In 2009 genereerden zonnepanelen in Nederland 46 miljoen kilowattuur, waarmee zo’n 13.000 huishoudens van elektriciteit kunnen worden voorzien. Dat zijn alle woonhuizen in een gemeente met zo’n 30.000 inwoners, bijvoorbeeld de stad Meppel en omliggende dorpen. Zonne-elektriciteit levert echter nog maar een minieme bijdrage aan het totale Nederlandse energiegebruik: 0,01 kWh per persoon per dag; dat we vanwege de ruimte afkorten met de onwetenschappelijke notatie kWh/p•d. Dit is een fractie van de benodigde 185 kWh/p•d die we nodig hebben om onze economie draaiende te houden.
Het vermeden fossiele brandstofgebruik als gevolg van bovenstaande 46 miljoen kWh schone elektriciteit is vanwege vermeden conversieverliezen in elektriciteitscentrales ruim twee keer zo hoog, namelijk zo’n 110 miljoen kWh. Dit voordeel van zonne-elektriciteit laten we echter buiten beschouwing. De nadelen – zonne-energie is niet continu beschikbaar, elektriciteit kan niet grootschalig worden opgeslagen en de helft van de Nederlandse economie draait op olie, die niet direct door elektriciteit kan worden vervangen – laten we eveneens buiten beschouwing. Deze serie heeft slechts één vraag: kunnen we net zo veel duurzame energie opwekken als we nu aan fossiele energie gebruiken?
De zon levert binnen een uur de hoeveelheid energie die de wereld in een jaar nodig heeft, maar zou zonne-elektriciteit een significante bijdrage kunnen leveren aan de Nederlandse energievoorziening? We stellen daarom vandaag de vraag: wanneer we zonnepanelen op alle Nederlandse daken en een deel van het land zouden plaatsen, zouden we dan een significant deel van de kolom hiernaast kunnen vullen?
Volgens het Joint Research Centre (JRC) van de Europese Commissie is de jaarlijkse gemiddelde zoninstraling in Nederland 1.100 kWh/m2. De PV-systemen die vandaag worden geïnstalleerd, zetten ongeveer 13% hiervan om in elektriciteit. Het rapport ‘Technology Roadmap Solar photovoltaic energy’ van de International Energy Association (IEA) voorspelt echter dat het rendement van kristallijn silicium panelen zal stijgen naar 25% in 2030 en naar 40% in 2050. Aangezien de grootschalige inzet van zonnepanelen zich in de komende tientallen jaren afspeelt, gaan we uit van systeemrendement van 21%; 0,85 keer een verwacht paneelrendement van 25%.
De opbrengst van een vierkante meter zonnepaneel in Nederland wordt zo gemiddeld 1.100 * 0,21 / 365 = 0,6 kWh/m2 per dag. De hoeveelheid beschikbaar dak schatten we op 10 m2 per Nederlander. Hierbij is rekening gehouden met het feit dat niet iedere woning een dak heeft en slechts een kwart van de schuine daken in de juiste kompasrichting tussen zuidoost en zuidwest staat. 10 m2 per persoon komt overeen met een totaal oppervlak van 165 km2, de oppervlakte van Texel. Andere schattingen van het totale dakoppervlak van Nederland komen uit in dezelfde orde van grootte. De IEA bijvoorbeeld komt uit op 260 km2 voor woningen en bedrijfsgebouwen, en brancheorganisatie Holland Solar schat het beschikbaar dakoppervlak voor woningen op 200 km2. Uitgaande van deze 10 m2 per persoon, kunnen de daken van Nederlandse woonhuizen 10 [m2/p] * 0,6 [kWh/m2•d] = 6 kWh/p•d leveren, anderhalf keer het huishoudelijk elektriciteitsgebruik (4 kWh/p•d).
Het beschikbaar oppervlak van alle kantoorgebouwen, fabrieken en overheidsgebouwen schatten we ongeveer even groot. Dat levert nog eens 10 m2 per persoon, die we ook vol met zonnepanelen zetten, waarmee we op 20 m2 per persoon belanden. Vervolgens verdubbelden we dit oppervlak met velden met zonnepanelen en panelen langs wegen. Aangezien we per Nederlander 2.500 m2 beschikbaar hebben, waarvan 500 m2 grasland is, beslaan deze zonne-elektriciteitscentrales minder dan 1% van het oppervlak van Nederland of 4% van het grasland.
In totaal komen we dan op 40 m2 zonnepanelen per persoon, die 25 kWh/p•d kunnen leveren. Conclusie: grootschalige inzet van zonnepanelen – alle platte en zuidelijke schuine daken en twee keer het oppervlak van Texel – kan ongeveer 14% van het huidige Nederlandse energiegebruik dekken.
