Vraag naar elektriciteit op keerpunt

Dit is de tweede van een reeks van drie publicaties over de elektriciteitssector. In de eerste publicatie (hier te vinden) hebben wij de elektriciteitsvraag in de afgelopen 10 jaar in de OESO-landen en de opkomende markten met elkaar vergeleken en wezen we op de uiteenlopende ontwikkeling van de vraag naar elektriciteit in de OESO-landen en de opkomende landen. In de OESO bleef de vraag naar elektriciteit de afgelopen 10 jaar gelijk, maar in de opkomende economieën steeg zij in dezelfde periode met ongeveer 25%. Er zijn twee belangrijke redenen voor dit verschil: efficiëntiewinsten in de OESO-landen en de verplaatsing van zware industrie naar de opkomende economieën. In deze publicatie bekijken we de vooruitzichten voor de toekomstige vraag naar elektriciteit en vergelijken we de hypothesen van twee bekende netto nul-scenario's: van de NGFS en het IEA.

De vraag naar elektriciteit zal toenemen door decarbonisatie en energiezekerheid

De hervorming van de elektriciteitssector is cruciaal voor de decarbonisatie. Zoals hieronder aan de hand van de IEA- en NGFS-scenario's wordt besproken, betekent dit onder meer een toename van de vraag naar elektriciteit en een omschakeling van de onderliggende bronnen die voor de productie ervan worden gebruikt. Zo heeft de EU in haar ‘Fit for 55’-pakket als doel gesteld de uitstoot van broeikasgassen tegen 2030 met 55% te verminderen. Niet alleen regeringen hebben doelstellingen voor de vermindering van broeikasgasemissies vastgesteld, maar ook grote bedrijven hebben toezeggingen gedaan om hun impact op het milieu te beperken.

Daarnaast en in het licht van de potentiële deglobalisering, is energiezekerheid in veel regio's een prioriteit geworden. Voor de EU is dit momentum versterkt door de recente energiecrisis, wat heeft geleid tot het nieuwe REPowerEU-plan dat de algemene overgang van het blok naar schone energie ondersteunt en tegelijkertijd de afhankelijkheid van geïmporteerde energie vermindert (om bijvoorbeeld af te stappen van Russisch gas). Het nieuwe initiatief is niet alleen gericht op de gassector, maar ook op de transformatie van de elektriciteitssector – via een versnelde invoering van hernieuwbare energie, elektrificatie van eindtoepassingen en hernieuwbare waterstof. De elektrificatie van eindtoepassingen zal leiden tot een grotere vraag naar koolstofvrije elektriciteit (lees onze publicatie hier).

Hoewel de huidige energiecrisis het belang van energiezekerheid heeft benadrukt, zijn er grenzen aan directe elektrificatie op korte termijn. Met name voor bepaalde sectoren zoals het vervoer over lange afstand, waaronder de luchtvaart en de scheepvaart. Deze belemmeringen kunnen worden gemitigeerd door geschikte technologieën die momenteel worden ontwikkeld. Hoewel de energiecrisis dus niet heeft geleid tot een plotselinge overschakeling op alternatieve energiebronnen zonder fossiele brandstoffen, heeft zij wel een aantal verschuivingen op middellange tot lange termijn in gang gezet die de transitie zullen versnellen (zie onze publicatie hier). Wanneer deze fysieke beperkingen worden overwonnen, zullen de sectoren die hun afhankelijkheid van fossiele brandstoffen verminderen, een stijging van de vraag naar elektriciteit teweegbrengen.

De elektrificatie van sectoren zoals het vervoer zal de vraag naar elektriciteit doen toenemen, maar de vraag naar energie zal worden getemperd door de verbetering van de energie-efficiëntie als gevolg van nieuwe en verbeterde technologie. Een goed voorbeeld van energie-efficiëntie is de reactie van de Europese fabrikanten op de recente gascrisis. De industriële productie is opmerkelijk veerkrachtig gebleken ondanks een grote vermindering van de gasvoorziening, maar in de toekomst kan niet worden gerekend op een soortgelijke verbetering van de energie-efficiëntie. Met andere woorden, er zijn (op korte termijn) grenzen aan de toename van de energie-efficiëntie. Al met al verwachten wij dat de toegenomen vraag als gevolg van de elektrificatie groter zal zijn dan de vermindering van de vraag naar elektriciteit door efficiëntie, waardoor de totale vraag naar elektriciteit zal toenemen.

Nul-nul-scenario's voor 2050 om de toename van de elektriciteitsvraag te kwantificeren

In dit deel bespreken worden implicaties en aannames besproken voor de vraag naar elektriciteit, die gebruikt worden in twee bekende netto ‘Net-Zero tegen 2050’ (NZE) scenario's, die zijn ontworpen om te modelleren hoe de wereld netto nul-emissies van energie en industriële processen CO2 kan bereiken tegen 2050. De scenario's vereisen aanzienlijke emissiereducties tegen 2030 om in overeenstemming te zijn met de in Parijs vastgelegde doelstelling van 1,5°C scenario's (zoals gedefinieerd door het IEA).

De vraag naar elektriciteit zal in beide scenario's sterk toenemen. In de onderstaande figuren is het elektriciteitsgebruik voor verschillende sectoren gevisualiseerd. Alle geven het eindgebruik van elektriciteit aan, behalve de waterstofvoorziening, die een secundaire bron is. Zoals uit de grafieken blijkt, verschilt het elektriciteitsverbruik voor de waterstofproductie aanzienlijk tussen de twee scenario's; de aannames voor de waterstofvoorziening staan in onderstaande tabel. De belangrijkste implicatie is dat het IEA ervan uitgaat dat bijna alle waterstofproductie koolstofarm is en dat de jaarlijkse productiecapaciteit voor waterstof bijna dubbel zo groot is als in het NGFS.

Om de methodologische verschillen en de aannames van de scenario's te illustreren, zetten wij deze in de onderstaande tabel tegenover elkaar.

De vraag naar elektriciteit zal in alle scenario's toenemen

Aangezien de NZE-scenario's ambitieuze trajecten zijn, illustreren wij in dit deel dat de wereldwijde vraag naar elektriciteit ook zal stijgen in de andere scenario's die de NGFS in haar derde fase heeft uiteengezet. De vraag naar elektriciteit zal in alle scenario's aanzienlijk stijgen, zoals blijkt uit onderstaande figuur. De gegevens vertegenwoordigen de som van de eindvraag naar elektriciteit en het elektriciteitsgebruik bij de productie van waterstof (een secundaire stap).

Hieruit blijkt dat zelfs in het scenario met de laagste ambitie (d.w.z. het huidige beleid) de elektriciteitsvraag stijgt van 21.503 TWh in 2020 tot 48.927 TWh in 2050. Het afwijkende netto nul-scenario, het scenario met de hoogste ambitie, laat een stijging van de elektriciteitsvraag zien tot 61.488 TWh in 2050. Dit is nog steeds minder mondiale elektriciteitsvraag dan het IEA in zijn NZE-scenario aangeeft.

Vergroening van de elektriciteitsopwekking en belemmeringen voor elektrificatie

Zoals wij hierboven hebben uiteengezet, zal de vraag naar elektriciteit in alle scenario's toenemen. Dit is een verschuiving ten opzichte van de afgelopen tien jaar in de OESO, waar de vraag naar elektriciteit gelijk bleef. Wil het elektrificatieproces de CO2 emissie-intensiteit verlagen, dan moeten de bronnen die voor de elektriciteitsproductie worden gebruikt, worden gedecarboniseerd, naast de overschakeling van het gebruik van fossiele brandstoffen op elektriciteit. Het IEA verwacht bijvoorbeeld dat de twee belangrijkste bronnen in 2050 zon-PV (33%) en wind (35%) zullen zijn. Om deze overgang mogelijk te maken zijn grote investeringen in de energiesector nodig. Volgens de aannames in het IEA Net-Zero scenario, stijgen gemiddelde investeringen in energie naar 5 biljoen dollar in 2030 en 4,5 biljoen dollar in 2050. Het NGFS Net-Zero scenario gaat uit van investeringen in de energiesector van 3,4 biljoen US$2010/jaar in 2030 en 2,4 biljoen US$2010/jaar in 2050.

Deze decarbonisatie van de elektriciteitsproductie in combinatie met de groeiende vraag naar elektriciteit zal leiden tot ‘intermittency problemen’. Deze problemen en hun oplossingen worden besproken in het derde en laatste deel van onze driedelige publicatie over elektriciteit.

* NDCs staat voor ‘Nationally Determined Contributions’

Dit artikel is onderdeel van de SustainaWeekly van 30 januari 2023