Toen Daan Walter in 2017 met een onderscheiden scriptie in de natuurkunde zijn masteropleiding aan de Britse topuniversiteit Cambridge afrondde, had de Amsterdammer duidelijk het profiel om als quant aan de slag te gaan bij een hedgefonds in Londen of New York om op financiële markten veel geld te verdienen met slimme handelsalgoritmes. ‘Ik heb ook vrienden die dat wel gedaan hebben – die weten bijvoorbeeld ontzettend veel van de Chinese varkenshandel – maar ik vond alles wat met duurzame energie te maken heeft, gewoon veel interessanter. Het is zo prachtig complex, je moet altijd proberen het hele systeem te bevatten.’
Bovendien besefte Walter ook iets anders: ‘Als je heel veel geld verdient, terwijl het steeds slechter gaat met de wereld, wat is al die rijkdom dan waard?’ Dus koos hij voor een andere route. Gedurende ruim vijf jaar werkte Walter bij de sustainability practice van consultant McKinsey, eerst in Amsterdam en daarna in de VS.
Daan Walter, hoofdonderzoeker bij energiedenktank Ember.
Afgelopen februari begon hij bij Ember, een internationale energiedenktank die zich richt op de elektrificatie van het mondiale energiesysteem. Vanuit New York is Walter als hoofdonderzoeker verantwoordelijk voor rapporten en analyses over de energietransitie.
‘Er wordt heel veel goede research geproduceerd door consultants, maar de meeste rapporten zijn voor klanten en komen nooit naar buiten. Het idee achter Ember is om op basis van open source-dataverzameling en analyses veel meer research publiekelijk beschikbaar te maken. Dan kunnen mensen voor zichzelf een beeld vormen over hoe het gaat met het elektrificatie in hun land of regio’, vertelt Walter in een video-interview met Change Inc.
We spreken met hem over wat momenteel misschien wel het belangrijkste debat is waar de energietransitie en klimaatverandering samenkomen. Kort gezegd gaat het om de vraag welke energietechnologieën het meest kansrijk zijn om snel op te schalen, zodat het gebruik van fossiele brandstoffen in hoog tempo kan worden teruggedrongen. Dat is immers nodig om de uitstoot van broeikasgassen in een serieus tempo te laten dalen en binnen de scenario’s voor de opwarming van de aarde met maximaal 2 graden Celsius te blijven.
De mondiale uitstoot van CO2 stijgt sinds een jaar of tien weliswaar niet meer significant, maar is wel blijven hangen op een historisch hoog niveau van ongeveer 40 miljard ton per jaar. Dat betekent dat de concentratie van CO2 in de atmosfeer nog altijd gestaag toeneemt met alle klimaatrisico’s van dien.
Walter is een enthousiast pleitbezorger van de zogenoemde elektrotech revolutie. Bij alle doemverhalen over klimaatverandering blijven in zijn optiek, zoals verwoord in een recente analyse van Ember, een aantal zaken te veel onderbelicht.
De elektrotech revolutie
Als je bij energietechnologie toekomstige winnaars wilt identificeren, zijn er volgens energiedenktank Ember drie zaken essentieel: energie-efficiëntie (welke technologie kan energie omzetten van de ene vorm in de andere, met zo min mogelijk verlies van nuttige energie); economische schaalbaarheid en modulariteit (leidt modulair opschalen tot een systematische daling van de kosten per eenheid product); en energie-onafhankelijkheid (biedt een energietechnologie een land de mogelijkheid om grotendeels zelfvoorzienend te opereren).
Op basis van deze drie criteria zijn er volgens Ember specifieke winnaars die onder elektrotech vallen. Het gaat hierbij om een combinatie van aanbod van hernieuwbare energie (zon en wind), het ontwikkelen van elektrische infrastructuur (stroomnetten en batterij-opslag) en inzet van elektrische technologie aan de vraagzijde in sectoren als mobiliteit (elektrische auto’s) en de gebouwde omgeving (warmtepompen). Dit alles wordt versterkt door IT-ontwikkeling in de vorm van smart grids en dergelijke.
Vanuit het perspectief van elektrotech wordt fossiele energie een verliezer op basis van energie-efficiëntie (benzine gebruiken voor een auto met een verbrandingsmotor om bewegingsenergie te creëren is minder efficiënt dan de combinatie van stroom/batterijen en een elektromotor), economische schaalbaarheid (makkelijk bereikbare olie raakt op, nieuwe olievelden exploiteren gaat gepaard met hogere investeringskosten, zon en wind worden steeds goedkoper) en energiezekerheid (olie en gas zitten op een paar plekken in de wereld, terwijl elk land in principe aan de slag kan met wind- en zonne-energie). Tegelijk zijn niet alle vormen van clean tech even zinnig: zo geldt waterstof als relatief energie-inefficiënt en lastiger economisch rendabel op te schalen.
Hoewel het in eerste instantie kan lijken of de elektrotech revolutie vooral een klassiek verhaal is van technologische innovatie als aanjager van economische groei, zit de werkelijkheid subtieler in elkaar. De snelheid van adoptie wordt namelijk gedreven door een combinatie van technologische ontwikkeling van onderaf, marktmomentum én strategische keuzes van overheden om elektrotech al dan niet te ondersteunen in de opstartfase.
China loopt nu voorop met elektrotech, omdat de Chinese overheid vijftien jaar gelden strategische keuzes heeft gemaakt bij het ontwikkelen van batterijtechnologie, elektrische auto’s en het opschalen van het stroomnet. Is dat doorslaggevend geweest?
‘De strategisch-politieke keuze van China is inderdaad enorm belangrijk geweest. Je moet daarbij bedenken dat China in 2008 en 2009 als belangrijkste productieland van mobiele telefoons en computers goed zicht had op hoe modulaire, schaalbare elektronische technologie tot systematische kostendalingen leidde. Op dat moment heeft China bedacht: daar kunnen we meer mee. Dezelfde technologische en economische curve kunnen we gebruiken voor andere dingen. Toen zijn ze gaan kijken naar zaken als zonne-energie, batterijen voor elektrische auto’s en alles wat daarmee samenhangt.
Hoewel je China geen echte vrijemarkteconomie kunt noemen, is het wel interessant wat er gebeurde op het moment dat de overheid koos voor gedeeltelijke liberalisatie. Toen Chinese producenten van batterijen en zonnepanelen scherper met elkaar gingen concurreren, trad er een waanzinnige versnelling van het marktmomentum op met gigantische kostendalingen. Dus die combinatie van overheidssturing én marktprikkels is doorslaggevend geweest.’
China lijkt uiteindelijk ook zijn afhankelijkheid van de import van olie en gas te willen verminderen met de forse investeringen in de capaciteit van wind- en zonne-energie.
‘Precies, maar het gaat niet alleen om de afhankelijkheid van olie en gas. China beschikt over flinke kolenreserves, maar moet door de groei van het energieverbruik steeds meer kolen importeren. Ook daar willen ze op termijn vanaf. De koers die China nu inzet, betekent dat het verbruik van fossiele energie binnen tien jaar op alle fronten naar beneden gaat. Dat is geopolitiek aantrekkelijk voor ze in een wereld die een stuk ruiger is geworden.’
In Europa, onder meer Nederland, zie je aarzeling als het gaat om bijvoorbeeld investeringen in nieuwe offshore windparken, vanwege bouwkosten, onzekerheid over stroomprijzen en de vraag naar windenergie. Is dat kortzichtig?
‘Het is extreem belangrijk om hier strategisch op in te zetten en te zorgen dat deze industrieën niet afsterven. Je moet daarbij niet vergeten dat een land als Nederland al best ver gevorderd is met het uitbouwen van wind en zon. De helft van de stroomopwekking komt al uit hernieuwbare bronnen. Natuurlijk spelen er zaken rond de variabele beschikbaarheid en voldoende batterijopslag, maar het belangrijkste is dat je niet alleen naar de aanbodzijde moet kijken.
Als je wilt dat windparken winstgevend worden, moet je nu als een gek investeren in de vraagzijde: dus zorgen voor meer elektrische auto’s en warmtepompen. Dan moet je misschien wat extra subsidie geven, maar als dat gaat lopen, krijg je een versnelling van de uitbouw van wind en zon en kun je vervolgens je afhankelijkheid van olie, gas en kolen afbouwen. Dan word je echt energie-onafhankelijk. De grootste strategische fout die Europa nu maakt, is dat er onvoldoende wordt geïnvesteerd in elektrificatie aan de vraagkant.’
Elektriciteit wordt in China belangrijker voor de totale energievraag
De opmars van elektrificatie in de gebouwde omgeving, industrie en meer recent transport (elektrische auto’s) zorgt ervoor dat in China een steeds groter deel van de finale energieconsumptie gedekt wordt door stroom, terwijl in Europa en de VS sprake is van een vlakke ontwikkeling. Daarom noemt Ember China de eerste elektrotechstaat ter wereld.
Het idee van een energietransitie waarbij je uiteindelijk minder olie, kolen en gas gaat gebruiken, wordt zwaar bekritiseerd door economisch historicus Jean-Baptiste Fressoz, die stelt dat er geen transitie is, maar een stapeling van oude en nieuwe vormen van energie. Ondanks de groei van zon en wind is nog altijd meer dan 60 procent van de mondiale energiemix fossiel.
‘We hebben bij Ember allemaal het boek More, and more and more van Fressoz gelezen. Het is een geslaagde studie wat betreft de historische analyse, maar we zijn het oneens met de conclusies. Er zit een vorm van survivorship bias in de data, maar afgezien daarvan is er een meer fundamenteel punt.
Als je alleen op mondiaal niveau kijkt en vervolgens zegt dat het niet mogelijk is om de afhankelijkheid van fossiele energie af te bouwen, dan misken je dat er wel degelijk voorbeelden zijn van landen en regio’s waar dat nu gebeurt, dus landen waar het absolute verbruik van kolen bijvoorbeeld wel is gedaald, zoals in het VK en Nederland.
Negeer je dergelijke voorbeelden van fundamentele verandering, dan kom je redelijk snel in de buurt van de argumenten van de fossiele lobby. Die stelt dat fossiele energie onmisbaar is vanwege de groeiende energievraag, die wordt aangejaagd door bevolkings- en welvaartsgroei. Daaruit volgt dan dat je heel fors moet blijven investeren in fossiele energie.
Vanuit de olie- en gasindustrie zit daar zit ook een angst achter dat je, alleen al om de productie van bestaande olievelden op peil te houden, jaarlijks enorm veel operationele investeringen moet doen. Op het moment dat zon en wind zo goedkoop worden dat eindgebruikers meer stroom gaan gebruiken voor vervoer en voor verwarming van gebouwen, kan het opeens heel hard gaan. Als investeringen in olie en gas dan verzwakken, kan de bestaande productie imploderen. Daar liggen enorme risico’s voor de fossiele industrie, die wat dit betreft in de zoveelste fase van ontkenning zit.’
Je denkt dus dat de olie-industrie min of meer vanzelf in grote problemen gaat komen.
‘Wat ik tekenend vind, is dat tien jaar geleden bij de grote westerse olie- en gasbedrijven zo’n 25 procent van de cash flow naar uitkering van dividend en inkoop van eigen aandelen ging en de rest naar investeringen gericht op toekomstige productie. Vandaag de dag wordt in veel gevallen zo’n 55 procent van de cashflow ingezet om aandeelhouders te belonen. Het is dus heel duidelijk dat dit een industrie is die niet gelooft dat investeringen in de eigen bedrijfsactiviteiten veel gaan opleveren. Men probeert vooral om aandeelhouders op de korte termijn tevreden te houden.
De olie-industrie hoopt dat er ergens een opleving komt van de energievraag, maar is intussen druk bezig met het afstoten van stranded assets, zoals olie- en gasplatforms in de Noordzee, en consolidatie via fusies en overnames. Ik denk dat er uiteindelijk nog één zo’n groot oliebedrijf overblijft en dat er flink wat failliet gaan.’
Elektrificatie van het energiesysteem
In de bovenstaande grafiek uit een rapport van Ember zie je links dat fossiele brandstoffen (vooral kolen en gas) nog goed zijn voor ongeveer 60 procent van de mondiale elektriciteitsproductie, maar sinds ongeveer vijftien jaar wel een dalende trend vertonen. Stroomopwekking via zon en wind vertoont een sterk stijgende lijn. Kijk je naar het totale mondiale energiegebruik aan de rechterkant, dan is fossiel bij de zogenoemde finale energieconsumptie nog goed voor ruim 60 procent van de vraag van huishoudens, de transportsector en de industrie. Iets meer van dan 20 procent van de eindvraag wordt gedekt door elektriciteit (en de rest door biobrandstoffen en warmte). Bij de finale energieconsumptie is al rekening gehouden met energie die is opgesoupeerd door de energiesector bij het verwerken van bijvoorbeeld van ruwe olie tot producten zoals benzine, diesel en kerosine. Verschillen in energie-efficiëntie tussen stroom en bijvoorbeeld fossiele motorbrandstoffen, dus het nuttige gebruik van energie, zijn in deze data niet goed zichtbaar, waardoor het aandeel van minder energie-efficiënte, fossiele bronnen relatief groot lijkt.
Je hebt niet alleen kritiek op zogenoemde ‘fossil gradualists’, maar bent ook geen fan van wat je ‘net-zero purists’ noemt. Dat wil zeggen: degenen die hameren op zware staatsinterventie om van fossiele energie af te komen en die vinden dat we alle mogelijke middelen moeten inzetten om de CO2-uitstoot in 2050 naar netto nul te krijgen.
‘De belangrijkste kritiek die ik op net zero-purists heb, draait niet om het nut van staatsinterventie, maar om de vraag wat de beste manier is om effectieve verandering tot stand te brengen.
Je kunt dit vergelijken met de situatie waarin je een tentamen moet doen waarbij je per se een goed cijfer moet halen. Er zijn tien vragen die oplopen qua moeilijkheidsgraad. Het punt is dan: ga je je meteen zorgen maken over laatste en moeilijkste vraag, omdat je bang bent dat als je die niet kunt, de rest ook niet lukt? Of denk je: ik begin gewoon met vraag 1 en 2 en tegen de tijd dat ik bij vraag 10 ben, weet ik daar misschien ook wel het antwoord op.
Hier zie ik het fout gaan bij net-zero purists. De focus ligt te veel op de circa 25 procent van het fossiele energiesysteem waar we nog geen oplossing voor hebben, zoals de luchtvaart en bepaalde zware industrie. Ik denk dat er wel degelijk ruimte is voor acceleratie van klimaatbeleid, maar leg de focus dan heel simpel op dingen waarvan we nu weten dat het werkt, zoals windenergie, zonnepanelen, elektrische auto’s en warmtepompen.’
Is dat ook de reden dat je het afvangen en opslaan van CO2 (CCS) een ‘afleiding’ noemt, terwijl klimaatpanel IPCC stelt dat dit waarschijnlijk essentieel is om doelen voor de reductie van CO2-emissies te halen?
‘De rapporten van het IPCC worden geschreven door klimaatexperts, maar dat zijn niet noodzakelijk degenen die op dagelijkse basis in de energiesector werken. Ze kijken meer met een helikopterblik naar het probleem en zeggen dan: voor 70 procent van het energiesysteem hebben we deze oplossingen en die kunnen we uitrollen, en voor dat stukje waar we geen oplossingen hebben moeten we carbon capture and storage inzetten.
Wat dan dreigt, is een enorme verspilling van de inzet van middelen. Als we beginnen door vol te focussen op de dingen die wel kunnen en gaandeweg meer leren, dan komen er waarschijnlijk steeds meer oplossingen beschikbaar waarbij we CCS kunnen overslaan.’
Makkelijk en moeilijk te elektrificeren
Ember schat dat driekwart de energievraag die momenteel wordt gedekt door fossiele energie, vervangen kan worden door elektrotech. Dit geldt voor stroom (nu deels nog opgewekt met gas- en kolencentrales), transport, gebouwen en een deel van de industrie. Vooralsnog lastig te elektrificeren zijn delen van de luchtvaart (lange-afstandsvluchten) en bepaalde zware industrie.
Je bent ook niet heel enthousiast over bijvoorbeeld de inzet van waterstof om het productieproces van bijvoorbeeld staal CO2-neutraal te maken. Is dat ook een probleem waar we nog geen echt goede oplossing voor hebben?
‘Ja, dat heeft er opnieuw mee te maken dat je beter eerst de makkelijke vragen kunt oplossen. We denken nu dat waterstof noodzakelijk is om groen staal te produceren. Als hernieuwbare stroom extreem goedkoop wordt en je daarmee waterstof kunt maken, is dat wellicht een optie. Maar het risico is dat je een gigantische infrastructuur gaat optuigen, terwijl we over tien jaar misschien tot de conclusie komen dat we de hele tussenstap met waterstof beter kunnen overslaan.
Er vinden bijvoorbeeld heel interessante pilots plaats om groen staal te maken op basis elektriciteit via elektrochemische processen. Dat is niet morgen schaalbaar, maar wellicht wel over tien jaar. Intussen kun je beschikbare miljarden beter stoppen in het zo snel mogelijk opschalen van batterijopslag in plaats van een waterstofinfrastructuur.’
