Hoge investeringen leiden tot méér CO2-uitstoot
De gemeente Haarlem gaat €440.071 extra investeren in het Rudolf Steiner College, om een groot deel van deze school de komende 20 jaar aardgasvrij te kunnen verwarmen. Doel is hiermee een bijdrage te leveren aan een klimaatneutraal Haarlem, en aan de CO2-reductie doelstelling van Nederland. Aardgasvrij betekent immers minder CO2, zo is de populaire gedachte.
Hart voor Haarlem heeft echter berekend dat aardgasvrij in dit geval leidt tot CO2-emissies die 4% hoger zijn dan als de komende 20 jaar gewoon met aardgas gestookt zou worden. Dat aardgasvrij ook CO2-vrij is, is helaas een mythe, in naam waarvan grote hoeveelheden gemeenschaps- en particulier geld verspild dreigen te gaan worden.
Rudolf Steiner aardgasvrij
Het Rudolf Steiner College aan de Duitslandlaan en Belgiëlaan in Schalkwijk wordt binnenkort verbouwd en uitgebreid. Omdat de vorige Gemeenteraad op 21 december 2017 besloten heeft dat alle toekomstige nieuwbouw in Haarlem aardgasvrij dient te worden uitgevoerd, wordt deze nieuwbouw aardgasvrij. Op speciaal verzoek van de gemeente zal ook de bestaande bouw aan de Duitslandlaan, die gerenoveerd wordt, in de toekomst aardgasvrij verwarmd worden.
Hart voor Haarlem heeft onderzocht wat dit betekent. Dit is het eerste project waarbij de gemeente Haarlem geconfronteerd wordt met de financiële gevolgen van dit raadsbesluit. De gemeente financiert immers de nieuwbouw en renovatie van schoolgebouwen. Dit eerste project heeft een belangrijke voorbeeldfunctie. Daarom zijn we eens wat dieper gedoken in wat deze investering nu precies oplevert. De resultaten zijn niet bemoedigend.
Aardgasvrij is geen doel op zich – het doel is (bijna) CO2-vrij
De eerste vraag is waarom we ook alweer aardgasvrij willen bouwen?
De primaire reden hiervoor is niet dat het gas bijna op is, en ook niet dat er in Groningen aardbevingen zijn, maar uitsluitend dat hiermee een (vermeende) bijdrage wordt geleverd aan de reductie van het broeikasgas CO2. Dit in de hoop dat we daarmee de klimaatverandering kunnen afremmen.
Met de bewezen voorraden gas in de wereld kunnen we immers nog vele decennia, en waarschijnlijk zelfs nog honderden jaren vooruit. De winbare voorraden gas nemen zelfs nog elk jaar toe door betere productiemethoden. Gas wordt algemeen gezien als de ‘schoonste’ fossiele brandstof, en onmisbaar in de transitie naar een volledig klimaatneutrale economie.
Nederland is als gasland met diverse pijpleidingen en LNG-terminals goed verbonden met omringende regio’s waar gas gewonnen wordt, en zal de komende decennia dus geen enkel probleem hebben om voldoende gas in te kopen, ook als de productie in Groningen versneld wordt afgebouwd.
Ooit zullen we wellicht van fossiele brandstoffen af gaan, omdat ze daadwerkelijk op raken en er betere en economisch aantrekkelijke alternatieven zijn, maar de huidige haast wordt uitsluitend ingegeven door klimaatzorgen en het Klimaatakkoord van Parijs, dat in 2015 is afgesloten. Verlagen van de CO2-uitstoot met minimaal 80% in 2050 (ten opzichte van referentiejaar 1990) staat hierbij centraal.
Het parlement staat op het punt een Klimaatwet aan te nemen waarmee deze doelstelling voor Nederland zelfs nog wordt aangescherpt tot 95%!
CO2-reductie wordt de komende jaren dus een onvermijdelijke opgave en het hoofddoel waarop maatregelen en projecten gericht moeten zijn.
Het klimaatvraagstuk is urgent, de oplossing kolossaal duur
Voor de duidelijkheid: Hart voor Haarlem onderschrijft de urgentie van het klimaatvraagstuk en ondersteunt de energietransitie. We zijn er alleen alert op dat de grote en deels publieke investeringen die hiermee gemoeid zijn ook daadwerkelijk het verwachte resultaat opleveren.
De huidige sfeer rond dit thema dat ‘geld geen rol speelt’ zal snel omslaan, zo verwachten wij, als duidelijk wordt hoe hoog de kosten zijn, en de afwenteling van deze kosten op de burgers van dit land in hun rol als consument, huishouden en belastingbetaler op gang komt.
Bij het beoordelen van een investering, zoals nu in het Rudolf Steiner College, zijn onze kernvragen dan ook steeds hoeveel CO2 hier nu daadwerkelijk mee bespaard wordt, en of de (extra) investering in verhouding staat tot deze besparing?
CO2-uitstoot van aardgas
Aardgas is een koolwaterstof. Verbranding van 1 m³ aardgas brengt 1,780 kg CO2 in de atmosfeer [1]. Minder aardgas betekent minder CO2-uitstoot. Dat lijkt eenvoudig. Maar we verbranden dat gas natuurlijk niet voor niets. Gas wordt in huizen en gebouwen ingezet voor verwarming in de wintermaanden, voor warm water en voor koken. Als we dit niet meer met gas doen, zullen we deze functies met een andere energiedrager moeten vervullen. Voor het Rudolf Steiner is men uitgekomen op elektriciteit, ook wel de ‘all-electric’-oplossing genoemd.
CO2-uitstoot van elektriciteit
De CO2-uitstoot als gevolg van elektriciteitsproductie is wat ingewikkelder, omdat stroom op verschillende manieren geproduceerd wordt. In Nederland is dit voornamelijk met kolen, biomassa, gas, kernenergie, wind, en zon.
Om de CO2-uitstoot van een geproduceerde kWh te bepalen wordt er een onderscheid gemaakt tussen de gemiddelde CO2-uitstoot van alle in Nederland geproduceerde kWh’en, en de marginale CO2-uitstoot van een extra geproduceerde (of bespaarde) kWh [2].
Het onderscheid wordt veroorzaakt door hoe de elektriciteitsmarkt werkt. Om op een bepaald moment aan de vraag te kunnen voldoen, worden eerst de qua brandstof goedkoopste productie-installaties aangezet. Naarmate de vraag en de groothandelsprijs toenemen, worden de qua brandstof duurdere installaties bijgeschakeld.
In Nederland wordt dit per 15 minuten geregeld. Vraag en aanbod van elektriciteit moeten namelijk altijd in balans zijn. Dus kun je niet tijdens een periode met een lage vraag met goedkope installaties een voorraad produceren voor een periode met een hogere vraag, zoals met normale producten gebeurt [3].
De goedkoopste installaties zijn op dit moment windparken en zonnepanelen, waarvoor de brandstof immers gratis is. Deze staan dan ook altijd ‘aan’, en leveren wat wind en zon mogelijk maken. De kerncentrale in Borsele, moderne kolencentrales, oudere kolen- en gascentrales, WKK’s in de industrie en tuinbouw, en flexibele centrales, die snel op en af kunnen regelen, completeren het beschikbare productiepark in Nederland, en worden ongeveer in deze volgorde aangezet als de vraag toeneemt en de prijs op de beurs stijgt.
Als je een project uitvoert zoals in het Rudolf Steiner College, waar het vervangen van aardgas door elektrische verwarming een extra elektriciteitsvraag oplevert, zullen hiervoor centrales aan het (duurdere) einde van het productiespectrum harder gaan draaien. De rest draait immers al volop. Dit zijn, zeker in de winter, altijd met fossiele brandstoffen gestookte centrales. Vandaar de toepassing van de uitstoot die bij deze centrales hoort, om te beoordelen wat de CO2-impact van een dergelijk project is [4]. Dit zijn immers de centrales die de extra vraag zullen moeten leveren.
De uitstoot van deze centrales bedraagt 0,67 kg/kWh [5] en zal binnen afzienbare tijd niet gaan veranderen, hoeveel windparken en zonnepanelen we er in Nederland ook bij plaatsen [6].
Cijfers Rudolf Steiner: 4% méér CO2
Nu dan de cijfers voor het project van het Rudolf Steiner College. In onderstaande tabel zijn de belangrijkste cijfers samengevat (bron: gemeente Haarlem).
In deze tabel staan de verbruiken en emissies van zowel de nieuwbouw als het te renoveren schoolgebouw aan de Duitslandlaan.
Voor de Duitslandlaan wordt gekeken naar de bestaande situatie. Daarnaast zijn twee varianten opgenomen. De EPC-basis variant is de variant waarbij de gebouwen voldoen aan het huidige bouwbesluit en de aanvullende normering voor schoolgebouwen (volgens de eisen van ‘Frisse scholen B’). Hierbij wordt gas gebruikt voor verwarmingsdoeleinden. De EPC-aardgasvrij variant 1 is de door de gemeente gekozen variant waarbij de verwarming volledig met luchtwarmtepompen en elektrische naverwarming wordt uitgevoerd.
In de tabel zien we dat de renovatie van het gebouw aan de Duitslandlaan in de EPC-basis variant tot een sterke reductie van de gasvraag zou leiden (van 20.384 m³ naar 5.862 m³).
De stroomvraag verdubbelt in deze modelberekening echter bijna (van 32.656 kWh naar 62.320 kWh). Dit zal vooral veroorzaakt worden door de aanvullende eisen die aan schoolgebouwen gesteld worden ten aanzien van ventilatie en klimaatbeheersing. Per saldo blijft er daardoor een CO2-reductie over van 10% (5.975 kg per jaar).
Dit is een goed voorbeeld van hoe renovatie enerzijds energiebesparing oplevert, maar hoe deze anderzijds grotendeels wordt opgeofferd aan comfortverbetering. Dit zien we vaak in de gebouwde omgeving, waardoor de besparingseffecten in de praktijk nogal eens tegenvallen. De maximale besparing halen we nu eenmaal alleen als het na de verbouwing in de woning of het gebouw nog net zo ‘onaangenaam’ is als voor de verbouwing. Maar dat wil natuurlijk niemand. Het comfort verbetert, maar daarvoor leveren we besparingspotentieel in. De besparings- en CO2-doelen zijn daardoor moeilijker te bereiken.
Als de gebouwen vervolgens aardgasvrij worden gemaakt zien we dat er CO2-besparing optreedt door het wegvallen van gas, maar dat de CO2-emissie van de extra elektriciteitsvraag hoger is dan de besparing op gas. De aardgasvrije variant leidt dan ook tot 4% hogere CO2-emissies dan als met gas gestookt zou worden.
Investering is onrendabel en brengt CO2-doel niet dichterbij
De gekozen aardgasvrije variant voor het Rudolf Steiner (bestaand en nieuwbouw samen), met een sterk verbeterde isolatie, goede ventilatie en met elektrische luchtverwarming, leidt volgens opgave van de gemeente tot meerkosten in de investering van in totaal €591.363. Hiervan wordt naar verwachting in 20 jaar tijd (de technische afschrijftermijn van de installaties) €151.292 terugverdiend door lagere energiekosten ten opzichte van de EPC-basisvariant. De basisvariant heeft bouwkundig en in het gebruik van de schoolgebouwen een vergelijkbaar kwaliteitsniveau, maar behoudt gas als energiedrager voor de warmtevoorziening. Kortom, de investeringskeuze voor aardgasvrij kent financieel een onrendabele top van €440.071, het geld dat in 20 jaar niet wordt terugverdiend [7]. Dit is het bedrag dat de gemeente extra gaat investeren.
Nu mag CO2-reductie wat kosten, maar €440.071 extra investeren om in 20 jaar 147 ton CO2 méér uit te stoten kan toch moeilijk verstandig beleid genoemd worden [8].
Lucht-warmtepompen zonder gas back-up opstellen is risicovol in de winter
Er zijn ook technische en praktische redenen waarom alleen verwarmen met lucht-warmtepompen geen goed idee is [9]. De eerste is dat het rendement sterk afneemt als de buitentemperatuur onder de 5°C duikt. Er moet voor deze situatie heel veel extra capaciteit opgesteld worden, die je de rest van het jaar niet nodig hebt.
De apparaten staan op het dak. Als deze in de winter continu (ook ’s nachts) draaien is geluidsoverlast in de buurt zeer waarschijnlijk. Gebruikelijk is dan ook om deze piekvraag met een gasgestookte ketel op te vangen (de zogenaamde ‘hybride’ oplossing).
Een school gebruikt ook warm water, bijvoorbeeld in de douches van de gymzaal. Als dit met grote elektrische boilers moet is dit zeer inefficiënt, omdat deze vanwege het legionellarisico 24/7 aan moeten blijven staan. Ook hier brengt een gasketel uitkomst.
Tenslotte heeft een school in de scheikunde- en natuurkunde-lokalen gas nodig voor proefjes. Hiervoor kun je natuurlijk met butagasflessen gaan sjouwen, maar dat maakt het niet veiliger en is bovendien duur.
Gemeente verspilt hier gemeenschapsgeld
Hart voor Haarlem is dan ook van mening dat de gemeente Haarlem in dit project niet goed omgaat met publieke middelen, en in strijd handelt met zijn eigen doelstelling om een klimaatneutraal Haarlem te bereiken voor die gebouwen en processen in de stad waar de gemeente regie over voert. Bovendien zadelt zij de school op met hoge exploitatiekosten, en met nieuwe risico’s in het dagelijks gebruik.
Verstandig beleid, op dit moment in de energietransitie, is om bij nieuwbouw en renovatie, daar waar een gasnet beschikbaar is, de woning of het gebouw bouwkundig gereed te maken voor alternatieve verwarmingsmethoden (zeer goed isoleren, lage temperatuur verwarming, ed.), maar de verwarming zelf voorlopig nog gewoon met gas te doen, of tenmiste voor een hybride oplossing te kiezen.
Niet aardgasvrij, maar aardgasarm zou de norm moeten zijn in wijken waar een gasnet beschikbaar is.
In een volgende investeringsronde, over een jaar of 20, als de techniek verder, de kosten lager, en ook de marginale stroom hopelijk schoon is (bijvoorbeeld door afvang van CO2), kan een ‘all-electric’ oplossing of collectieve verwarming met (CO2-arme) wijk- of stadsverwarming dan relatief eenvoudig en kosten-efficiënt worden toegepast.
Dit was voor het Rudolf Steiner College op dit moment de duurzamere én financieel betere keuze geweest.
Hart voor Haarlem zal bij toekomstige projecten dan ook eisen dat naast financiële berekeningen ook nauwkeurige CO2-berekeningen gemaakt worden, zodat de Gemeenteraad een complete afweging kan maken.
NOTEN:
[1] Bron: Emissiekengetallen elektriciteit, CE Delft, Januari 2015. Als de verliezen en emissies in de totale productieketen van aardgas meegenomen worden moet dit getal volgens CE Delft met 20% verhoogd worden tot 2,136 kg/m3. We gebruiken hier 1,78, omdat we voor elektriciteit ook niet met de totale ketenemissies rekenen.
[2] Als bronnen hebben wij publicaties gebruikt waarin veel van de in Nederland aanwezige kennis op dit gebied samenkomt. Dit is de “Berekening van de CO2-emissies, het primair fossiel energiegebruik en het rendement van elektriciteit in Nederland” van AgentschapNL (nu RVO-NL), CBS, ECN en het Planbureau voor de Leefomgeving, September 2012 voor het model, en de ‘Nationale Energieverkenning 2017’ van dezelfde partijen, waarin op pagina 231 de meest actuele cijfers te vinden zijn voor de marginale en integrale CO2-uitstoot per kWh.
[3] Althans op grote schaal. Batterijen bieden voorlopig geen soelaas voor dit probleem.
[4] Het omgekeerde geldt uiteraard ook. Als je een project doet waarmee je elektriciteit bespaart mag je voor het CO2-effect ook rekenen met de marginale uitstoot per kWh.
[5] Nationale Energieverkenning 2017, ECN et al.
[6] Zonnepanelen op het dak van het Rudolf Steiner plaatsen helpt in dit geval ook niet veel. Om de volledige CO2-uitstoot op jaarbasis te compenseren zijn 3.564 zonnepanelen nodig. Dit is ongeveer de oppervlakte van een voetbalveld. Daarnaast produceren zonnepanelen elektriciteit in de zomermaanden, op momenten dat er vrijwel geen warmtevraag is. Zonnestroom wordt dus vrijwel niet direct gebruikt voor de elektrische verwarming. In de winter blijft het marginale effect van gas of elektriciteit CO2-technisch dus hetzelfde, hoeveel zonnepanelen je ook op het dak schroeft. De investeringsbeslissing om zonnepanelen te installeren moet je dan eigenlijk ook volledig los zien van de beslissing om gas door elektriciteit te vervangen.
[7] Collegebesluit 2018073801 – Rudolf Steiner aardgasvrij.
[8] Dit resultaat is in lijn met andere onderzoeken. Warmtepompen (lucht of bodem) leiden in de praktijk niet of nauwelijks tot CO2-winst ten opzichte van aardgas, terwijl de meerkosten bij lange na niet terugverdiend worden.
[9] Deze argumenten zijn aangevoerd door de school zelf, en door de technische adviseur van de school waarmee Hart voor Haarlem gesproken heeft.