De omwenteling van fossiele brandstoffen naar duurzame energie is zo mondiaal en grootschalig dat zelfs voor energienieuwsjunkies het moeilijk is om alles bij te houden. Updates over de laatste ontwikkelingen zijn hard nodig om niet achter te blijven en zodoende schreven we, Rembrandt Koppelaar en Willem Middelkoop, ons laatste boek: De Tesla Revolutie: Waarom de olie-industrie haar macht Verliest.
De zes hoofdstukken van het boek geven snel een overzicht over het hele spectrum: elektrische auto’s, fossiele brandstoffen, duurzame energie, klimaatverandering, elektriciteitsnetten, (geo)politiek, en nog veel meer. Als voorproefje delen we de top vijf van Game Changers die de drijvende kracht zijn achter de Energie Revolutie. We starten met de impact van Tesla, de zeer succesvolle Amerikaanse elektrische autofabrikant en inspirator voor ons boek, dat nu ook accu’s en zonne-dakpannen verkoopt.

1. Tesla heeft elektriciteit op de kaart gezet als de toekomst van mobiliteit

In 2008 was Tesla nog een kleine start-up in Silicon Valley met als enige automodel de Tesla Roadster, een zeer prijzige elektrische sportauto, een speeltje voor de vermogenden onder ons. Vandaag is het bedrijf een wereldleider met een totaal aan 200.000 verkochte elektrische voertuigen, dit nog zonder de baanbrekende Model 3, een vijfszits Sedan met een bereik van 350 kilometer op één acculading en een verkoopprijs vanaf 35.000 dollar. Toen de Model 3 werd gelanceerd, zette het Tesla op de kaart als het bedrijf met de grootste bestelling van (elektrische) auto’s in de geschiedenis, meer dan 325.000 werden er binnen een week besteld voor een totaalbedrag van $1400 miljoen.

In April 2017 steeg de marktwaarde van Tesla zoveel dat het nu meer waard is dan de 100 jaar oude Ford en General Motors, de grootste autofabrikanten qua verkoop in de Verenigde Staten.

De innovaties en het succes van Tesla hebben geleid tot een totale aardverschuiving in de auto-industrie: elektrisch is nu de toekomst van mobiliteit. Alle grote autofabrikanten over de hele wereld investeren nu miljarden om zo snel mogelijk meerdere plug-in en volledige accu elektrische auto’s te lanceren op de markt. Koplopers zijn Tesla met haar Model 3 en de Chevrolet Bolt van General Motors, die allebei een bereik van boven de 300 kilometer hebben en een verkoopprijs onder de 40.000 dollar. Het zustermodel van de Chevrolet Bolt dat in Nederland wordt verkocht, de Opel Ampera, wordt in dezelfde fabriek als de Bolt gemaakt met dezelfde elektrische aandrijftechniek in de Verenigde Staten.

De lijst van autofabrikanten in de race om een soortgelijke auto met een hoog bereik en betaalbare prijs te lanceren voor 2020 is lang: Renault, Nissan, Volskwagen (merken Audi, Porsche en Skoda), Ford, Fiat, Hyundai (Kia), Honda, Toyota en Daimler (Mercedes-Bens). En niet te vergeten de Chinese ‘Tesla’ Build Your Dreams (BYD) en de Chinese autogiganten BIAC en Geely (eigenaar van Volvo), die samen met hun kleinere Chinese concurrenten tientallen EV modellen in China verkopen. Wereldwijd zijn er nu 50 puur elektrische automodellen op de markt (waarvan de helft alleen in China) en dit zal in de komende jaren met een factor 3 toenemen.

2. De kosten van accu’s zijn met een factor 6 gedaald in de afgelopen tien jaar

De belangrijkste motor achter de revolutie in elektrische auto’s zijn innovaties in lithium-ion accu’s die hebben geleid tot zeer snelle kostendalingen en gigantische verbeteringen in prestaties.

De prijs van een accupakket is gedaald met een factor 6 sinds 2006, van 1800 naar 300 dollar in 2016. Tegelijkertijd is de energie die kan worden opgeslagen in een kilogram lithium-ion accu verdubbeld, van 100 naar 200 Watt-uur, wat betekent dat een elektrische auto twee keer zover kan rijden tegen veel lagere kosten.

Elektrische auto’s zijn hierdoor steeds betaalbaarder aan het worden, en industrie-analisten verwachten dat niet lang na 2020 de kosten bij aanschaf gelijk zijn aan diesel- en benzineauto’s, zonder mee te nemen dat het veel goedkoper is om elektrisch te laden dan brandstof te tanken. De luxe Tesla Roadster werd destijds gelanceerd met een prijskaartje van $109.000, waarvan alleen de batterijkosten circa $50.000 bedroegen. In 2016 kost hetzelfde accupakket minder dan $10.000. Verdere ontwikkelingen van batterijen zullen leiden tot een daling naar $5.000 tegen de tijdsperiode van 2025-2030 voor een batterijpakket, zoals gebruikt in Tesla’s Model 3, met tegelijkertijd nog betere prestaties en kilometerbereik.

3. Een top in de vraag naar olie is waarschijnlijk in de komende 15 jaar

De olie-industrie kijkt met steeds grotere onzekerheid naar de toekomst. De CEO van Shell Ben van Beurden heeft gewaarschuwd dat de olievraag al in de periode 2020 tot 2030 permanent kan gaan dalen. BP ziet nog geen top, maar erkent dat elektrische auto’s de olievraag vanaf 2025 gaan afremmen. En zelfs de olieproducerende OPEC landen accepteren de mogelijkheid van een top in de olievraag rond 2025 in een van hun laatste scenario’s.

In 2017 zullen er wereldwijd al meer dan een miljoen elektrische auto’s worden verkocht. Volgens het Internationaal Energie Agentschap (IEA) kan dit aantal groeien naar 40 miljoen tegen 2030. Ter vergelijking, er worden nu 70 miljoen diesel- en benzineauto’s verkocht (+ 25 miljoen commerciële voertuigen), waarvan de helft oude auto’s vervangt die worden vernietigd, en de andere helft resulteert in nieuwe auto’s op de weg.

De scenario’s van het IEA (en anderen zoals die van Bloomberg New Energy Foundation) betekenen als ze bewaarheid worden dat aardolieverbruik voor auto’s binnen 15 jaar gaat krimpen. Aangezien wegtransport voor bijna 50% in de olievraag voorziet is dit een totale omslag.

Nog nauwelijks op de radar in het nieuws, maar zeker zo belangrijk, zijn bussen, bestelwagens en trucks voor stedelijk transport.
De wereldleider van grote elektrische voertuigen is China. Al een derde van de miljoen bussen in China zijn volledig elektrisch en in navolging volgen inmiddels honderden steden waaronder Londen, Los Angeles, Chicago, Amsterdam, Madrid, en Stockholm.
De Chinese ‘Tesla’ BYD verkoopt al trucks voor korte afstanden in de Verenigde Staten en China. Daimler zal vanaf eind dit jaar in Noord-Amerika de eCanter elektrische truck gaan verkopen (onder merknaam Mitsubishi Fuso), en in Duitsland onder het merk Mercedes-Benz. Meerdere nieuwkomers zijn ook actief in elektrische trucks en bestelwagens, inclusief Tevva Motors, Workhorse, OrangeEV, Wrightspeed, and Terberg. Bedrijven met een grote vloot aan bestelwagens zijn aan het overstappen op elektrisch, waaronder FedEx die wereldwijd 1200 e-Vans heeft rondrijden ondermeer van fabrikanten Navistar, Via-Motors, en Nissan.
Deutsche Post, in België en Nederland bekend onder merknaam DHL, heeft zelfs besloten haar eigen e-Vans te bouwen om kosten te besparen, tot zeer grote ontevredenheid van Volkswagen. De vraag naar de DHL e-Van bij andere bedrijven is zo groot dat DHL de elektrische bestelwagen inmiddels vermarkt en de productie uitbreidt van 10.000 naar 20.000 per jaar.

En er is nog meer… Verschillende bedrijven waaronder Volvo, Atlas Copco, MacLean en Sandvik, werken aan elektrische varianten van bulldozers, graafmachines, en laad- en los trucks voor in de constructie en mijnbouw. De allereerste volledige elektrische mijn zal in 2018 geopend worden voor goudwinning in Canada. Scheepstransport voor korte afstanden is ook onderhevig aan de Tesla Revolutie. Nadat Norled in Noorwegen met succes liet zien dat een volledig elektrische lithium-ion accu veerboot goed werkt, heeft haar concurrent Fjord1 vijf elektrische veerboten besteld die worden gebouwd in Turkije en Noorwegen, en er volgen veerbootbedrijven in Finland, Zweden, en Denemarken. Hybride elektrische boten voor langere afstanden worden ook in toenemende mate gebouwd. Meer dan 20 van zulke boten zijn operationeel en tientallen in aanbouw zoals het 600+ passagiersschip Enhydra in Californië.

Zelfs de olievraag naar plastics zou op de lange termijn af kunnen remmen doordat chemiegiganten waaronder DOW en DuPont en voedselproducenten zoals Nestlé en Unilever zichzelf als doel hebben gesteld om de recycling van plastics sterk te verhogen, met een streefideaal van 10% nu naar 70% in de toekomst, in navolging van de papierindustrie. Een doel dat mogelijk is dankzij veel innovaties in optische en robotische sortering van afval, scheiding op basis van soortelijk gewicht, en de chemische terugwinning van plastics.

4. Het verbruik van kolen daalt mondiaal

Tot voor kort was China goed voor 4/5de van de groei in steenkoolverbruik in de wereld. De winning nam toe van 2000 tot 2013 zoals nooit tevoren in de geschiedenis, en het wereldaandeel van China in kolenstook steeg van 30% naar 48%. Met andere woorden, China verstookt tegenwoordig de helft van alle kolen. Het was dan ook een enorme verassing dat het de overheid van China is gelukt om de sector onder controle te krijgen: door het stellen van limieten aan de winning van kolen én de bouw van nieuwe kolencentrales. Sinds 2013 is het kolenverbruik van China gedaald met 18%, van 4.4 naar 3.6 miljard ton per jaar.

De impact van die daling is zo groot dat wereldwijd het verbruik van kolen in 2015 én 2016 is gedaald. Het IEA verwacht dat de vraag naar kolen in de komende vijf jaar gelijk zal blijven. Een verdere daling is echter net zo plausibel aangezien de expansie van kolencentrales in India inmiddels substantieel afremt en het land potentieel al vanaf 2024 geen nieuwe kolencentrales meer nodig heeft om aan de groeiende elektriciteitsvraag te voldoen. In de laatste jaren werd India de tweede grootste kolenverbruiker in de wereld doordat het verbruik steeg, terwijl het in de voorheen tweede koploper de Verenigde Staten sterk daalde. Het kolenverbruik in de VS is sinds 2010 met 30% afgenomen, grotendeels doordat het is vervangen door aardgas en windenergie. Een trend die volgens het fameuze ratingbureau Moody’s zal doorzetten omdat stroom uit wind op land in de VS nu goedkoper is dan de kosten van het stoken van bestaande kolencentrales, met inbegrip van de belastingkorting van $0.02 per kWh voor windelektriciteit die tot 2020 van kracht is in de Verenigde Staten.

Meerdere grootverbruikers van steenkool volgen de trend van minder kolencentrales. De energiegigant van Zuid-Afrika, Eskom, heeft de sluiting aangekondigd van 20% van de bestaande capaciteit aan kolencentrales. In Zuid Korea heeft de favoriete kandidaat voor de aankomende Presidentsverkiezingen, Moon Jae-In, aangekondigd dat hij alle kolencentrales wil sluiten. De lijst van landen met plannen voor grootschalige uitbreiding van kolencentrales wordt steeds kleiner, en omvat nu nog Bangladesh, Vietnam, Turkije, Indonesië, Pakistan, de Filipijnen, Japan, en Polen.

5. Zon- en Windenergie zijn nu commerciële bronnen van elektriciteit

Recente prijsrecords voor grootschalige zonne-energie parken hebben zelfs de grootste sceptici verbaasd. In november 2014, werd in een door de overheid van Dubai georganiseerde aanbesteding of ‘veiling’ voor een 100 Megawatt (MW) groot zonnestroom project een winnend bod uitgebracht voor elektriciteitslevering van $0.06 per kilowattuur (kWh), veel goedkoper dan de prijs voor elektriciteit uit aardgas in het land van $0.09. Het record werd verbrijzeld in 2016 toen in een nieuwe aanbesteding in Dubai een winnend bod $0.03 per kWh werd afgesloten, voor toen nog ‘s werelds grootste zonnepark van 800 MW. In andere landen met zonnige regio’s, waaronder Mexico, de VS en Chili, hebben zulke aanbestedingen – zonder subsidies maar met prijsgarantie – geresulteerd in even lage prijzen voor stroomlevering. Zelfs in Duitsland, met ongeveer dezelfde instraling als Nederland, was de afgesloten prijs voor zonne-energie in de aanbesteding van januari 2017 $0.066 per kWh, meer dan een cent lager dan de prijs van ~$0.075 per kWh die de Duitse industrie betaalt voor haar stroom (exclusief belastingen).
Prijsdoorbraken zijn er ook genoeg voor wind op land. De VS heeft het absolute record met een prijsbodem van $0.02 per kWh aan geleverde stroom ($0.04 zonder de belastingkorting) op basis van een zogeheten Purchasing Power Agreement (PPA) met een stroomverkoopgarantie van 20 jaar. Een recente aanbesteding zonder subsidie in Marokko resulteerde in een prijs van $0.03 per kWh en dat is geen uitzondering meer. In Mexico, Chili, India en Peru, lag de winnende stroomprijs voor wind op land tussen de $0.03 tot $0.06 per kWh in door de overheid georganiseerde aanbestedingen.
Zelfs de kosten voor wind op zee dalen veel sneller dan verwacht. In 2016 werden records geboekt in Denemarken en Nederland met het Borssele III en IV windpark van een prijs van $0.055 per kWh voor stroomlevering (exclusief kosten van $0.01 tot $0.02 per kWh voor de bekabeling naar de kust).

De prijsgarantie van deze veilingen werkt zo dat de groothandelsprijs voor stroom gedurende 15 jaar wordt aangevuld om een stroomprijs van $0.055 per kWh te garanderen. Deze extra kosten komen uit een special tarief bovenop de stroomprijs van bedrijven en huishoudens (met een verdeling van 50:50 in Nederland). Als de groothandelsprijs dus $0.055 per kWh uur is gedurende de levensduur van deze windparken is er geen extra betaling nodig, en als die prijs bijvoorbeeld gemiddeld $0.04 per kWh uur is dan wordt er $0.015 per kWh uitgekeerd via een (kleine) verhoging in de stroomprijs van huishoudens en bedrijven.

Dat deze prijsgarantie voor wind op zee van korte duur zal zijn is al bewezen in Duitsland. In de laatste aanbesteding heeft Dong Energy een winnend bod uitgebracht voor twee windparken op zee zonder prijsgarantie, voor realisatie tegen 2024. Het energiebedrijf verwacht winstgevendheid op basis van de groothandels-stroomprijs dankzij technische vooruitgang, waaronder windmolens met 13 tot 15 MW per stuk aan vermogen.

Dankzij de kostendalingen zijn zon- en windenergie nu commerciële bronnen van elektriciteit. Dat blijkt onder meer uit een vergelijking die we maakten van 26 landen (zie figuur hieronder). In 15 van deze landen liggen de kosten van elektriciteit van grootschalige zon- en windparken meerdere centen per kilowattuur (kWh) onder de prijs die industriële verbruikers betalen voor hun elektriciteit. De industrie betaalt meestal tussen de $0.06 en $0.12 per kWh (inclusief kosten voor het elektriciteitsnet). Het is daarom niet heel verbazingwekkend dat in 2016 tegen de 287 miljard dollar werd geïnvesteerd in zon- en windenergie, meer dan twee keer zoveel dan de investeringen in centrales die stroom opwekken met fossiele brandstof.

Dat zonne- en windenergie inmiddels commercieel is voor grote projecten van meerdere megawatts aan vermogen blijkt ook uit de volgende ontwikkelingen:

• Elektriciteitsgiganten die zich voorheen vooral op elektriciteit uit fossiele brandstof richtten, zoals E.On, RWE, Vattenfall, en Engie (voormalig GDF-Suez) zetten nu voornamelijk in op duurzame elektriciteit aangevuld door aardgas.

• Multinationals kopen steeds meer stroom in uit zon- en windenergie via zogeheten Purchasing Power Agreements (PPA). In 2016 in de VS, Europa en Azië werden PPA’s afgesloten voor stroomlevering uit 5 Gigawatt (5000 Megawatt) vermogen aan zon- en windenergie volgens Bloomberg New Energy Finance. Honderden multinationals sluiten nu jaarlijkse zulke deals zoals Microsoft, Mars, Dow Chemical, Ikea, en Amazon.

• Als eerste staalgigant in de wereld heeft het Mexicaanse DEACERO een PPA afgesloten voor de levering van stroom uit zonne-energie gedurende 20 jaar voor haar staalfabriek in Caborca, Mexico. In de EU en de VS kunnen staalproducenten alleen overleven dankzij zeer gunstige elektriciteitsprijzen van $0.03 tot $0.05 per kWh alsmede importtarieven voor staal uit China.

• Wereldwijd zijn er nu 30 ertsmijnen die gezamenlijk 1 Gigawatt aan wind- of zonne-energie hebben geïnstalleerd om te besparen op diesel voor het opwekken van elektriciteit. De derde grootste kopermijn ter wereld, Collahuasi in Chili, heeft een aanbesteding uitgezet voor de bouw van 150 Megawatt aan zonne-energie, in aanvulling op 25 MW die al is geïnstalleerd. Wanneer dit park is voltooid zal in 2020 circa 40% van de elektriciteit van de kopermijn uit zonne-energie worden opgewekt.

Het goede nieuws is dat de kostendaling zal doorzetten. Dankzij de verbeteringen in efficiëntie hebben we nu 2 zonnepanelen nodig in plaats van 3 om dezelfde hoeveelheid elektriciteit op te wekken als 10 jaar geleden. Inmiddels kunnen panelen gemiddeld 17% van de zonnestraling opvangen, de beste commerciële panelen behalen al 20%, en binnen tien jaar ligt een efficiëntie van 25% binnen bereik. Hetzelfde geldt voor offshore wind-turbines. De gemiddelde grootte van een turbine is nu 5 Megawatt, maar turbines van 8 MW worden nu al geïnstalleerd, en 10 MW zal in de nabije toekomst de standaard worden. De laatste verwachting is dat rond het jaar 2025 turbines voor wind op zee met een capaciteit van 13 tot 15 MW beschikbaar zijn, zoals bleek uit de laatste Duitse aanbesteding voor wind op zee. Grotere turbines betekent meer opwekking van elektriciteit tegen lagere kosten.

Nawoord

Door de snelheid van ontwikkeling in elektrische auto’s, accu’s, en zonne- en windenergie, lijkt het bijna alsof de energietransitie heel snel voltooid zal zijn. Alhoewel we blij kunnen zijn met grote doorbraken betekent dit nog niet dat verandering uit de lucht komt vallen. Heel veel inspanningen zijn er nog nodig in verder accu-onderzoek, om elektriciteitsnetten met grotendeels zon- en wind kosteneffectief te opereren, om de nieuwe technologieën te commercialiseren zoals drijvende windmolens op zee, de substitutie van steenkool voor verwarming, de uiteindelijke vervanging van aardgas als ‘transitiebrandstof’, en van schaarse materialen zoals kobalt in lithium-ion accu’s. Zoals we bespreken in het eerste hoofdstuk van de Tesla Revolutie zal het waarschijnlijk tot het einde van deze eeuw duren voordat de energietransitie helemaal voltooid is, en we hebben nog een lange weg te gaan.

Bestel hier het volledige boek.
Volg hier de tesla revolutie op Twitter.