Kleine windturbines: soms een nicheproduct, vaak speelgoed

De verduurzaming van onze energievoorziening doet de emoties hoog oplopen. Zowel bij de voorstanders, die het niet hard genoeg gaat, als bij de tegenstanders die het “te duur” vinden of -al dan niet vermeende- nadelen flink uitvergroten. Windturbines worden door tegenstanders vaak weggezet als verpesters van het landschap, vogelvermalers en producenten van slaapverstorend laagfrequent geluid. Om die reden publiceren media regelmatig berichten over veelbelovende minder overlast gevende kleine molens. Vormen die een reëel alternatief?

Laten we eerst eens kijken naar de stroomopbrengst van kleine en grote molens [bron]. Een vuistregel is dat de stroomopbrengst verviervoudigt bij een verdubbeling van de rotordiameter. Daaruit volgt dat een molen met een rotordiameter van 160 meter 64x meer stroom produceert dan bij een rotordiameter van 20 meter. Die 20 meter zit al boven de grens van kleine molens.

Er is nog een belangrijke factor voor de stroomopbrengst: hoe hard waait het? Globaal kan je zeggen dat in NL ten westen van de lijn Breda-Winschoten de windsnelheden het gunstigst zijn voor windturbines. Maar niet alleen de geografische ligging is van belang, ook de ashoogte: hoe hoger boven het maaiveld, des te harder waait het. In deze APP (van overheidsinstelling RVO) kan je voor alle locaties indicatief berekenen hoe hard het waait. Ik heb het als test gedaan voor windmolens met een ashoogte van 20m en 130m in Zegveld (groene hart). Op een ashoogte van 20m waait het gemiddeld 4,83m/s, op een ashoogte van 130m gemiddeld 7,76m/s. Het aantal vollasturen (een maat voor de energieopbrengst) ligt daardoor bij een ashoogte van 130m zo’n 50% hoger dan bij 20m, bij een gelijke rotordiameter.

In minder windrijke gebieden in het oosten van ons land wordt het effect van de ashoogte nog groter. Aan de A1 ten zuiden van Oldenzaal waait het op 20 meter hoogte gemiddeld 3,73m/s en op 130m hoogte gemiddeld 7,18m/s. In Zegveld waait het hoog dus 1,60x harder dan laag, in Oldenzaal 1,92x harder.

De NWEA rekent in de geciteerde bron voor dat een standaard 5MW turbine met een ashoogte van 130m op een plek in de windrijke zone een jaaropbrengst heeft van 17.500 MWh. Je hebt zo’n 500 stuks van de populaire kleine windmolen EAZ 13.2 (ashoogte 15m, aanschafprijs €50.000, geclaimde jaaropbrengst 35.000kWh) nodig voor een gelijke stroomopbrengst. Het SER-energieakkoord van 2013 (de voorganger van het Klimaatakkoord) had een doelstelling van 6.000MW wind op land in 2020, waarvan slechts 3.500MW gerealiseerd is. Die 2500MW erbij kan je realiseren met 500 standaardturbines of 250.000 kleintjes. Het lijkt me duidelijk dat dat laatste niet haalbaar is.

Is daarmee de kleine turbine luchtfietserij? Nee. Voor boeren in het buitengebied en andere partijen met veel grond en een betrekkelijk stabiel elektriciteitsverbruik kan de persoonlijke rekensom voor -sommige- kleine windturbines toch positief uitvallen. Zij zien het ook als een voordeel dat de vergunningprocedures voor kleine molens veel korter duren, omdat er minder weerstand vanuit de omgeving is.

De STOWA (het kennisinstituut van de waterschappen) liet onlangs een studie uitvoeren naar de kansen voor economische toepassing van kleine windturbines als (gedeeltelijke) stroomvoorziening tbv polder- en zeegemalen en rioolzuiveringsinstallaties. Dat is een relatief interessant toepassingsgebied. Het zijn vaak installaties met een redelijk constante energievraag. Waterschappen betalen op dit soort aansluitingen meestal een inkooptarief van €0,14/kWh. Ze betalen dus minder dan huishoudens, maar veel méér dan grootverbruikers. Als je de grootte van de molen afstemt op de energievraag, lever je zelden terug stroom aan het net, tegen een laag teruglevertarief. Ook kan je waarschijnlijk volstaan met een kleinere netaansluiting.

STOWA onderzocht 11 turbines, waarvan er overigens maar 6 voldeden aan de meest gebruikelijk definitie van een kleine molen: een rotoroppervlak van maximaal 200m2. Conclusie van het onderzoek: de terugverdientijd varieert tussen 7 en >25 jaar, de interne rentevoet (een maat voor de economische haalbaarheid) is voor 7 van de 11 molens positief. Dat klinkt goed, maar verdient wel enkele kanttekeningen.

De “winnaar” van het STOWA onderzoek, de DW54 van EWT, heeft een masthoogte van 50 meter, een rotordiameter van 54 meter en een vermogen van 900kW. Met een tiphoogte van 77 meter en een rotoroppervlak van 2280m2 -10x de bovengrens voor kleine molens- valt hij feitelijk in de categorie middelgrote turbines. Die worden door tegenstanders al “megawieken” genoemd.

Ook de nummer 2 WES 34/100 van WindEnergySolutions is met een masthoogte van 30 meter, rotordiameter 34 meter, vermogen 100kW en rotoroppervlak van 907m2, feitelijk een middelgrote molen. Het is een tweewieker, die sterk doet denken aan de pionier-molens van Lagerwey uit de jaren 70/80. Dat waren echte werkpaarden, die nauwelijks onderhoud nodig hadden en je zelfs nu nog met regelmaat tegenkomt in het boerenland.

De nummer 3, de MWF8.5 van MegaWindForce, valt met een rotordiameter van 8.7m wel binnen de definitie van een kleine molen. Het is ook een innovatief ontwerp, maar het prototypestadium nog nauwelijks voorbij. Voor de overige molens is de interne rentevoet lager dan 1% of zelfs negatief.

Er zijn nog enkele kwalitatieve kanttekeningen te maken bij kleine windturbines. Allereerst twee positieve: ze produceren geen laagfrequent geluid. Ook positief is dat een aantal ontwerpen onderhoudsarm zijn en/of gebouwd met duurzame dan wel herbruikbare materialen. Wat betreft visuele overlast schat ik echter op basis van de ervaringen uit het verleden in dat ze -in de nabijheid van woonwijken- niet minder maar juist meer overlast veroorzaken. De wieken draaien veel sneller, waardoor je bij laagstaande zon gehinderd kan worden door lichtflitsen. Ook zouden de risico’s voor vogels bij kleine molens wel eens veel groter kunnen zijn dan bij grote molens, maar ik ken geen onderzoek dat dit vermoeden bevestigt.

Samenvattende conclusie: sommige kleine -of moet ik zeggen middelgrote- windturbines kunnen voor specifieke toepassingen in het buitengebied financieel rendabel zijn als energievoorziening en ze leveren in die gevallen ook een bijdrage aan de verduurzaming van de energievoorziening. Een bescheiden bijdrage. Het is dan ook een illusie om te denken dat kleine windmolens een alternatief kunnen zijn voor grote, zoals sommige tegenstanders van windenergie beweren.