Hoe efficiënt zijn zonnepanelen eigenlijk?

Afgelopen week stond er een artikel in NRC Handelsblad n.a.v. een studie naar het rendement van zonnepanelen. Het oorspronkelijke onderzoek is hier te vinden. De conclusie is dat het rendement van zonnepanelen helemaal niet zo gunstig is als gedacht.

Opzet van het onderzoek

Aardig om de redenering uit de studie even te volgen.

De aanleiding van de studie lijkt er een te zijn van wantrouwen of twijfel (aan de claims van zonnepanelen). Dat is op zicht natuurlijk prima, twijfel en vragen stellen brengt ons verder en is de kern van wetenschappelijke vooruitgang. Toch komt het op mij over (maar dat is subjectief) of de auteurs een agenda hebben en willen bewijzen dat zonnepanelen minder rendabel zijn dan algemeen gedacht. Zou nog wel de moeite zijn het spoor van de auteurs te volgen. Wat hebben ze eerder geschreven/onderzocht? Wie zijn hun opdrachtgevers? Maar laten we dit even parkeren.

De methode van onderzoek is kijken naar het totale energierendement van een technische oplossing. Dat betekent in het geval van zonnepanelen dat je niet alleen kijkt naar of je als consument iets kunt verdienen door panelen aan te schaffen. Dan krijg je een simpele economische rekensom: wat kost het mij als consument om het spul op mijn dak te krijgen en wat levert het me jaarlijks aan voordeel op als ik naar de energiemeter kijk.

Nee, nu kijk je breder. We kijken naar de hoeveelheid energie die er in totaal komt kijken bij het maken van energie uit zonnepanelen. Dus we kijken ook naar de productie van die zonnepanelen en we zetten de benodigde hoeveelheid arbeid en machines om naar energie-eenheden. Dat is als het ware de ‘energie-input’. Aan de opbrengstenkant heb je dan de energie-output van de eenmaal geproduceerde zonnepanelen. Hier maken de auteurs gebruik van ‘real-world’ gegevens van de afgelopen 20 jaar of zo. En dan moet je rekening houden met (minder) zonne-uren, met slijtage etc.

De volgende stap in de redenering is dat er een referentie-situatie/techniek wordt gebruikt om mee te vergelijken. Dat is opwekking van energie door inzet van een kerncentrale. Een kerncentrale is natuurlijk veel groter en lomper en nog materialen-intensiever (dan zonnepanelen) maar heeft ook een langere levensduur en vooral ook een hogere bezettingsgraad (want niet afhankelijk van wel of geen zonne-uren). De keuze voor kernenergie als referentie: dat had natuurlijk ook een andere keuze kunnen zijn, dus vandaar ook mijn vraag aan het begin (zit hier meer achter?).

Anyway, het onderzoek ziet er verder gedegen uit, de cijfers zijn voorzien van bronvermelding en ik ga er voor het gemak maar vanuit dat er goed is gerekend. Maar ook hier kun je verder in duiken omdat de berekeningen weer afhangen van verdere vooronderstellingen die nodig zijn voor diverse conversies.

De uitkomst laat zich dan raden: zonnepanelen zijn minder energie-efficiënt dan kerncentrales. Sterker nog: zonnepanelen vernietigen per saldo energie, er gaat meer energie in dan er in totaal uitkomt, de energiefactor is 0.82 (waar die uiteraard hoger dan 1.00 moet zijn om nut te hebben).

Nuanceringen

Ik vind de methode wel een aardige: kijken of een toepassing meer energie oplevert dan dat je er aan energie in stopt. Daar is weinig mis mee.

De overwegingen die ik er bij heb:

  • Er is gekeken naar het rendement van zonnepanelen over een gekozen historische periode. Logisch, wat zou je anders moeten kiezen? (Nou, een kortere of langere periode zou al behoorlijk kunnen uitmaken). Maar zonnepanelen zijn een redelijk recente uitvinding waar nog steeds technische progressie optreedt. Elk jaar worden de panelen weer beter en goedkoper. Kijkend naar de komende 20 jaar is het dus niet redelijk de realisaties van de afgelopen 20 jaar te nemen.
  • Eigenlijk vind ik de conclusie ook niet vreemd. Er is voor kernenergie als referentie gekozen. Kernenergie staat ook bekend om de relatief lage prijs per kwh, het is een relatief efficiënte manier van opwekken. Maar je zou voor een goede vergelijking wellicht meerdere factoren mee moeten nemen. Gaat het om vergelijkbare risico’s die met de opwekking gepaard gaan? Wat zijn de kosten van het mitigeren van die risico’s (bewaking, surveillance, bebouwing in de omgeving die anders moet worden ivm veiligheid etc) om de vergelijking reëler te maken? Is er voldoende rekening gehouden met de kosten van de verwerking van eventueel afval? Hoe zit het met eventueel hergebruik (van de centrale, van de panelen)? Ook al deze ‘nabewerking’ gaat gepaard met energie-input dus relevant vanuit de gekozen onderzoeksmethodiek.
  • Misschien gaat deze nuancering te ver. Maar op termijn zou decentrale opwekking (per huishouden, per wijk) ook gevolgen kunnen hebben voor de aanleg en het onderhoud van dure netwerken. Ik zie dat op korte termijn niet gebeuren overigens maar toch. En als je nog een stap verder wilt gaan: er is ook maatschappelijk weerstand tegen kernenergie, terecht of niet terecht. Dat betekent ook meer energie-input om het politiek-maatschappelijke proces in goede banen te leiden (overleg, voorlichting, campagnes).
  • Er is niet gekeken naar uitstoot en eventuele effecten op het klimaatvraagstuk (waar ook weer kosten aan zijn verbonden).

Mijn eerste reactie was: goh mooi, een kritische studie naar het rendement van zonnepanelen! En eens kijken hoe dat beter kan en of er alternatieven zijn die aantrekkelijker zijn, die beter passen bij een nieuwe wereld … Kan me toch niet aan de indruk onttrekken dat de studie geschreven is met een vooropgezette uitkomst in het achterhoofd.

Hoe dan ook: zonnepanelen hebben tot nu toe waarschijnlijk meer energie gekost dan ze hebben opgeleverd. Dat is de belangrijkste conclusie en die zal los van mijn nuanceringen wel blijven staan. Toch iets om even bij stil te staan.

Rudy van Stratum

Naschrift

In het krantenartikel wordt gesuggereerd dat het maken en gebruiken van zonnepanelen tot extra stoken van steenkolen leidt, zie de uitsmijter hieronder van auteur Karel Knip:

screenshot700

Op zich klopt dat natuurlijk wel. De historie aan geproduceerde zonnepanelen heeft conform de berekeningen van Ferroni/Hopkirk per saldo geleid tot een energievernietiging. Knip maakt daarvan een metaforisch grapje door te zeggen dat er voor elk zonnepaneeltje een schop steenkolen voor niks staat te branden in China. Maar evengoed had er een windmolen voor niks staan te draaien etc. Over de effecten van extra uitstoot van kolen in China gaat het originele artikel in ieder geval niet. Volgens mij (nogmaals) is de historie van de productie van zonnepanelen niet zo’n goede maatstaf voor de prestaties van de komende 30 jaar. Als de genoemde 0.82 ergens de komende 10 jaar omslaat naar >1.00 en vervolgens nog honderden jaren op 4.0 of whatever getal gaat functioneren dan is de energie-omzetting per saldo over de historie ruim positief. Dus wat is nu de eindconclusie? Dat we moeten ophouden met zonnepanelen maken? Dat we dan maar steenkool moeten blijven verbranden? Dat we de kerncentrales nog een slinger moeten geven (Knip gaat in die centraalstelling in het artikel helemaal voorbij)? Misschien allemaal wel, maar daar gaat het artikel dus niet over ondanks dat (volgens mij) die suggestie wel wordt gewekt.

 

screenshot698

Plaats een reactie

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd.


*