Energyville: scenario met extra offshore windenergie en nieuwe (kleine) kerncentrales is goedkoopste weg richting klimaatneutraliteit tegen 2050
Hoe kan België klimaatneutraal zijn in 2050 tegen de laagste kost? Wetenschappers van het onderzoeksinstituut Energyville bogen zich over deze vraag in een nieuwe studie, in opdracht van Febeliec, de federatie van industriële grootverbruikers van energie. Zij onderzochten 3 scenario’s en kwamen tot de conclusie dat het elektrificatie-scenario, met een grotere bijdrage van offshore windenergie en nieuwe kerncentrales, als beste uit de bus komt. De transitie naar een koolstofneutrale energievoorziening tegen 2050 in België zal het minst duur zijn met een combinatie van extra windenergie op zee (8GW+16GW) en kleine nieuwe kernreactoren of SMR’s (6GW).
3 scenario’s
De onderzoekers van Energyville vergeleken drie opties:
- Een basisscenario waarin hernieuwbare energie, opslag en hergebruik van CO2 (CCS en CCUS) en groene moleculen bijdragen tot het bereiken van de doelstelling.
- Een scenario “elektrificatie” met een grotere bijdrage van offshore windenergie en nieuwe (kleine) kerncentrales – zogenaamde SMR’s.
- Een scenario “groene moleculen” met een grotere bijdrage groene moleculen (zoals groene waterstof).
Kostenplaatje
In alle scenario’s zullen substantiële investeringen en fors hogere operationele kosten noodzakelijk zijn. Met investeringen tussen 2 en 4% van het huidige bruto binnenlands product (BBP) kan men België klimaatneutraal maken, mét behoud van de huidige industrie (inclusief energie-intensieve productie, zoals staal, cement, ammoniak, …).
De kosten zullen in het basisscenario geleidelijk oplopen tot meer dan 20 miljard euro per jaar, zo’n 4% van het Belgische BBP van 2021. Het is daarmee het duurste scenario richting netto-nuluitstoot in België. Om de “net zero” doelstelling te bereiken is in dit basisscenario een combinatie van CCS (Carbone Capture & Storage) in de industrie, elektrificatie en schone moleculen nodig.
Het scenario met “groene moleculen” gaat ervan uit dat België toegang zal hebben tot zeer goedkope ‘groene’ moleculen, zoals groene waterstof – iets wat verre van zeker is – en dat er slechts beperkt aan CCS (Carbone Capture & Storage) gedaan kan worden, in de Noordzee of in Noorwegen. De benodigde hoeveelheid elektriciteit is vergelijkbaar met het elektrificatie-scenario. Qua CO2-uitstoot doet dit scenario het op korte termijn (2030-2040) slechter dan de andere scenario’s, een effect dat pas in 2050 kan worden goedgemaakt.
In het elektrificatiescenario, met een sleutelrol voor offshore wind én kernenergie (SMR), ligt de jaarlijkse kost bijna 50% lager, namelijk zo’n 11 miljard euro per jaar. De verklaring hiervoor is dat dit scenario minder behoefte heeft aan flexibiliteitsopties zoals batterijen, door een snellere elektrificatie van het vrachtvervoer over de weg en door de lagere nood aan (en dus lagere kosten voor) import uit het buitenland in dit scenario. Het elektrificatie-scenario is met andere woorden het scenario met de laagste systeemkosten en het scenario dat onze bevoorradingszekerheid het beste beschermt.
Voor de prijsbepaling van SMR’s is een “ruime marge” genomen, aldus Febeliec. Men heeft gerekend met een prijs van € 7.500/kW, wat vergelijkbaar is met de prijs voor grote nieuwe GEN III kernreactoren, zoals Hinkley Point in het Verenigd Koninkrijk. Ook afvalbeheer en verzekering zijn in dit bedrag inbegrepen. Algemeen wordt echter aangenomen dat SMR’s goedkoper zullen zijn dan de grote kernreactoren, door de standaardisatie van het ontwerp en productie in serie.
Voor de datumbepaling waarop SMR’s beschikbaar zijn (2045), gaan ze uit van een SMR-technologie die voldoet aan de strengste EU-richtlijnen binnen de Europese taxonomie. Ze nemen dus enkel geavanceerde technologieën met gesloten brandstofcyclus ("Generatie IV" designs), met passieve nucleaire veiligheidssystemen en minimale hoeveelheid kernafval, in rekening. Andere rapporten, zoals het recente rapport van UNECE zien al een rol voor SMR’s (met GEN III-ontwerp) weggelegd vanaf 2027 à 2030.
Finale energievraag daalt, elektriciteitsvraag stijgt
Heel wat van de oplossingen in verschillende sectoren richting klimaatneutraliteit hebben elektriciteit nodig: elektrische wagens, warmtepompen, maar ook elektriciteit voor de productie van waterstof. Zelfs zonder binnenlandse productie van toekomstige brandstoffen voor zeevaart en luchtvaart (wat niet is meegenomen in de scope van deze studie) zien we het Belgische elektriciteitsverbruik in alle scenario’s meer dan verdubbelen. Anderzijds zijn die elektrische oplossingen (bv warmtepompen, elektromotoren) efficiënter dan hun fossiele equivalent, waardoor het algemene energieverbruik (finale energie) met een derde daalt.
Hernieuwbare energie stijgt sterk in de 3 scenario’s
In elk scenario neemt het aandeel hernieuwbare energie in de elektriciteitsmix sterk toe.
Wanneer men kiest voor het elektrificatie-scenario, en dus ook kernenergie (SMR) als deel van de oplossing in rekening neemt, is de groei van offshore wind nog groter (8GW+16GW bijkomende capaciteit dieper op zee). De toename in capaciteit tegen 2050 van wind op land en zonne-energie is in dit scenario echter minder groot. Toch spreken we ook dan nog over capaciteit van 11,6 GW voor onshore wind (verviervoudiging t.o.v. 2020) en 39,5 GW voor zon (bijna 7 keer meer dan in 2020).
In het scenario met elektrificatie zal hernieuwbare, intermittente energie tegen 2050 jaarlijks zo’n 179 TWh genereren, goed voor zo’n 77,5% van de elektriciteitsopwekking in België. Kernenergie zal, met een capaciteit van 6 GW, jaarlijks zo’n 41,8 TWh produceren, goed voor 18,5% van de Belgische elektriciteitsmix.
CO2-uitstoot per scenario
Koolstofneutraliteit bereiken is niet voor elke sector even vanzelfsprekend. Hoewel het doel van de studie is om te kijken hoe koolstofneutraliteit tegen 2050 bereikt wordt tegen de laagste prijs, moeten we er rekening mee houden dat er in elk van de 3 scenario’s nog steeds jaarlijks zo’n 2 miljoen ton CO2 zal worden uitgestoten, vooral door industriële processen die erg moeilijk te decarboniseren zijn. Die 2 miljoen ton zal dus nog op een andere manier uit de lucht gehaald moeten worden, bijvoorbeeld via Direct Air Capture (DAC) – in ons land of elders.
Een sector die in elk van de 3 scenario’s wel volledige koolstofneutraliteit bereikt, is de elektriciteitssector. Dit gaat het vlotste in het elektrificatiescenario. Al in 2030 en 2040 ligt de CO2-uitstoot voor dat scenario een stuk lager in vergelijking met de andere scenario’s. En laat ons niet vergeten wat het IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) ons al geleerd heeft: "every bit of warming & every year matters". Voor het klimaat is een snellere decarbonisatie van de elektriciteitssector zeker aan te raden.
Productieprijs elektriciteit per scenario
Het door Energyville gebruikte model geeft ook inzicht in de productiekosten van elektriciteit, inclusief eventuele invoer uit andere EU-landen. Deze productiekosten kunnen worden gezien als een indicatie voor de groothandelsprijs voor elektriciteit. Merk echter op dat dit niet de prijs is die de consument zal betalen, aangezien de elektriciteitsprijs voor eindgebruikers nog onderworpen is aan belastingen en toeslagen en transmissie- en distributiekosten.
In elk van de 3 scenario's pieken de productiekosten in 2025 door de hoge aardgasprijzen en dalen ze weer door de investeringen in hernieuwbare productiecapaciteit.
In het elektrificatiemodel is de productieprijs voor elektriciteit het laagst, dankzij extra capaciteit van offshore wind (vanaf 2030) en nieuwe kleine modulaire kerncentrales (SMR’s), die in deze studie vanaf 2045 verwacht worden.
“Het scenario met kleine modulaire kernreactoren is het enige dat de Belgische importafhankelijkheid van energie vermindert, de nood aan extra capaciteit beperkt en tot veel lagere kosten leidt.”
Peter Claes, directeur van Febeliec
Conclusie
Elk van de 3 onderzochte scenario’s leiden uiteindelijk naar een (bijna) klimaatneutraal België tegen 2050, maar het “elektrificatie”-scenario waarbij wordt ingezet op windenergie op zee en nieuwe kernenergie (in de vorm van Small Modular Reactors of SMR) is de goedkoopste weg. Verder is dat ook het scenario waarbij de CO2-uitstoot voor de elektriciteitsproductie het snelste daalt en deze sector het snelst koolstofneutraliteit bereikt.
Febeliec, de opdrachtgever van deze studie, vraagt dan ook dat beleidsmakers alle technologische opties openhouden en de meest economische route inslaan. “Het scenario met kleine modulaire kernreactoren is het enige dat de Belgische importafhankelijkheid van energie vermindert, de nood aan extra capaciteit beperkt en tot veel lagere kosten leidt”, aldus Peter Claes, directeur van Febeliec, de federatie van industriële grootverbruikers van energie.