Tijd om te stoppen met doen alsof hernieuwbare energie goedkoop is

In de kakofonie van al diegenen die roepen om een haastige ‘energietransitie’, weg van de fossiele brandstoffen, worden verschillende clichés standaard gebruikt door de gelovigen van de Kerk van het Klimaat. In de afgelopen decennia zijn deze clichés als wapen gebruikt om leken ertoe te brengen alle macht over te dragen aan klimaatbureaucraten om ‘de planeet te redden’. Eén cliché waar de massamedia en de geschriften van ‘klimaatexperts’ zoals Michael Mann en Bill McKibben van doordesemd zijn, is ‘goedkope’ zonne- en windenergie. Dit ondanks het feit dat degenen die de wetten van natuurkunde en economie begrijpen en respecteren, het magische denken over de ‘nieuwe’ energie-economie allang hebben ontmaskerd.

Een ander cliché dat onder groene ideologen aan populariteit heeft gewonnen, is de ‘primaire energie-drogredenering.’ De commentaren op social media zijn doorspekt met verwijzingen naar deze drogreden. Ze worden vaak naar voren gehaald om te laten zien dat fossiele brandstoffen niet ‘één-op-één’ hoeven te worden vervangen door ‘efficiënte’ hernieuwbare energie. Deze idee, verspreid door voorstanders van wind- en zonne-energie zoals Dr. Jan Rosenow, Senior Research Associate aan de universiteiten van Oxford en Cambridge, gaat ervan uit dat traditionele maatstaven voor het primaire energieverbruik — het meten van de ruwe energie zoals deze uit de natuur wordt opgevangen vóór omzetting — systematisch de bijdragen van hernieuwbare energie onderschatten.

Waarom? Doordat, zo zeggen ze, fossiele brandstoffen zoals steenkool en gas tijdens de elektriciteitsopwekking veel van hun energie verliezen in de vorm van afvalwarmte, terwijl windturbines en zonnepanelen elektriciteit leveren met vrijwel volkomen efficiency. Zo luidt de stelling dat het vergelijken van energiebronnen op basis van primaire energie, ‘efficiënte’ koolstofarme technologieën straft en de rol van ‘inefficiënte’ fossiele brandstoffen belangrijker maakt. Het is een slimme retorische truc die onbetrouwbare, intermitterende hernieuwbare energie afschildert als de miskende held van de decarbonisatie.

Een drogreden die geen drogreden is

Maar, kijk net even onder de oppervlakte en deze ‘drogreden’ blijkt niet meer dan een goocheltruc, een handig verhaaltje om dure en onbetrouwbare energiebronnen te promoten ten koste van elke economische rationaliteit. Op grond van scherpe analyses van voorstanders van energiegeletterdheid zoals Lars Schernikau en Ronald Stein, is het duidelijk dat de echte verstoring zit in het negeren van de volledige systeemkosten en ondoelmatigheden van wind en zon, en in het negeren van de meervoudige toepassingen van olie en gas als grondstof voor ontelbare producten.

Verre van een vooruitstrevend inzicht te zijn, dient de kritiek van de ‘primaire energiedrogredenering’ ertoe een harde werkelijkheid te verdoezelen: de werkelijkheid dat de drang naar hernieuwbare energie wordt geplaagd door wisselvalligheid, het feit dat ze zeer grondstofintensief is en ook onderhevig is aan stijgende kosten. In een tijd waarin energiezekerheid en betaalbaarheid van het grootste belang zijn — vooral voor ontwikkelingslanden in Azië, Afrika en Latijns-Amerika — dreigt deze misleiding enorme financiële kosten te veroorzaken voor samenlevingen die toch al onder fiscale en handelstekorten zuchten.

Instellingen als het International Energy Agency (IEA) en BP definiëren in hun jaarlijkse statistische overzichten, primaire energie als de onverwerkte energie uit bronnen zoals steenkool, olie, gas, uranium, wind en zonlicht. Dit heeft dus betrekking op het totale energiegehalte van natuurlijke hulpbronnen, voordat enig conversieproces heeft plaatsgevonden. Als deze hulpbronnen worden omgezet in elektriciteit, werken thermische bronnen zoals kolengestookte centrales met een efficiëncy van ongeveer 35-40% en aardgasturbines van het type gecombineerde-cyclus kunnen tot 60% bereiken. De rest verdwijnt als warmte.

Daarentegen zetten wind en zon hun ‘primaire’ inputs — kinetische windenergie of zonnestraling — direct om in elektriciteit met minimale thermische verliezen; in boekhoudkundige termen is dat bijna 100%. Een eenvoudig voorbeeld illustreert dit punt: 100 eenheden primaire energie van aardgas leveren mogelijk slechts 40 tot 60 eenheden elektriciteit, terwijl 100 eenheden van wind dezelfde 100 eenheden als bruikbare stroom leveren. Op primaire energiegrafieken lijkt aardgas meer bij te dragen, waardoor hernieuwbare energie marginaal lijkt.

Het verdient overigens wel opmerking dat deze “conversie” met minimale thermische verliezen volledig een product is van de boekhoudkundige normen en regels die worden gehanteerd door instanties zoals het IEA en het Energy Institute (dat in 2023 is begonnen met het samenstellen van BP’s Statistical Review of World Energy). De werkelijke efficiency cijfers van de omzetting van natuurlijke input (kinetische windenergie of zonnestraling) in elektriciteit liggen ver onder de 100%, met theoretische maxima van ongeveer 59% voor wind (wet van Betz) en ongeveer 24-33% voor fotovoltaïsche zonne-cellen (Shockley-Queisser-limiet). Zo gaat de IEA-boekhouding heel gemakkelijk voorbij aan de natuurkundig noodzakelijke verliezen die plaatsvinden bij wind en zon en waarbij grote delen van de primaire energie-input niet worden opgevangen — een verlies dat gemakkelijk wordt genegeerd in vergelijkingsstaten die warmteverliezen bij fossiele brandstoffen straffen.

Toch is deze vergelijking kortzichtig, want ze is beperkt tot de elektriciteitssector, die niet meer dan ongeveer 20% van het totale wereldwijde energieverbruik uitmaakt. Het grootste deel van het energieverbruik — ongeveer 80% — vindt plaats in niet-elektrische vormen: industriële warmte voor staalproductie en cementproductie, gas voor koken en verwarming in huis, petroleum voor transport en petrochemicaliën voor alles van meststoffen tot kunststoffen. Hier leveren fossiele brandstoffen vaak energiediensten met een veel hogere efficiëncy dan het pro-hernieuwbare-energienarratief toelaat. Directe verbranding van aardgas voor verwarming bereikt bijvoorbeeld een efficiëncy van 80-90%. Hierbij vergeleken zijn de verliezen bij elektriciteitsopwekking veel groter.

Hernieuwbare energie wekt, door haar aard, alleen elektriciteit op – en ook nog eens op wisselvallige wijze – waardoor grote delen van de energie-economie onaangeroerd blijven, als je ze niet met zware, inefficiënte ‘alles elektrificeren’-inspanningen combineert. Zoals Dr. Schernikau treffend opmerkt in zijn geschriften, blijft primaire energie ‘koning’ omdat ze mede alle inzet omvat van energiegrondstoffen, die nodig zijn over het hele energiesysteem, niet alleen dat kleine deel van netstroom.

Andere toepassingen van fossiel

De onmisbare rol van fossiele brandstoffen gaat veel verder dan de energievoorziening, vereist voor de moderne beschaving. Zoals Ronald Stein benadrukt in zijn werk, zijn boek Clean Energy Exploitations, zijn olie en gas de basisgrondstoffen voor meer dan 6.000 producten die van essentieel belang zijn voor de menselijke vooruitgang, van plastic en cosmetica tot farmaceutica en ammoniak voor kunstmest.

Deze materialen kunnen niet worden vervangen door zogenaamde hernieuwbare bronnen zoals wind en zon. Die genereren alleen elektronen en bieden geen enkele ook maar enigszins zinvolle mogelijkheid om alle complexe koolwaterstoffen te samen te stellen, die wezenlijk zijn voor van alles, van medische apparaten en elektronica tot landbouwproducten waarmee miljarden worden gevoed. Met zijn pleitbezorging voor energiegeletterdheid benadrukt Stein hoe de ijver om te decarboniseren volledig aan deze realiteit voorbijgaat: zonder fossiele ammoniak zou de wereldwijde voedselproductie ineenstorten, wat de honger in ontwikkelingslanden, waarvan de bevolking toch al onder druk staat, verergert.

Petrochemicaliën afkomstig van ruwe olie maken de steriele verpakking van vaccins mogelijk, de duurzame materialen voor windturbinebladen (ironisch genoeg) en de synthetische vezels in kleding. Proberen ‘alles te elektrificeren’ gaat eraan voorbij dat voor deze producten moleculaire bouwstenen uit fossiele bronnen benodigd zijn, niet alleen elektriciteit, zodat de overgang niet alleen kostbaar maar principieel onmogelijk is zonder alternatieven, die niet op grote schaal bestaan. Deze afhankelijkheid onderstreept ook waarom het meten van primaire energie essentieel is — ze laat de totale grondstofbasis zien die niet alleen geldt voor elektriciteitsopwekking, maar ook voor de talloze goederen die de levenskwaliteit bepalen.

De efficiëncy-snoeverij van de liefhebbers van hernieuwbare energie brokkelt verder af als we mede in aanmerking nemen de wisselvallighed van wind- en zonne-energie — bronnen die elektriciteit alleen opwekken als de natuur meewerkt, meestal met capaciteitsfactoren van 15-40% voor wind en 10-25% voor zonne-energie, vergeleken met 80-90% voor kolen of kernenergie die de basisbehoefte aan energie dekken. Voor deze variabiliteit is een ‘overschot’-infrastructuur nodig van inzetbare elektriciteitsback-upcentrales, grotendeels draaiend op fossiele brandstoffen, om de hiaten op te vullen. Het komt allemaal neer op twee keer betalen voor één ding.

De werkelijke kosten van ‘goedkope’ hernieuwbare energie

In Duitsland, het boegbeeld van de Energiewende (energietransitie), vormen wind en zon nu meer dan 50% van de geïnstalleerde capaciteit, maar het land heeft kolen- en gascentrales als reserve moeten aanhouden en zelfs moeten uitbreiden. Deze back-ups werken met lage benuttingsniveaus, doordat ze de brandstof inefficiënt verbranden en daardoor het primaire energieverbruik verhogen. Batterijopslag op grootschalige schaal, vaak geprezen als dé oplossing voor wisselvalligheid, blijft onoverkomelijk kostbaar en grondstofintensief. Zelfs Tesla’s Megapacks kunnen maar enkele minuten of uren back-up bieden voor grootschalige nutsbehoeften; opschalen naar dagen of weken in periodes van Dunkelflaute zou astronomische investeringen vergen in zeldzame aardmetalen en mineralen, waarvan veel onder controle van China staat. Duitsland en andere energie-zelfmoordlanden zoals het Verenigd Koninkrijk behoren nu tot de landen met de hoogste elektriciteitsprijzen ter wereld.

Schernikau’s systeemanalyse laat de kern van de misleidingzien: hoewel individuele windturbines en zonnepanelen efficiënt lijken, wordt precies dat voordeel door hun invoeging in een betrouwbaar net ondermijnt. Om te kunnen komen tot inzetbare elektriciteit — elektriciteit 24/7/365 beschikbaar en met stabiele spanning, frequentie en fase — is een overaanleg nodig van hernieuwbare bronnen (windmolens en zonnepanelen) met een factor drie tot vijf of meer, plus nog aanvullende systemen, zoals batterijen voor de korte duur en verbeterde transmissielijnen.

Deze toevoegingen vergen enorme hoeveelheden primaire energie door de mijnbouw en de productie; vaak niet meegenomen in standaardstatistieken. Zo vereist het opwekken van één TWh levenslange elektriciteit uit zonne-energie 340-560 kiloton staal plus koper en zeldzame aardmetalen, vergeleken met slechts één tot twee kiloton staal voor steenkool of gas. Windenergie doet het niet veel beter en vergt 30-50 kiloton staal en drie tot zes kiloton koper per TWh. De winning van deze materialen is energie-intensief, wordt voornamelijk verricht met vrachtwagens en mijnbouwapparatuur, die worden aangedreven door fossiele brandstoffen. Daarmee worden verborgen primaire energiekosten ingebouwd die de IEA met haar ‘gedeeltelijke substitutiemethode’ gemakshalve achterwege laat door uit te gaan van bijna 100% efficiëntie voor hernieuwbare energie.

Enkele materialen die nodig zijn voor elektriciteitsopwekkingstechnologie.
Bron: Schernikau gebaseerd op Department of Energy, VS. Zie ook hier.

Dit brengt ons bij het energierendement op investering (eROI), een maatstaf de hoeveelheid bruikbare energie wordt gemeten die een bepaalde bron levert ten opzichte van de energie die wordt geïnvesteerd in de winning, verwerking en inzet. Op systeemniveau gezien, daalt de eROI van wind en zon naar 5 à 10 tegen 1 voor zonne-energie en 10 à 20 tegen 1 voor windenergie (nog lager met batterijopslag), tegenover 25 à 30 tegen 1 voor kolen en gas en meer dan 75 tegen 1 voor kernenergie. Schernikau benadrukt dat de korte operationele levensduur van hernieuwbare energie — 10-20 jaar voor windenergie, 12-15 jaar voor zonne-energie — betekent dat ze twee tot vier keer moeten worden vervangen gedurende een levenscyclus van 40-60 jaar die voor fossiele installaties geldt, wat bergen afval en verder verbruik van primaire energie veroorzaakt. Wereldwijd wordt dit door primaire energiestatistieken onderschat; volgens IEA-gegevens van 2024 leverde de 4.655 TWh aan primaire energie van wind en zon 4.623 TWh aan elektriciteit op; dit is echter exclusief de energie voor overaanleg en back-ups.

De analyse van de het Internationaal EnergieAgentschap, de grote fan van hernieuwbare energie laat buiten beschouwing dat naarmate de penetratie van hernieuwbare energie als percentage van de totale netopwekking toeneemt, de marginale waarde van elke extra hernieuwbare kWh afneemt. Dit leidt tot hogere systeemkosten en, tegen de intuïtie in, mogelijk zelfs tot een groter primair energieverbruik in het algemeen.

Critici van primaire energiemaatstaven erkennen de efficiëncy winst die eindgebruikstechnologieën hebben, zoals elektrische voertuigen (EV’s), die drie tot vier keer efficiënter zijn dan verbrandingsmotoren. Maar ook waarschuwen zij voor overoptimistisch beleid en merken op dat elektrificatie de vraag naar grondstoffen verhoogt: EV’s vereisen zes keer meer zeldzame mineralen dan conventionele auto’s, en het opschalen van hernieuwbare energie voor een volledig elektrische wereld zou in totaal 12 tot 16 keer meer mineralen vereisen, plus meer dan 100 keer meer land.

Landgebruik is geen triviale zaak: zonneparken met 5-7 MW per km² en wind met 1-2 MW per km² worden zich over uitgestrekte gebieden verbreid. Dit roept weerstand op in landelijke gemeenschappen in de VS, Europa en het VK. In de VS heeft Robert Bryce met zijn werk aan een database voor afwijzing van hernieuwbare energie dit fenomeen nauwkeurig gevolgd. De schade aan ecosystemen en flora en fauna, veroorzaakt door wind- en zonneparken heeft  wereldwijd tot tegenstand geleid van plattelandsgemeenschappen en natuurbeschermers. Het moet echter worden opgemerkt dat zonne- en windenergiebedrijven met hun bedrijfsmodellen gericht op subsidies oogsten en gegarandeerde winsten behalen, vaak boeren kunnen uitkopen.

Het vernietigen van de habitat in gebieden die zijn gereserveerd voor zonne- en windparken – wat traditionele leefstijlen verstoort, de waarden van vastgoed schaadt, vitale landbouwgrond kapotmaakt, landschappen verpest en vogels, vleermuizen en ander wild doodt – is door de jaren heen voor landelijke gemeenschappen over de hele wereld uitgebreid beschreven. We houden hiermee nog geen rekening met de kwetsbaarheden in de toeleveringsketen van hernieuwbare energiesystemen en geopolitieke risico’s — China domineert 80% van de verwerking van zeldzame aardmetalen en domineert ook de wereldwijde productie van wind- en zonne-energiecomponenten.

De ‘volledige kosten van elektriciteit’ (FCOE), waarin kosten van wisselvalligheid en netwerkintegratie zijn meegenomen, tonen aan dat hernieuwbare energie veel duurder is dan de misleidende ‘gelevelde kosten van elektriciteit’ (LCOE) doen vermoeden. In Europa zijn de elektriciteitsprijzen voor huishoudens sinds het begin van de jaren 2000 verdubbeld, grotendeels als gevolg van subsidies voor hernieuwbare energie en uitbreidingen van het net. De Duitse Energiewende heeft meer dan €500 miljard gekost, maar de uitstootverlaging stagneert doordat steenkool aanwezig blijft ten behoeve van de betrouwbaarheid. Ontwikkelingslanden, waar de energievraag enorm is, kunnen zich dergelijke experimenten niet veroorloven; de Aziatische kolenmachine, de grootste ter wereld, blijft snel uitbreiden omdat deze betaalbare, inzetbare stroom levert.

Welke primaire energie-drogreden?

In feite is de ‘primaire energie-drogreden’ op zichzelf al een drogreden, om de aandacht af te leiden van de impopulaire waarheden van de energiefysica en de economische wetenschap. Door zich helemaal gericht te houden op beperkte efficiëncy winsten, gaan ideologen er volledig aan voorbij hoe wind en zon, op grote schaal toegepast, de mensheid terugbrengen naar systemen met lage netto-energie, die doen denken aan pre-industriële tijdperken. Allesbehalve verouderd te zijn belicht het meten van de primaire energie de totale input die nodig is voor industriële samenlevingen die welvaart willen bieden aan de overgrote meerderheid van de mensen in het mondiale Zuiden. Totdat doorbraken in opslag de wisselvallige energiebronnen levensvatbaar maken zonder verplichtingen en enorme subsidies, blijven fossiele brandstoffen — en ja, zelfs ”mooie, schone steenkool” met vervuilingsbeperkende filters en apparatuur — onmisbaar.

Decennia van waan en fanatisme over door mensen veroorzaakte klimaatcrises, voorspeld door pseudo-wetenschappelijke modellen, botsten met de realiteit aan het einde van de chaotische klimaatjamboree van de VN dit jaar in Belém, Brazilië. Het afsluitende wereldwijde uitkomstdocument van COP30 – dat niet werd bijgewoond door de leiders van de landen met de grootste uitstoot van broeikasgassen van de wereld, China, de VS en India – had elke toespeling op het uitbannen van fossiele brandstoffen achterwege gelaten. Dit weerhield VN-bureaucraten er echter niet van om tegen de leden te zeggen dat ze hun uitgaven aan de ‘klimaatcrisis’ in het komende decennium moesten verdrievoudigen.

Beleidsmakers zouden er goed aan doen naar energie-experts als Schernikau en Stein te luisteren. Het najagen van luxe meningen kost welgestelde klimaatbureaucraten en ideologen van hernieuwbare energie weinig, maar de lasten van irrationeel energiebeleid zullen worden gedragen door de armsten van de wereld. De echte weg vooruit ligt in pragmatische, technologie-neutrale benaderingen die energie-overvloed boven bezuinigingen stellen.