Technologisch leren en kostenreducties van duurzame energie technologieen

1. Technologisch leren en kostenreducties van duurzame energie technologieen AIRE Workshop Onderzoek voor beleid – beleid voor onderzoek Utrecht, 4.11.2005

2. Overzicht presentatie Korte inleiding / probleemstelling Doelstellingen proefschrift Methode: Technologisch leren en de leercurve benadering Voorbeelden van resultaten Relevantie voor en communicatie met beleidsmakers

3. Achtergrond / Probleemstelling • Ambitieuze doelstellingen voor duurzame elektriciteit in Nederland (17% van de vraag in 2020, in 2004 4.5%), en in Europa (22% in 2010, in 2004 ca. 15%) • Een van de sleutel barrières zijn de economische prestaties duurzame energie technologieën • Verbeteringen door technologische ontwikkelingen leiden tot lagere elektriciteitsproductiekosten • Inzichten in het kwantitatieve kosten reductie potentieel en de sleutelfactoren achter deze kostenreductie zijn relevant voor beleidsmakers

4. Hoofddoelstellingen proefschrift Om de technologische verandering en de reductie van de kostprijs te onderzoeken voor een aantal technologieën om elektriciteit op te wekken uit hernieuwbare energiebronnen, door gebruik te maken van de leercurvebenadering, Om methodologische vraagstukken van de leercurvebenadering aan de orde te stellen, en, gebaseerd op deze inzichten, Om een aantal implicaties te analyseren voor het behalen van de Nederlandse doelstelling voor opwekking van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen in het jaar 2020 in een Europese context.

5. Technologisch leren en de leercurve benadering • Mechanismes achter technologisch leren: • Research, Development & Demonstration • Learning by doing / producing • Learning by using • Learning by interacting • Opschalen van een product (b.v. een centrale) • Economies-of-scale (serieproductie) • Al deze mechanismes leiden uiteindelijk tot een betere verhouding • Productiekosten / prestatie (e.g. €/kWh)

6. An experience curve 100 90 80 70 60 50 Cost per unit 40 30 20 10 0 0 200 400 600 800 1000 Cumulative production of units An experience curve ploted on log-log scale 100 10 Cost per unit 1 1 10 100 1000 Cumulative production of units Technologisch leren en de leercurve benadering Empirisch veelvuldig gevonden verband dat de productie kosten van een technologie met een vast percentage gereduceerd worden met iedere cumulatieve verdubbeling van de productie Cumulatieve productie is een proxy voor eervaring, b.v. cumulatief geproduceerde capaciteit (kW) De afhankelijke variabele is de verhouding productie kosten / prestatie (b.v. €/kW)

7. Voorbeeld: kostenontwikkeling van PV modules PR = 77 - 80% Source: Schaeffer et al. (2004) / Strategies Unlimited

8. Voordelen: • Kostenreducties kunnen gekwantificeerd worden • Indien scenarios voor capaciteitsuitbreiding gebruikt worden, kan dit ook in de tijd • Maar… methodologische vraagstukken: • Gebruik van prijzen i.p.v. productie kosten; • (Geografische) systeemgrenzen van het leersysteem; • Samengesteld leersysteem, opsplitsen van een technologie in meerdere componenten • Zijn PR’s constant of veranderen ze over de tijd / cumulatieve productie? Hangen ze af van de technologie? En kunnen ze actief beïnvloed worden?

9. Leercurves for windparken op land Beleidsinstrumenten (b.v. het Duitse Einspeisegesetz) kan de kostprijs/marktprijs verhouding sterk beïnvloeden

10. Wind op land mondiale technologie -> mondiale aanpak vereist => PR blijkt beter dan op basis van nationale studies

11. Windenergie op zee Bepaling van leercurves per hoofdonderdeel: (windturbine, fundering, elektrische infrastrucutuur, installatie)

12. Offshore wind farm cost reductie scenarios Source: Junginger, Faaij & Turkenburg, 2003, Accepted for publication by Wind Engineering

13. Leren in biomassa energie systemen

14. Reductie productiekosten houtchips uit bosresiduen (Zweden) Variation PR 84.5 - 85.9% under a high / low production scenario)

15. Leercurve voor elektriciteitsproductie in Zweedse biomassa WKK centrales Gebaseerd op WKK centrales in Zweden 1991-2002

16. Invloed van technologisch leren op de ontwikkeling & diffusie van duurzame energie technologieën in Europa Impact van verschillende scenario's voor technologisch leren en beleidsontwikkelingen op de diffusie van duurzame energie in Europe, gebruik makende van het ADMIRE-REBUS model (in samenwerking met ECN)

17. Resultaten • Offshore windparken and biomassa vergassingscentrales zijn ‘rivalen’ indien directe competitie toegepast wordt • Windparken op land zijn relatief onafhankelijk van de aannames voor technologische ontwikkeling • PV blijft marginaal tot 2020 en niche-markt bescherming is nodig

18. Resultaten voor Nederland met de voortzetting van huidig (2004) beleid (gericht op 19 TWh) O/PTLS = Optimistic/pessimistic technological learning scenario

19. Resultaten voor Nederland met een vaste quota (19 TWh) en vrije handel in de EU-25 met groencertificaten O/PTLS = Optimistic/pessimistic technological learning scenario

20. Relevantie voor (Nederlandse) beleidsmakers: • Vaststelling ondersteuning diverse duurzame energie-technologieen (MEP-tarieven) • Bepaling lange-termijn beleid voor nieuwe technologieen (wind op zee) • Invloed van Europees en Nederlands beleid vs. technologische ontwikkeling op de Nederlandse ambities • => Gebruikt door ECN voor vaststelling MEP-tarieven &, KBA-offshore wind

21. Communicatie met (Nederlandse) beleidsmakers: Indirect / one-way: Via tijdschriften, persberichten, presentaties etc. Direct / informeel: Gesprek met P. de Krom (VVD), tijdens SenterNovem/NWO conferenties / in de wandelgangen Aspiraties voor de toekomst: Werk aan technologisch leren van energie-efficiënte technologieën – evt. direct voor het Ministerie van Economische Zaken -> directere (terug)koppeling tussen onderzoekers en beleidsmakers

22. Hartelijk dank voor de aandacht! Vragen / commentaar? Proefschrift kan gedownload worden op: www.chem.uu.nl/nws -> publications -> theses