Klimaatverandering beïnvloedt duurzame energieopwekking

Van alle energie die in Nederland in 2019 werd verbruikt, was maar 8,6% duurzaam opgewekt. Nederland staat daarmee helemaal onderaan de EU-ranglijst op het gebied van duurzame energie. Dat blijkt uit cijfers van Eurostat. Daarnaast loopt ons land volgens het Planbureau voor de Leefomgeving ver achter op schema om de klimaatdoelen uit het Klimaatakkoord te halen. Er moet meer duurzame energie worden opgewekt. Hoe tegenstrijdig het ook klinkt: de gevolgen van klimaatverandering kunnen hier een belangrijke rol spelen. Wij zochten uit hoe de gevolgen van klimaatverandering ingezet kunnen worden voor duurzame energieopwekkingsmethoden.

Vergelijk groene energie in onze vergelijker

Ongunstige factoren duurzame energie in Nederland

Dat Nederland zo weinig duurzame energie opwekt, is voor een groot deel het gevolg van de ligging, het klimaat en de demografie van ons land. Nederland is één van de dichtstbevolkte landen van Europa. Er is daarom weinig ruimte voor windmolens en velden met zonnepanelen. Daarnaast is er relatief weinig zon voor het opwekken van zonne-energie en zijn de hoogteverschillen te klein om op grote schaal gebruik te kunnen maken van waterkracht via de stroming van rivieren. Maar klimaatverandering zorgt voor veranderingen in de hoeveelheid en hevigheid van zon, wind, regen en stroming van de zee. Kunnen deze natuurelementen in de toekomst een grotere rol spelen in de opwekking van duurzame energie in Nederland?

Stijging in zonuren

Al vijf decennia lang is er sprake van een stijging in temperatuur. Met in totaal zo’n 18.500 zonuren was het afgelopen decennium het zonnigste en warmste ooit gemeten. Dat het steeds zonniger wordt in Nederland komt ook door de verbeterde luchtkwaliteit als gevolg van strengere uitstootregels. Een afname van zonreflecterende deeltjes in de lucht, zoals fijnstof en stikstofdioxide, leidt tot een toename van de hoeveelheid en de kracht van zonnestralen. Hierdoor kunnen zonnepanelen meer zonne-energie opwekken. Dit blijkt ook uit cijfers van Milieu Centraal en Essent. Zo was de opbrengst in de zomer van 2019 10% hoger dan gemiddeld. En ook in 2020 zet die trend zich voort: de eerste zeven maanden van 2020 hebben een record laten zien. De zonne-energie-opbrengsten waren 20% hoger dan gemiddeld. Een kanttekening hierbij is wel dat de opbrengst van zonnepanelen lager wordt bij hogere temperaturen. Een zonnepaneel heeft een maximaal rendement bij een temperatuur van 25 graden. Maar op warme dagen kan de temperatuur van een zonnepaneel tot wel 30 graden boven de omgevingstemperatuur liggen. Ruwweg verliezen zonnepanelen 0,5% aan opbrengst per graad Celsius boven de 25 graden. Een optimale dag voor de productie van zonne-energie is daarom een koude dag met felle zon.

Zonlicht is niet alleen nuttig voor zonnepanelen. Zonnestralen verwarmen ook de bodem van de aarde en het bodemwater tot wel 100 meter diep. Het benutten van deze bodemwarmte wordt bodemenergie genoemd. De bodemwarmte kan uit de aardkorst worden gehaald en gebruikt worden voor de verwarming van woningen en kassen. Bodemenergie is een duurzame energievorm en groeit de laatste jaren relatief fors. Uit een analyse van RVO-databestanden met gegevens over aanvragen voor Investeringssubsidie duurzame energie blijkt dat in 2017 voor ongeveer 30 megawatt aan warmtepompen met bodemenergie is geplaatst, in 2018 voor ongeveer 40 megawatt en in 2019 voor ongeveer 50 megawatt. Dit ging voor het grootste deel om warmtepompen bij nieuwe kantoren of woningen.

Meer wind door zware stormen

Wind is, net als de zon, een schone bron van energie die nooit opraakt. Windenergie wordt in Nederland inmiddels door meer dan 2.000 windmolens opgewekt. Wel kost de bouw, het onderhoud en de afbraak van een windmolen energie. Als de molen eenmaal draait, is die hoeveelheid energie gemiddeld in drieëntwintig weken weer terugverdiend. De levensduur van een windmolen is zo’n twintig jaar. Er is in Nederland alleen weinig ruimte om nog veel meer windmolens te plaatsen. Windparken op zee zijn dan een potentiële oplossing. Toch kunnen windparken op zee ook rekenen op de nodige kritiek. Een veelgehoord argument is dat het zicht van de kust hierdoor wordt belemmerd. Daarnaast is er nog een ander obstakel: de wind waait niet altijd even hard. Door de opwarming van de aarde worden er in de toekomst meer en zwaardere stormen verwacht. Dit lijkt een positieve ontwikkeling te zijn voor het opwekken van windenergie. Maar als het te hard waait, worden windmolens vanwege de veiligheid stilgezet. Die grens ligt bij windkracht tien. Februari telde maar liefst vier stormen dit jaar. Twee ervan kregen een naam: Ciara en Dennis. In deze maand kwam ruim 32% van alle hernieuwbare energie in Nederland voort uit windturbines: een recordhoeveelheid. Normaliter is het aandeel van windenergie in februari ongeveer 10%.

Energie opwekken met regendruppels

Volgens het KNMI kan Nederland de komende eeuw meer neerslag in de winter en extremere regenbuien in de zomer verwachten. Dit is het gevolg van de oplopende temperatuur. Dit biedt kansen voor het opwekken van duurzame energie. Onderzoekers van de Universiteit Twente en de South China Normal University hebben namelijk een elektrische generator ontwikkeld die energie opwekt met vallende regendruppels. Hoewel er al eerdere pogingen werden gedaan om (regen)druppels om te zetten in energie, is het nu gelukt om dit op een veel efficiëntere wijze te doen. Wel is er nog vervolgonderzoek nodig om de elektrische generator te perfectioneren. Maar de kans is groot dat de generator een rol gaat spelen in de toekomstige duurzame energieopwekking.

Krachtigere zeegolven door opwarming oceaan

In een studie uit 2019, gepubliceerd in Nature Communications, komt naar voren dat zeegolven wereldwijd krachtiger zijn geworden. De oorzaak is de opwarming van de oceaan. Hierdoor worden windpatronen beïnvloed, wat zorgt voor grotere golven met meer kracht. Ook de zeespiegelstijging leidt tot meer en hogere golven die de kust kunnen bereiken. Golven zorgen voor een constante beweging en een snel wisselende waterhoogte op zee. Het is mogelijk om hier energie uit op te wekken. Verder ontstaat er een groter verschil tussen hoogwater (vloed) en laagwater (eb). Energie die uit het verschil tussen eb en vloed wordt gehaald, heet getijdenenergie. In Nederland is dit verschil niet erg groot. Maar het getij op de Noordzee verandert. Hierdoor kunnen getijdencentrales steeds meer duurzame energie opwekken tijdens de stijging of daling van het zeewaterniveau. De getijdencentrale in de Oosterscheldekering in Zeeland was een aantal jaren gesloten, maar gaat vanaf 1 november weer draaien. De centrale gaat dan stroom leveren aan zo’n 1.000 huishoudens. Ook staat het bouwen van een getijdencentrale in de Brouwersdam op de planning.

Energie-opslag in een warmtebatterij

Zon, wind, regen en zee: het zijn allemaal duurzame energiebronnen die onregelmatig energie leveren. Daarom is opslag van duurzaam opgewekte energie noodzakelijk. Op die manier kan energie worden opgeslagen op momenten dat er bijvoorbeeld veel wind is. Als het dan tijdelijk minder waait en er wel veel vraag is naar energie, kan deze worden opgevangen door de al eerder opgeslagen energie. De laatste jaren bleek het moeilijk om wind- en zonne-energie op te slaan. Maar er is in Nederland vorig jaar een doorbraak geweest in de ontwikkeling van een warmtebatterij. Deze batterij is ontwikkeld door de Technische Universiteit Eindhoven en de TNO en maakt efficiënte warmteopslag mogelijk per woning of huizenblok. De warmtebatterij uit Eindhoven is ongeveer tien tot vijftien keer zo goedkoop als die van andere batterijproducenten en slaat twee keer zoveel energie op. Daarnaast wordt de energie beter vastgehouden. Dit maakt deze warmtebatterij een cruciaal onderdeel in de duurzame energietransitie.

Disclaimer: In dit artikel is alleen gekeken naar de eventuele kansen van klimaatverandering voor het opwekken van duurzame energie. De negatieve gevolgen van klimaatverandering worden niet ontkend, maar niet benoemd.