In 2050 moet onze CO2-uitstoot nul zijn. Het zinnetje is kort, de boodschap helder, en wie zou er geen schone energie willen? De opgave is echter kolossaal. Zo kolossaal, dat maar zelden iemand probeert de omvang te schetsen. Toch is het van belang dat we iets begrijpen van hoe kolossaal deze opgave is, vooral als we in de verleiding komen te denken dat we de luxe hebben om opties uit te sluiten.

Een te beperkte blik op de opgave kan ons hierbij behoorlijk op het verkeerde been zetten. Zo worden in het kader van de Europese en Nederlandse energietransitie talloze lijstjes en overzichten gepubliceerd, waaruit je gemakkelijk de indruk krijgt dat we al aardig op weg zijn. Maar deze lijstjes laten vaak grote delen van het probleem buiten beschouwing.

Een Europese meetlat die niet de CO2-doelstelling meet...

Neem bijvoorbeeld het overzicht ‘Aandeel duurzame energie’ van Eurostat, dat in januari 2020 in NRC verscheen. Landen worden hier vergeleken op hun percentage ‘duurzame energie’.¹

Laat dit lijstje zien hoe de landen feitelijk presteren wat betreft CO2-uitstoot? Als we het ondubbelzinnige ‘CO2-uitstoot per kWh’ van een land als meetlat gebruiken, komt er een heel ander beeld naar voren. Duitsland en Frankrijk, in het lijstje van Eurostat vlak naast elkaar, komen dan ver uit elkaar te te staan, zoals te zien is bij Electricitymap.org, waar ik de volgende screenshots maakte

Wat we hier zien is de gemiddelde CO2-intensiteit per opgewekt kilowattuur in Duitsland en Frankrijk in jaar 2022. Voor Duitsland was dat het beste jaar ooit voor de productie van hernieuwbare energie. Frankrijk had juist te kampen met onverwacht veel tegenvallers met kerncentrales die voor ongepland onderhoud dicht moesten en had zijn slechtste jaar in decennia. Op deze timelapse-video van Energy for Humanity is te zien waarom een hoog percentage hernieuwbare energie niet zomaar leidt tot lage CO2-intensiteit.

Overigens ontbrak tot medio 2023 in Electricity Map het aandeel particuliere opwekking, met name die van zonnepanelen, omdat deze gegevens tot dat moment niet goed konden worden meegenomen. Nadat deze correctie was doorgevoerd, kwamen zowel voor Frankrijk als voor Duitsland de cijfers er uit te zien zoals hieronder. Het aandeel hernieuwbaar van Frankrijk blijft vrijwel ongewijzigd door de correctie, maar de Franse kerncentrales presteerden in 2023 beter, waardoor de koolstofprestaties flink zijn toegenomen. In Duitsland gaat door de correctie het aandeel hernieuwbaar van 49 naar 61 procent, maar de CO2-uitstoot per kWh blijft aanzienlijk.

Toch is het beeld van CO2-uitstoot voor onze voorbeeldlanden Frankrijk en Duitsland hiermee niet compleet. Immers, deze cijfers geven alleen de uitstoot die is veroorzaakt door de opwekking van elektriciteit. Daar zitten bijvoorbeeld niet de CO2-cijfers van diesel en benzine voor transport in, en ook onderToch is het beeld van CO2-uitstoot voor onze voorbeeldlanden Frankrijk en Duitsland hiermee niet compleet. Immers, deze cijfers geven alleen de uitstoot die is veroorzaakt door de opwekking van elektriciteit. Daar zitten bijvoorbeeld niet de CO2-cijfers van diesel en benzine voor transport in, en ook niet de uitstoot veroorzaakt door huisverwarming en industrie die gebruik maakt van fossiele brandstoffen. Onderstaande grafiek van de Wereldbank geeft de totale gemiddelde CO2-uitstoot per hoofd van de bevolking voor Frankrijk, Duitsland, Nederland en de gehele EU. Deze grafiek omvat dus veel meer dan alleen elektriciteitsopwekking. De verschillen zijn daardoor kleiner, bijvoorbeeld omdat in beide landen bij het transport nog veel fossiele nodig is. Toch is de gemiddelde totale CO2-uitstoot per persoon in Duitsland nog steeds tweemaal zo hoog als die van Frankrijk.²

Het grote verschil tussen de cijfers van enerzijds Eurostat en anderzijdse Electricity Map en de Wereldbank anderzijds, is dat Eurostat kernenergie buiten beschouwing laat. Deze zijn in de twee andere grafieken gewoon zijn meegerekend als CO2-arme bron. De EU lijkt ‘hernieuwbaar’ soms te gebruiken om het in haar statistieken niet over CO2-uitstoot te hoeven hebben. Het desastreuze effect van het sluiten van kerncentrales door Duitsland en België is niet terug te vinden in deze Eurostat-lijstjes. Zo zou je haast vergeten dat iedere sluiting van een kerncentrale de jaarlijkse CO2-uitstoot van een land met miljoenen tonnen doet toenemen. De groei van hernieuwbare energie heeft de negatieve gevolgen van dit voortgaande sluitingsproces niet kunnen compenseren, zoals de cijfers van Duitsland en Frankrijk laten zien.

...versus een grimmige realiteit

De grimmige realiteit waar de wereld als geheel is goed te volgen in de jaarlijkse statistische rapporten van BP, een bedrijf dat al vele jaren de cijfers bijhoudt van het wereldwijde energiegebruik, en dat steeds doet op dezelfde, gedegen wijze. Deze statistieken worden door energiespecialisten tot de betrouwbaarste en best beschikbare bronnen gerekend. Een koele blik op de langjarige wereldwijde trends laat zien dat wereldwijd onze CO2-uitstoot, ondanks de sterke groei van hernieuwbare energie, blijft toenemen.³

De reden is dat het wereldwijde gebruik van fossiele bronnen sneller toeneemt dan de groei van hernieuwbare energie. Dat is goed te zien in de linker grafiek. De oranje band bovenaan laat de sterke groei van hernieuwbare energie zien. Punt van aandacht is dat deze voor ongeveer de helft uit biomassa bestaat. Daar komen we later op terug, bij het voorbeeld van de VS. De blauwe band er onder is waterkracht. Dat is een belangrijke CO2-vrije bron, maar met beperkte groeimogelijkheden. Deze blauwe streep gaat daarnaast ook over zoet water, en daar hebben we wereldwijd een toenemend tekort aan, evenals aan de biodiversiteit die door de aanleg van stuwdammen vaak extra onder druk komt te staan. De oranje streep onder de blauwe streep van waterkracht is kernenergie. Daar zien we aan de rechterkant een afvlakkende afname van het relatieve aandeel, een afvlakking die ontstaat door uitbouw van kernenergie in de niet-westerse wereld, met name China. De achterblijvende groei van kernenergie in de westerse wereld is slecht nieuws voor de totale CO2-uitstoot van de wereld. Het IPCC heeft al jaren geleden een uitgebreide metastudie gedaan om de CO2-intensiteit van alle energiebronnen op een rij te zetten.⁴ Daaruit kwam naar voren dat kernenergie en windenergie de laagste zogenoemde systeem-uitstoot hebben van alle hier genoemde energiebronnen. In lijstjes zoals het bovenstaande van Eurostat wordt hieraan voorbijgegaan.

In een meer recente studie van de Economische Commissie voor Europa van de Verenigde naties (UNECE) kwamen de CO2-prestaties van kernenergie nog gunstiger naar voren. Maar het gaat niet alleen om CO2, iedere vorm van opwek leidt tot een vraag naar mijnbouwproducten die nodig zijn om de faciliteiten en installaties te bouwen en aan te sluiten. Verschillende opwekvormen leiden tot gebruik van steeds weer andere materialen. In onderstaand diagram, afkomstig uit genoemde studie van UNECE⁵, geeft een indruk van de materiaalvereisten per opgewekt megawattuur.

Deze cijfers werpen licht op nog een ander probleem dat ontstaat door de geringe inzet op kernenergie in de westerse wereld, namelijk dat deze de vraag naar de grondstoffen specifiek voor hernieuwbare energie sterk omhoog duwt, wat de kosten van deze grondstoffen verhoogt en de inzet van deze opwekvorm elders kan bemoeilijken. Een belangrijke reden om nadrukkelijk álle opties voor CO2-vrije/arme opwekking in de gereedschapskist van de energietransitie te houden is dat de kans van slagen voor dit kolossale en complexe proces kleiner wordt zodra sommige opties ‘off limits’ ofwel onbespreekbaar zijn. Kernenergie, biomassa, CO2-afvang en opslag (CCS), geothermie, windparken, zonneparken – allemaal ondervinden ze lokaal of nationaal wel ergens tegendruk vanuit de bevolking, en regeringen zijn daar gevoelig voor. Zo is kernenergie in sommige Europese landen impopulair, wat er helaas voor zorgt dat kerncentrales worden uitgezet, waardoor een belangrijk deel van de klimaatwinst die deze landen bereikten door de inzet op hernieuwbaar, teniet is gedaan – dit hebben we met name gezien in België en Duitsland.

Hoe worden we energie-realist?

Om de opgave beter te begrijpen kunnen we kijken naar hoe ‘het energiesysteem’ is opgebouwd. Ook hier is het moeilijk om de omvang van de opgave te vatten. Een diagram dat hierbij kan helpen is ook weer een plaatje waarvan de onderliggende cijfers al vele jaren op betrouwbare en consistente wijze worden bijgehouden. In dit geval door het Lawrence Livermore, één van de nationale laboratoria van de VS.⁶ In het onderstaande beeld zijn de de energiestromen van de VS in het jaar 2022 in één overzichtelijk beeld samengebracht.

Waarom krijgt de lezer hier geen Europees plaatje? De reden is dat ik, in de vele jaren dat ik dit debat volg, een plaatje van deze kwaliteit, laat staan een plaatje dat elk jaar een update krijgt, niet heb kunnen ontdekken voor de EU of voor Nederland. Door een toevalligheid brengt de hier gebruikte eenheid, Quads (een enorm grote maat voor energie⁷), voor het totaal vrijwel op 100 (namelijk op 100,3). Daardoor kun je de getallen ongeveer lezen als ‘procenten’, en zie je redelijk goed de onderlinge verhouding terug van de onderdelen van onze eigen opgave, zowel voor de EU als voor Nederland. Want daarin verschillen de systemen van de VS, van de EU en Nederland niet zo veel.⁸

 Dit diagram laat je onder andere zien wat in het geheel van energiestromen de plaats is van de elektriciteitsvoorziening: het oranje blok midden-boven. In de blokken helemaal links staan de bronnen. Pas wel op: niet de blokken, maar de lijnen die er uit komen laten de relatieve omvang van de bron zien! De lijntjes van zon en wind zijn samen ongeveer zo dik als die van de derde hernieuwbare bron: biomassa. De echt dikke lijnen zijn die van olie, aardgas en steenkool. Kernenergie is een middenmoter, in de VS tevens de grootste CO2-vrije bron. De belangrijkste verschuiving over de jaren, het vervangen van steenkool door aardgas, is in de VS in het vorige decennium pas goed op gang gekomen. Daar blijken we voor het klimaat niet veel mee op te schieten. Want in de VS gaat het hier met name om schaliegas. Dat draagt sterk bij aan het broeikaseffect door hoge methaan-lekkages. Het netto-effect van schaliegas is daarom ongeveer gelijk aan dat van steenkool. Voor het klimaat is het dus best jammer dat we Russisch gas deels moesten vervangen door Amerikaans LNG (vloeibaar gemaakt schaliegas). Intussen worden in de VS net als in de EU nog steeds nodeloos kerncentrales gesloten, zoals die van Indian Point (New York). De kerncentrale van Diablo Canyon (Californië) lijkt na acties van voorstanders van kernenergie voorlopig gered.

De roze blokken laten zien waar we de energie voor gebruiken. Van boven naar beneden: huishoudens, bedrijfsleven, industrie en transport. De grijze blokken rechts laten de efficiency van het gebruik zien: hoe efficiënt zijn onze apparaten. Daar is dan ook zeker nog winst te halen, maar die winst is vaak lastig te realiseren. Het ontwikkelen van betere en efficiëntere spullen is een langzaam en moeizaam proces. Daar komt bij dat zuiniger technologie in de praktijk vrijwel altijd leidt tot groter gebruik van die technologie, de zogenaamde paradox van Jevons. Aan het blok ‘transport’ is te zien waarom elektrische voertuigen kansrijk zijn. Verbrandingsmotoren zijn minder efficiënt dan elektrische, waardoor vervanging door elektrisch vervoer veel nettowinst kan opleveren. Echter, voor zwaar transport over lange afstanden over de weg is elektrificatie moeilijk, evenals voor schepen (80 procent van het wereldwijde goederentransport) en voor vliegtuigen. Daarnaast lijkt ook de beschikbaarheid van grondstoffen – die in hoge mate door China gemonopoliseerd is – beperkingen te stellen aan het tempo van elektrificatie. Het zijn maar een paar voorbeelden die laten zien hoe moeilijk het is om snel winst te boeken in de energietransitie.

De opgave is een wereldwijde

Maar de grootste uitdaging hebben we nog niet genoemd. Die bestaat eruit dat een groot deel van de wereldbevolking nog leeft in energiearmoede. CO2-uitstoot houdt zich niet aan grenzen, het terugdringen moet wereldwijd gebeuren, willen we onze doelstellingen halen. We kunnen er lang over discussiëren of iedere toekomstige wereldburger toegang zal willen hebben tot het comfort en de economische voordelen die goedkope energie de westerse wereld heeft gebracht. Vast staat dat wij daar niet over beslissen. Vast staat ook dat een groot deel van de wereldbevolking geen toegang heeft tot een betrouwbare elektriciteitsvoorziening en vaak nog kookt op houtvuurtjes. Hans Rosling, de Zweedse statisticus die ontdekte dat zelfs regelmatige deelnemers aan het World Economic Forum geen idee hebben hoe de wereldburgers er wereldwijd economisch werkelijk voorstaan, stelt daarom voor de ‘wasmachine-norm’ te hanteren. De plaatjes hieronder leggen uit hoe die werkt. Eén zwarte punt geeft aan hoeveel energie de rijkste (rechts) en de armste (links) wereldburgers gebruiken. Slechts twee van de zeven wereldbewoners heeft in 2010 toegang tot een wasmachine (de twee rechter categorieën). Dat zijn er in 2010 twee miljard. In 2050 zullen dat er vijf miljard zijn.

Maar uiteindelijk zullen die 9 tot 10 miljard mensen ‘allemaal een wasmachine willen’, aldus Rosling. En wie zijn wij (in de rechter categorie) om hen te vertellen dat ze die niet mogen gebruiken?

Rosling, hij is helaas in 2017 overleden, sprak vaak voor zalen vol enthousiaste jonge mensen die niets liever wilden dan een groene en duurzame wereld. Terecht, vond Hans Rosling, en ik ben dat uiteraard met hem eens! De meeste jonge mensen in zijn gehoor bezaten geen auto, gaven de voorkeur aan de fiets en namen liever de trein dan het vliegtuig. Maar als hij de zaal vroeg wie zijn wasmachine de deur uit wilde doen ging geen enkele hand omhoog. Hij besluit zijn betoog met dit beeld uit de favela, en legt rechtstreeks de lijn met zijn eigen grootmoeder, die haar hele leven wekelijks de was gedaan had door water te koken op een houtvuur, water dat zij uit een Zweedse rivier haalde. Voor Roslings grootmoeder was de wasmachine een mirakel. ‘Ik kan u verzekeren dat deze vrouw in de favela een wasmachine wil’.

 En zoals hij in deze onvergetelijke presentatie op youtube uitlegt, ‘komen er boeken uit wasmachines’.⁹ Wie wil weten hoe dat zit, moet even die tien minuten nemen om dit baanbrekende filmpje te bekijken.

En er is weinig reden om aan te nemen dat de behoefte zal blijven bij wasmachines. We hebben, willen we als mensheid kans maken om wereldwijd in vrede, welvaart en rechtvaardigheid te leven, enorm veel schone, CO2-vrije energie nodig.

We hebben alle gereedschap nodig voor deze opgave

De conclusie is daarom dat we álle gereedschap nodig om deze kolossale opgave, die niet alleen gaat over CO2-uitstoot maar ook over sociale rechtvaardigheid, biodiversiteit en de impact van mijnbouw van álle opwekvormen, langs alle klippen te sturen die we onderweg tegen zullen komen – in dit artikel hebben we nog niet eens alle bekende klippen genoemd, en het is wel zeker dat we nog niet alle klippen in beeld hebben.

Is in dat licht het uitsluiten van realistische opties, vooral als ze potentieel ‘groot’ zijn, zoals CCS en kernenergie, voordat we ons doel zelfs maar in zicht krijgen, een goed idee? Is dat zelfs maar moreel te rechtvaardigen?

1 Op Twitter plaatste ik een draadje over het lijstje van Eurostat dat in NRC verscheen https://twitter.com/g_zwartsenberg/status/1221364879602393088

2 Bron: https://data.worldbank.org/indicator/EN.ATM.CO2E.PC?locations=NL-DE-FR-EU

3 Zie https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2022-full-report.pdf Of zoek met de termen ‘ bp Statistical Review of World Energy voor de actuele versie’

4 Zie tabel A.III.2 in ‘Annex III’, een belangrijke wetenschappelijke bijlage van het IPCC rapport van 2018. Hierin staat dat de systemische uitstoot van kernenergie (18 gram CO2/kWh) vrijwel gelijk is aan die van wind-op-zee (17 gram CO2/kWh).

5 https://unece.org/sed/documents/2021/10/reports/life-cycle-assessment-electricity-generation-options

6 Hier te vinden: Energy Flow Charts

7 1 Quad komt overeen met zo’n 96 terrawattuur, de in Nederland doorgaans gebruikte maat. 1 Quad komt ook overeen met ongeveer 11 gigawattjaar, de enige energiemaat die is bedacht om begrepen te worden. Eén gigawattjaar komt namelijk ongeveer overeen met de elektriciteitsbehoefte van een miljoen inwoners van een industriële samenleving.

8 Al zijn er wel verschillen in die onderlinge verhoudingen die het begrijpen waard zijn, maar daar gaat het hier nu even niet om.

9 Zie https://youtu.be/6sqnptxlCcw

10