Solar-to-X zou de energietoekomst van Iran opnieuw kunnen definiëren – SPE

Hoewel Iran momenteel verwikkeld is in een militair conflict, is het nog onbekend in welke mate het conflict de energie-infrastructuur van het land zal beschadigen. De volgende analyse onderzoekt de Iraanse energietransitievooruitzichten op de lange termijn, zonder uit te gaan van specifieke uitkomsten van de huidige situatie. De focus blijft liggen op structurele kansen en uitdagingen die het toekomstige energielandschap van het land buiten de directe context zullen bepalen.

Iran wordt vaak gezien door de lens van olie en gas. Dat beeld is begrijpelijk, maar wordt steeds onvollediger. In het energiesysteem van de toekomst ligt de belangrijkste strategische hulpbron van Iran wellicht helemaal niet ondergronds. Het kan de zon zijn. Met uitstekende zonneomstandigheden, enorme beschikbaarheid van land en een sterke industriële basis heeft Iran het potentieel om veel meer te doen dan alleen maar hernieuwbare elektriciteit aan zijn bestaande systeem toe te voegen. Er zou een geheel nieuw economisch model omheen gebouwd kunnen worden goedkope zonne-PV en gebruik dat voordeel op het gebied van energie, warmte, transport, industrie en watervoorziening.

Dat is de belangrijkste kracht van een Solar-to-X-economie, als een door PV gedomineerd voorbeeld van het meer algemene Power-to-X-economie. Zon-PV wordt vaak nog steeds te eng bekeken, alsof de rol ervan begint en eindigt bij de opwekking van elektriciteit. In werkelijkheid kan hernieuwbare elektriciteit, zodra deze overvloedig en goedkoop wordt, veel meer doen. Het kan worden gebruikt voor de productie van industriële warmte, waterstof, synthetische e-brandstoffen, e-chemicaliën als grondstof en ontzilt water. Voor Iran is dit bredere systeemperspectief enorm belangrijk. Het land heeft niet alleen schonere elektriciteit nodig, het heeft ook een economisch traject voor de lange termijn nodig dat de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen geleidelijk kan vervangen door iets dat even strategisch is, maar veel toekomstgerichter. Solar-to-X biedt precies die mogelijkheid.

Een recente studie van LUT Universiteit op Wegen naar een volledig hernieuwbaar energiesysteem in Iran laat zien dat een dergelijke transitie technisch mogelijk en economisch aantrekkelijk is. De studie onderzoekt hoe Iran tegen 2050 in de richting van een volledig hernieuwbaar energiesysteem zou kunnen evolueren in vijf belangrijke sectoren: energie, warmte, transport, industrie en ontzilting. De resultaten wijzen op iets veel groters dan een transitie in de conventionele energiesector. Ze tonen de contouren van een nieuwe energie-economie waarin zonne-energie de ruggengraat van het systeem wordt en hernieuwbare elektriciteit de motor van verandering in de bredere economie wordt. Sunbelt-landen zijn vooral goed geplaatst om goedkope, op zonne-energie werkende energiesystemen te bouwen met beheersbare balanceringsbehoeften. Eerder onderzoek heeft dit voordeel voor de energiesector al benadrukt, en de nieuwe modellen bevestigen dat de rol van zonne-energie zich zou kunnen uitstrekken tot de ruggengraat van het gehele energie-industriesysteem.

De energiesector is waar deze transitie begint. In het meest ambitieuze traject (Beste Beleidsscenario) stijgt de geïnstalleerde energiecapaciteit van ongeveer 81 GW in 2020 naar meer dan 1660 GW in 2050. Zon-PV wordt de dominante technologie, goed voor ongeveer 81% van de geïnstalleerde capaciteit en ongeveer 93% van de elektriciteitsopwekking. De hernieuwbare elektriciteitsvoorziening groeit tot meer dan 3200 TWh in 2050. Dit zijn grote aantallen, maar het diepere punt is zelfs nog belangrijker: elektriciteit uit zonne-energie is niet langer slechts één opwekkingsbron, maar wordt het centrale energieplatform als basis voor de rest van het systeem. Dat is een heel andere manier van denken over de energietransitie en vooral relevant voor een land als Iran.

Zodra goedkope hernieuwbare elektriciteit op grote schaal beschikbaar is, verspreiden de voordelen zich tot ver buiten het elektriciteitsnet. In de warmtesector voorzien directe elektrificatie en warmtepompen in 2050 in ongeveer 80% van de warmtevraag, terwijl thermische zonne-energie nog meer ondersteuning biedt. In vervoerwordt directe elektrificatie waar mogelijk de voorkeursroute, vooral in het wegvervoer. Voor moeilijker te elektrificeren segmenten zoals luchtvaart en scheepvaartMaar de zonne-energie-naar-X-brandstoffen dragen een groot deel van de transitie voor zich. In het beste beleidsscenario tegen 2050 voorziet elektriciteit in 13% van de uiteindelijke energievraag van de transportsector, terwijl e-waterstof in 18% voorziet. Het grootste deel komt van e-brandstoffen: Fischer-Tropsch-vloeistoffen zijn goed voor 29%, e-methanol voor 27%, en e-ammoniak voor 12%. Dit is waar Solar-to-X meer wordt dan een nuttige term. Het wordt een praktische strategie voor het vervangen van op olie gebaseerde brandstoffen in de transportsectoren waar batterijen alleen niet voldoende zijn.

De industriële implicaties kunnen zelfs nog belangrijker zijn. Iran beschikt al over grote energie-intensieve industrieën, waaronder staal en petrochemie, en deze sectoren zullen een belangrijke rol spelen bij het vormgeven van de economische toekomst van het land. Als ze gebonden blijven aan fossiele brandstoffen, zullen ze steeds meer bloot komen te staan ​​in een wereld die geleidelijk evolueert naar een productie met een lagere koolstofuitstoot. Als ze worden herbouwd rond hernieuwbare elektriciteit, waterstof en Power-to-X-productenhet verhaal verandert compleet. Uit de onderzoeksresultaten blijkt dat de waterstofproductie in 2050 bijna 1000 TWh zal bereiken e-ammoniak, e-methanolen e-brandstoffen worden steeds belangrijker als energiedragers en industriële inputs. Dit is de reden waarom zonne-energie niet alleen als een klimaatoplossing moet worden gezien. Het zou ook de basis kunnen vormen voor een competitiever industrieel model en een schonere productie kunnen ondersteunen staal, chemicaliëncement, aluminium en andere energie-intensieve industrieën.

Dit bredere perspectief is ook van belang omdat het de energietransitie verbindt met andere nationale uitdagingen, met name water. Waterschaarste is in veel delen van Iran al een ernstig probleemen het is moeilijk om een ​​geloofwaardige ontwikkelingsstrategie voor de lange termijn voor te stellen die hier geen rekening mee houdt. Ook elektriciteit op basis van PV vermijdt waterverbruik om thermische centrales te koelen. Uit het onderzoek blijkt dat de vraag naar elektriciteit uit ontzilting in 2050 ongeveer 350 TWh zal bedragen. Dat is belangrijk omdat het laat zien hoe hernieuwbare elektriciteit zowel de defossilisatie als de waterveiligheid kan ondersteunen. In een land waar energie, industrie en water allemaal strategische kwesties zijn, is dit soort systeemintegratie geen bijkomend voordeel. Het is een van de sterkste argumenten voor verandering. Een ander concreet onderwerp is de integratie van hernieuwbare energie in afvalwaterzuiveringsinstallatiesdie kunnen evolueren om waterbronnen te besparen en zelfs energie te leveren.

Natuurlijk werkt dit allemaal niet zonder flexibiliteit. Een sterk op zonne-energie gebaseerd systeem moet in staat zijn om vraag en aanbod over de tijd en over sectoren heen in evenwicht te brengen. Daarom speelt opslag zo’n centrale rol in de transitie. Iran kan gebruik maken van verschillende soorten opslagmogelijkheden, zoals gepompte hydro-energieopslag naast de snel opkomende batterij opslag. In 2050 bedraagt ​​de productie van elektriciteitsopslag ongeveer 511 TWh, de geïnstalleerde capaciteit voor elektriciteitsopslag stijgt tot ongeveer 1450 GWh, terwijl warmte- en gasopslag samen ruim 4000 GWh aan capaciteit toevoegen. Dit zijn geen technische details waar specialisten zich later zorgen over hoeven te maken. Ze herinneren ons eraan dat de transitie naar hernieuwbare energie niet alleen gaat over het vervangen van het fossiele aanbod door schone elektriciteitsopwekking. Het gaat erom het systeem zo opnieuw te ontwerpen goedkope zonne-PV Elektriciteit kan vele functies betrouwbaar en efficiënt vervullen.

De klimaatwinst van een dergelijke transitie is aanzienlijk. In het huidige beleidsscenario blijft de jaarlijkse uitstoot van broeikasgassen in Iran, zoals gebruikelijk, hoog en bedraagt ​​ongeveer 446 miljoen ton CO2.₂ in 2050. Op het volledig hernieuwbare traject dalen de emissies halverwege de eeuw tot nul. Toch is het economische verhaal net zo belangrijk. De genivelleerde elektriciteitskosten van het hele systeem dalen tot ongeveer € 24,7/MWh in 2050 in het belangrijkste transitiescenario. Dat is een krachtig signaal. Het suggereert dat een door zonne-energie geleide transitie niet alleen maar een kostbaar milieuproject is. Het is een rationeel en kostenconcurrerend ontwikkelingstraject voor het land.

Dit is de reden waarom de energietransitie van Iran minder als een last en meer als een kans moet worden besproken, zoals voor het geheel Midden-Oosten en Noord-Afrika regio. Te vaak worden landen met grote fossiele brandstoffen beschreven alsof ze voor een onmogelijke keuze staan ​​tussen het beschermen van de oude fossiele brandstoffeneconomie en het omarmen van de nieuwe duurzame energieeconomie. In werkelijkheid is de meer strategische vraag hoe we de energiesterkten van vandaag kunnen gebruiken om het energiesysteem van morgen op te bouwen. In principe zou Iran daar enorm van kunnen profiteren mondiale export van e-brandstoffen en e-chemicaliënen e-materialen. Export via pijpleidingen en scheepvaart, met name van e-ammoniak En e-methanol zou behoorlijk aantrekkelijk zijn vanwege de relatief lage transportkosten, vooral vergeleken met waterstof. e-Methanol is misschien wel de meest waardevolle chemische stof, als basis voor een bredere e-methanol-naar-X waardeketen, ten dienste van de maritieme sector, luchtvaartEn chemische industrie. De vergelijking met Noorwegen is in die zin nuttig. Noorwegen wordt vaak genoemd als voorbeeld van hoe een land dat rijk is aan fossiele brandstoffen binnenlandse defossilisatie kan nastreven en tegelijkertijd energierijkdom kan gebruiken om zijn economische transitie op de lange termijn te ondersteunen. Iran kan dit pad volgen, maar de bredere les blijft gelden: de rijkdom aan hulpbronnen kan worden gebruikt om veranderingen uit te stellen of om het volgende economische model vorm te geven. De verstandigste keuze is om in de toekomst te investeren voordat de toekomst zonder jezelf aanbreekt.

De energietoekomst van Iran op de lange termijn hoeft niet alleen door olie en gas te worden bepaald. Het kan ook worden vormgegeven door zonne-energie, groene waterstof, synthetische e-brandstoffen, geëlektrificeerde industrieEn hernieuwbare ontzilting. Daarom verdient Solar-to-X serieuze aandacht. Het biedt een manier om hernieuwbare elektriciteit te verbinden met de industriële strategie, het exportpotentieel, energiezekerheid welke neemt toe met hernieuwbare energieen wateroplossingen in één raamwerk. Er zijn maar weinig landen die zulke sterke zonne-energiebronnen combineren met zo’n grootschalige vraag naar energie en industriële capaciteit. Als Iran ervoor kiest om op deze voordelen voort te bouwen, zou het land kunnen evolueren van vooral bekend staan ​​als een fossiele energiemacht naar een op zonne-energie gebaseerde energie-economie. Op de lange termijn kan dat de veel waardevollere identiteit blijken te zijn.

Auteurs: Mehdi Khatibi, Gabriel Lopez, Dominik Keiner en Christian Breyer

Dit artikel maakt deel uit van een maandelijkse column van de LUT Universiteit.

Onderzoek bij LUT Universiteit omvat verschillende analyses met betrekking tot energie, warmte, transport, industrie, ontzilting en opties voor het verwijderen van kooldioxide. Power-to-X-onderzoek is een kernonderwerp aan de universiteit, geïntegreerd in de aandachtsgebieden Planetary Resources, Business and Society, Digital Revolution en Energy Transition. Zonne-energie speelt een sleutelrol in alle onderzoeksaspecten.

Populaire inhoud