Scenario’s voor klimaatneutraal energiesysteem

De eerste scenariostudie van TNO dateert van 2020. Hierin werden twee verschillende toekomstbeelden uitgewerkt (ADAPT en TRANSFORM) en die voldeden aan de toen afgesproken doelstellingen voor de reductie van broeikasemissies. In 2022 volgde een geactualiseerde versie, aangepast aan economische ontwikkelingen, nieuwe beleidsdoelen en technologieën.

De nieuwste scenariostudie 2024 is gebaseerd op de aangescherpte nationale en Europese doelstellingen en realisatie daarvan (Klimaatwet, Fit-for-55, REPowerEU). ADAPT gaat uit van minder enthousiasme over het halen van de klimaatdoelstellingen, waarbij fossiele brandstoffen nog langere tijd worden gebruikt. In het TRANSFORM-scenario wordt forser ingezet op verduurzaming en is de vraag naar energie door gedragsverandering minder groot.

Verduurzamen energie-intensieve industrie cruciaal in halen klimaatdoelstellingen

Voor het halen van de klimaatdoelstellingen speelt verduurzaming van de energie-intensieve industrie in ons land een cruciale rol. Hoe deze industrie zich de komende tijd gaat ontwikkelen zal bepalend zijn voor het realiseren van een klimaatneutraal energiesysteem. Als het productievolume van deze sector niet wijzigt, dan blijft deze sector 40 tot 50 procent van de totale Nederlandse energievraag verbruiken. Toegang tot voldoende hernieuwbare energie en duurzame koolstof is daarom essentieel.

Dat is een van de conclusies uit de whitepaper ‘Toekomst van het Nederlandse energiesysteem’ (pdf) van TNO. De studie schetst in twee scenario’s hoe een toekomstig klimaatneutraal energiesysteem er uit zou kunnen zien en welk belang de energie-intensieve industrie (raffinaderijen, organische basischemie, staalindustrie en kunstmestindustrie) heeft voor het verwezenlijken van de energietransitie.

Zo moeten de broeikasgasemissies al in 2030 met tenminste 55% omlaag en zal de energietransitie moeten worden versneld. Bovendien staat kernenergie weer op de politieke agenda. Reden voor TNO om de eerder opgestelde toekomstscenario's te actualiseren. Eén conclusie blijft onverkort overeind: een scenario met hogere ambities leidt niet tot hogere kosten.

Aanbevelingen energiebeleid

De whitepaper bevat een reeks concrete aanbevelingen voor het Nederlandse energie- en klimaatbeleid en bevat nieuwe inzichten en handvatten voor partijen die bij de energietransitie zijn betrokken, zoals beleidsmakers bij het rijk en andere overheden, energiebedrijven, industrie, brancheorganisaties en technologie-ontwikkelaars. Beide scenario’s zijn berekend tegen de laagste maatschappelijke kosten om het energiesysteem voor alle afnemers betaalbaar te houden.

Toekomstbeelden energievoorzieningen

In twee scenario’s worden toekomstbeelden geschetst voor de Nederlandse energievoorziening na 2030 en wordt inzicht gegeven wat de gevolgen zijn van de aangescherpte doelstellingen. Ze laten zien hoe een klimaatneutraal energiesysteem is te realiseren met verschillende verduurzamingsambities. Uitgangspunt is het streven naar een energiesysteem tegen de laagste kosten voor de maatschappij.

Adapt en transform

In het ene scenario (ADAPT) bouwen we als land voort op onze economische kracht en behouden we onze huidige levensstijl. In het tweede scenario (TRANSFORM) leidt gedragsverandering en de inzet van nieuwe innovatieve technologieën tot een schone, energiezuinige economie. TNO heeft expertises gecombineerd op het gebied van energie, technologie, economie, gedrag en sociale innovatie. De energietransitie is dermate ingrijpend dat je die vanuit verschillende invalshoeken moet benaderen en disciplines moet samenbrengen om effectieve, integrale oplossingen aan te kunnen bieden.

Wat TNO met deze scenario’s presenteert zijn geen blauwdrukken. Niemand weet hoe de wereld er over zoveel jaar uitziet. Maar we schetsen in deze scenario’s relevante ontwikkelingen met als doel om het denken hierover te stimuleren en het debat in brede zin te faciliteren. En daarvoor levert TNO wetenschappelijk gevalideerde inzichten aan. Wij maken geen keuzes, dat is aan de politiek.

Transform ambitieuzer dan adapt

In het TRANSFORM-scenario, dat qua duurzaamheid ambitieuzer is dan ADAPT, worden geheel nieuwe industriële processen toegepast voor productie van chemicaliën en brandstoffen; in ADAPT zijn de veranderingen in de industrie beperkter. Door gedragsverandering en verdergaande energiebesparing is de energievraag in het TRANSFORM-scenario lager dan in ADAPT. Voor TRANSFORM is verondersteld dat de internationale luchtvaart en scheepvaart, waarvan de emissies buiten de nationale klimaatdoelstelling vallen, vergaande reductiemaatregelen nemen.

Verder is in dit scenario voor koolwaterstoffen die gebruikt worden voor de productie van chemicaliën en kunststoffen een duurzaamheidsdoelstelling van toepassing. Hiermee is de lat voor het TRANSFORM-scenario hoger gelegd dan bij de scenarioanalyse van 2020. Het ADAPT-scenario is minder ambitieus dan TRANSFORM: fossiele brandstoffen kunnen nog als grondstof gebruikt blijven worden en de emissies voor internationale luchtvaart en scheepvaart worden maar met 50% gereduceerd. In ADAPT voldoet Nederland wel aan de Europese doelstellingen, maar is de bijdrage aan het halen van het Parijse klimaatdoel beperkter dan in TRANSFORM.

Zelfvoorzien in energievraag

In de toekomst zullen energie- en grondstoffen geïmporteerd blijven worden. Door overschakelen naar hernieuwbare energiebronnen daalt de afhankelijkheid van kolen, olie en aardgas in 2030 in de scenario’s met zo’n 26% en aardgas met 33% tot 46%. Wordt er in ADAPT ook in 2050 nog fossiele brandstoffen gebruikt, in TRANSFORM is er bewust van uitgegaan dat ons land in het overgrote deel van de energievraag zelf kan voorzien met hernieuwbare energiebronnen. Het deels importeren van biogrondstoffen en uitwisseling van elektriciteit met het buitenland blijft nog wel nodig.

In TRANSFORM zijn daarbij de grenzen van het mogelijke opgezocht en doorgerekend. Waterstof speelt hier een cruciale rol en is in grote hoeveelheden nodig voor de productie van groene chemicaliën, kunststoffen en synthetische brandstoffen. Om de waterstof volledig in eigen land te kunnen produceren, moet in 2050 de inzet van zonne- en windenergie maximaal zijn. Als die niet toereikend blijkt, is kernenergie als aanvullende bron onvermijdelijk.

Kernenergie als aanvulling

We zullen moeten streven naar een zo groot mogelijke inzet van zon en wind voor onze energievoorziening en verduurzaming van de zware industrie. Kernenergie kan daarop een noodzakelijke en CO2-vrije aanvulling zijn, maar mag de ambities voor zon en wind niet overschaduwen. In de scenario's redeneren we namelijk vanuit de voor onze samenleving meest kosteneffectieve oplossing. Kernenergie een grotere rol geven dan zon en wind past daar niet bij. De energievraag gaat, vooral door elektrificatie van de industrie, richting 300 terawattuur (TWh) of zelfs meer dan 500 TWh - 1 TWh is gelijk aan een miljard kWh - is niet uit te sluiten. In dat laatste geval red je het niet meer met alleen zon en wind.

Kosten duurzaam energiesysteem lager

In beide energiescenario’s worden de doelstellingen voor broeikasgasreductie gerealiseerd. De kosten van het toekomstige energiesysteem zijn zelfs lager dan wanneer dat niet klimaatneutraal zou worden. En een ambitieuzer klimaatbeleid hoeft niet tot hogere kosten te leiden. Door stijgende prijzen van fossiel brandstoffen nemen de kosten van het energiesysteem toe als fossiele brandstoffen een fors deel uit blijven maken van de energiemix. Overschakelen naar hernieuwbare energie dat steeds goedkoper wordt leidt tot lagere kosten.

Negatieve emissies

Een groot verschil tussen beide scenario’s heeft betrekking op CO2. Waar in ADAPT sprake is van de afvang van CO2 uit fossiele bronnen die wordt opgeslagen in lege gasvelden onder de Noordzee, is de meeste CO2 in TRANSFORM biogeen en wordt deze hergebruikt. Overigens blijft het in dit scenario toch nog nodig een beperkte hoeveelheid van deze CO2 ondergronds op te slaan om andere moeilijk te reduceren broeikasgasemissies als methaan en lachgas te compenseren. Het gaat hier om zogeheten negatieve emissies die kunnen worden gerealiseerd met het opslaan van biogene CO2 en CO2 die met speciale technieken uit de lucht wordt gehaald.

Duurzame productie van chemicaliën en transportbrandstoffen

In de nieuwe scenariostudie heeft de productie van chemicaliën en transportbrandstoffen in de Nederlandse industrie bijzondere aandacht gekregen. In de petrochemische industrie zijn de productieprocessen voor deze verschillende producten sterk met elkaar verweven. Dit blijft ook zo als deze processen worden verduurzaamd en gebruikmaken van hernieuwbare energie en grondstoffen.

Voor het TRANSFORM-scenario is in de nieuwe studie verondersteld dat in 2050 de geproduceerde hoogwaardige chemicaliën voor 90% worden gemaakt van hernieuwbare koolstof, dat wil zeggen koolstof die afkomstig is van biomassa of CO2 uit de lucht. Daarnaast worden gerecyclede plastics gebruikt als circulaire optie. Dit sluit aan bij het Regeerakkoord dat spreekt over een ambitieus klimaatdoel voor de circulaire economie.

Koolstofverwijdering in het Nederlandse energiesysteem

Gebaseerd op de ADAPT- en TRANSFORM-energiescenario's, hebben we in 2025 een onderzoek gedaan naar de cruciale rol van koolstofverwijdering in een duurzaam Nederlands energiesysteem.

Het rapport analyseert hoe technologieën zoals Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) en Direct Air Carbon Capture and Storage (DACCS) kunnen bijdragen aan het compenseren van resterende broeikasgasemissies.

De belangrijkste aanbevelingen voor beleidsmakers, industrie en kennisinstellingen:

• Investeer in technologieontwikkeling om CO₂-afvang te verbeteren;
• Creëer economische prikkels om investeringen aantrekkelijk te maken.
• Ontwikkel beleid om fossiele brandstoffen te beperken.
• Implementeer een certificeringssysteem voor afgevangen CO₂.
• Update scenario's regelmatig op basis van nieuwe inzichten.
• Onderzoek de Europese markt voor CO₂-opslag.