Overgang met een stralende zon

• Zonne-energie groeit het snelst van alle hernieuwbare energiebronnen

• Zonne-energie is de meest toegankelijke hernieuwbare energie voor huishoudens, waardoor ze kunnen deelnemen aan de overgang en beschermd zijn tegen schommelingen in de energieprijzen

• De beperkte capaciteit van het net kan de uitrol van zonne-energie vertragen en het potentieel beperken

• Kannibalisatie in hernieuwbare energiebronnen kan leiden tot een lagere benuttingsgraad, wat weer kan leiden tot een lagere uitrol van zonnepanelen

• Het veiligstellen van toeleveringsketens voor zonnepanelen is essentieel voor het behalen van de Europese doelstellingen voor zonne-energie

Als we aan de transitie denken, is het eerste beeld dat in ons opkomt die windturbines die we zien als we over de snelweg rijden, of die blinkende daken met zonnepanelen. Om de overgang te laten slagen, moeten we inderdaad genoeg hernieuwbare capaciteit bouwen om conventionele elektriciteitscentrales op fossiele brandstoffen te vervangen en te voldoen aan de verwachte stijging van de vraag naar elektriciteit als gevolg van de elektrificatie van verschillende sectoren. Zonne-energie is een belangrijke hernieuwbare bron voor de energietransitie. Zonne-energie heeft veel voordelen en unieke eigenschappen, omdat het schone elektriciteit levert die relatief gemakkelijk kan worden ingezet en dicht bij de vraag ligt. Samen met windenergie zal zonne-energie dan ook de hoeksteen vormen van het toekomstige energiesysteem, doordat het in 2050 70% van de wereldwijde stroom zal leveren.

Er is een onderscheid tussen utilitaire en gedistribueerde opwekking van zonne-energie, wat samenvalt met opwekking van zonne-energie op het elektriciteitsnet en buiten het elektriciteitsnet. Utility zonne-energieopwekking vindt plaats in zonneparken en deze fungeren als elke conventionele stroomleverancier aan het elektriciteitsnet, terwijl gedistribueerde of off-grid opwekking voornamelijk op kleine schaal plaatsvindt, zoals de panelen die op daken van huizen en andere gebouwen worden geïnstalleerd. In deze analyse zoomen we in op zonne-energie, waarbij we ons richten op de huidige trends in Europa en wereldwijd, de rol van zonne-energie in de transitie en de uitdagingen waar deze technologie nu en in de toekomst voor staat.

De huidige trends van zonne-energie wereldwijd en in Europa

Wereldwijd is zonne-energie de snelst groeiende schone technologie, met de grootste uitrol van zonne-energie van alle hernieuwbare energiebronnen in 2023. Dit komt deels door de daling van de kosten van zonnepanelen, zoals te zien is in de linker onderstaande figuur, die de concurrentiepositie van zonnepanelen ten opzichte van andere schone technologieën laat zien, samen met het momentum in de opmars van gedistribueerde zon-PV-systemen en ondersteunend beleid voor grootschalige toepassing. Dienovereenkomstig is de wereldwijde uitbreiding van de capaciteit toegenomen, zoals te zien is in de rechtergrafiek.

De wereldwijde productie van zonne-energie zal naar verwachting 1000 GW bereiken in 2024, waarbij China met meer dan 75% het leeuwendeel voor zijn rekening neemt. Bovendien wordt in een recente update van het IEA over de markt voor hernieuwbare energie gesteld dat de productie van zon-PV en windenergie in 2030 zal voldoen aan de wereldwijde Net Zero-doelstellingen (bron).

De prijzen van zon-PV en windenergie zijn gestegen door de stijging van de verzendkosten en de prijzen van grondstoffen in 2022. Ze hebben hun piek bereikt en dalen in 2023, maar liggen nog steeds boven de gemiddelden van 2020. Zelfs met deze trends zijn zonne-energie en windenergie op land voor de meeste landen nog steeds de meest concurrerende en goedkoopste optie voor nieuwe elektriciteitsopwekking. Bovendien zullen de hoge elektriciteitsprijzen in de meeste landen samen met de technologische vooruitgang, die de efficiëntie verhoogt en de kosten verder verlaagt, het momentum en de aantrekkelijkheid van zonne-energie vergroten.

De bovenstaande figuren tonen de ontwikkelingen van zonne-energie in Europa. Het laat een toename zien in de Europese capaciteitsuitbreidingen sinds het begin van de invasie van Rusland in Oekraïne (linker grafiek), samen met de sterke groei in de opwekking van zonne-energie (rechter grafiek). De toename van wind- en zonne-energie in Europa was het gevolg van de noodzaak om minder afhankelijk te worden van Russisch aardgas. Ook marktkrachten, zoals de stijging van energierekeningen, waren een belangrijke drijfveer voor de toename van kleinschalige fotovoltaïsche zonne-energie op daken voor eindverbruik. Het IEA rapporteerde een besparing van EUR 100 miljard door EU-consumenten in de periode 2021-2023 dankzij nieuw geïnstalleerde zonne- en windenergiecapaciteit (bron). Dienovereenkomstig is het aandeel van zonne-energie in de energiemix in veel Europese landen gestegen tot 14,4% in Nederland en 12,6% in Griekenland in 2022, terwijl het gecombineerde aandeel van zonne- en windenergie naar verwachting zal stijgen tot meer dan 40% in 2024 in Spanje, Duitsland en Ierland.

Wat het beleid betreft, vormt zonne-energie de ruggengraat van de Green Deal en het RepowerEU-plan van de EC. Het streefaandeel voor hernieuwbare energie in de herziene Europese Richtlijn Hernieuwbare Energie is vastgesteld op 42,5% met de ambitie om 45% te bereiken in 2030. Om deze doelen te bereiken moet een nieuw kader voor vergunningen worden ontwikkeld, samen met het opzetten van Renewables Acceleration Areas (RAA). Het is de bedoeling dat RAA's een lagere milieu-impact en kortere vergunningsperioden hebben.

De rol van zonne-energie in de overgang

Voor Europa is investeren in hernieuwbare energie een strategisch doel om energiezekerheid en prijsstabiliteit te bereiken. Vanuit het oogpunt van de transitie heeft zonne-energie een unieke eigenschap in vergelijking met andere hernieuwbare energiebronnen: het kan op kleine schaal worden ingezet met een concurrerend rendement. Dat wil zeggen dat zonne-energie kan worden opgeschaald door huishoudens, zodat zij zelf deel kunnen nemen aan de transitie. De stijging van de elektriciteitsprijs van het elektriciteitsnet is een van de belangrijkste stimulansen voor huishoudens om zon-PV te installeren om de energierekening te verlagen.

De installatie van zonnepanelen door huishoudens heeft drievoudige overgangsvoordelen. Ten eerste draagt het bij aan extra hernieuwbare stroomvoorziening. Ten tweede absorbeert het een deel van de toename in de vraag als gevolg van elektrificatie buiten het elektriciteitsnet, waardoor congesties in het elektriciteitsnet worden verminderd en het flexibeler wordt. Ten derde stimuleert het elektrificatie door huiseigenaren, hetzij door de aanschaf van elektrische voertuigen of warmtepompen. Al deze kanalen zouden leiden tot een vermindering van de uitstoot, of die nu afkomstig is van de elektriciteitsopwekking of van het eindverbruik.

Wat zonne-energie voor nutsbedrijven betreft, is de belangrijkste rol natuurlijk het vervangen van conventionele fossiele energiebronnen. Bovendien zijn zonne- en windenergie essentiële voorwaarden om groene waterstof te stimuleren en te produceren, wat een belangrijke pijler is voor een succesvolle overgang in Europa.

Uitdagingen voor zonne-energie

Ondanks het grote succes van zonne-energie tot nu toe, zijn er ook een aantal uitdagingen. Een grote uitdaging van zonne-energie is de intermitterende aard ervan, waarvoor begeleidende oplossingen nodig zijn, zoals opslag om fluctuaties af te vlakken. In de volgende paragrafen beschrijven we andere uitdagingen van zonne-energie.

VRE-inperking

Variabele Hernieuwbare Energie (VRE) is een probleem dat zich voornamelijk voordoet vanwege de beperkte netcapaciteit, die de toename van het aanbod uit hernieuwbare bronnen niet kan verwerken. Hoe hoger de inperking, hoe slechter de situatie. Een groot probleem is de tijd die nodig is voor het plannen en implementeren van netuitbreidingen, die lang kan duren vanwege vergunnings- en coördinatieproblemen. Beleid dat gericht is op het bevorderen en vergroten van de opslagcapaciteit kan nuttig zijn om de inperkingspercentages te verlagen.

Ruimtelijke uitdaging voor zonne-energie

Een uitdaging voor de energietransitie in de toekomst is de schaarste aan ruimte. Hernieuwbare energiesystemen hebben hun ruimtelijke grenzen omdat ze meer land opeisen voor de installatie, ondersteunende infrastructuur en ondersteunende technologieën (opslag, bijvoorbeeld) dan hun tegenhangers op basis van fossiele brandstoffen. Met andere woorden, fossiele energie-installaties hebben een hogere ruimtelijke vermogensdichtheid (de hoeveelheid energie die per vierkante meter wordt geproduceerd) dan hernieuwbare energiebronnen. Bovendien kan beperkte ruimte de inzet van hernieuwbare energie belemmeren door de concurrerende ruimtelijke claims van veel transformaties, zoals circulaire economie, aanpassingsmaatregelen en huisvesting. Deze kwesties zijn vooral relevant voor dichtbevolkte landen zoals Nederland, waar ruimte schaars is en de ontwikkeling van de geplande zonneprojecten een hoge ruimtelijke claim zal hebben.

Effecten op biodiversiteit

Een andere uitdaging bij de uitrol van zonnepanelen is het vinden van een balans met het behoud van biodiversiteit. Er is een uitdaging bij de uitrol van utilitaire zonne-energie, omdat deze installaties niet overal kunnen worden ingezet en ze een verdringingseffect hebben op andere soorten. Zonnepanelen in de velden kunnen er bijvoorbeeld voor zorgen dat er geen licht doorkomt zodat planten eronder kunnen groeien. Dit benadrukt de behoefte aan innovatieve oplossingen die het mogelijk maken om zonnepanelen te integreren met de lokale omgeving waar ze worden geïnstalleerd.

Toeleveringsketens veiligstellen

Als onderdeel van het REpowerEU-plan wil Europa zijn zon-PV-capaciteit verdubbelen tegen 2025 en nog eens 600 GW installeren tegen 2030. Om dit plan te ondersteunen, wordt een initiatief voor zonne-energie op daken opgezet, met een versterkte wettelijke verplichting om zonnepanelen te installeren op verschillende gebouwen (openbare, commerciële en residentiële). Om deze doelen te bereiken, moet Europa echter een veerkrachtige toeleveringsketen voor zonnepanelen ontwikkelen. Dat is deels een veerkracht voor grondstoffen die worden gebruikt in zonnepanelen die in eigen land worden geproduceerd, en deels een veerkracht voor geïmporteerde panelen.

Kannibalisatie in hernieuwbare energiebronnen

Kannibalisatie treedt op wanneer verschillende hernieuwbare bronnen, met hetzelfde profiel, tegelijkertijd elektriciteit opwekken waardoor de elektriciteitsprijs daalt, wat op zijn beurt de 'capture rate' (het deel van de prijs dat aan de producenten wordt terugbetaald) door de opwekkers verlaagt. Bijvoorbeeld, in de zonnige maand mei 2023 was de afvangst door producenten van zonne-energie in Nederland ongeveer 55%. Met meer geïnstalleerde zonnepanelen zal de afvangfactor lager zijn en zullen de stimulansen om meer panelen te installeren afnemen en zal de overgang langzamer verlopen.

Deze publicatie maakt deel uit van de SustainaWeekly van 26 juni 2023