Emissiefactoren van elektriciteit uit steenkool en aardgas, 2000-2021

Om de CO₂-emissie voor per eenheid geleverde elektriciteit vast te stellen gebruiken leveranciers informatie over gebruikte energiedragers voor de opgewekte stroom (de zogenaamde productiemix), bestaande uit o.a. aardgas en steenkool. Per energiebron wordt vervolgens een standaardfactor gebruikt voor de emissie van CO₂ per eenheid opgewerkte elektriciteit. Voor elektriciteit uit aardgas en steenkool adviseert de ACM momenteel factoren te gebruiken die door de Association of Issuing Bodies zijn vastgesteld (AIB, een Europees samenwerkingsverband van organisaties vergelijkbaar met het Nederlandse CertiQ). Deze factoren zijn beschreven in Raadal (2015), in belangrijke mate gebaseerd op Treyer en Bauer( 2013), waarin de emissiefactoren per kWh opgewekte elektriciteit uit aardgas en steenkool staan. Helaas is niet direct duidelijk hoe Treyer en Bauer deze factoren voor Nederland hebben afgeleid.

Inmiddels zijn de cijfers dus ongeveer 10 jaar oud en weerspiegelen niet de vernieuwing van het Nederlandse fossiele productiepark met centrales met hogere rendementen. Bovendien is het in een internationale studie als die van de AIB lastig om goed rekening te houden met warmtekrachtkoppeling, omdat data daarover niet of niet zo makkelijk beschikbaar is voor diverse landen tegelijk. Vanuit de AIB is dan ook de aanbeveling gekomen om gebruik te maken van nationale recente data. 

Voor de berekening van de CO₂-emissie per eenheid geproduceerde elektriciteit wordt gebruikgemaakt van gegevens die het CBS jaarlijks verzamelt voor de energiestatistieken en van emissiefactoren voor aardgas zoals jaarlijks vastgesteld door de emissieregistratie en standaardfactoren voor steenkool en olie overgenomen uit de lijst van standaardfactoren uit de Nationale broeikasgassenrapportage van 2008. 

Berekening van de rendementen en de CO₂-emissie per eenheid geproduceerde elektriciteit is niet altijd triviaal, omdat er als het gaat om WKK  (warmtekrachtkoppeling, wat veel voorkomt in Nederland) keuzes moeten worden gemaakt bij de allocatie van de gebruikte brandstof en de vrijgekomen CO₂ vanwege de gelijktijdige opwekking van elektriciteit en warmte en bij de inzet van afvalstromen (restgassen, huishoudelijk afval). In de methode die Harmelink Consulting, ECN, PBL,  RVO en CBS (2012) hebben opgesteld is ervoor gekozen om de elektriciteit uit afvalstromen buiten beschouwing te laten en om bij warmtekrachtkoppeling het efficiencyvoordeel ten opzichte van aparte opwekking van elektriciteit en warmte gelijk te verdelen over de warmte en elektriciteit.

Van belang is om ook te weten dat er voor gekozen is om alleen de CO₂-emissie tijdens de daadwerkelijke productie van elektriciteit mee te nemen. Emissie van CO₂ tijdens de winning en het transport van de gebruikte brandstoffen en CO₂-emissie voor het maken van de productie-installaties is niet meegenomen. 

Een van de meest lastige punten bij de berekening van de CO₂-emissie uit elektriciteitsproductie is het alloceren van de emissies in geval van gelijktijdige opwekking van elektriciteit en warmte, iets wat in Nederland veel voorkomt. Harmelink (2010) geeft een overzicht van mogelijke methodes, achterliggende redeneringen en effecten op mogelijke uitkomsten. 

Wat toen nog niet bekend was is de methode die de Europese Commissie heeft gekozen voor toepassing binnen het ETS, waarvoor het voor bepaalde berekeningen ook nodig is om CO₂-emissie bij WKK te alloceren aan elektriciteit en warmte (Europese Commissie, 2018). Deze methode komt neer op een meer gedetailleerde uitwerking van de ‘primaire factor’-methode zoals beschreven door Harmelink (2010). De hierin gedefinieerde benchmarks voor gescheiden opwekking spelen ook een rol bij rapportage van het CBS aan Eurostat over de gerealiseerde primaire energiebesparing door warmtekrachtkoppeling in het kader van de EU-Energiebesparingsrichtlijn.

De tegenhanger van de berekening van CO₂-emissie uit elektriciteitsproductie is de CO₂ uit warmteproductie. Bij warmte uit warmtekrachtkoppeling spelen hier dezelfde problemen. Afhankelijk van de doelstelling kan het wenselijk zijn om voor elektriciteit en warmte consistente keuzes worden gemaakt zodat dezelfde hoeveelheid CO₂ een keer telt. Momenteel wordt voor warmte uit warmtekrachtkoppeling voor stadsverwarming in o.a. bij het warmte-etiket voor consumenten en de duurzaamheidsrapportage in het kader van de Warmtewet een methode (Harmelink (2020), gebaseerd op de energienorm voor gebouwen, NTA8800) gebruikt voor het alloceren van de emissies die anders is dan Harmelink et al. (2012) (zoals het CBS jaarlijks toepast) en ook anders dan bij het huidige stroometiket.

Op CO₂-emissiefactoren.nl worden ook cijfers gegeven voor de CO₂ gerelateerd aan productie van elektriciteit en warmte. Belangrijk verschil is dat op deze website wordt gewerkt met ketenemissies, wat wil zeggen dat ook de emissies bij de winning en het transport van brandstoffen wordt meegenomen. Daarnaast staan er ook cijfers zonder deze ketenemissies.

Het zou mogelijk zijn om de gemaakte aannames in 2012 opnieuw tegen het licht te houden en om na te gaan of een en ander meer afgestemd zou kunnen worden. Op lange termijn zou dat zeker voordelen bieden, maar dat zou een ingewikkelde en tijdrovende discussie vergen. Het zou ook kunnen leiden tot andere uitkomsten van de emissiefactoren, wat lastig zou kunnen zijn voor gebruikers van diverse methoden. Het voorstel is daarom om de eerder gemaakte principiële keuzes zoals hierboven beschreven voorlopig in tact te laten. Het is wel een aanbeveling om met diverse betrokken partijen te verkennen of verdere harmonisatie van methoden mogelijk is en wat een goed passend tijdpad zou kunnen zijn voor eventuele aanpassing, gegeven de, soms ook wettelijke, kaders waarin de methodes zijn ingebed.

Een nieuwe ontwikkeling is mogelijk dat netbeheerders CO₂ emissie uit o.a. aardgas en steenkool moeten gaan berekenen op uurbasis, zie onderstaand voorstel voor de revisie van de EU Richtlijn Hernieuwbare Energie (Europese Commissie, 2021). 

Article 20a: Facilitating system integration of renewable electricity. 1. Member States shall require transmission system operators and distribution system operators in their territory to make available information on the share of renewable electricity and the greenhouse emission content of the electricity supplied in each bidding zone, as accurately as possible and as close to real time as possible but in time intervals of no more than one hour, with forecasting where available. 

De emissiefactoren van elektriciteit uit steenkool en aardgas zijn te berekenen door de totale elektriciteitsproductie uit aardgas en steenkool te delen door de totale CO₂-emissie gealloceerd aan elektriciteit uit steenkool en aardgas.

Netto elektriciteitsproductie uit aardgas en steenkool geleverd bij verbruiker

Het CBS publiceert reeds jaarlijks de totale bruto elektriciteitsproductie uit steenkool en aardgas op StatLine. Bij de berekende emissiefactor voor de totale elektriciteitsproductie wordt uitgegaan van de netto productie, afgeleverd bij de verbruiker. Dat laatste betekent dat ook de netverliezen verdisconteerd worden.

In de database van de CBS energiestatistieken is ook het eigen verbruik voor de productie van elektriciteit uit steenkool en aardgas vastgelegd. Dit is relatief stabiel en was de laatste 5 jaar ongeveer 2 procent voor elektriciteit uit aardgas en 5 procent voor elektriciteit uit steenkool. Ter wille van de eenvoud stellen we voor om deze percentages als vast percentage op te nemen in de berekening. 
Netverliezen hebben een relatie met in Nederland geproduceerde elektriciteit en ook met de internationale handel in elektriciteit. De allocatie daarvan is enigszins arbitrair. In de bestaande methode is de keus gemaakt door jaarlijks een percentage netverlies te berekenen op basis van de totale jaarlijks vastgestelde netverliezen (CBS data, op basis van ACM), de levering van elektriciteit via openbaar net (TenneT data) en de uitvoer van elektriciteit (CBS data op basis van TenneT). We stellen voor om dit jaarlijks al berekende percentage, dat schommelt rond de 4 procent, ook toe te passen voor de berekening van elektriciteit uit aardgas en steenkool bij de verbruiker.

CO₂-emissie gealloceerd aan elektriciteit uit steenkool en aardgas

In de huidige berekening van totale CO₂-emissiefactor voor elektriciteit afgeleverd bij de eindgebruiker volgens de integrale methode zit als tussenstap al de CO₂-emissie uit verbranding van steenkool en aardgas gealloceerd aan de productie van elektriciteit. De uitkomsten uit deze tussenstap zijn gebruikt voor het doel in deze notitie.

Spreadsheet

De berekening van de rendementen wordt gemaakt in een spreadsheet die op aanvraag beschikbaar is. De verbijzondering van de CO₂-emissiefactor naar elektriciteit uit aardgas en steenkool is geïntegreerd in de bestaande spreadsheet en is op dezelfde wijze beschikbaar.

De resulterende emissiefactoren van elektriciteit uit steenkool en aardgas staan in onderstaande tabel. Beide factoren worden in de loop der jaren wat lager. Dat betekent minder CO₂ per eenheid geproduceerde elektriciteit uit steenkool en aardgas. Dat komt vooral door het in gebruik nemen van nieuwe, efficiëntere, kolen- en gascentrales en het uit gebruik nemen of minder gebruiken van oude, minder efficiënte, centrales.

Voor het stroometiket wordt momenteel Raadal (2015) gevolgd. Daarin staat een factor van 0,95 kg CO₂ per kWh voor steenkool en 0,47 kg CO₂ per kWh  voor aardgas.  Raadal (2015)  geeft aan dat de factoren voor landen met veel WKK (zoals Nederland) mogelijk aan de hoge kant zijn, wat in lijn is met de resultaten uit onderstaande tabel. 

CBS (2022) Rendementen en CO₂-emissie van elektriciteitsproductie in Nederland, update 2020.

CO₂-emissiefactoren (2022).

Europese Commissie (2018) COMMISSION DELEGATED REGULATION (EU) 2019/331, determining transitional Union-wide rules for harmonised free allocation of emission allowances pursuant to Article 10a of Directive 2003/87/EC of the European Parliament and of the Council, Annex VII, lid 8.

Europese Commissie (2021) Proposal for a DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL amending Directive (EU) 2018/2001 of the European Parliament and of the Council, Regulation (EU) 2018/1999 of the European Parliament and of the Council and Directive 98/70/EC of the European Parliament and of the Council as regards the promotion of energy from renewable sources, and repealing Council Directive (EU) 2015/652.

Harmelink (2010). Discussienotitie “Warmtekrachtkoppeling (WKK)” Een vergelijking van gehanteerde (1) definities voor WKK, (2) referenties bij het berekenen van energiebesparing en CO₂ prestaties, en (3) allocatiemethoden. Harmelink Consulting.

Harmelink, M., Bosselaar, L., Gerdes, J, Boonekamp, P., Segers, R. Pouwelse, H., Verdonk, M. Berekening van de CO₂-emissies, het primair fossiel energiegebruik en het rendement van elektriciteit in Nederland (cbs.nl), Harmelink Consulting, Agentschap NL (nu RVO), CBS, ECN (nu TNO) en PBL (2012).

Harmelink (2020) Duurzaamheid van warmte- & koudelevering Voorstel voor inhoud van de rapportageverplichting onder de Warmtewet. Harmelink Consulting. Publicaties over de Warmtewet (rvo.nl)

Raadal, H.L. (2015). Best practice of collection and provision of environmental data for electricity disclosure. Ostfold Research, Deliverable 5.2 of the RE-DISS II Project.

Treyer, K. and Bauer, C. (2013) Life cycle inventories of electricity generation and power supply in version 3 of the ecoinvent database—part I: electricity generation. The International Journal of Life Cycle Assessment volume 21, pages1236–1254 (2016).