The Age of Green Power

The costs of climate action have come down dramatically. Recently, the UK Energy Transition Committee estimated the cost for realizing a net-zero economy by 2050 at 0,5% of global GDP in a high cost scenario. This is substantially less than the estimate put forward in the 2006 Stern review, i.e. a cost of 1% of GDP to achieve net-zero by 2075.

Much of this difference can attributed to cost reductions in wind and solar energy, largely driven by technology developments, economies of scale, cost-effective supply chains and favourable incentivizing frameworks. Over the past decade costs for offshore wind power costs dropped 29% and they may fall further to below 0,04 €/kWh by 2030. Solar PV declined by as much as 82%. For solar PV very competitive prices are possible already now, even in new markets. In the Middle East, Ethiopia, Mexico and Peru auction prices have reached record lows. Last year, a bid price of 0,015 €/kWh was registered in Portugal, while average levelized costs for next year are estimated around 0,032 €/kWh.

Considering their abundance and undefeated cost reductions it may come as no surprise that electricity from renewable sources is the core of the ongoing energy transition. After the eras of coal and natural gas, we now enter the age of green electricity. Other energy carriers may have a role too, but supplies are more expensive and restricted. A big plus is that green electricity can be transported speedily across the continent. Throughout the EU investments in high voltage power lines have increased considerably, due to market integration and the need for a secure supply. Investments in gas networks have been considerably lower, since they are less developed in many countries and because gas consumption fell by 10%. Moreover, while wind and solar are intermittent sources, their combined application goes a long way in mitigating the seasonal variability of either resource, with solar-PV peaking in summer and wind yields typically higher in winter.


Figure 1              Illustration of capacity utilization rates for wind and solar. Source: EIA, graph by FreeingEnergy.com

Back-up systems are an important solution to any remaining intermittency, and developments are promising. The cost of lithium-ion batteries has decreased sharply, driven by a surge in the uptake of electric vehicles. By 2030, battery sizes will be around 70-80 kWh, and they may well have a second life in stationary applications in homes with limited investment costs. A 80 kWh battery could provide a typical 200 W for a normal home during 400 hours.

Backup facilities are also important at a larger scale. Stationary fuel cells can provide emergency capacity for industrial and commercial purposes whenever wind and sun are absent. A fuel cell is basically the reverse of an electrolyser as it converts hydrogen and oxygen into water while producing electricity. Fuel cells are efficient, clean, almost silent, and reliable. Bosch had good reasons to announce this month that it will start building 200 MW of stationary fuel cell capacity each year.

Until recently, the limited availability of hydrogen hampered the uptake of stationary fuel cells, but this is changing. Hydrogen is a versatile product that may be applied as a feedstock or energy carrier in industry and transport. It can be produced free of carbon through electrolysis, a process in which green electricity is used to decompose water into hydrogen and oxygen, basically the reverse of a fuel cell. Such green hydrogen must and will become cheaper, and not only because the cost of electrolysers may fall by 70% in the coming decade. More important even are the cost reductions for green electricity, as mentioned. As a result levelized costs of green hydrogen production may drop from the 2,5-4.5 $/kg range today to under 1,5 $/kg by 2050. Any transport costs would be comparable to the cost of shipping oil today. Thus, green hydrogen production with solar-PV at low geographical latitudes could compete successfully with other production routes.


Figure 2   Levelized cost of hydrogen production (global). Source: Bloomberg NEF, 2019.

All of this matters in particular since Shell is currently on trial in The Netherlands over its failure to cut carbon emissions, brought to court by Milieudefensie, an environmental ngo. The company may well be compelled to present a convincing strategy for advancing a net-zero future by 2050.

Current plans for a large blue hydrogen project in The Netherlands, in which Shell partners, are valued up to 12 €billion. Apart from the initial investment this includes operational costs for hydrogen production, and for CO2 transport and storage over the project lifetime. Costs of CO2 avoided will be 86 to 190 €/t, depending on the project scope. This is far from cheap, and would imply a fossil investment that could impossibly be depreciated by 2050.

Instead, it would be wiser to elaborate an investment plan with offshore wind centre stage, combined with the production of green hydrogen, once costs for offshore wind are sufficiently low. On a very short term, Shell could already start producing green hydrogen from solar-PV at lower latitudes, where Shell has had assets for many years. This hydrogen could be used in industry and transport, as well as in backup power facilities. Finally, Shell could step up efforts to make synthetic fuels through Power-to-Liquids technology a success, in close collaboration with the aviation sector.

That would allow the Age of Green Power to truly take off.

Shell groen: nu of nooit

Vorige week riep de secretaris-generaal van de VN, António Guterres, landen wereldwijd op een klimaatnoodtoestand uit te roepen. De aanleiding was de vijfde verjaardag van het Akkoord van Parijs, dat ervoor moet zorgen dat de temperatuurstijging in 2100 ruim onder de 2oC blijft en bij voorkeur niet meer dan 1.5oC is. Voor dat laatste moet de uitstoot in 2050 nog 30 miljard ton CO2e lager uitvallen dan waar huidige klimaatplannen op koersen, aldus de Verenigde Naties. Er is dus nog een lange weg te gaan.

Inmiddels hebben dan ook 38 landen een klimaatnoodtoestand uitgeroepen. Ook willen meer dan 120 landen in 2050 hun netto broeikasgasuitstoot naar nul brengen, maar een uitwerking van die ambitie ontbreekt vaak nog. Ondertussen is de wereld op weg naar een stijging van meer dan 3 graden, met alle risico’s van dien. Terecht bekritiseerde NRC dit weekend in zijn redactionele commentaar het gebrek aan klimaaturgentie bij overheden, hoewel budgettaire grenzen in de huidige coronacrisis niet lijken te bestaan. Zeer snelle klimaatactie is dringend gewenst.

Dat de olie- en gassector hierin een belangrijke rol hebben, staat buiten kijf. Bedrijven als Shell, bp, Total en andere willen in 2050 of eerder netto geen broeikasgassen meer uitstoten, via een veel lagere koolstofintensiteit van producten (resp 65%, 50% en 60%) en compensatie van de resterende CO2 met bosaanplant. Bp heeft een reeks kwantitatieve doelen voor 2030 gesteld, waaronder een reductie van oil- en gasproductie met 40%, een vermindering van operationele uitstoot met een derde, 50 GW hernieuwbare capaciteit, en een vertienvoudiging van low carbon investeringen naar 5 miljard dollar per jaar. Shell beoogt de koolstofintensiteit van zijn producten in 2035 met 35% te verlagen, al is nog niet duidelijk hoe.

Ondertussen zijn wel alle ogen op Shell gericht, nu Milieudefensie in een rechtzaak eist dat Shell zijn CO2-uitstoot in 2030 met 45%  t.o.v. 2019 omlaag brengt om de doelen van Parijs binnen bereik te brengen. Veel Nederlanders vinden Shell te passief op klimaatgebied en steunen de zaak. De kritiek werd recent bevestigd door het vertrek van diverse ‘groene’ managers bij Shell. Hoe kan Shell met dit alles aan de slag?

Het antwoord komt onder andere uit Brussel. Na de lancering van de Green Deal eind vorig jaar heeft de Europese Commissie in november een strategie voor hernieuwbare energie op zee neergelegd, met daarin een hoofdrol voor offshore windenergie. Dat mag geen verbazing wekken. In de EU behoort wind op zee met kosten over de levensduur van €84/MWh nu al tot de goedkoopste vormen van hernieuwbare energie, na wind op land en waterkracht (link). Voor 2030 worden kostendalingen tot onder de €40/MWh voorzien.

De EU strategie gaat voor een toename van de offshore windcapaciteit van 12 GW nu naar 60 GW in 2030, en 300 GW in 2050. Shell heeft zelf al 350 MW genoemd. Voor de komende 30 jaar betekent dat in de EU jaarlijks bijna 10 GW offshore capaciteit erbij, ofwel 13 windparken van het kaliber Borssele I&II (752MW), het park dat sinds oktober voor de Zeeuwse kust draait. Ter vergelijking: voor 2019 werd in Europa nog 3,6 GW nieuwe capaciteit op zee gemeld door de Global Wind Energy Council. Dat betekent een flinke versnelling. Toch is een jaarlijkse 10 GW op zee erbij niet absurd. Vorig jaar nog heeft Vestas, leider op de markt voor windturbines, in zijn eentje voor 13 GW aan turbinecapaciteit geleverd. Siemens Gamesa leverde bijna 9 GW, waarvan ca. 40% op zee, en was daarmee de nummer 1 op de markt voor offshore turbines. Beide hebben een record aan nieuwe bestellingen genoteerd. Verdere groei van de offshore turbine market is zo goed als gegarandeerd.

Met een grote turbinefabrikant aan boord zou Shell heel veel van de benodigde 300 MW capaciteit op zee kunnen realiseren. Shell kan met zo’n overname van koploper worden, in plaats van mee te deinen in het kielzog van de energietransitie. Milieudefensie en een groeiende groep van morrende aandeelhouders zouden tevreden gesteld worden. Zeker voor Vestas zou een overname goed zijn om de positie op de veelbelovende offshore markt blijvend versterken. Er valt dus valt er dus aan beide kanten veel te winnen.

Haalbaar is een overname ook nog. Met een beurswaarde van 20 miljard dollar voor Siemens Gamesa en een slordige 30 miljard voor Vestas ligt een overname binnen bereik, gelet op een gemiddeld jaarinkomen voor Shell-aandeelhouders van ruim 15 miljard dollar. Dan moeten er wel snel zaken worden gedaan, want de waarde van het aandeel Vestas is sinds maart verdubbeld en dat van Siemens Gamesa steeg nog harder. Shell heeft het afgelopen jaar 40% van zijn koers zien verdampen.

Shell heeft de hersens, de schaal en de middelen om de energietransitie ver vooruit te helpen. Het bedrijf doet er goed aan te kiezen voor technologie die tot 2050 op grote schaal nodig is en waarin Shell het verschil kan maken. Overheden vragen erom. Burgers vragen erom. Een groeiende groep aandeelhouders vraagt erom. Het wordt tijd dat Shell de handschoen echt oppakt.

Heleen Groenenberg PhD MBA is kandidaat minister voor de nieuwe economie in de campagne van MVO Nederland.