Hoe ziet een CO2-neutraal Europees energiesysteem eruit in 2050? Beschikt Europa over voldoende hernieuwbare energiebronnen ? Hoe houden we vraag en aanbod in evenwicht in een systeem met veel hernieuwbare energie? En hoe houden we het licht aan tijdens langere periodes met weinig of geen wind en zon?

Die vragen tracht Elia te beantwoorden in 'Roadmap to Net Zero'.

De onderzoekers namen drie dimensies van het elektriciteitssysteem onder de loep: de energiebalans, flexibiliteit en bevoorradingszekerheid.

Op de weg naar klimaatneutraliteit onderscheidt Elia twee mogelijke trajecten. Zo is er enerzijds het 'elektrificatietraject' (ELEC-traject), waarbij Europa's directe elektriciteitsvraag tegen 2050 met 70 procent is toegenomen door doorgedreven elektrificatie op basis van onder meer wind- en zonne-energie. Anderzijds is er 'het moleculentraject' (MOL-traject), waarbij Europa's directe elektriciteitsvraag tegen 2050 'slechts' met 30 procent toeneemt door een hoger aandeel groene moleculen (bijvoorbeeld door groene waterstof) in de energieconsumptie.

Wat de energiebalans betreft, berekenden de onderzoekers dat de totale elekriciteitsvraag (directe en indirecte elektriciteit) van Europa in 2050 in het MOL-traject 1.800 terrawattuur (1,8 miljard kilowattuur) hoger is dan in het ELEC-traject. Dat komt overeen met drie keer de huidige elektriciteitsvraag van Duitsland. Om het ELEC-traject te kunnen volgen is volgens Elia 70 procent meer directe elektriciteit nodig dan vandaag.

Schakelen tussen wind en zon

'Voldoen aan de directe elektrificatie in Europa zal enkel mogelijk zijn als we de jaarlijkse uitbreiding van hernieuwbare energiebronnen versnellen met een factor drie, efficiëntie verbeteren en bijkomende interconnectoren bouwen', stelt Elia. Hernieuwbare energiebronnen brengen dagelijkse, wekelijkse en seizoensgebonden schommelingen in de energiebevoorrading met zich mee. Maar, stelt Elia, 'je hebt geen grote grootschalige hoeveelheden groene moleculen nodig om de seizoensvariaties op te vangen'. 'Om de schommelingen van de hernieuwbare energiebronnen op te vangen en het evenwicht te handhaven tussen vraag en aanbod, heb je een goed ontworpen systeem nodig.' Zo kunnen seizoensgebonden schommelingen bijvoorbeeld geminimaliseerd worden door slim te schakelen tussen windenergie (meer voorhanden in de winter) en zonne-energie (meer voorhanden in de zomer). Maar toch zal Europa in 2050 over een aanzienlijke 'stuurbare capaciteit' moeten beschikken in zijn elektriciteitssysteem om periodes met een laag aanbod en een hoge vraag te overbruggen, al schat Elia dat die periodes zeldzaam zullen zijn.

Elia formuleert nog vier aandachtspunten om klimaatneutraliteit tegen 2050 te bereiken. Niet alleen moet de jaarlijkse expansie van hernieuwbare energiebronnen verdrievoudigd worden, ook moet het potentieel aan hernieuwbare energie binnen Europa efficiënt gebruikt worden. Ten derde moet de elektrificatie van mobiliteit, verwarming en eindgebruikerstoestellen voorrang krijgen. 'Elektrificatie zorgt voor flexibiliteit om de verdere integratie van hernieuwbare energiebronnen te vergemakkelijken en vermindert de uiteindelijke energievraag"' stelt Elia.

Ten vierde moeten groene moleculen voorrang krijgen 'om grijze waterstof te vervangen en om sectoren koolstofvrij te maken waar elektrificatie geen optie is'.

Hoe ziet een CO2-neutraal Europees energiesysteem eruit in 2050? Beschikt Europa over voldoende hernieuwbare energiebronnen ? Hoe houden we vraag en aanbod in evenwicht in een systeem met veel hernieuwbare energie? En hoe houden we het licht aan tijdens langere periodes met weinig of geen wind en zon? Die vragen tracht Elia te beantwoorden in 'Roadmap to Net Zero'.De onderzoekers namen drie dimensies van het elektriciteitssysteem onder de loep: de energiebalans, flexibiliteit en bevoorradingszekerheid. Op de weg naar klimaatneutraliteit onderscheidt Elia twee mogelijke trajecten. Zo is er enerzijds het 'elektrificatietraject' (ELEC-traject), waarbij Europa's directe elektriciteitsvraag tegen 2050 met 70 procent is toegenomen door doorgedreven elektrificatie op basis van onder meer wind- en zonne-energie. Anderzijds is er 'het moleculentraject' (MOL-traject), waarbij Europa's directe elektriciteitsvraag tegen 2050 'slechts' met 30 procent toeneemt door een hoger aandeel groene moleculen (bijvoorbeeld door groene waterstof) in de energieconsumptie. Wat de energiebalans betreft, berekenden de onderzoekers dat de totale elekriciteitsvraag (directe en indirecte elektriciteit) van Europa in 2050 in het MOL-traject 1.800 terrawattuur (1,8 miljard kilowattuur) hoger is dan in het ELEC-traject. Dat komt overeen met drie keer de huidige elektriciteitsvraag van Duitsland. Om het ELEC-traject te kunnen volgen is volgens Elia 70 procent meer directe elektriciteit nodig dan vandaag. 'Voldoen aan de directe elektrificatie in Europa zal enkel mogelijk zijn als we de jaarlijkse uitbreiding van hernieuwbare energiebronnen versnellen met een factor drie, efficiëntie verbeteren en bijkomende interconnectoren bouwen', stelt Elia. Hernieuwbare energiebronnen brengen dagelijkse, wekelijkse en seizoensgebonden schommelingen in de energiebevoorrading met zich mee. Maar, stelt Elia, 'je hebt geen grote grootschalige hoeveelheden groene moleculen nodig om de seizoensvariaties op te vangen'. 'Om de schommelingen van de hernieuwbare energiebronnen op te vangen en het evenwicht te handhaven tussen vraag en aanbod, heb je een goed ontworpen systeem nodig.' Zo kunnen seizoensgebonden schommelingen bijvoorbeeld geminimaliseerd worden door slim te schakelen tussen windenergie (meer voorhanden in de winter) en zonne-energie (meer voorhanden in de zomer). Maar toch zal Europa in 2050 over een aanzienlijke 'stuurbare capaciteit' moeten beschikken in zijn elektriciteitssysteem om periodes met een laag aanbod en een hoge vraag te overbruggen, al schat Elia dat die periodes zeldzaam zullen zijn. Elia formuleert nog vier aandachtspunten om klimaatneutraliteit tegen 2050 te bereiken. Niet alleen moet de jaarlijkse expansie van hernieuwbare energiebronnen verdrievoudigd worden, ook moet het potentieel aan hernieuwbare energie binnen Europa efficiënt gebruikt worden. Ten derde moet de elektrificatie van mobiliteit, verwarming en eindgebruikerstoestellen voorrang krijgen. 'Elektrificatie zorgt voor flexibiliteit om de verdere integratie van hernieuwbare energiebronnen te vergemakkelijken en vermindert de uiteindelijke energievraag"' stelt Elia. Ten vierde moeten groene moleculen voorrang krijgen 'om grijze waterstof te vervangen en om sectoren koolstofvrij te maken waar elektrificatie geen optie is'.