De business case van energieopslag

Een eiland in de Noordzee of een stuwmeer in Limburg, de tekeningen liggen klaar. Er is geld te verdienen met de opslag van energie. De elektriciteitsprijs is ’s nachts lager dan overdag. De gasprijs is in de zomer lager dan in de winter. Welke oplossingen zijn er om energie op een handige manier op te slaan? FEM Business bekeek drie business cases.
Door Mark van Baal in FEM Business, 3 november 2007
Wie naar de prijsfluctuaties op de verschillende Europese energiebeurzen kijkt, krijgt makkelijk eurotekens in zijn ogen. Gas- en elektriciteitsprijzen fluctueren net zo veel als beurskoersen. En het mooie is: het is zo voorspelbaar: elektriciteit is ’s nachts goedkoop en gas is ’s winters goedkoop. Wie op de juiste, voorspelbare momenten koopt en op het goede moment verkoopt, kan goud verdienen. Het vraag is alleen: waar laat je al die kubieke meters gas en kilowatturen elektriciteit zo lang? En: wegen de inkomsten op tegen de investeringen?
We beginnen met de business case een project dat al is gerealiseerd is: elektriciteitsbedrijf Essent slaat namelijk gas op in vier zoutkoepels in het Duitse Epe, net over de grens bij Enschede. In het nieuwe, groenkleurige hoofdkantoor naast het station van Arnhem vertellen Paul van Son, directeur van Deutsche Essent, en Ton Leijn, projectleider van “Epe Één”, wat de economische drivers achter dit project waren.
Tot de liberalisering had Gasunie het wettelijke monopolie, herinnert Van Son zich: “Je mocht alleen bij Gasunie bestellen. Er was geen markt, dan komt ook niemand op het idee.” Nadat Essent vanaf 1998 gas ging importeren uit België via de zogenoemde Zebrapijp tussen Zelzaten en Bergen op Zoom begon Essent de prijzen in de markt te zien, vertelt hij. En daarmee zag het bedrijf de gigantische potentiële rendementen van gasopslag.
Het basisidee is eenvoudig, vertelt Leijn. Op een kilometer onder de grond kun je onder hoge druk grote volumes gas opslaan. Zoukoepels, ontstaan bij het winnen van zout, ook wel cavernes genoemd, zijn hiervoor ideale opslagruimten. Deze bolvormige ruimten met een diameter van honderd zijn ze gas- en waterdicht. Om het aardgas onder deze hoge druk naar beneden te pompen zijn gigantische compressoren nodig. De installatie bestaat uit een voetbalveld vol compressoren, kranen, filters, kleppen en leidingen. Daarnaast ligt er een gaspijp van twaalf kilometer naar Enschede om het gas in en uit het Nederlandse gasnet te kunnen pompen. Totale kosten: ruim 120 miljoen euro.
De basis voor het investeringsvoorstel van dit bedrag is het prijsverschil van gas in de zomer en de winter. “Dat moet minimaal kloppen,” zegt Leijn. “Anders moet je wel een fantastisch strategisch verhaal hebben, maar dat wordt bijna nooit geloofd,” vult Van Son aan.
De groothandelsprijs van gas kan zowel twintig als zes cent per kubieke meter zijn, vertelt Leijn. Deze business case is gebaseerd op tien cent verschil. De vier cavernes kunnen samen 240 miljoen kuub bevatten. Als er op iedere kuub tien cent te verdienen valt, dan levert de installatie jaarlijks 24 miljoen op, twintig procent van de investering (zie kader).
In werkelijkheid gaat Van Son niet zo’n achterkant-van-een-sigarendoosje berekening naar de Essent directie, maar met een Discounted Cash Flow (DCF) en een Weighted Average Cost of Capital (WACC). Als dan de Internal Return Rate (IRR) boven de tien procent ligt, overwegen de Essent bestuurders een project.
Logisch dat dit project doorging. Grofweg moet de investering van 120 miljoen euro, dus minimaal twaalf miljoen opleveren. Daar wordt met 24 miljoen ruim aan voldaan. Natuurlijk gaat er energie verloren met het samenpersen en transporteren door de pijplijn, maar er blijft genoeg marge over om het project rendabel te maken. “Pi mahl Daumen, zoals de Duisters zeggen, klopt het” beaamt Van Son.
Het prijsverschil tussen zomer en winter is de basis voor de business case, maar daar bovenop kan Essent op kortere termijn ook op de markt inspelen. Van Son: “Als gas ’s zomers spotgoedkoop is en je kan toeslaan, omdat je het geluk hebt dat je cavernes leeg zijn, dan is het natuurlijk bingo.”
Essent is niet de enige. Inmiddels is Nuon gevolgd. Essent gaat uitbreiden met op korte termijn twee en over een aantal jaar nog vier cavernes. Duitse elektriciteitsbedrijven als Eon en RWE hebben ook tientallen cavernes in gebruik voor hetzelfde doel. In totaal al meer dan vijftig cavernes in het gebied ten oosten van Enschede. Nederland zal haast moeten maken, wil het de wens realiseren om gasrotonde van Europa te worden.
Gas wordt dus in steeds grotere hoeveelheden opgeslagen. Met elektriciteit gebeurt dat nog niet. En dat terwijl de marktprijs van stroom net zo goed fluctueert. ’s Nachts kost een kilowattuur maar een paar cent, terwijl hij midden op de dag kan oplopen tot boven de tien cent. Het probleem is alleen dat stroom een stuk lastiger is op te slaan dan gas. Accu’s zijn voor grote hoeveelheden zowel praktisch als financieel niet haalbaar. Een elegante oplossing is het gebruik van water.
In 1981 lanceerde ingenieur L.W. Lievense hiervoor een plan. Zijn idee was om met een ringdijk een stuwmeer in het IJsselmeer te bouwen, ongeveer op de plek waar de Markerwaard ooit zou komen. Bij een elektriciteitsoverschot zouden pompen het meer volpompen en bij een tekort zou het meer leegstromen via turbines die elektriciteit opwekken. Het plan strandde, omdat het economisch niet haalbaar was, maar ingenieurs bleven likkebaardend praten over het plan Lievense. Ook hier was het wachten op een echte marktprijs. Door de liberalisering van de elektriciteitsmarkt is die er nu ook.
Daarom blies raadgevend ingenieursbureau Lievense – de oprichter is inmiddels gepensioneerd – het plan nieuw leven in. Het bureau heeft samen met keuringsinstantie en energieconsultant KEMA een eiland van zes bij tien kilometer ontworpen. Het eiland bestaat uit een ringdijk in de Noordzee. Als de prijs van elektriciteit laag is, wordt het eiland leeggepompt. Wanneer de prijs van elektriciteit hoog is, loopt het meer via turbines vol. De capaciteit van 1.500 megawatt (duizend kilowatt) is vergelijkbaar met die van de grootste kolencentrales die er nu in Europa staan..
Het valmeer loopt in twaalf uur leeg, waarmee het een opslagcapaciteit heeft van achttien miljoen kilowattuur. Bureau Lievense schat de investering op 2,45 miljard. Ook hier valt een eenvoudige business case op te stellen (zie kader).
Stel dat de exploitant van het eiland het eiland ’s nachts volpompt met elektriciteit van een paar cent per kilowattuur en het overdag leeg laat lopen en de elektriciteit verkoopt voor ruim tien cent, dan ziet de rekensom er goed uit: achttien miljoen maal gemiddeld zeven cent verschil, levert iedere dag meer dan een miljoen euro op. Natuurlijk gaat er energie verloren (twintig procent), is het prijsverschil niet altijd zo hoog, maar vermenigvuldig dit bedrag met 365 en er is een rendement van meer dan vijftien procent te halen.
Er lijkt dus een gezonde businesscase te bestaan, maar er zal nog heel wat water door de Noordzee moeten stromen voor een eiland van zes bij tien kilometer ligt. Er zal bijvoorbeeld eerst een studie gedaan moeten worden naar de ecologische effecten van de veranderende zeestromen ten gevolge van een eiland ter grootte van Schiermonnikoog.
Ook ingenieursbureau Royal Haskoning haalde tekeningen uit de jaren tachtig uit de archieven. Bestuurslid Leo Visser staat te popelen om die tekeningen om te zetten in een enorme ondergrondse elektriciteitsopslag op 1.400 meter in de Limburgse bodem.
Het plan is gebaseerd op hetzelfde principe als dat van Lievense – water omhoog pompen –, alleen is de uitvoering anders. Haskoning wil samen met de Limburgse projectontwikkelaar Sogecom een bovengronds stuwmeer en ondergrondse kelders bouwen. Is elektriciteit goedkoop dan pompen pompen water uit het ondergrondse gangenstelsel naar het bovengrondse meer. Is elektriciteit duur dan klettert het water 1.400 meter naar beneden en drijft het turbines aan. Het meer krijgt een oppervlak van dertig hectare, ongeveer de grootte van de Kralingse plas, en de ondergrondse gangen, ook hier cavernes genoemd, krijgen een diameter van twintig meter. De centrale kan zes uur lang 1.400 megawatt (duizend kilowatt) leveren, opnieuw de capaciteit van een flinke kolencentrale of de elektriciteitsbehoefte van ongeveer 1,5 miljoen huishoudens.
Deze Ondergrondse PompAccumulatie Centrale (OPAC) gaat 1,6 miljard euro kosten. De berekening voor de business case is eenvoudig te maken (zie kader). De opslagcapaciteit is 8,4 miljoen kilowatt (zes uur maal 1.400.000 kilowatt) . Vermenigvuldigd met 7 cent kan dit bijna zes ton per dag opleveren, of ruim tweehonderd miljoen per jaar. Het rendement op de investering is dus ruim tien procent.
“Als het snel gaat, kunnen we over twee jaar beginnen met boren,” zegt Visser. De natuurstenen laag op 1.400 meter diepte leent zich volgens hem uitstekend voor het boren van een gangenstelsel van cavernes. De oude mijnschachten zijn te poreus en niet diep genoeg. Het gereanimeerde plan Lievense is volgens hem “leuk voor baggeraars”, maar daarvoor is veel meer studietijd nodig, onder andere voor de ecologische impact. Dit project kan volgens hem met minimale impact op de omgeving worden uitgevoerd: “Vergunningen zien we niet als probleem. Een meertje is eenvoudig in te passen.”
Energiebedrijven Nuon, Essent en Eon en Haskonig en Sogecom zijn bereid te investeren. Via een brief aan de ministeries van VROM en EZ vroegen de vijf de overheid om het project te steunen. Hebben ze de overheid financieel nodig? “Dat zou meegenomen zijn,” lacht Visser, “aan het eind een klein beetje misschien.”
Haskoning heeft de overheid vooral nodig om een vergoeding voor de besparing van CO₂-emissies mee te kunnen rekenen. “Door elektriciteit op te slaan kan windenergie beter benut worden en hoeven er minder kolen- of gascentrales te draaien, wat CO₂-uitstoot voorkomt.” Daarvoor moet de OPAC ook worden beloond. Hoe, is nog niet duidelijk. “We zijn bezig die knoop te ontrafelen, maar een vergoeding hiervoor is een noodzakelijke garantie voor de business case.”
Alleen al omdat de OPAC de CO₂-uitstoot in Nederland vermindert en een nieuwe kolencentrale overbodig maakt, zou de overheid mee moeten doen, vindt Visser. “Als je als land dertig procent minder CO₂ wil uitstoten, is het verassend dat er zo veel nieuwe kolencentrales komen.”
Visser wacht nu op de reactie van de Ministeries van VROM en EZ. Als de overheid meewerkt, kan het consortium volgend jaar beginnen met engineering, in 2009 beginnen met boren en kan het project in 2014 a 15 klaar zijn. “Wij zijn er natuurlijk honderd procent van overtuigd dat het door gaat.”
Van Son van Deutsche Essent is iets minder enthousiast: “Elektriciteitsopslag heeft een lastigere business case dan gasopslag, anders was het al lang gedaan. Het doet me denken aan offshore windmolens, waar we zeven jaar geleden mee begonnen. Iedereen roept: het is een fluitje van een cent, tot je vragen gaat stellen. Als je dan vraagt: wie neemt het risico, dan valt het stil. Meestal is dat een goede indicator.”
Elektriciteitsopslag op eiland in de Noordzee (plan Lievense)
investering: € 2,45 miljard
hoeveelheid opgeslagen elektriciteit: 18 miljoen kilowattuur (kWh)
X prijsverschil elektriciteit tussen dag en nacht: 0,07 € / kWh (*)
==============================================
potentiële inkomsten:.€ 1,3 miljoen per dag, € 460 miljoen (*)
rendement: 19 % (*)
Elektriciteitsopslag in stuwmeer in Limburg (OPAC)
investering: € 1,6 miljard
hoeveelheid opgeslagen elektriciteit: 8,4 miljoen kilowattuur (kWh)
X prijsverschil elektriciteit tussen dag en nacht: 0,07 € / kWh (*)
==============================================
potentiële inkomsten: € 588.000 per dag, € 214 miljoen per jaar (*)
rendement: 13 % (*)
Gasopslag in zoutholten (Epe)
investering: € 120 miljoen
hoeveelheid opgeslagen gas: 240 miljoen m³
X prijsverschil gas tussen zomer en winter: 0,10 € / m³
==============================================
potentiële inkomsten: € 24 miljoen per jaar
rendement: 20 %
(*) schattingen FEM Business