‘Het klinkt heel zorgwekkend, maar de mengverhouding is dusdanig laag dat het klimaateffect verwaarloosbaar is,’...
Nicolette van den Hout, Fleur Verbeek, Lisette van Dalen
11 mei 2022
Windmolens moeten bijdragen aan een minder snelle opwarming van de aarde. Maar hoe ‘schoon’ en CO2-vrij zijn ze eigenlijk? En wat zijn de echte kosten van zo’n wiekentoren?
De roep om minder afhankelijk te worden van Russisch gas wordt steeds luider. Een van de opties is zelf meer energie opwekken. Windmolens kunnen daaraan bijdragen. De Europese Commissie en het kabinet willen de inzet van dergelijke duurzame bronnen versnellen. Maar zo’n molen staat er niet één, twee, drie, dat duurt jaren. Er gaat een heel proces aan vooraf waarover niet vaak wordt gesproken. Dat proces is duur en – hoewel daaraan wordt gewerkt – gaat gepaard met uitstoot van CO2. EW deed eigen onderzoek en brengt de bouw en de kosten van een windmolen in beeld, van de wieg tot het graf.
1.Ontwikkelfase
Het voortraject van het bouwen van een windmolen kan wel vijf tot tien
jaar duren, weet Jan Boorsma (60), directeur onshore wind Nederland bij RWE. En daaraan hangt een prijskaartje. ‘Wij rekenen tussen 50.000 tot 100.000 euro per megawatt,’ zegt Boorsma. ‘Dus als je een park wilt bouwen van 20 megawatt, zo’n vijf molens, zit je algauw aan de 2 miljoen euro.’ En dan kan het alsnog gebeuren dat een vergunning niet wordt verleend. ‘Drie op de vier projecten gaan niet door,’ zegt Boorsma. ‘De kosten zijn dan al wel gemaakt en komen voor onze rekening. Maar dat is het risico van ontwikkelen.’ Ondernemers kunnen tot 2025 aanspraak maken op de subsidiepot Stimuleringsregeling Duurzame Energieproductie (SDE++), maar de kosten die worden gemaakt in deze ontwikkelfase vallen daarbuiten.
Op dit moment krijgen de windprojecten sowieso geen SDE++-subsidie uitgekeerd. Het Planbureau voor de Leefomgeving berekent elk jaar een basisbedrag voor wat energieleveranciers minimaal moeten verdienen om hun molen rendabel te maken. Voor dit jaar is dat vastgesteld op 0,0449 euro per kilowattuur. Alles wat de energieleverancier minder verdient, krijgt hij aangevuld uit de subsidiepot SDE++. Maar nu de energieprijzen zo hoog zijn, komen ze ver boven dat bedrag uit, en ontvangen ze geen subsidie.
Wat gebeurt er allemaal in dat voortraject?
Er wordt een locatie gezocht en de buurt erbij betrokken, er worden vergunningen aangevraagd en milieustudies uitgevoerd. Vliegroutes van vogels en vliegtuigen worden in kaart gebracht, en op zee wordt er gekeken naar de visserij en biodiversiteit. ‘In Nederland is een grote focus op ontwerpen die rekening houden met de natuur,’ zegt Eva Philipp (47), leidinggevende van het internationale team milieu en duurzaamheid bij energiebedrijf Vattenfall. ‘Het ontwerp mag geen grote impact hebben op de omgeving.’
Voor windturbines op zee voert de overheid deze onderzoeken uit en de leverancier die het gebied toegewezen krijgt, moet daarvoor dan een vast tarief van 13,5 miljoen euro betalen. ‘Wij pleiten voor een soortgelijke aanpak op land,’ zegt Rik Harmsen (41), van branchevereniging de Nederlandse WindEnergie Associatie (NWEA). ‘De overheid neemt dan het risico van deze bedrijven over. Voordeel is bovendien dat omwonenden meer vertrouwen in onderzoeken hebben als de overheid ze doet.’ De uitkomsten worden openbaar gemaakt. De onderzoeken die de energiebedrijven (laten) uitvoeren, zijn niet altijd openbaar.
2.Bouw
De productie van een turbine kan acht tot twaalf maanden duren. Hiervoor laat Siemens Gamesa halffabricaten vanuit de hele wereld aanvoeren. Torens komen bijvoorbeeld uit Denemarken, Vietnam en Spanje. De naaf uit Polen, Taiwan en China. Als de turbine af is, wordt die in losse onderdelen naar de locatie vervoerd.
Voor een windturbine op zee wordt een enorm installatieschip gebruikt, met daarop een grote kraan en eronder lange poten, waarmee het zich ter plaatse stevig op de zeebodem kan verankeren. Op die manier bouwt het schip de molens onderdeel voor onderdeel op.
In deze fase komt de meeste CO2 vrij van de hele levensloop van de molen. Bij de winning van de benodigde grondstoffen, zoals koper en ijzer, ontstaat milieuschade in de winningslanden, signaleerde Stichting Onderzoek Multinationale Ondernemingen in 2018. Zo heeft Zambia te kampen met watervervuiling door koperwinning. De mijnen en mineralen worden overigens niet alleen gebruikt voor de windmolenindustrie, maar ook voor het maken van elektrische auto’s en mobiele telefoons. Er wordt inmiddels gewerkt aan verscherpte Europese regelgeving en aan een convenant Internationaal Maatschappelijk Verantwoord Ondernemen onder leiding van de Sociaal-Economische Raad.
Daarnaast gebruiken de installatieschepen en vrachtwagens die de onderdelen vervoeren fossiele brandstof. ‘We kijken hoe we de schepen en vrachtwagens groener kunnen krijgen,’ zegt Philipp van Vattenfall. Het probleem is dat deze schepen speciaal zijn gebouwd, er maar een paar op de markt zijn, ze lang meegaan en het heel duur is om ze aan te passen. ‘Maar we zien dat de markt langzaam meebeweegt naar duurzamere opties,’ zegt Philipp. Zo is het Nederlandse bedrijf Van Oord daarmee bezig. Het vergroenen van de vrachtwagens zit nog in de pilotfase, zegt Philipp.
Ook de bouw ter plekke, waar wordt gegraven voor netwerkaansluitingen, geasfalteerd voor wegen en gestort voor de fundering, kan CO2-neutraler. Zo wist Vattenfall bij de bouw van het windmolenpark bij de Nieuwe Hemweg in Amsterdam vorig jaar tot 25 procent van de CO2-uitstoot te voorkomen. ‘Dat kon onder meer doordat we gerecycled asfalt en cementarm beton gebruikten,’ zegt Philipp.
Tekst gaat verder onder het kader
Duizenden windmolens in Klimaatakkoord
Overschakelen op duurzame energie door meer windmolens neer te zetten, is niet nieuw. Dat proces was al in gang gezet om de opwarming van de aarde af te remmen. Zo is in het Klimaatakkoord afgesproken dat in 2030 84 terawattuur (TWh) van de elektriciteit uit duurzame bronnen moet komen, zoals zonnepanelen en windmolens. Om een idee te geven: dat is twintig keer meer dan Amsterdam jaarlijks verbruikt.
Om die 84 TWh op te wekken, zijn 2.000 turbines op land nodig en op zee tussen de 450 en 650. ‘Dat doel gaan we wel halen,’ zegt Rik Harmsen van branchevereniging de Nederlandse WindEnergie Associatie. Dit doel wordt zelfs al gehaald door oude, kleinere molens te vervangen door een paar heel grote, die meer terawattuur opwekken.
Door het uitbreken van de Oekraïne-oorlog wil minister van Klimaat Rob Jetten (D66) de productie van windenergie in 2030 verder opvoeren, met nog eens 50 TWh. De details moeten nog worden uitgewerkt, maar volgens Harmsen is ook dit haalbaar. ‘Het is krap, maar het kan.’
Richting 2050 moet de productie nog verder omhoog, want dan moet de hele industrie zijn overgeschakeld op CO2-neutrale energiebronnen. Hoeveel er dan op land nog bij moeten komen, is nog onbekend. Maar alle nieuwe windmolens op zee plaatsen, is in elk geval geen optie. ‘Je moet rekening houden met visserij, natuur en scheepsroutes,’ zegt Harmsen. ‘Bovendien is de opgave te groot om het alleen op zee op te lossen.’
Op zee zijn de windturbines wel groter en krachtiger dan op land. Om het klimaatdoel van 2050 te halen, zullen er daar tussen de 3.600 en 4.000 turbines moeten komen. Ruim 3.000 meer dan nu.
Al met al komt er voor een molen van 5 megawatt (MW), het soort molen dat voornamelijk wordt neergezet, tijdens deze fase ongeveer 19 gram CO2 per opgewekte kilowattuur vrij, berekende Émile Chappin (39), universitair hoofddocent simulatie energietransitie aan de TU Delft. In totaal, tijdens de bouw, het onderhoud en de afbraak, komt er ruim 20 gram CO2 per kilowattuur vrij, berekende hij. Daar gaat ruim 4 gram van af, omdat materialen worden hergebruikt en daarvoor mag dan CO2-uitstoot in mindering worden gebracht.
Al met al gaat het om 16 gram CO2-per kilowattuur. In vergelijking met grijze stroom is dat heel weinig. Milieu Centraal en Rijkswaterstaat rekenden dit hele proces ook voor kolen en gas uit. Die stoten samen 523 gram CO2 per kilowattuur uit. Dat is dus ruim 32 keer meer. Als in plaats van grijze stroom groene stroom wordt gebruikt, bespaart dat bijna 6 kiloton CO2.
En de kosten?
Het Deense bedrijf van windturbines Vestas en Siemens Gamesa blijven vanwege de concurrentiegevoeligheid vaag over hoeveel de productie kost. Zeker is wel dat ze last hebben van de stijgende grondstofprijzen en logistieke kosten. Zo veel last zelfs dat de winstmarges flink zijn geslonken en de CEO van Siemens Gamesa, Andreas Nauen, onlangs het veld moest ruimen van moederbedrijf Siemens Energy. ‘Windmolens worden echt snel duurder,’ zegt Boorsma van RWE. ‘In twee jaar tijd zijn er prijsstijgingen van 20 procent.’
Maar op langere termijn is de verwachting dat de kostprijs gaat dalen. De Europese branchevereniging WindEurope gaat in 2030 uit van een daling van 28 procent voor windparken op land. En op zee zelfs van 44 procent. De Nederlandse branchevereniging NWEA verwacht ook dalingen, maar in mindere mate. ‘WindEurope gaat uit van hele grote windparken met hele grote molens, maar de ruimte is in Nederland beperkt,’ legt Harmsen van NWEA uit.
3.Operationeel
De operationele fase is voor de energieleverancier het stadium waarin het geld moet worden verdiend en de kosten laag moeten zijn. ‘Tijdens de garantieperiode laten we het onderhoud door de leverancier doen,’ zegt Boorsma van RWE. ‘In het begin heb je altijd iets meer storingen, dan wordt de molen ingesteld. Op den duur stabiliseert dat. De onderhoudskosten komen neer op tussen 5 en 10 euro per megawattuur. Een kleine windturbine levert ongeveer 6.000 megawattuur per jaar op, dus dan komen de kosten uit op tussen 30.000 en 60.000 euro per jaar.’
Na de garantieperiode besteden energieleveranciers het onderhoud vaak uit aan gespecialiseerde bedrijven, zoals Deutsche Windtechnik. Ook Siemens Gamesa en Vattenfall doen dat, terwijl ze voorheen veel zelf deden.
Hoe zit het met het vieze randje in deze fase?
Dat zit ’m vooral in het ritje met de auto, of in de tocht van het schip dat voor onderhoud naar de molen toe moet. Maar ook die moeten uiteindelijk CO2-neutraal worden. ‘We willen dat al onze voertuigen voor ons personeel in 2025 elektrisch zijn,’ zegt Philipp van Vattenfall. Maar vooralsnog is deze fase goed voor 0,80 gram CO2-uitstoot per kilowattuur voor een molen van bijna 5 megawatt, berekende Chappin. Een uitstoot die een benzineauto al op de oprit heeft uitgestoten.
Windmolens zijn dus niet geheel CO2-neutraal, en er is nog een gas dat een rol speelt: het schadelijke SF6 (zwavelhexafluoride). Hoewel er molens zijn die het gas niet nodig hebben, wordt in oudere windturbines SF6 gebruikt om kortsluiting te voorkomen. Het gas kan onverhoopt vrijkomen door lekkage, onderhoud of tijdens de ontmanteling. En 1 kilo SF6 is veel schadelijker dan 1 kilogram CO2.
‘Het klinkt heel zorgwekkend, maar de mengverhouding is dusdanig laag dat het klimaateffect verwaarloosbaar is,’ zegt Sander Houweling (51), hoogleraar aardwetenschappen aan de Vrije Universiteit Amsterdam. Volgens de NWEA gaat er jaarlijks in Europa 150 kilo SF6 de lucht in, wat overeenkomt met 0,002 procent van de totale Nederlandse bijdrage aan broeikasgasemissies. ‘SF6 verdient terecht aandacht,’ zegt Houweling, ‘maar is zeker geen showstopper voor het inzetten van duurzame energie.’
4.Afbraak
Na 25 tot 30 jaar is een windmolen aan het eind van zijn gebruiksduur, maar vaak wordt hij al na 12 tot 18 jaar vervangen, zegt Wim Robbertsen (56) van Business in Wind, een bedrijf dat molens verkoopt aan het buitenland. ‘Zo kan een grotere en efficiëntere windmolen worden geplaatst.’ En: ‘Het is een handige manier voor eigenaren om het afvalprobleem te omzeilen,’ zegt Albert ten Busschen (56), docent kunststoftechnologie aan de Hogeschool Windesheim in Zwolle. ‘Want in de wieken is composiet verwerkt, een materiaal dat moeilijk te recyclen is.’
Zeker 75 procent van de molens wordt verkocht aan het buitenland, zegt Sjoerd Bartlema (46), mede-oprichter van F&B Group, die ook molens aan buitenlandse partijen verkoopt. ‘Rusland, het Verenigd Koninkrijk, Ierland – ze gaan overal naartoe. De vraag is groot: grondstoffen zijn duur en tweedehands-turbines worden steeds interessanter om te hergebruiken.’
Wat niet wordt verkocht, slaat Bartlema op in Friesland, voor verkoop van reserveonderdelen. Kan dat niet, dan worden de wieken opgeknipt in kleine stukjes en gaan ze in de verbrandingsoven. Gemiddeld komt volgens cijfers van TNO bij verbranding van composiet in een windmolen van 2 MW (in totaal ongeveer 100 meter hoog) 11.000 kilo CO2 vrij. Ter vergelijking: een Nederlands huishouden (2,2 personen) stoot gemiddeld 20.000 kilo CO2 per jaar uit.
Behalve in de wieken zijn in de zogenoemde nacelle en de neuskegel composiet verwerkt. ‘Die bestaat uit glasvezels en hars,’ zegt Ten Busschen. ‘Composiet kun je eigenlijk niet recyclen, want het is een uitgehard materiaal. De componenten kun je er nooit meer in hun oorspronkelijke staat uitkrijgen.’
Ook weinig duurzaam: in de hars, verlijming en het schuimmateriaal van de rotorbladen worden polyesters als pvc en pet gebruikt die uit aardolie worden vervaardigd. Pet wordt steeds meer gerecycled uit flesjes en er zijn bio-based-polyester en -harsen zonder aardolie, maar die worden volgens Ten Busschen nog niet gebruikt: te duur.
Er zijn verschillende afvalroutes
In Europa is sinds 2012 de cement-kiln-methode algemeen geaccepteerd als een iets hoogwaardiger afvalroute voor composieten. In de cementoven wordt de hars verbrand en de glasvezelresten worden als vulstof in cement gebruikt.
Nog beter is het vermalen van de hele wiek tot een versterkende vulstof die wordt hergebruikt in composieten. Dit materiaal kan niet opnieuw in een windmolenwiek, daarvoor versterkt de vulstof niet goed genoeg. Ten Busschen: ‘Maar je kunt er wel balken, planken en andere nuttige producten van maken voor de bouw van infrastructuur.’ Een nadeel: er moet altijd nieuw materiaal bij om alles in de composiet weer aan elkaar te plakken. En volledig nieuwe vulstoffen zijn nog steeds goedkoper. Een levensvatbare business case is de methode volgens Ten Busschen dus nog niet.
Een bedrijf dat zich met dit vermalen van wieken bezighoudt, is Circular Recycling Company in Moerdijk. Een deel van de resten wordt omgezet in brandstof, een deel gaat onder meer naar het bedrijf Krafton in het Noord-Brabantse Heijningen. Dat maakt er onderdelen voor de industrie van.
In de Verenigde Staten worden windmolens weleens op de vuilnisbelt gestort. Foto’s van hoe honderden rotorbladen in 2020 werden begraven in Casper (Wyoming) gingen de wereld over. Er bestaat geen Europese regelgeving die het storten in Europa verbiedt, de industrie heeft zich wel gecommitteerd aan het niet dumpen van bladen buiten de Europese grenzen. Maar er is geen instantie die hierop toezicht houdt. WindEurope heeft opgeroepen tot een Europese ban op storten per 2025.
Nederlandse regels in LAP3
In Nederland zijn de regels omtrent de afvalverwerking van composieten vastgelegd in het Landelijk Afval Plan 3 (LAP 3). Daarin staat dat het verboden is in Nederland te storten en het verplicht is dat composieten bij afvoer een nuttige toepassing krijgen, zoals het opwekken van energie of hergebruik. Zijn de afvoerkosten hoger dan 205 euro per ton, dan mag worden verbrand als de meest laagwaardige optie, zegt Julie Teuwen (38) onderzoeker van de TU Delft.
Voor afval dat naar het buitenland gaat, moet de Inspectie Leefomgeving en Transport een vergunning afgeven. Maar wie composietafval in een vrachtwagen gooit, rijdt binnen Europa zo de grens over. Volgens Lily Meulblok (27) van Rijkswaterstaat dient het bevoegde gezag in het buitenland toezicht te houden op de juiste verwerking.
Ten Busschen is sceptisch. Het grootste gedeelte wordt volgens hem nog steeds verbrand. ‘De rest wordt voor een deel gestort of blijft ergens liggen: denk aan bladen in eindeloze opslag, soms in het buitenland.’
Het deel dat naar hoopgevende initiatieven als het vermalen gaat, groeit weliswaar, maar het gebeurt nog maar mondjesmaat. Het bedrijf Demacq in Vlissingen ging in 2020 failliet doordat de afvalstroom die werd aangeleverd te klein was.
De cement-kiln-route dan? Die wordt vanuit Nederland maar weinig gebruikt vanwege de hoge kosten, zegt Ten Busschen. ‘De dichtstbijzijnde fabriek Neocomp zit in het Duitse Bremen. De capaciteit daarvan wordt maar voor eenderde gebruikt.’
Wieken worden ook recyclebaar
De beste oplossing is natuurlijk een materiaal dat de composiet vervangt en wel goed te recyclen is. Siemens Gamesa claimt dat het een goede vervanger heeft ontworpen. De hars kan worden opgelost, waardoor alle componenten kunnen worden teruggewonnen en hergebruikt. Ook Vestas en General Electric werken aan recyclebare turbinebladen. Maar voorlopig biedt dat geen soelaas. Ten Busschen: ‘Als je windmolens met dat materiaal zou bouwen, dan heb je daarvan pas in 2050 profijt, als ze zijn afgeschreven.’ Tot die tijd wacht nog een afvalberg van traditionele bladen.
Volgens Harmsen van de NWEA komt nu al 1 tot 2 procent van de totale afvalberg van gesloopte windmolens. De Universiteit van Cambridge schat dat de berg van afgedankte wieken wereldwijd oploopt tot 43 miljoen ton in 2050.
5Conclusie
Tijdens het leven van een windmolen komt CO2 vrij en worden fossiele brandstoffen gebruikt, maar tegenover deze nadelen staan de voordelen, zeker gezien de huidige energie- en klimaatcrisis. Maar versneld windmolens neerzetten, zoals de Europese Commissie en Nederland willen, is makkelijker gezegd dan gedaan. Het duurt namelijk zes tot elf jaar voordat ze er staan. En het is een duur proces. Als alle kosten worden opgeteld, kost een windpark van 50 megawatt met tien windturbines op land bijna 128 miljoen euro. Dit is een ruwe schatting, want elk windpark is anders. De grond is overal verschillend en hoe je moet bouwen dus ook. Daarnaast heeft elke gemeente haar eigen vergunningskosten en leges.
Het Planbureau voor de Leefomgeving rekent met een indicatief park van 50 megawatt, wat vergelijkbaar is met tien windmolens. EW heeft dit ook aangehouden. Alleen de berekening van de afbraak wijkt hiervan af, omdat molens die nu worden gesloopt gemiddeld 2 megawatt zijn. Wat het over twintig jaar gaat kosten om de huidige 5 megawatt- molens af te breken, weet nog niemand.
Versneld windmolens neerzetten, is makkelijker gezegd dan gedaan
Maar een windpark kost niet alleen geld, het levert ook wat op. Die opbrengst is afhankelijk van of het een goed ‘windjaar’ is geweest, waar de molens staan, op zee of op land, en dan maakt het ook nog verschil of ze in Limburg of Noord-Holland staan. Uitgaan- de van het scenario met gemiddelde windjaren, hebben de indicatieve tien molens op land 175.500 MWh opgewekt. Daarmee kun je 65.000 huishoudens van elektriciteit voorzien – stuk voor stuk huishoudens die minder afhankelijk worden van Rusland.
Met als uitgangspunt de gemiddelde stroomprijs die het Planbureau voor de Leefomgeving hanteert voor 2021, leveren de molens bijna 158 miljoen euro op in twintig jaar. Haal je daar de kosten vanaf, dan houden de energieleveranciers ruim 30 miljoen euro over.
En dat viezige randje?
Nee, de windindustrie is niet CO2-vrij, maar kan dat wel worden zodra de industrie ook volledig duurzaam is. Bovendien is de zogenoemde energieterugverdientijd van windmolens laag – nog geen jaar. Dat betekent dat een turbine binnen een jaar dezelfde hoeveelheid groene energie heeft opgewekt als het aan grijze energie heeft gekost.
ELSEVIER
0 reacties :
Een reactie posten