare (70-100 MWp/km²). Volgens Wikipedia leveren in Nederland en België goed geplaatste zonnepanelen gemiddeld 850 vollast-uren (kWh/kWp) per jaar. Het gemiddeld geleverde vermogen is dus ongeveer 10% van het piekvermogen (capaciteitsfactor ~10%). De energiedichtheid is daarmee ongeveer 8,5 MW/km².

Het ruimtebeslag van windmolenparken is minder eenduidig. De onderlinge afstand hangt samen met de windschaduw van een turbine. Na 9,6 wiek-diameters is de gemiddelde afname van de windsnelheid ongeveer 13%, waarmee de productie 40% lager uitkomt. Als de molens echter op een rechte lijn staan zoals bijvoorbeeld op een gunstige polderdijk kan bij de overwegend westenwind de afstand kleiner zijn dan wanneer er echt sprake is van een windmolenpark. Bovendien is de ruimte tussen de molens beschikbaar voor bijvoorbeeld landbouw. Daar staat tegenover dat door de enorme hoogte van de molens de impact op het landschap veel groter is dan bij zonneparken.

Het onderzoek van Miller en Keith uit 2018 (‘Corrigendum: Observation-based solar and wind power capacity factors and power densities’) komt na uitgebreide analyse van parken in de Verenigde Staten uit op een opgesteld vermogen van 2,8 MW per vierkante kilometer. Fred Udo komt op basis van cijfers van het Deense Risö uit op ongeveer 2 MW/km².

In onderstaande tabel is een eenvoudige berekening gemaakt van het ruimtebeslag van zon en wind uitgaande van de plannen uit het klimaatakkoord.

Afbeelding 2: Berekening van het ruimtebeslag van zonne- en windenergie

Hier is te zien dat het ruimtebeslag van met name windenergie enorm is. Dit blijkt vooral als je de cijfers vergelijkt met een kernenergiecentrale. Een flinke kerncentrale levert per jaar even veel energie als alle geplande windmolens op land, op een oppervlak van minder dan 1 km². Het grote ruimtebeslag heeft grote gevolgen voor natuur en milieu.

Om een gevoel voor de omvang te krijgen is in de figuur hieronder voor alleen de windmolens op land een gebied van 4000 km² getekend dat volledig vol zou staan, als hiervoor de ruimte beschikbaar zou zijn. In praktijk zullen de zonne- en windparken over het hele land verdeeld worden. De website van het Nationaal Programma Regionale Energiestrategie maakt duidelijk dat het aanzien van elke regio de komende jaren grote verandering zal ondergaan. Door de dichte bebouwing zal het in Nederland vrijwel niet mogelijk zijn de windmolens in te passen zonder overlast voor de omwonenden.

Overschatting

De impact op de omgeving zal ook groter zijn dan veel mensen zich nu realiseren. Dit blijkt uit een recent onderzoek van de Nederlandse Vereniging Duurzame Energie. Volgens dit onderzoek denken Nederlandsers dat we al veel meer wind-, zonne- en biomassaenergie hebben dan er in werkelijkheid is. Zo schat men dat 17% van de energie van de zon komt terwijl dat in werkelijkheid maar 1% is. Voor windenergie is dit percentage 16%. Dus terwijl het beeld is dat deze samen voor 33% van de energiebehoefte voorzien, gaat het in werkelijkheid maar om 3%. Er is dus een veelvoud nodig om tot een substantieel aandeel te komen. Nederlands De 3% betreft het percentage dat de NVDE hanteert. Op basis van de cijfers van het Internationaal Energie Agentschap is het aandeel zon en wind maar 2%. Zie hier.

Horizonvervuiling

Het directe gevolg van de bouw van zoveel windmolens is horizonvervuiling. Horizonvervuiling is het plaatsen van objecten of nemen van maatregelen die het beeld van de horizon of de harmonie van het landschap verstoren. In praktijk komen windturbines vooral buiten de stedelijke gebieden terecht komen op open landbouw- en natuurgebieden.

De enorme bouwwerken van soms 200 meter hoog vormen een directe aantasting van het landschap en van stadsaangezichten. Het landelijke landschap verandert op steeds grotere schaal in een industrieel landschap. Daar waar voor alle bouwactiviteiten in Nederland zeer strikte eisen van toepassing zijn op basis van bestemmingsplannen, hinder en welstand, gelden die in praktijk niet of nauwelijks voor windturbines.

Overlast

Naast de aantasting van het landschap hebben de bewoners van gebieden waar windmolens komen ook te maken met concrete overlast.

Een belangrijk probleem is de slagschaduw van de windmolens. Moderne windturbines hebben een masthoogte van wel 140 meter en rotorbladen met een diameter van 150 meter. De slagschaduw hiervan heeft het karakter van een knipperende lamp. Mensen die in de slagschaduw van een windturbine geven aan hier veel hinder van te ondervinden. In het eerste YouTube-filmpje is het effect van een dergelijke schaduw goed te zien.

Geluidsoverlast is het meest problematische gevolg van windturbines die te dicht bij bewoning geplaatst zijn. Het laagfrequente geluid van een draaiende windturbine is niet heel hard, maar het is wel continu op de achtergrond te horen en veroorzaakt gezondheidsproblemen. In Medisch Contact van van 22 maart 2018 schrijft Dr. Sylvia van Maanen:

“Een substantieel deel van omwonenden van windturbines rapporteert wereldwijd identieke klachten: chronische slaapproblemen, hoofdpijn, tinnitus, een drukgevoel op de oren, vertigo, visusklachten, luchtwegproblemen, tachycardie, prikkelbaarheid, concentratie en geheugenproblemen, en angstgevoelens samengaand met de sensatie van inwendige pulsaties of trillingen zowel slapend als in wakkere toestand. ...In Beieren – voorloper in windenergie – heeft de federale overheid in 2016 besloten dat de minimale afstand tussen turbines en bewoning tienmaal de tiphoogte moet bedragen: de 10Hregel”.

Ook het onderzoek van Nissenbaum, Aramini en Hanning uit 2012 leidt tot de conclusie dat direct omwonenden hebben binnen een straal van 1.400 meter significant meer slaapgebrek hebben, overdag meer vermoeid zij en slechter presteren. Het zal niet verbazen dat de overlast van hoge windturbines een waardedaling van de nabijgelegen woningen tot gevolg heeft.

Toenemende weerstand

Met de sterke groei in het aantal windmolens op land groeit ook de weerstand bij omwonenden en natuurbeschermers. De hoge windmolens zijn industriële machines en hebben grote impact op het landschap, natuur en het milieu. Met de nieuwe plannen zal het opgesteld vermogen aan windmolens op land 2 tot 3 keer zo groot worden als nu. Op zee zijn geen omwonenden die bezwaar kunnen maken, maar ook daar geldt dat de windmolenparken een groot oppervlak nodig hebben, met negatieve consequenties voor visserij, scheepvaart en milieu.

Voor zonnepanelen is de problematiek vergelijkbaar. De plaatsing van panelen op daken van woningen en bedrijfsgebouwen stuit over het algemeen niet op bezwaren, maar met de huidige plannen zijn grootschalige zonneparken onvermijdelijk. Deze parken hebben direct impact op landschap en milieu en stuiten op steeds meer bezwaren. Eind 2019 heeft de rechter de aanleg van een zonnepark in Friesland stil gelegd na bezwaren van de Friese Milieu Federatie.