Elektriciteit, productie en verbruik
Elektriciteit als energiedrager
De belangrijkste energiedrager die tegenwoordig wordt gebruikt is elektriciteit. Het belang van elektriciteit kan nauwelijks worden overschat; elektriciteit is de ruggengraat van onze moderne samenleving. Zonder een betrouwbare stroomvoorziening zou de hele maatschappij, met zijn huizen, bedrijven, ziekenhuizen en transport, niet kunnen functioneren. Elektriciteit is essentieel voor het leveren van de energiediensten die we dagelijks nodig hebben; zoals communicatie, industrie, onderwijs en onze dagelijkse ontspanning. In een wereld die steeds meer gebruikt maakt van (digitale) technologie, is de beschikbaarheid van betaalbare en schone elektriciteit belangrijker dan ooit.
Om de uitstoot van kooldioxide te verminderen en de energieafhankelijkheid van het buitenland te verminderen, zal ook in de komende jaren veel worden geïnvesteerd in opwekking van elektriciteit uit hernieuwbare, schone, bronnen zoals wind- en zonne-energie. Elektriciteit wordt daarmee een nog belangrijkere energievorm omdat veel hernieuwbare bronnen elektriciteit produceren. De toenemende productie van hernieuwbare elektriciteit en het toenemende gebruik van elektriciteit vraagt om grote investeringen in de verzwaring en uitbreiding transportnetwerk van elektriciteit.
Productie van elektriciteit
Elektriciteit wordt op verschillende manieren geproduceerd waarbij elk van de opwekkingsmethoden zijn eigen voor- en nadelen heeft wat betreft kosten, milieu-impact en betrouwbaarheid. Elektriciteit wordt onder andere geproduceerd;
- in energiecentrales door het verbranden van fossiele brandstoffen, zoals steenkool, aardgas en olie,
- in kerncentrales via kernsplitsing van uranium,
- uit hernieuwbare bronnen zoals zon- en windwindenergie.
In de eerste twee typen elektriciteitscentrales wordt elektriciteit vooral gegenereerd met stoom die een turbine aandrijft, die op zijn beurt weer een elektrische generator aandrijft. Stoomturbines, steg-eenheden en gasturbines wekken de stoom op met fossiele brandstoffen, terwijl in kerncentrales de stoom wordt opgewekt met de warmte die vrijkomt bij kernsplijting van uranium. Voor steg-eenheden, een combinatie van een stoom- en een gasturbine, wordt vooral aardgas ingezet. Aardgas wordt ook gebruikt bij gasmotoren, die elektrische generatoren aandrijven. Aardgas wordt in mindere mate in stoomturbines gebruikt, in deze installaties wordt ook steenkool en soms aardolie verbrand. Omdat klimaatverandering om een energievoorziening met minder CO2-uitstoot vraagt en ook om minder afhankelijk te zijn van andere landen voor de energievoorziening, is nu een energietransitie naar hernieuwbare energiebronnen in volle gang. Steeds meer elektriciteit wordt opgewekt met hernieuwbare bronnen, vooral uit zonne-energie via zonnepanelen en uit windenergie via windturbines.
Verbruik van elektriciteit
Elektriciteit wordt in alle sectoren van de maatschappij gebruikt voor licht, aandrijving, communicatie en computersystemen. In de industrie wordt elektriciteit vooral gebruikt voor het aandrijven van elektrische motoren en in processen met allerlei elektrische technieken. De industrie gaat steeds meer over op elektrisch aangedreven processen om het gasverbruik te verminderen. Een kleine hoeveelheid elektriciteit wordt voor transport verbruikt. Dit is vooral het elektriciteitsverbruik van vervoer via spoor- en tramwegen. Het elektriciteitsverbruik voor vervoer neemt toe omdat er steeds meer elektrische auto's op de weg komen. Ook in woningen wordt veel elektriciteit verbruikt. De elektriciteit wordt voornamelijk toegepast voor vijf typen energiediensten: reiniging (vaatwasmachine, wasmachine, wasdroger, stofzuiger), koeling (koelkast, diepvriezer), verlichting, (elektrische) verwarming en warm water (cv-pomp, cv-regeling, cv-ventilator, elektrische kacheltjes en elektrische boilers) en voor elektronica (audioapparatuur, TV, videoapparatuur, telefoon/fax, computer). Samen leggen deze diensten beslag op ongeveer driekwart van het huishoudelijk elektriciteitsverbruik. De rest wordt verbruikt voor onder andere elektrisch koken (kookplaten, oven, magnetron, e.d.), voor keukenapparatuur, voor hobbygereedschap en voor persoonlijke verzorging. Alles bij elkaar wordt in Nederland en in de Europese Unie, door bedrijven en inwoners, ongeveer 6000 kWh elektriciteit per hoofd van de bevolking gebruikt.
Productie en verbruik van elektriciteit in Nederland
Productie van elektriciteit in Nederland
Ook in Nederland is de energietransitie naar hernieuwbare bronnen in volle gang. In Nederland kwam meer dan de helft van alle verbruikte elektriciteit in 2024 uit duurzame bronnen. Dat wordt geïllustreerd in de onderstaande figuur [CBS Statline]
De transitie in de opwekking van elektriciteit is in de grafiek duidelijk te herkennen. Het aandeel elektriciteit uit hernieuwbare bronnen neemt sterk toe ten koste van de fossiele brandstoffen. Vooral het gebruik van steenkool neemt sterk af doordat, langzaam maar zeker, alle kolencentrales worden gesloten. In 2015 waren er nog 10 in bedrijf, in 2025 waren er dat nog maar drie. De centrales worden gesloten vanwege de relatief hoge CO2-uitstoot en de grote toename van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen. In sommige kolencentrales wordt biomassa bijgestookt. Een kolencentrale is omgebouwd en wordt volledig met biomassa bedreven. Voor de Nederlandse energievoorziening betekent dat dat het aandeel kolen in het primaire energieverbruik omlaag gaat zoals in de figuur is te zien.
De volgende figuur geeft aan met welke hernieuwbare bronnen de elektriciteit wordt geproduceerd [CBS Statline].
Hernieuwbare elektriciteit wordt vooral geproduceerd uit wind- en zonenergie, via windturbines en zonnepanelen. De windturbines staan op land of in zee. Iets meer dan de helft van de elektriciteit wordt op zee geproduceerd. Onder de elektriciteit die met biomassa wordt geproduceerd vallen afvalverbrandingsinstallaties, het bij- en meestoken van biomassa in centrales en het genereren van elektriciteit met biomassa gestookte ketels in bedrijven. Het biogas waarmee elektriciteit wordt opgewekt is onder meer afkomstig van stortplaatsen, rioolwaterzuiveringsinstallaties en ontstaat bij co-vergisting van mest.
Op een winderige en zonnige dag produceren zonnepanelen en windturbines in Nederland voldoende elektriciteit voor het hele land, er wordt dan zelfs elektriciteit geëxporteerd. De centrales die op fossiele brandstoffen draaien staan dan stil. Echter op een windstille, zeer bewolkte, dag is de opgewekte groene elektriciteit uit wind en zon niet voldoende en moeten de fossiele centrales bijspringen om aan de vraag naar elektriciteit te voldoen. Verwacht wordt dat er na 2030 minder kolen- en gascentrales zijn. Kolencentrales worden rond 2030 volgens de planning gesloten om de CO2 uitstoot te verlagen. Dat wil zeggen dat er dan alleen gascentrales beschikbaar zijn om elektriciteit te produceren, als er niet genoeg groene elektriciteit is. Er verdwijnen gascentrales omdat ze te vaak stil staan en daardoor niet meer rendabel te bedrijven als de zon langdurig schijnt en het hard waait.
De bestaande oudere gascentrales moeten op den duur worden vervangen door nieuwe gascentrales. Ook moeten er nieuwe gascentrales komen ter vervanging van de gesloten of nog te sluiten kolencentrales. Echter investeren in een nieuwe centrale is een risico omdat deze centrales een groot deel van het jaar stilstaan, vanwege de overvloed aan groene elektriciteit. Het Energiebedrijf EPNL dreigt een grote gascentrale, de Rotterdamse Rijnmond 1 centrale, te sluiten omdat de financiële risico's te groot worden. In de huidige markt valt er niet genoeg te verdienen met de centrale omdat ze te vaak stil moeten staan, terwijl ondertussen de kosten voor personeel, onderhoud en afschrijving doorlopen. Daarentegen blijft de gascentrale in Utrecht, die Eneco in 2028 uit bedrijf wilde nemen, nu in ieder geval tot 2029 beschikbaar om tekorten In de elektriciteitsproductie op te vangen. Indien nodig wordt deze periode verlengd tot 2034.
Een hogere elektriciteitsprijs tijdens piekmomenten kan de winstgevendheid van gascentrales verbeteren, zelfs als ze een lange tijd niet worden gebruikt. Dus hoewel de kosten voor energie uit wind en zon dalen, leidt de energietransitie niet automatisch tot lagere kosten, door de hogere kosten van opwekking bij windstil weer en geen zon. Op het moment dat gascentrales gaan draaien zal de stroom meer kosten. Dit is waarschijnlijk niet genoeg om gascentrales rendabel te maken. De rentabiliteit van de centrales kan worden vergroot als de overheid het onrendabele deel van de energieproductie overneemt. De overheid betaalt dan om de centrales, die niet meer rendabel zijn, open te houden [Volkskrant].
Elektrisch energieverbruik in Nederland
In het kader van de energietransitie gaat het gebruik van fossiele brandstoffen in het totale finale energieverbruik omlaag en neemt het aandeel van elektriciteit toe. Dit is te zien in de volgende figuur waarin het aandeel van elektriciteit in het totale eindenergieverbruik wordt gegeven [CBS Statline].
Uit de figuur blijkt dat het elektriciteitsverbruik in het finaal energieverbruik de laatste jaren ongeveer hetzelfde blijft. Niettemin neemt het aandeel elektriciteit in het eindverbruik toe omdat het verbruik van fossiele energie afneemt.
Productie en verbruik van elektriciteit in Europa
Productie van elektriciteit in Europa
In heel de Europese Unie (Europese Unie van 27 landen) is een energietransitie naar hernieuwbare bronnen onderweg. Het aandeel groene stroom, in de energieproductie in Europa, is in 15 jaar verdubbeld. Dat het aandeel is gegroeid wordt geïllustreerd in de onderstaande figuur [Eurostat].
Net als bij Nederland, is ook hier de transitie in de opwekking van elektriciteit in de grafiek duidelijk te herkennen. Het aandeel elektriciteit uit hernieuwbare bronnen neemt toe ten koste van de fossiele brandstoffen. Het gebruik van steenkool neemt af omdat bij verbranden van steenkool relatief meer CO2 vrijkomt dan bij het verbranden van aardgas.
De volgende figuur geeft aan uit welke hernieuwbare bronnen de elektriciteit in Europa wordt geproduceerd [Eurostat].
Hernieuwbare elektriciteit wordt vooral geproduceerd uit windenergie, waterkracht en zonenergie. Het opwekken van elektriciteit gebeurd via windturbines, waterkrachtcentrales, zonnepanelen en zonnecentrales. De windturbines staan op land of in zee. Waterkracht wordt vooral gebruikt in bergachtige landen.
De volgende figuur geeft, voor een aantal landen in Europa en voor de Europese Unie van 27 landen (EU27) in zijn geheel, de bronnen waaruit de elektriciteit wordt geproduceerd in het jaar 2024. De elektriciteitsproductie wordt gegeven per hoofd van de bevolking om de cijfers goed te kunnen vergelijken [Eurostat].
Landen met grote kolenvoorraden stoken nog veel steenkool voor de opwekking van elektriciteit. Een aantal landen zoals België, Finland, Frankrijk en Zweden hebben sterk ingezet op kernenergie. IJsland, Finland, Oostenrijk, Noorwegen en Zweden hebben een grote productie van elektriciteit uit hernieuwbare energie.
De volgende figuur geeft voor een aantal landen aan op welke manier de hernieuwbare elektriciteit wordt opgewekt [Eurostat].
In landen met een groot aandeel hernieuwbare energie, zoals IJsland, Finland, Oostenrijk, Noorwegen en Zweden, wordt de elektriciteit vooral geproduceerd uit waterkracht. Deze landen zijn bergachtig. In IJsland wordt de hernieuwbare energie daarnaast voor een deel opgewekt uit geothermische bronnen. De meer vlakke landen, zoals België, Denemarken, Finland, Duitsland, Ierland en Nederland wekken een belangrijk deel van hun hernieuwbare energie op met windturbines en zonnepanelen.
Elektrisch energieverbruik in Europa
In het kader van de energietransitie gaat het gebruik van fossiele brandstoffen in het totale eindenergieverbruik in Europa omlaag en neemt het aandeel van elektriciteit toe. Dit is te zien in de volgende figuur waarin het aandeel van elektriciteit in het totale eindenergieverbruik wordt gegeven [Eurostat].
Uit de figuur blijkt dat het aandeel van het elektriciteitsverbruik in het totale finale energieverbruik de laatste jaren sterk toeneemt, vooral omdat het eindverbruik van fossiele energie afneemt.