Overzicht windenergie: De voor- en nadelen van windmolens en windparken
EssentNieuws, via Flickr Creative Commons (Cropped)- 11 maart 2020: Verlopen links vervangen en hele overzicht bijgewerkt met recente data, inzichten en doorbraken.
- 23 februari 2017: Top 10 windturbineproducenten bijgewerkt.
- 15 februari 2017: Top 10 landen met meeste windvermogen bijgewerkt. Recente ontwikkelingen aangevuld.
- 9 augustus 2016: Bijgewerkt met recente ontwikkelingen, vooral in offshore wind.
- 18 mei 2016: Grondig bijgewerkt met recente data, nieuwe opmaak, meer info en betere video’s.
- 13 januari 2013: Eerste publicatie.
Alles over windenergie, windmolens en windparken▲
Windenergie is een van de snelste groeiers in de markt voor duurzame én conventionele elektriciteit. In dit overzicht de belangrijkste voor- en nadelen van windturbines en windparken.
Windenergie is geen ‘alternatieve’ energiebron meer. Samen met zonne-energie behoort windenergie tot de snelst groeiende stroombronnen. In 2015 investeerden energieontwikkelaars wereldwijd voor het eerst meer in nieuwe wind- en zonneparken dan in gas- en kolencentrales.
Dankzij de snelle groei heeft windenergie inmiddels een serieus marktaandeel. Honderdduizenden windturbines wereldwijd dekken nu ±5 procent van de mondiale elektriciteitsmarkt. De meeste daarvan staan op het vasteland maar offshore is een inhaalrace ingezet. Voor 2050 verwacht het Bloomberg New Energy Finance (BNEF) een windaandeel van ±25 procent in de wereldstroomvraag.
Windenergie is duurzamer dan fossiele energie en scoort ook in vergelijking met andere hernieuwbare bronnen uitstekend. Zowel qua kostprijs als qua klimaatwinst. Over de volle levensduur gemeten, stoot een windturbine per opgewekte kilowattuur (kWh) ±10 gram CO2 uit. Voor zonnepanelen zijn de emissies grofweg vier keer zo groot en een kolencentrale stoot per kWh liefst 70 tot 100 keer zoveel CO2 uit als een windmolen.
Dit overzicht behandelt de voordelen en nadelen van windenergie, de techniek in een windmolen, de kansen om de opbrengst van windparken verder te verhogen en de uitdagingen om de kosten en overlast van duurzame windenergie verder te verlagen. Recent nieuws en achtergrondartikelen over windenergie staan rechts naast deze pagina. Het complete archief met windenergienieuws gaat terug tot 2012.
Aan de hand van de windsnelheid (V), de luchtdichtheid (ρ), het oppervlak dat de molenwieken bestrijken (A) en de efficiëntie van de turbine (η) is te berekenen hoeveel elektriciteit een windmolen maximaal opwekt:
Leestip: Via de groene pijlen (▲) in dit artikel klik je terug naar de inhoudsopgave bovenaan de pagina. De links in de inhoudsopgave verwijzen naar secties op deze pagina (net als op Wikipedia).
Leesverzoek: Aanvullingen, vragen, correcties en andere zienswijzen zijn welkom in de reacties.
De maximale energieopbrengst uit een windpark▲
De belangrijkste factoren om tegen de laagste prijs het optimale aantal kilowatturen uit een windmolen te persen, zijn de locatie, het formaat van de windmolen en de techniek binnenin de turbine. Hieronder de speerpunten die windenergie rendabel maken.
Longread #windenergie. De belangrijkste successen, uitdagingen, voordelen en nadelen van windparken op één pagina:https://t.co/vpah3FLTqo
— WattisDuurzaam.nl (@WattisDuurzaam) 24 mei 2016
De windparklocatie: Waar waait het (vaak) hard? ▲
Dat de windsnelheid voor windparken een bepalende factor is, voelt iedereen aan. Het effect van de windsnelheid is misschien nog groter dan verwacht. De botsenergie van luchtdeeltjes neemt kwadratisch toe met de snelheid én bij hardere wind botsen er per seconde ook meer deeltjes tegen de wieken. Een verdubbeling van de windsnelheid levert eenzelfde windmolen daarom 8x zoveel vermogen.
Voor ontwikkelaars van windparken is het dan ook onvoldoende om alleen de gemiddelde windsnelheid over een heel jaar te weten. Een windpark waar twaalf maanden per jaar een licht briesje staat, levert grofweg 25 procent van de energie van een locatie waar het zes maanden dubbel zo hard waait maar de rest van het jaar windstil is. Windparkontwikkelaars zetten een heel arsenaal aan meetapparatuur en statistiek in om, tot op het kwartier nauwkeurig, in te schatten hoe vaak het hoe hard waait op beoogde windparklocaties.
Liever een windpark dan losse windmolens
Voor de vuist weg zijn de beste locaties voor windenergie zeeën, meren en andere open vlaktes. Daar zijn geen bomen, gebouwen of andere obstakels die de rondwaaiende lucht afremmen. Om dezelfde reden levert een windmolen die helemaal solo in het landschap staat meer energie dan dezelfde turbine die in de windschaduw van andere windmolens staat.
Toch heeft het grote voordelen om windturbines te groeperen. Zo is bijvoorbeeld de aansluiting op het stroomnet en het onderhoud goedkoper, en blijft eventuele overlast beperkt tot een kleiner gebied. Verder is het simpelweg zonde om slechts één turbine op een uitstekende windlocatie te plaatsen. Met een goed windparkontwerp blijven de verliezen per windmolen beperkt tot enkele procenten.
Meetsystemen en statistische methoden om de potentie van een beoogd windpark te bepalen.
De Wet van Betz bepaalt dat een windmolen maximaal 59,3 procent van de energie in de wind kan oogsten. Om het effect van de windschaduw (de vertraagde luchtstroom direct achter de windturbine) te minimaliseren, staan turbines in een windpark zeker tien wieklengtes uit elkaar.
Het formaat van een windmolen: Size does matter▲
Met goed meten, stevig rekenen en met oog voor andere omgevingsfactoren is de keuze voor een windparklocatie optimaal te maken. Op het actuele weer heeft de ontwikkelaar dan nog geen invloed. Op de opbrengst als het eenmaal waait wel. De juiste turbine, op de juiste plek, geeft de grootste inkomsten.
Het oppervlak waarin een molen de wind oogst, is na de windsnelheid, de belangrijkste factor in de energieopbrengst van een windpark. Hoe groter dit oppervlak, hoe meer luchtdeeltjes er op de wieken botsen. Het oppervlak is bepaald door de cirkelbaan van de wieken. Verlengen van de wieken is dan ook lucratief. Met 2x zo lange turbinebladen heeft een windmolen een 4x zo groot effectief oppervlak, en daarmee grofweg 4x zoveel energieopbrengst. Gangbare windmolens hebben al bladen van 50 tot over de 100 meter lang en materiaalonderzoekers zoeken continu naar kansen om de wieken lichter, stijver en langer te maken.
Naarmate windturbinebouwers kiezen voor langere wieken, groeit de masthoogte alleen al voor de veiligheid automatisch mee. Dat heeft als extra voordeel dat de hogere windturbines zo ook de krachtige wind op grote hoogte oogsten. Net zoals een vlak wateroppervlak weinig weerstand biedt aan de wind, is er boven de 150 meter ook nauwelijks nog een boom of gebouw dat de luchtstroom afremt. Hoog in de lucht is de wind sterker en stabieler. Daarom loont het, ook los van de rotordiameter, om windmolens zo hoog mogelijk te bouwen.
Airborne windturbines en windenergie in de stad
Met zeppelins, vliegers en andere high altitude windenergieconverters pogen verschillende start-ups de windenergie zelfs op hoogtes boven de 500 meter te oogsten. Door de windturbine te laten vliegen of zweven besparen deze partijen materiaal op de anders gigantische windturbinemast.
Tegelijkertijd zoeken andere windondernemers het juist dicht bij de grond, met windturbines voor in de bebouwde omgeving. Om flexibeler te zijn voor snel wisselende windrichtingen tussen gebouwen, draaien deze micro-windturbines vaak verticaal. Of ze draaien helemaal niet; het Ewicon-concept van de TU Delft heeft geen wieken maar werkt (in theorie) met elektrostatisch geladen waterdruppels.
Vanwege het minieme oppervlak en de geringe hoogte hebben alle kleine windmolens de schijn tegen. Alleen bij zeer lage materiaal- en installatiekosten is een rendabele businesscase haalbaar.
De ontwikkelingen in windtechniek gaan hard. GE Haliade-X is (op moment van schrijven, maart 2020) de krachtigste windmolen ter wereld. De offshore windturbine met een rotordiameter van liefst 220 meter levert maximaal 12 megawatt.
Het bekende windturbine-ontwerp met drie wieken biedt vooralsnog het optimum van energieproductie en bouwkosten.
Heldere animatie over het hoe en waarom van windparken op zee.
De techniek in een windmolen: Onderhoudsarm▲
Het optimaliseren van de balans tussen het aantal productieve draaiuren en de levensduur van de windturbines is de laatste grote stap naar een rendabel windenergieproject.
Windturbines zitten vol met draaiende onderdelen, die stuk voor stuk enorme krachten verwerken. Bij offshore windparken komt daar nog het risico op roest door het zoute water bovenop. Toch gaat een moderne windmolen zo 30 jaar mee, en is hij in die decennia zeker 150.000 uur actief in gebruik. Een automotor maakt in zijn leven nog geen 10 procent van dat aantal draaiuren.
Stilstaande windmolens bij harde wind?
Vooral de windturbinebladen en de tandwielkast tussen de rotor en de generator krijgen veel voor de kiezen. Om schade en overmatige slijtage te voorkomen, kunnen de wieken kantelen. Zo past de windturbine de luchtweerstand en de belasting van de techniek aan op de actuele windsnelheid. Het loont namelijk niet om windturbines zo te bouwen dat ze ook bij extreme windsnelheden maximaal energie produceren. Daarom staan de windmolens bij storm op de rem.
Wel zoeken windturbinefabrikanten continu de grenzen op. Met een groeiend aantal sensoren en krachtige software komt de gesteldheid van de onderdelen steeds nauwkeuriger in beeld. Zo kunnen windparkeigenaren het onderhoud strak plannen en kan de duurzame energieproductie, ook van oudere turbines, met volle procenten omhoog.
Uitvoerig maar helder filmpje over de onderdelen van een windmolen. Van de lift die monteurs omhoog tilt tot de motoren die de windturbine in de wind draaien.
Een typische power curve van een windmolen. Zo balanceren windmolenbouwers tussen stroomopbrengst en levensduur.
De voor- en nadelen van windenergie▲
Alle opties om energie op te wekken hebben sterke en zwakke punten. De voor- en nadelen bepalen waar en wanneer (onshore) windenergie te verkiezen is boven andere energiebronnen.
- Volwassen technologie, continue innovatie
Met 350.000+ windturbines in bedrijf zijn de belangrijkste kinderziektes van windenergie lang en breed ondervangen. Het bouwen en plaatsen van een windturbine is een routineklus. Tegelijkertijd evolueren windturbines stevig door. Juist door de omvang van de markt is er veel geld beschikbaar voor innovatie. - De meest duurzame hernieuwbare energie
De embodied energy, de energie die nodig is om een windmolen te fabriceren, transporteren en installeren en uiteindelijk weer af te breken en recyclen, verdient een windturbine binnen enkele maanden terug. Daarna is alle stroom emissievrij. Per opgewekte kilowattuur is er qua CO2-impact praktisch geen energietechniek die aan windturbines kan tippen. Zonne-energie, waterkracht en biomassa stoten per energie-eenheid stuk voor stuk meer broeikasgassen uit, om nog niet te spreken over de fossiele alternatieven. - Windenergie is niet begrensd door grondstofschaarste
Een windturbine bestaat uit gangbare materialen als staal, glasvezel of zelfs hout en textiel. Alleen de magneten in sommige stroomgenerators zijn gemaakt van ‘zeldzame aardmaterialen’, al klinkt ook dat schaarser dan het in werkelijkheid is. Aan het eind van zijn werkzame leven is een windenergieconverter bovendien goed recyclebaar. - Windenergie is complementair aan zonne-energie
Windenergie en zonne-energie zijn beiden weersafhankelijk, en daarmee niet altijd voorspelbaar. Wel gaan harde wind en felle zon vrijwel nooit samen. Wind- en zonne-energie vullen elkaar daarmee goed aan. Het loont om beide duurzame energiebronnen in vergelijkbare hoeveelheden in te zetten. - De fysieke voetafdruk van een windmolen is beperkt
De omgeving onder een turbine blijft beschikbaar voor landbouw en industrie. Ook biomassa verbouwen voor windstille dagen is mogelijk. Zonnepanelen kunnen helaas slecht tegen de periodieke schaduw onder de wieken. Vanwege de turbulentie die ontstaat achter de rotor hebben de windturbines zelf wel de ruimte nodig. Ze staan minimaal 10 keer de lengte van de wieken uit elkaar.
- Windstroom is (on)voorspelbaar en niet op afroep beschikbaar
Fabels over zinloos draaiende back-upgascentrales ten spijt is de windkracht (enkele uren vooruit) goed te voorspellen. Maar als het niet waait levert een windturbine toch echt helemaal niets. Energiebedrijven met veel windparken moeten daarom kunnen terugvallen op (bio)gascentrales, energieopslag of smart grids die de variatie in windaanbod opvangen. - Windmolens tasten uitzicht aan en veroorzaken lichtvervuiling
Hoge windmolens zijn van veraf zichtbaar en volgens velen passen ze niet in het landschap. Ook dicht aan de kust is niet iedereen blij met de horizonvervuiling van offshore windparken. Verder maken omwoners bezwaar tegen de rode veiligheidsverlichting, die piloten van vliegtuigen en helikopters ’s nachts waarschuwen voor de aanwezigheid van windturbines. - Geluidsoverlast en slagschaduw van windmolens
Windmolens maken geluid en kan vervelend zijn voor wie dicht in de buurt woont. Bij laagstaande zon werpen de draaiende wieken bovendien een flikkerende slagschaduw over het landschap. Als er door de windrichting of de stand van de zon risico op tijdelijke hinder voor omwonenden bestaat, zijn veel exploitanten bereid de windmolens (automatisch) stil te zetten. Bij meer dan 6 uur slagschaduw per jaar op een adres is dit verplicht. - Windmolens ‘doden’ vogels
De lobby tegen windmolens als ‘vogelmoordenaars’ is sterk en effectief. Vogels vliegen zich soms inderdaad te pletter tegen windturbines. Dat doen ze, in veel grotere getale, ook tegen elektriciteitskabels, gebouwen en auto’s of de scherpe tanden van een huiskat. Windparken zijn echter nieuw, en kunnen net de druppel zijn die zeldzame vogels doet uitsterven. - Windturbines storen luchtverkeersradar en wetenschap
Moderne radarsystemen kunnen draaiende molenwieken op voldoende afstand goed uit het signaal filteren. Wat er achter te dichtbij geplaatste windmolens gebeurt, is echter niet altijd zichtbaar. Vanwege de landsverdediging zijn er daarom no-go area’s voor windturbines. Ook radiotelescopen ondervinden mogelijk verstoringen door windenergie.
De voors en tegens van offshore windenergie▲
Ten opzichte van windmolens op land hebben zeewindprojecten specifieke voor- en nadelen.
- Op volle zee is de wind krachtiger
Op zee staat er niets in de weg van de wind. Daarmee waait het harder, vaker en constanter. Windturbines op zee wekken, per megawatt geïnstalleerd vermogen, ±40 procent meer energie op dan windmolens op het vaste land. - Geen geluidsoverlast van windturbines op zee
Op zee, ver van de bewoonde wereld, heeft geen mens last van lawaaiige windmolens. Er zijn wel geluidslimieten om hinder voor het zeeleven in te perken. Die zijn vooral relevant bij het heien van de funderingen voor de offshore windturbines. Een windmolen die, ongeacht de windrichting, meer lawaai mag maken levert meer duurzame energie. Ook de bovengenoemde slagschaduw is op zee geen bezwaar. - Horizonvervuiling van offshore windenergie is miniem
Not in my backyard (Nimby)-bezwaren spelen ook qua belemmering van het uitzicht minder op zee. De dichtstbijzijnde achtertuin ligt op 20 kilometer afstand. Door uitbaters van strandtenten wordt wel gevreesd dat toeristen wegblijven vanwege de windturbines op zee. In de praktijk zie je ze alleen met goede ogen, bij helder weer en als je weet waar ze staan.
- Bouwen en onderhouden op zee is duur
Harde zeewind maakt het interessant om windenergie op zee te oogsten, maar ook lastig om windmolens te installeren. Werk op zee vereist gespecialiseerd materieel en uitstekend getraind personeel. Die dure mensen en machines moeten regelmatig wachten op veilige condities. Werken kan alleen op een kalme zee. - Stopcontacten op zee noodzakelijk
De zeewindparken liggen op zeker 20 kilometer uit de kust maar de geproduceerde stroom is voor het vaste land. Zeewaardige hoogspanningskabels zijn prijzig en om energieverliezen in het stroomtransport naar de kust te beperken zijn complexe offshore transformatorstations nodig. - Veel materiaal nodig om het hoofd boven water te houden
Op zee is een funderingspaal van tientallen meters hoog nodig om überhaupt boven het zeeniveau uit te komen. Dat materiaalgebruik komt allemaal bovenop de standaard windturbine, en alles moet bestand zijn tegen het zoute zeewater. In plaats van een vaste fundering, onderzoeken meerdere partijen drijvende constructies om windturbines op te plaatsen.
De voor- en nadelen van vliegende windinnovaties▲
De voors en tegens van vliegerturbines, zeppelinmolens en andere high altitude-windconcepten.
- Hoog in de lucht is de wind sterker
De belangrijkste reden om zwevende windconcepten te ontwikkelen is de stevige wind op honderden meters hoogte. - Nauwelijks horizonvervuiling
De vliegerwindturbines en vergelijkbare concepten zweven hoog en zijn daarmee minder zichtbaar dan conventionele windturbines. De mast is in de meeste concepten vervangen door een kabel, die het uitzicht ook nauwelijks belemmert. - Laag materiaalgebruik, stormbestendig
De zwevende windenergiesystemen bestaan meestal uit vliegers of ballonnen. Zware componenten als generatoren staan op de grond en er zijn veel minder grondstoffen nodig om de enorme hoogtes te bereiken. Waar een normale windturbine bestand moet zijn tegen storm, wordt een vliegende windmolen bij noodweer bovendien gewoon binnengehaald.
- Onzekere veiligheidsmarges
Meerdere vliegers, met kabels van wel een kilometer lang, die rondzweven op honderden meters boven de grond, schreeuwen om specifieke regelgeving. Wat gebeurt er als een kabel breekt, hoe is de wisselwerking met vliegverkeer en hoe dicht mogen de zweefturbines zelf op elkaar vliegen? Voor commerciële toepassing van de high altitude windconcepten zijn antwoorden op die vragen essentieel. - Onzekere opbrengst en levensduur
De ontwikkelaars van zwevende windsystemen claimen grote energieopbrengsten maar alle concepten bevinden zich nog in de prototype-fase. Een investering in een geheel nieuwe technologie is voor geldschieters een sprong in het diepe en met de gestaag doorgroeiende ‘gewone’ windturbines neemt het beloofde voordeel van de revolutionaire concepten af.
De voor- en nadelen van kleinschalige windmolens▲
De concepten voor kleine windmolens lopen uiteen maar de belangrijkste voordelen en nadelen van kleinschaligheid gelden voor alle small scale-windturbines.
- Een thuis-windturbine kan ‘achter de meter’
Met een kleine windturbine op eigen terrein wekken huishoudens en bedrijven zelf energie op. Net als met zonnepanelen is de duurzame stroom te salderen met het eigen energieverbruik. - Zelfvoorzienend met eigen windstroom
Voor wie volledig in zijn eigen energiebehoefte wil of moet voorzien, is een windturbine een goede aanvulling op zonnepanelen. De beide duurzame bronnen vullen elkaar goed aan, waardoor minder accucapaciteit noodzakelijk is in een offgridwoning, op een boot of in een duurzame camper. - Zichtbaar met duurzaamheid bezig
Een strak ontworpen mini-windturbine geeft ondernemers een groene imagoboost. En een windmolentje is mooier en valt meer op dan zonnepanelen op een plat bedrijfsdak. - De gebouwde omgeving ‘versterkt’ de wind
Verschillende aanbieders van kleinschalige windconcepten claimen dat bestaande gebouwen of bijgeleverde trechters werken als windvanger. Dat zou (volgens de aanbieders) het effectieve oppervlak van de windturbines vergroten en het genereren van windstroom ook bij lage windsnelheden mogelijk maken.
- Schaalgrootte maakt of breekt de businesscase
De verdienkansen van windturbines nemen toe met het oppervlak dat ze bestrijken en de hoogte waarop de windenergie onttrokken wordt. Mini-windmolens gaan tegen beide vuistregels in. - Kleine windmolen maakt groot kabaal
De wieken van micro-windmolens draaien veel sneller dan die van grote megawatt-modellen. Daarmee genereren kleine windturbines een hoger geluid dan grote molens. Grote windmolens zijn niet per se stiller maar de geluidsintensiteit neemt met het kwadraat van de afstand af. Een microturbine op het dak van de buren ervaar je daarom als veel lawaaieriger dan een grote windmolen op 500 meter afstand en 100 meter hoogte. - (Energetische) terugverdientijd langer dan levensduur
De kleine schaal van micro-windturbines maakt het lastig om de investering terug te verdienen uit de opgewekte stroom. De terugverdientijd van een mini-windmolen is zeker 2 tot misschien wel 4x zo lang als die van zonnepanelen, terwijl zonnepanelen doorgaans langer meegaan. Ook de duurzaamheid van met kleine windmolens opgewekte stroom is twijfelachtig. Een kleine molen op een slechte locatie levert mogelijk minder energie dan er nodig is voor de bouw, installatie en recycling van de machine.
Windenergie en windmolenproductie in Nederland▲
De klassieke Hollandse windmolens zijn wereldberoemd en Nederlandse pioniers stonden aan de basis van de tweede jeugd van windenergie. Dankzij EU-verplichtingen is wind nu opnieuw onmisbaar.
Met traditionele poldermolens hield Holland droge voeten en met zaagmolens bouwde de Vereenigde Oostindische Compagnie zijn schepen. Veel van de eeuwenoude windmolens staan nog fier overeind. Via het toerisme dragen ze nog altijd bij aan de Nederlandse welvaart.
Honderden jaren na de hoogtijdagen van de klassieke molen pionierde Nederland opnieuw met windenergie. Ondersteund door de oliecrises en de kernramp bij Tsjernobyl boekte Henk Lagerweij in de jaren 70 en 80 succes met zelfontwikkelde windturbines. Met het inzakken van de olieprijzen, daalde ook de belangstelling voor alternatieve energie. Verschillende faillissementen, boedelverkopen (Darwind, EWT) en doorstarten later bouwt Lagerweij (nu Lagerwey) nog altijd windturbines. De kans voor de Nederlandse windpionier om uit te groeien tot een echte wereldspeler is echter verkeken maar met een innovatieve bouwkraan pakt Lagerwey alsnog wereldfaam
In de snelgroeiende offshore windsector hebben Nederlandse ondernemers wel een goede positie. Niet met de productie van de windturbines maar met de bouw van funderingen, transformatorplatforms en installatiewerk op zee. Jarenlange ervaring in de offshore olie- en gassector komt specialisten als Van Oord, Boskalis en SIF Group nu goed van pas. De bedrijven slepen grote opdrachten binnen voor duurzame windprojecten langs kusten in heel Europa. Met onderdelenmarktplaats Spares in Motion heeft Nederland daarnaast een wereldwijde positie in de handel in aftermarket vervangingsonderdelen, voor windturbines van alle grote fabrikanten. En hoewel Nederland zelf geen grote windmolenindustrie heeft, weten grote buitenlandse fabrikanten de testfaciliteiten van Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) goed te vinden.
Race tegen de klok om windvermogen Energieakkoord en Klimaatakkoord te realiseren
Als lidstaat van de Europese Unie is Nederland verplicht om in 2020 minimaal 14 procent van het binnenlandse energieverbruik duurzaam op te wekken. Met de lange kustlijn en vlakke polders is Nederland bij uitstek geschikt voor het opwekken van windstroom. Windturbines spelen in EU-doelen dan ook een grote rol. In het SER-Energieakkoord van 2013 was afgesproken dat er in Nederland in 2020 op land 6.000 megawatt aan windturbines zou staan en in 2023 op zee 4.500 megawatt. In het SER-klimaatakkoord van 2019 is vastgelegd dat in 2030 ruim twee derde van de elektriciteit in Nederland uit wind en zon komt. Offshore wind heeft daarin de hoofdrol.
Wat betreft de offshore ambities lijkt Nederland zijn belofte in te lossen. Op land loopt de bouw van nieuwe windparken helaas flink achter op schema. Door de vertragingen voldoet Nederland niet aan de EU-verplichtingen voor duurzame energie voor 2020.
Nederland prijsleider in offshore wind
Zoals hierboven genoemd, heeft Nederland offshore bedrijven die voorlopen in de installatie van zeewindparken. Inmiddels heeft ook het Nederlandse tendersysteem voor onze eigen windprojecten op zee zijn effectiviteit bewezen. Voor respectievelijk 7,27 eurocent en 5,45 eurocent per kilowattuur ontwikkelen de Deense energieproducent Dong en een consortium van Eneco, Shell en Van Oord 1.400 megawatt aan windturbines voor de Zeeuwse kust. Het Zweedse Vattenfall realiseert daarna subsidievrij nog eens 1.500 megawatt voor de Hollandse kust. Vattenfall installeert daartoe 140 turbines van liefst 11 megawatt.
Netbeheerder Tennet realiseert voor deze projecten (zie afbeelding rechts) de netaansluiting met het vasteland. Door standaardisatie beperkt Tennet de aansluitkosten tot € 2 mrd in totaal of grofweg 1,4 eurocent per getransporteerde kilowattuur. Met de centraal georganiseerde netaansluiting, grondige gebiedsstudies en voorbereiding van alle vergunningen zet de Nederlandse overheid de vijf windparklocaties als hapklare brokken in de markt. Het doel hierbij was om de kostprijs van offshore windstroom geleidelijk met 40 procent te verlagen. Dat is meer dan geslaagd, getuige de subsidievrije aanbestedingen.
Of het het lukt om de ruim 11.000 megawatt aan windparken die voor 2030 gepland zijn allemaal zonder subsidie te bouwen, blijft desondanks gissen.
Windturbineproductie
Offshore installaties
Zwevende windconcepten
Micro-windturbines
Aftermarket turbines en onderdelen
Windenergieonderzoek en -tests
Naast de genoemde partijen dragen ook veel Nederlandse energiebedrijven, consultancybureaus en energiecoöperaties bij aan de groei van windenergie. Veel daarvan zijn aangesloten bij brancheorganisatie NWEA.
Aangewezen locaties (paars) voor in totaal 3.500 megawatt aan offshore windparken voor de Nederlandse kust.
Uitdagingen voor de mondiale groei van windenergie▲
Windenergie heeft zich bewezen als volwassen bron van emissievrije elektriciteit. Als zodanig zal de inzet van windturbines nog jaren doorgroeien, en met die groei ontstaan nieuwe uitdagingen.
Dankzij decennia aan innovatie en schaalvergroting concurreren windturbines in meerdere landen al direct met conventionele elektriciteitscentrales. Op land is de kostprijs van windstroom in vele landen gedaald tot minder dan € 0.02 per kilowattuur. Ondersteund door de lage en nog altijd dalende kostprijs en het COP21-klimaatakkoord van Parijs zal de wereldwijde inzet van windturbines nagenoeg automatisch fors doorgroeien.
Een belangrijk resultaat van die groei is dat windparken niet meer alleen met kolencentrales en gasturbines, maar vooral ook met elkaar concurreren. Als windparken in 2050 wereldwijd goed zijn voor een vijfde tot een kwart van alle stroomproductie, staat er in windrijke regio’s al ver daarvoor genoeg windcapaciteit om de lokale vraag meer dan volledig te dekken. In Denemarken is dat bijvoorbeeld al het geval. De marginale productiekosten van een windmolen zijn nihil: Windparken leveren, ongeacht de actuele marktprijs, zoveel stroom als de windsnelheid (en het elektriciteitsnet) op elk moment toelaat.
Juist op de momenten dat windmolens de investeringskosten moeten terugverdienen, zakt de stroomprijs in. Nu de businesscase van nieuwe windprojecten niet of nauwelijks meer beschermd is door subsidies, ligt er voor ontwikkelaars van windenergieprojecten een directe uitdaging om de balans tussen vraag en aanbod op de elektriciteitsnetten te stabiliseren. Dat kan door allianties te sluiten met aanbieders van andere (liefst duurzame) stroombronnen, met verschillende vormen van energieopslag of door met grootverbruikers af te spreken dat zij de stroomconsumptie afstemmen op het windaanbod (demand response).
Ook domweg accepteren dat windmolens, ook als het lekker waait, soms stilstaan (peaktrashing) is bij verdere reductie van de levensduurkosten een reële optie. Een windpark dat elektriciteit produceert tegen 2 cent per kilowattuur maar (bijvoorbeeld) 10 procent van zijn jaaropbrengst moet wegkiepen, kan leveren tegen een prijs van 2,2 cent per kilowattuur. ook goed te doen.
Locatie, locatie, locatie en perceptie
Naast op de elektriciteitsmarkt concurreren windontwikkelaars ook om ruimte. In landen die vroeg op windenergie hebben ingezet, staan locaties met de meest gunstige randvoorwaarden en windprofielen al vol met windturbines. Dit dwingt turbinefabrikanten om windmolens te optimaliseren voor gebieden met gemiddeld lagere windsnelheden. Ook moeten de nieuwe turbines beter aansluiten op restricties rond geluidsoverlast, slagschaduw en dierenwelzijn. De andere optie is om windparken verder van de energiegebruikers te bouwen, bijvoorbeeld op zee, met grotere kabelverliezen als gevolg. Wonderwel weet de windindustrie de kostenverlagingen al decennia vol te houden.
Naast uitwijken naar mindere locaties loont het vaak ook om oude turbines op de beste locaties te vervangen door windmolens van de laatste generatie. Die persen nog weer meer energie uit de optimale windcondities ter plaatse. De oude turbines kunnen na een stevige onderhoudsbeurt en met verbeterde software op een nieuwe plek soms nog jaren mee.
De grootste uitdaging voor de windindustrie is niet van economische of technische aard maar doet een beroep op de soft skills van de sector. Hoe laat je omwonenden, milieuactivisten en stemgerechtigden inzien dat windenergie ook voor hen meer voordelen dan nadelen biedt?
Gunstige praktijkvoorbeelden laten gelukkig zien dat het met kelderende huizenprijzen en wegblijvende toeristen bij windparken meevalt. Toch verdienen veel van de bezwaren tegen windprojecten begrip en is het over sommige klachten lastig oordelen. Het leeuwendeel van de argumenten tegen windstroom betreft echter primair smaak en perceptie. Horizonvervuiling door windmolens is evengoed te zien als horizonverfraaiing. Vogels die tegen windturbines aanvliegen, worden ook door klimaatverandering in het voortbestaan bedreigd. En gezien de belastingsteun en verworven rechten voor de fossiele energiesector is de omvang van subsidies voor duurzame energieprojecten op zijn minst te relativeren.
Conclusie: Alles afgewogen zijn er geen sterke gronden om moderne windenergie af te wijzen. Omarmen zoals de klassieke poldermolens hoeft niet, maar windenergie voor lief nemen is verstandig. Gokken op technologie die schoner en goedkoper is dan windturbines is geen optie. Kernfusie, thoriumcentrales en andere energiewonderen zijn op zijn vroegst over 30 jaar een alternatief. Het bewezen antwoord voor wie nú wil doorstoten naar een betaalbare duurzame economie is blowing in the wind..
| # | Fabrikant | Megawatt |
| 1. | Vestas (Denemarken) | 9.600 |
| 2. | Siemens-Gamesa (Duitsland&Spanje) | 8.800 |
| 3. | Goldwind (China) | 8.300 |
| 4. | General Electric (VS) | 7.400 |
| 5. | Envision (China) | 5.800 |
| 6. | Ming Yang (China) | 4.500 |
| 7. | Windey (China) | 2.100 |
| 8. | Nordex (Duitsland) | 2.000 |
| 9. | Shanghai Electric (China) | 1.700 |
| 10. | CSIC (China) | 1.500 |
Bron: BNEF (Cijfers 2019)
Oprichter WattisDuurzaam en duurzaamheidsadviseur bij We-Boost Transitions.
Ontdek meer van WattisDuurzaam.nl
Abonneer je om de nieuwste berichten naar je e-mail te laten verzenden.
De geluidsoverlast als tegenargument snap ik, maar horizonvervuiling? kom nou… ze zijn mijn inziens best mooi en als we nu investeren zijn ze over 100 jaar waarschijnlijk cultureel erfgoed omdat Nederland vroegah daarmee eindelijk energie-autarkisch is geworden…
En inderdaad, zo niet dan zijn ze over een een jaar of 30 à 40 wel uit het landschap verdwenen.
Windparken op het land kunnen al een paar jaar zonder SDE subsidie, maar commerciële windpark huisjemelkers, incl coöperaties, pakken liever de subsidie. Daarmee sluiten ze burgers doelbewust buiten van voordeel, en vertragen ze de energie transitie.
Een huishouden koopt voor €2000 een kavel koop-windpark en gaat zijn eigen stroom opwekken. Stroom voor de kostprijs, 2 cent per kWh. Voordeel €5000
http://www.duurzamebrabanders.nl/blog/2016/12/nwea-leden-verkoop-die-windpark-plannen-aan-consumenten/
Ik vraag me af hoeveel kWhr van de door een windmolen op zee geleverde stroom komt aan in het electriciteitsnet aan land?
Heb eens gekeken naar het electriciteitsverbruik van een electrische auto. Conclusie een el.car is energie onvriendelijk.
Stem op de PVV of het FvD. Dan houdt de onzin op. Ga voor kernenergie. Schoon en goedkoop.