EUROPESE COMMISSIE
Brussel, 26.10.2021
COM(2021) 952 final
VERSLAG VAN DE COMMISSIE AAN HET EUROPEES PARLEMENT EN DE RAAD
Vooruitgang op het gebied van het concurrentievermogen van schone-energietechnologieën
{COM(2021) 950 final} - {SWD(2021) 307 final}
Inhoud
1.Inleiding
2.Algemeen concurrentievermogen van de EU-sector voor schone energie
2.1Achtergrond: recente ontwikkelingen, COVID-19-impact, herstel, menselijk kapitaal en toegevoegde waarde
2.1Trends op het gebied van onderzoek en innovatie
2.2Het financieringslandschap voor schone technologieën in de EU
3.Focus op belangrijke schone energietechnologieën en -oplossingen
3.1Offshore- en onshore-windenergie
3.2Fotovoltaïsche zonne-energie (PV)20
3.3Warmtepompen voor toepassingen in gebouwen23
3.4Batterijen25
3.5Productie van hernieuwbare waterstof door elektrolyse28
3.6Slimme netwerken (automatisering van distributienetten, slimme meters, thuissystemen voor energiebeheer en slimme laadpalen voor elektrische voertuigen)31
3.7Hernieuwbare brandstoffen voor luchtvaart en scheepvaart33
4.Conclusies36
1.Inleiding
De Europese Green Deal is het overkoepelende kader voor het EU-beleid inzake schone energie. Het is een nieuwe groeistrategie die erop gericht is van Europa het eerste klimaatneutrale continent ter wereld te maken, op een eerlijke, hulpbronnenefficiënte, kosteneffectieve en concurrerende manier. Om de klimaatdoelstellingen van de Europese Green Deal in de praktijk te brengen, is in de Europese klimaatwet de politieke prioriteit vastgelegd om tegen 2050 klimaatneutraal te worden en de uitstoot van broeikasgassen tegen 2030 met 55 % te verminderen ten opzichte van het niveau van 1990.
Deze beleidscontext wordt aangevuld met de vrijmaking van nooit geziene financiële middelen op EU-niveau, die zowel een nieuwe EU-begroting als het in 2020 overeengekomen pakket voor herstel en veerkracht van NextGenerationEU omvatten. Deze zullen zich vertalen in hoge bijdragen om de doelstellingen van de Europese Green Deal te verwezenlijken, met een vastgelegde 30 % van de totale klimaatuitgaven. Aanzienlijk versterkt is met name het EU-programma voor onderzoek en innovatie Horizon Europa, evenals andere financieringsprogramma’s zoals het innovatiefonds of LIFE, waarbij de rol van onderzoek en innovatie bij het verwezenlijken van die doelstellingen volledig wordt erkend.
Voorts heeft de Europese Commissie in juli 2021 een omvattend pakket gepresenteerd om de Europese Green Deal te verwezenlijken, waarin wordt voorgesteld de bestaande instrumenten te herzien en nieuwe instrumenten voor te stellen om de EU te helpen haar klimaatdoelstellingen tegen 2030 te bereiken. Dit pakket is een van de meest omvattende reeks voorstellen op het gebied van klimaat en energie die de Commissie ooit heeft ingediend. Het zal onder meer bijdragen tot de ontwikkeling van het systeem voor schone energie in het komende decennium door innovatie en investeringen te stimuleren en een nieuwe marktvraag in de EU te creëren, en tegelijkertijd te zorgen voor een sociaal rechtvaardige transitie, waarbij het mondiale leiderschap van de EU in de strijd tegen de klimaatcrisis wordt versterkt.
Technologische vooruitgang in schonere energiesystemen
is van cruciaal belang voor de verwezenlijking van de klimaat- en energiedoelstelling van de EU tegen 2050, zoals benadrukt in de “effectbeoordeling van het klimaatdoelstellingsplan 2030”. Het Internationaal Energieagentschap (IEA) voorspelt dat, hoewel de meeste reducties van de CO2-uitstoot in 2030 afkomstig zullen zijn van technologieën die nu al op de markt zijn, bijna de helft van de reducties die tegen 2050 nodig zijn, afkomstig zal zijn van technologieën die zich momenteel in de demonstratie- of prototypefase bevinden. Dit tweede jaarlijkse verslag over het concurrentievermogen geeft een overzicht van de huidige en verwachte stand van zaken van de verschillende technologieën op het gebied van schone energie en verschaft inzicht in de manier waarop schone energie bijdraagt aan het klimaatneutraal maken van de EU tegen 2050, met inachtneming van de groene eed van de Europese Green Deal om “geen schade te berokkenen” (“do no harm”). Wat de verschillende aspecten van het concurrentievermogen betreft, worden in dit verslag de sterke punten, uitdagingen en aandachtspunten voor het EU-systeem voor schone energie in kaart gebracht. Het toont met name aan dat trends in zowel de bruto toegevoegde waarde als de werkgelegenheid in schone energie — met uitzondering van verschillen binnen de sector — sterker zijn dan die van de EU-economie als geheel, terwijl de publieke O&I-investeringen in schone energie de afgelopen vijf jaar wel zijn gestegen, maar nog niet het niveau van 2010 hebben bereikt. Het Europese innovatie-ecosysteem neemt een leidende positie in op het gebied van hoogwaardige octrooien en bij de ondersteuning van de aanloopfase van start-ups op het gebied van klimaattechnologie. Wat opschaling betreft, liggen we echter ver achter bij andere geografische regio’s. Vanuit technologisch oogpunt behoudt de EU een sterke positie in de windindustrie, maar kan zij zich op kruispunten bevinden in meerdere andere sectoren, waaronder zonne-energie, hernieuwbare waterstof, warmtepompen of hernieuwbare brandstoffen.
In dit verslag wordt het concurrentievermogen van het EU-systeem voor schone energie beoordeeld overeenkomstig artikel 35, lid 1, punt m), van de Verordening inzake de governance van de energie-unie en van de klimaatactie, als onderdeel van het verslag over de stand van de energie-unie. Aangezien concurrentievermogen een complex en veelzijdig concept is dat niet door één enkele indicator kan worden gedefinieerd, wordt in dit verslag een reeks algemeen aanvaarde indicatoren voorgesteld die het gehele energiesysteem (opwekking, transmissie en verbruik) bestrijken en op drie niveaus (technologie, waardeketen en mondiale markt) worden geanalyseerd. De ondersteunende gegevens voor elke indicator zijn opgenomen in het begeleidende werkdocument van de diensten van de Commissie.
2.Algemeen concurrentievermogen van de EU-sector voor schone energie
2.1Achtergrond: recente ontwikkelingen, COVID-19-impact, herstel, menselijk kapitaal en toegevoegde waarde
2.1.1Recente ontwikkelingen
Net als talrijke andere regio's in de wereld wordt de Europese Unie op dit moment geconfronteerd met een scherpe stijging van de energieprijzen. De prijsstijging wordt voornamelijk veroorzaakt door de toegenomen wereldwijde vraag naar energie, en met name naar gas, die op haar beurt het gevolg is van het herstel van de COVID-19-crisis. De historisch hoge prijzen die in de afgelopen maanden zijn waargenomen, zijn het resultaat van een combinatie van factoren die in de eerste plaats worden bepaald door een wereldwijde vraag naar gas, met als gevolg een stijging van de elektriciteitsprijzen. Bovendien stegen de elektriciteitsprijzen ook als gevolg van de seizoensgebonden weersomstandigheden (lage waterstanden en weinig wind deze zomer). Hierdoor is de productie van hernieuwbare energie in Europa gedaald. Ook de Europese koolstofprijs is in 2021 sterk gestegen, zij het veel minder dan de gasprijs. Het effect van de stijging van de gasprijs op de elektriciteitsprijs is negen keer groter dan het effect van de stijging van de koolstofprijs.
Sinds de tweede helft van 2020 hebben deze factoren zich in de meeste grote economieën ter wereld vertaald in de stijging van de groothandels- en de detailhandelsprijzen voor elektriciteit. De hoge elektriciteitsprijzen werden op de groothandelsmarkten van alle EU-lidstaten genoteerd, hoewel sommige lidstaten harder zijn getroffen, met name afhankelijk van het aandeel van fossiele brandstoffen voor het opwekken van elektriciteit. De snelheid waarmee de stijging van de groothandelsprijzen voor gas zich vertaalt in detailhandelsprijzen hangt ook af van de voorwaarden van de retailcontracten (d.w.z. contractduur, vaste of variabele prijzen enz.). De Europese Commissie maakt zich zorgen over de negatieve gevolgen van de prijsstijging voor huishoudens en bedrijven. Na naar de lidstaten en het Europees Parlement te hebben geluisterd, heeft de Commissie een mededeling gepresenteerd om passende maatregelen vast te stellen en te ondersteunen om de gevolgen van tijdelijke stijgingen van de energieprijzen te verzachten en de weerbaarheid tegen toekomstige schokken verder te versterken.
De stijging van de groothandelsprijzen voor elektriciteit kan een teken zijn van het verbeterde concurrentievermogen van hernieuwbare energiebronnen. Dit kan een stimulans zijn voor meer investeringen in de sector die, gezien hun lagere productie-/exploitatiekosten, hun uitsluiting van koolstofbeprijzing en de verwachte dalende kapitaalkosten, op lange termijn zullen bijdragen tot een verlaging van de elektriciteitsprijzen. De huidige prijsstijging in de Europese energiesector toont ook aan dat de EU minder afhankelijk moet worden van ingevoerde fossiele brandstoffen. Wat de toekomst betreft, zullen de nieuwe klimaat- en energiedoelstellingen nieuwe investeringsbehoeften doen ontstaan. In de komende tien jaar zal jaarlijks voor 390 miljard EUR aan extra investeringen nodig zijn in vergelijking met de jaarlijkse investeringen van de afgelopen tien jaar. Er is een aanzienlijk snellere uitrol nodig om het huidige streefcijfer van 32 % hernieuwbare energie voor 2030 te halen, en het tempo zal nog moeten worden opgevoerd gezet om de onlangs voorgestelde doelstelling van 40 % van het juli-pakket voor de verwezenlijking van de Europese Green Deal te halen. Aangezien trage vergunningstrajecten een grote belemmering vormen voor de overgang naar een koolstofvrije economie, waardoor de uitrol van en investeringen in infrastructuur en technologieën voor schone energie met vele jaren worden vertraagd, zal de Commissie in 2022 richtsnoeren uitbrengen over het versnellen van de vergunningsprocedures voor hernieuwbare energie en zal zij nauw blijven samenwerken met de nationale overheden om goede praktijken vast te stellen en uit te wisselen. De vergunningsprocedures moeten dringend worden vereenvoudigd en gestroomlijnd om een gemeenschappelijke markt voor hernieuwbare energie tot stand te brengen die een efficiënte en kosteneffectieve uitrol en zekerheid voor investeerders vergemakkelijkt, ook in het licht van de enorme investeringen die nodig zijn.
Een geïntegreerde en goed functionerende EU-energiemarkt zou de meest kosteneffectieve manier zijn om te zorgen voor een veilige en betaalbare energievoorziening voor alle soorten afnemers. Op die manier worden de prijzen onder controle gehouden door concurrentie te creëren en consumenten in staat te stellen energieleveranciers te kiezen. In de mededeling over de energieprijzen worden maatregelen op korte termijn voorgesteld, zoals noodinkomenssteun van de lidstaten aan huishoudens, staatssteun voor ondernemingen en gerichte belastingverlagingen. Op middellange termijn stelt de Commissie onder meer voor investeringen in hernieuwbare energie en energie-efficiëntie te ondersteunen en mogelijke maatregelen inzake energieopslag en aankoop van gasreserves te onderzoeken. Hoewel er nog geen duidelijk bewijs is dat een alternatief marktkader leidt tot lagere prijzen en betere stimulansen, heeft de Commissie het Agentschap voor de samenwerking tussen energieregulators (ACER) ook opdracht gegeven om de voor- en nadelen van de huidige opzet van de elektriciteitsmarkt te beoordelen en uiterlijk in april 2022 aanbevelingen voor te stellen.
Daartoe streeft de EU ernaar de interconnectoren tussen de lidstaten verder te ontwikkelen en ervoor te zorgen dat de capaciteit van interconnectoren zo veel mogelijk beschikbaar is voor de handel. Zij houdt toezicht op de uitvoering van het bestaande acquis (bv. netcodes) en voorgestelde aanvullende instrumenten om te zorgen voor liquide markten, zoals bijvoorbeeld de herziening van de richtlijn hernieuwbare energie, met inbegrip van de verdere bevordering van overeenkomsten voor de aankoop van elektriciteit door bedrijven, en het voorstel voor de herziening van de richtlijn energie-efficiëntie, waardoor energie-efficiëntie centraal staat in onze economie.
2.1.2Impact van COVID-19 en herstel
Hoewel het beleidskader van de Europese Green Deal de vraag naar schone energietechnologieën zal stimuleren, worden het aanbod, de ontwikkeling en het concurrentievermogen ervan zeker op de proef gesteld door de COVID-19-pandemie. De uitvoering van het energie- en klimaatbeleid hangt af van de beschikbaarheid van hernieuwbare technologieën, waardeketens zonder verstoring, het behoud van het concurrentievermogen van bedrijven en hun geschoolde arbeidskrachten. Enerzijds dreigen de economische gevolgen van een pandemie een grote rem te zetten op het concurrentievermogen van schone energietechnologieën. Anderzijds biedt het economisch herstelbeleid ook de mogelijkheid om de investeringen in de sector schone energie te heroriënteren en te verhogen, dankzij de NextGenerationEU-faciliteit.
Hernieuwbare energiebronnen zijn wereldwijd minder getroffen door de COVID-19-pandemie dan andere energiebronnen. Alleen biobrandstoffen voor het vervoer werden zwaarder getroffen door een daling van het verbruik als gevolg van een combinatie van minder reizen en lage olieprijzen. Door de dalende kapitaalkosten kon wereldwijd een ongekend aantal zonne- en windenergiecentrales worden geïnstalleerd. Hoewel de elektriciteitsproductie uit steenkool, aardgas en kernenergie afnam, haalden hernieuwbare energiebronnen voor het eerst fossiele brandstoffen in als de belangrijkste energiebron van de EU voor het jaar 2020 (hernieuwbare energiebronnen waren goed voor 38 % van de elektriciteit in de EU, tegenover 37 % fossiele brandstoffen en 25 % kernenergie).
Om te herstellen van de COVID-19-pandemie is de verordening inzake de herstel- en veerkrachtfaciliteit (Recovery and Resilience Facility — RRF) een van de eersten in haar soort voor de EU als een op prestaties gebaseerd programma dat door de Commissie is voorgesteld als onderdeel van het NextGenerationEU-pakket. Er is financiering beschikbaar voor de lidstaten op basis van hun alomvattende herstel- en veerkrachtplannen (RRP) en deze wordt vrijgemaakt door het bereiken van meetbare mijlpalen en streefdoelen. De lidstaten moeten ten minste 37 % van hun totale toewijzing in het kader van de herstel- en veerkrachtfaciliteit toewijzen aan de klimaattransitie in hun RRP, en maatregelen opnemen die in overeenstemming zijn met de relevante landspecifieke uitdagingen en prioriteiten die zijn vastgesteld in het kader van het Europees Semester en de nationale energie- en klimaatplannen.
Uit de analyse van de 22 RRP’s die de Commissie op 5 oktober 2021 heeft goedgekeurd, blijkt dat 177 miljard EUR is toegewezen aan klimaatgerelateerde investeringen, ofwel 40 % van de totale toewijzing van deze lidstaten (subsidies en leningen). Ongeveer 43 % van dit bedrag (76 miljard EUR) is bestemd voor energie-efficiëntie (27,9 %) en hernieuwbare energie en netwerken (14,8 %), terwijl ongeveer 62 miljard EUR bestemd is voor duurzame mobiliteit (35 %).
Onderzoek en innovatie vertegenwoordigden ook een belangrijk aandeel, aangezien de lidstaten in hun herstel- en veerkrachtplannen bijna 12,3 miljard EUR hebben toegewezen aan O&I-investeringen voor de mitigatie van en aanpassing aan de klimaatverandering en de circulaire economie.
2.1.3Menselijk kapitaal en toegevoegde waarde
Hoewel het nog te vroeg is om te zeggen welke invloed de pandemie en de herstelfinanciering hebben gehad op het menselijk kapitaal, blijkt uit de meest recente gegevens van Eurostat dat schone energie kort vóór de pandemie beter presteerde dan de economie als geheel. In 2018 bedroeg de directe werkgelegenheid in schone energie
1,7 miljoen, met een gemiddelde jaarlijkse groei van 2 %, terwijl de werkgelegenheid in de totale economie jaarlijks met gemiddeld 1 % toenam. Terwijl de jaarlijkse gemiddelde groei van de werkgelegenheid in “energie-efficiëntie en -beheersystemen” sinds 2010 gemiddeld 6 % bedroeg, daalde de directe werkgelegenheid in “hernieuwbare energie” en “elektrische mobiliteit” met 3 % (2010-2018). Dit is het gevolg van de geringere groei van hernieuwbare energie in sommige lidstaten; in Duitsland bijvoorbeeld is het aantal banen het sterkst afgenomen omdat complexe vergunningsregels en blootstelling aan juridische uitdagingen een belemmering vormen voor nieuwe installaties (zie ook deel 3.1). Bovendien hebben technologische en productiviteitsverbeteringen de arbeidsintensiteit doen dalen, met name op volwassen markten (bv. windenergie, zonne-energie). Het aantal banen neemt toe bij andere toepassingen van schone energie, zoals slimme meters, slimme netwerken, opslag en andere producten en activiteiten in verband met energie-efficiëntie en -beheer.
Figuur 1 — Werkgelegenheid in schone energiesystemen vs. groei van de totale economie in de EU-27 2010-2018 en verandering van de werkgelegenheid in de schone energiesystemen in de periode 2014-2018 per lidstaat
Bron: JRC op basis van Eurostat ‘
env_ac_egss1
’
Evenzo heeft de bruto toegevoegde waarde van de schone energiesystemen vóór de pandemie, met een gemiddelde jaarlijkse groei van 5 %, sinds 2010 beter gepresteerd dan de economie als geheel (groei van 3 %). Schone energie vertegenwoordigde 1 % (133 miljard EUR) van de totale toegevoegde waarde in de EU in 2018; dat is meer dan het dubbele in vergelijking met de sector voor de winning en productie van fossiele brandstoffen (59 miljard EUR)
. Binnen het systeem voor schone energie is de bruto toegevoegde waarde in “Hernieuwbare energie” (60 miljard EUR) jaarlijks met gemiddeld 2 % gestegen, terwijl “Energie-efficiëntie en -beheersystemen” (67 miljard EUR) in dezelfde periode met 9 % is toegenomen. De bruto toegevoegde waarde in “Elektrische mobiliteit” is met 7 miljard EUR per jaar met minder dan 1 % gestegen.
“Hernieuwbare energie” heeft in 2018 gemiddeld 104 000 EUR aan bruto toegevoegde waarde per werknemer gecreëerd, met een gemiddelde jaarlijkse groei
van 5 % sinds 2010. Dit is 60 % meer dan in de rest van de economie (64 000 EUR aan bruto toegevoegde waarde per werknemer). De toegevoegde waarde per werknemer in “Energie-efficiëntie en -beheer” bedraagt 64 000 EUR en in “Elektrische mobiliteit” 74 000 EUR, jaarlijks met respectievelijk 3 % en 7 % gestegen in de periode 2015-2018, sneller dan de rest van de economie met 2 %.
Gezien de algehele veerkracht van de sector schone energie tijdens de pandemie, de sterke prestaties van menselijk kapitaal op het gebied van schone energie in de tijd voorafgaand aan de pandemie en de 177 miljard EUR aan klimaatgerelateerde investeringen die de lidstaten in hun nationale RRP's hebben gepland, is er ruimte voor voorzichtig optimisme dat schone energie een motor zal blijven voor werkgelegenheid en groei naarmate de EU-economie zich herstelt van de pandemie.
2.1.4Vaardigheden
De transformatie van het energiesysteem vereist omscholing en bijscholing op alle vaardigheidsniveaus om schone energietechnologieën en -oplossingen in verschillende sectoren in te voeren en verder te ontwikkelen. De vraag naar een breed scala van beroepscategorieën die relevant zijn voor de overgang naar schone energie zal naar verwachting toenemen tot 2030, met inbegrip van mijnbouw (d.w.z. voor kritieke grondstoffen), of bouwnijverheid, fabricage, vervoer, bouw en aanverwante sectoren, alsmede wetenschap en techniek
. Dankzij de renovatiegolf voor Europa zouden tegen 2030 alleen al in de bouwsector in de EU nog eens 160 000 banen kunnen worden gecreëerd
.
Om de opmars van nieuwe vaardigheden die essentieel zijn voor de groene transitie van de EU te ondersteunen, heeft de EU in 2020 het pact voor vaardigheden
gelanceerd, waarin partnerschappen met industriële ecosystemen zoals de bouwnijverheid en energie-intensieve industrieën worden opgezet door middel van rondetafelgesprekken.
In het geval van offshore hernieuwbare energie is de overdracht van vaardigheden ook mogelijk vanuit de offshore olie- en gassector en de militaire sector (bv. tijdens de exploratie van potentiële projectlocaties).
In 2019 maakten vrouwen gemiddeld 32 % van de beroepsbevolking uit in de sector hernieuwbare energie
. Genderongelijkheid zowel in de energiesector als in de onderzoeks- en innovatieactiviteiten op energiegebied, houden nauw — maar niet uitsluitend — verband met de ondervertegenwoordiging van vrouwen in het hoger onderwijs in bepaalde deelgebieden van wetenschap, technologie, engineering en wiskunde (STEM-vakken). In de EU zijn vrouwen oververtegenwoordigd in het tertiair onderwijs (54 % op alle niveaus van het tertiair onderwijs en op alle gebieden); bij minder dan 11 % van de toepassingen en meer dan 15 % voor technologieën ter beperking van de klimaatverandering (CCMT) zijn vrouwen betrokken. Toch worden deelgebieden die zeer relevant zijn voor de energiesector nog steeds sterk gedomineerd door mannen, aangezien in 2019 in het hoger onderwijs minder dan een derde van de studenten in technische wetenschappen en bouwkunde en minder dan een vijfde van de ICT-studenten vrouw was
.
2.1Trends op het gebied van onderzoek en innovatie
Onderzoek en innovatie spelen een sleutelrol bij het vormgeven van de concurrerende industrieën van de toekomst. Na de economische crisis van 2008 liepen de O&I-overheidsuitgaven voor de prioriteiten van de energie-unie
,
gedurende een vijftal jaar terug, en pas na 2016 waren er weer tekenen van herstel te zien (
Figu
ur
2
). Sindsdien hebben de EU-lidstaten gemiddeld 3,5 miljard EUR per jaar geïnvesteerd, maar de uitgaven liggen nog steeds lager dan tien jaar geleden. Op mondiaal niveau sluit de trend aan bij de gestegen investeringen in energie in het algemeen — en schone energie in het bijzonder
. Deze trend houdt echter geen gelijke tred met de stijging van het bbp of de O&I-uitgaven in andere sectoren. Gemeten als percentage van het bbp is het investeringspercentage van de EU (0,027 %) momenteel het laagste van alle grote wereldeconomieën, net onder de VS, hoewel de niveaus voor iedereen lijken te dalen of stabiel te zijn (
Figu
u
r 3
).
Figuur 2 — Overheidsuitgaven (links) en totale (rechts) uitgaven voor O&I-financiering van de O&I-prioriteiten van de energie-unie in de EU.
Bron JRC op basis van IEAen eigen werkzaamheden.
Hoewel de langetermijneffecten van de pandemie op de O&I-uitgaven voor hernieuwbare energie onduidelijk blijven, wijzen vroege trends op algemene veerkracht. De wereldwijde overheidsuitgaven voor O&I op het gebied van energie werden voortgezet, maar de groei vertraagde in 2020. De particuliere investeringen in de EU daalden in 2020 met 7 % in de totale O&I-uitgaven op energiegebied. De O&I-uitgaven voor hernieuwbare energie waren echter veerkrachtiger en bleven groeien.
Om de investeringen in onderzoek en innovatie de afgelopen jaren op peil te houden, zijn de EU-onderzoeksfondsen jaarlijks gestegen en hebben zij gemiddeld 1,5 miljard EUR bijgedragen. In combinatie met een geraamd gemiddelde van 20 miljard EUR aan particuliere uitgaven bedraagt de gemiddelde totale jaarlijkse investering in de O&I-prioriteiten van de energie-unie de afgelopen jaren (2014-2018) ongeveer 25 miljard EUR. Het grootste O&I-programma ter wereld, “Horizon Europa”, het innovatiefonds en de financiering in het kader van het cohesiebeleid en het “LIFE-programma”, zijn voor het herstel van cruciaal belang en stimuleren nu en in de toekomst onderzoek en ontwikkeling op klimaat- en milieugebied en de marktintroductie.
Figuur 3 — Publieke (links) en private (rechts) O&I-financiering van de O&I-prioriteiten van de energie-unie als percentage van het bbp in de grote economieën
Bron JRC op basis van IEA, MI, eigen werkzaamheden.
In 2019 waren de totale overheidsinvesteringen in de O&I-prioriteiten van de energie-unie in alle EU-lidstaten nog steeds 5 % lager dan in 2010, maar waren ze met 2 % gestegen ten opzichte van 2015. Ongeveer een kwart van de lidstaten heeft de totale uitgaven over de periode van 10 jaar voortdurend verhoogd, waarbij een vergelijkbaar aantal een daling laat zien. Voor de rest valt de trend samen met het totaal van de EU of is er geen informatie over O&I-uitgaven beschikbaar. Hoewel er duidelijk behoefte is aan een betere monitoring van investeringen in onderzoek en innovatie, is er ook sprake van een grotere dynamiek en betrokkenheid van de lidstaten met het oog op de verslaglegging waarin de verordening inzake de governance van de energie-unie in 2023 voorziet. Dit gaat verder dan overheidsinvesteringen in onderzoek en innovatie en is ook gericht op meer inspanningen op nationaal niveau om particuliere investeringen in onderzoek en innovatie te monitoren. Het strategisch plan voor energietechnologie (SET-plan) is het belangrijkste Europese instrument om het beleid en de financiering voor onderzoek en ontwikkeling van schone energietechnologieën op EU- en nationaal niveau op elkaar af te stemmen en particuliere investeringen aan te trekken.
Particuliere investeringen in de O&I-prioriteiten van de energie-unie in de EU worden geraamd op 0,18 % van het bbp (
Figuur
3
), hoger dan de VS, maar lager dan andere grote concurrerende economieën (Japan, Korea, China). Dit komt neer op 12 % van de bedrijfsuitgaven voor onderzoek en ontwikkeling, wat meer is dan de geraamde 6 % voor de VS, maar ongeveer de helft van het percentage dat werd waargenomen voor de grote Aziatische economieën.
De (sinds 2012) dalende trend van octrooien op het gebied van schone energietechnologieën lijkt te keren: het aantal jaarlijkse aanvragen in de EU en wereldwijd keert terug naar het niveau van tien jaar geleden. De EU heeft een groter aandeel “groene” uitvindingen op het gebied van technologieën ter beperking van de klimaatverandering in de totale octrooiaanvragen in vergelijking met andere grote economieën (en het mondiale gemiddelde), wat wijst op een grotere focus en specialisatie van uitvindersactiviteiten op dit gebied. Wat betreft hoogwaardige uitvindingen staat de EU op de tweede plaats, na Japan, , en dat komt voornamelijk door de voorsprong van Japan op het gebied van vervoerstechnologieën; de EU neemt echter het voortouw op het gebied van hernieuwbare energie en energie-efficiëntie (
Figu
u
r
4
). De afgelopen vijf jaar is nog steeds een kwart van de 100 grootste bedrijven met hoogwaardige octrooien op het gebied van schone energie in de EU gevestigd. Er is echter (wereldwijd) steeds meer ongerustheid over de impact van door de overheid of subsidies ondersteunde technologie, gesloten markten en verschillende regels en beleidsmaatregelen op het gebied van intellectuele bescherming voor innovatie en concurrentievermogen in de sector; vooral China speelt hierin een belangrijke rol. Ondanks deze bezorgdheid heeft meer dan een kwart van de uitvindingen op het gebied van schone energie die de afgelopen 5 jaar internationaal door EU-aanvragers zijn beschermd, zich ook op de Chinese markt gericht. Afgezien van de allianties die in Europa zijn opgebouwd als gevolg van de geografische nabijheid en de samenwerkingsprogramma’s van de EU, werken bedrijven in de EU meestal samen met Amerikaanse tegenhangers
. De EU-lidstaten genereren 33 % van de co-uitvindingen via banden binnen de EU, 29 % met de VS en slechts 6 % met China.
Figuur 4 — Positie van de EU in hoogwaardige octrooien in de O&I-prioriteiten van de energie-unie (2005-2018)
Bron JRC op basis van het Europees Octrooibureau Patstat
2.2Het financieringslandschap voor schone technologieën in de EU
De rol van risicokapitaal
Samen met de invoering van rijpere opwekkingstechnologieën (bv. fotovoltaïsche zonne-energie en windenergie) zullen de ontwikkeling en opschaling van nieuwe technologieën (zoals energieopslag op lange en korte termijn, productie en gebruik van hernieuwbare waterstof in sectoren met moeilijk te beperken uitstoot, koolstofafvang en -opslag), en met name de zogenaamde “climate tech”, een cruciale rol spelen om tegen 2050 koolstofneutraliteit te bereiken.
Sinds de Klimaatconferentie van Parijs in 2015 heeft klimaattechnologie een belangrijke impuls gekregen en wordt zij zeer aantrekkelijk voor risicokapitaalinvesteringen, die een voortrekkersrol spelen op het gebied van innovatie. Aangezien klimaattechnologie lange doorlooptijden vergt om marktrijp te worden en er gedurende de hele financieringscyclus van startende ondernemingen een aanzienlijke hoeveelheid kapitaal voor nodig is, evenals hoge investeringen in onderzoek en innovatie, zijn overheidsmaatregelen van cruciaal belang om het risico te beperken dat aan de ontwikkeling is verbonden en om de nieuwe technologieën op grote schaal in te voeren teneinde de participatie van de particuliere sector verder te stimuleren.
Wereldwijd bleek klimaattechnologie ook in de COVID-19-crisis veerkrachtig te zijn en aantrekkelijk te blijven voor risicokapitaalinvesteringen, ondanks een neerwaartse algemene investeringsdynamiek en de overheveling van aanzienlijke durfkapitaalfinanciering naar pandemiegerelateerde sectoren zoals de farmaceutische sector en de gezondheidszorg.
Op het gebied van klimaattechnologie bedroeg de wereldwijde risicokapitaalfinanciering in 2020 14 miljard EUR, een stijging van meer dan 1250 % sinds 2010. Risicokapitaalinvesteringen in in de EU gevestigde start-ups en scale-ups op het gebied van klimaattechnologie waren de afgelopen 5 jaar 11 keer hoger dan tussen 2009 en 2014, en bedroegen in 2020 ongeveer 2,2 miljard EUR.
In 2020 ontvingen EU-ondernemingen 16 % van de mondiale risicokapitaalfinanciering op het gebied van klimaattechnologie (tegenover slechts 8 % van de totale risicokapitaalfinanciering op alle gebieden). Tegelijkertijd was 2020 het eerste jaar waarin de aanloopinvesteringen in start-ups in de EU hoger waren dan die in de VS en China (
Figu
u
r 5
).
Figuur 5 — Risicokapitaalinvesteringen in start-ups en scale-ups
Bron: Uitwerking van het JRC op basis van PitchBook-gegevens.
In de EU gevestigde start-ups op het gebied van klimaattechnologie lopen achter op hun tegenhangers qua schaalvergroting en de totale investeringen in die ondernemingen liggen nog steeds ver achter op de VS (43 %). De afgelopen 5 jaar profiteerden zij van slechts 6,9 % van alle latere investeringen in start-ups op het gebied van klimaattechnologie, waarmee zij ver achter de VS (44 %) en China (40 %) bleven.
Tussen 2013 en 2019 was de energiesector goed voor 8,2 % van de wereldwijde risicokapitaalinvesteringen in klimaattechnologie. Europa (EU en VK) investeert een groter percentage risicokapitaal in energieoplossingen (23,5 %) in vergelijking met de VS (9,4 %) en China (minder dan 1 %), met name in de ontwikkeling van kerntechnologieën voor de opwekking van hernieuwbare energie (voornamelijk fotovoltaïsche cellen) en energieopslag (batterijen) om de uitbreiding ervan te ondersteunen.
Belemmeringen en kansen in het risicokapitaal-ecosysteem
Zowel de algemene dynamiek van de financiering van klimaattechnologie door risicokapitaal in de EU als de aantrekkingskracht van risicokapitaalinvesteerders voor energiebedrijven in de EU houden verband met het aantal overkoepelende beleidsdoelstellingen op het gebied van klimaat en energie die op het niveau van de EU en de lidstaten zijn vastgesteld, samen met instrumenten ter ondersteuning van klimaattechnologie (bv. dakfondsen, subsidies en financiële instrumenten, mede-investering in eigen vermogen en vreemd vermogen, onderzoek en ontwikkeling).
In de EU gevestigde scale-ups op het gebied van klimaattechnologie worden in vergelijking met de VS en China nog steeds afgeremd door structurele belemmeringen zoals de versnippering van de EU-markt en de regelgeving, die de groei belemmert en leidt tot een verschillend groeiproces van risicokapitaal-ecosystemen. De moeilijkheid om sterke onderzoeksprestaties in de EU om te zetten in innovatie, de behoefte aan een duidelijk traject voor aanloop- en groei-investeringen, de noodzaak om internationale partnerschappen en grensoverschrijdende fondsen te ontwikkelen, en het gebrek aan kapitaal tegen geduldige voorwaarden zijn enkele van de belangrijkste uitdagingen die moeten worden aangepakt.
Daartoe is Horizon Europa, pijler III “Innovatief Europa”, gericht op het ondersteunen van de ontwikkeling van disruptieve en marktcreërende innovaties via de Europese Innovatieraad (EIC), als one-stop shop om innovatoren te helpen markten te creëren, particuliere financiering aan te trekken en hun bedrijven op te schalen. Horizon Europa ondersteunt ook het initiatief Europese innovatie-ecosystemen en het Europees Instituut voor innovatie en technologie (EIT). Zo heeft EIT InnoEnergy een portefeuille van meer dan 250 innovatieve start-ups en scale-ups om tegen het einde van het decennium 1,1 gigaton CO2-equivalent te besparen — wat overeenkomt met een derde van de doelstelling van Europa om de koolstofemissies tegen 2030 te verminderen — en 9,1 miljard EUR aan jaarlijkse energiekosten). Het InvestEU-programma en het cohesiebeleid ondersteunen ook de toegang tot en de beschikbaarheid van financiering, in de eerste plaats voor kmo’s, maar ook voor midcaps en andere ondernemingen. Bovendien ondersteunen de Europese Investeringsbank (EIB) en het Europees Investeringsfonds (EIF) op doeltreffende wijze de “deep tech”-ontwikkeling die Europa nodig heeft om zijn duurzaamheidsdoelstellingen te verwezenlijken.
Bovendien ondersteunen aanvullende financieringsprogramma’s, zoals het innovatiefonds, het moderniseringsfonds en het sociaal klimaatfonds de energietransitie door middel van inkomsten uit klimaatgerelateerd beleid.
Om de opschalingskloof tussen de EU en andere grote economieën te dichten, moeten ook particuliere investeerders worden aangetrokken om actiever deel te nemen aan de Europese risicokapitaalmarkt en aan de financiering van startende bedrijven op het gebied van climate tech en deep climate tech. Het proefproject van 100 miljoen EUR dat door de Europese Commissie, de Europese Investeringsbank (EIB) en Breakthrough Energy Ventures Europe (BEV-E) is opgezet, maakt het bijvoorbeeld mogelijk om institutionele (risicoaverse) investeringsbenaderingen te combineren met een (minder risicoaverse) investeringsbenadering met risicokapitaal. De EIB heeft een rol gespeeld bij het aantrekken van particuliere investeringen in Northvolt — het Zweedse bedrijf voor groene batterijen dat in 2016 is opgericht — dat de eerste Europese batterijinstallatie op commerciële schaal in Zweden bouwt en in juni 2020 1,4 miljard EUR aan financiering heeft opgehaald. EIT InnoEnergy ondersteunde het bedrijf om een consortium van investeerders samen te stellen en toegang te krijgen tot EIB-financiering: de lening van 350 miljoen EUR van de EIB gaat vergezeld van 886 miljoen EUR van particuliere investeerders.
De EU-taxonomie voor duurzame activiteiten biedt een kader om duurzame beleggingen te faciliteren en ecologisch duurzame economische activiteiten te definiëren. Het pakket Europese industriestrategie van 2020, met inbegrip van de norm voor de nationale stimulering van start-ups de EU (EU Start-up Nations Standard) in het kader van de kmo-strategie, geeft aan dat de Commissie nieuwe initiatieven zal ontplooien om de omvang van risicokapitaalfondsen te vergroten, de particuliere investeringen te verhogen en de grensoverschrijdende expansie en opschaling van kmo’s te vergemakkelijken. De Europese strategie voor duurzame financiering van 2021 heeft tot doel de juiste instrumenten en stimulansen te bieden om toegang te krijgen tot transitiefinanciering, waarbij het belang van ondersteuning van kmo’s wordt benadrukt. Het initiatief voor digitale innovatie en schaalvergroting (Digital Inovation and Scale-up) is gericht op het beginstadium en de opschaling van innovatieve start-ups en deep tech-kmo’s in Midden-, Oost- en Zuidoost-Europa. Andere mechanismen om het gebruik en de opschaling van innovatieve oplossingen te vergroten, zijn de Connecting Europe Facility en de fondsen in het kader van het cohesiebeleid.
Door deze mechanismen op de juiste manier te stroomlijnen en gebruik te maken van synergieën tussen instrumenten kan een verdere bloei van startende klimaattechnologiebedrijven in de EU worden bereikt, waardoor de steun uit risicokapitaalfondsen in alle sectoren wordt versterkt en versneld, en zo de koppeling tussen technologische innovatie en uitvoering wordt versterkt.
3.Focus op belangrijke schone energietechnologieën en -oplossingen
In het volgende deel wordt het concurrentievermogen van geselecteerde technologieën beoordeeld die relevant zijn in het kader van het pakket wetgevingsvoorstellen dat de Europese Commissie in juli 2021 heeft goedgekeurd om de Europese Green Deal te verwezenlijken.
Dit verslag richt zich in de eerste plaats op wind- en zonne-energie, die naar verwachting tot 2030 een sterkere relatieve groei zullen laten zien. In de analyse wordt vervolgens gekeken naar technologieën voor de opslag van elektriciteit, zoals batterijen en hernieuwbare waterstof, gezien het cruciale belang ervan voor het vergroten van de algehele flexibiliteit van het energiesysteem en het optimaliseren van de marktintegratie van hernieuwbare elektriciteit. In het kader van de elektrificatie van onze samenlevingen onderzoekt de studie het concurrentievermogen van warmtepompen, omdat zij in belangrijke mate kunnen bijdragen tot het koolstofvrij maken van de bouwsector. In het verslag wordt ook ingegaan op de hernieuwbare brandstoffen die nodig zijn om het koolstofvrij maken van bepaalde vervoerswijzen te vergemakkelijken. Tot slot worden slimme netwerken geanalyseerd als een horizontale technologie die de combinatie van verschillende technologieën zal vergemakkelijken. Elke technologie wordt eerst beoordeeld aan de hand van de huidige situatie en vooruitzichten, vervolgens aan de hand van een analyse van de waardeketen ervan en ten slotte aan de hand van een analyse van de mondiale markt.
3.1Offshore- en onshore-windenergie
Technologieanalyse
In 2020 heeft de EU 10,5 GW aan windenergiecapaciteit (zowel onshore als offshore) geïnstalleerd, waardoor haar cumulatieve windenergiecapaciteit op 178,7 GW kwam. Alleen al offshore-windenergie is gestegen van 1,6 GW cumulatieve capaciteit in 2010 tot 14,6 GW in 2020. Op basis van de in de nationale energie- en klimaatplannen opgenomen huidige nationale streefcijfers kan worden aangenomen dat de streefcijfers van hernieuwbare offshore-energie voor 2030 (ten minste 60 GW) kunnen worden behaald. Het merendeel van de tot 2030 ingezette offshore-windinstallaties zal zich in de Noordzee bevinden (47 GW), maar er kunnen aanzienlijke capaciteiten worden verwacht in andere zeebekkens, met name in de Oostzee (21,6 GW), de Atlantische Oceaan (11,1 GW), de Middellandse Zee (2,7 GW) en de Zwarte Zee (0,3 GW). De overgang naar nieuwe zeebekkens vereist verdere ontwikkeling van drijvende technologie en de ontwikkeling van haveninfrastructuur. Het opbouwen van het toekomstige offshore-net rond hybride projecten, in gevallen waarin dat de kosten en het gebruik van de maritieme ruimte kan beperken, zal ook belangrijk zijn om de uitrol van offshore-windenergie te intensiveren.
Volgens de huidige prognoses over de toekomstige kosten van aan de bodem verankerde offshore-windinstallaties zullen de genormaliseerde elektriciteitskosten (levelised cost of electricity, LCoE) naar verwachting 30 tot 60 EUR per MWh bedragen in 2050 (vergelijkbaar met onshore-installaties).
Voor onshore-windenergie is sinds 2018 een verminderde jaarlijkse toename waargenomen door de matige inzet in Duitsland als gevolg van complexe vergunningsprocedures en mogelijke juridische geschillen. De leeftijdsopbouw van de onshore- en offshore-windvloot in de EU wijst erop dat capaciteitsverhoging in de komende jaren een cruciale rol zal spelen. Windturbines aan het einde van hun levensduur vervangen door nieuwe turbines, of de levensduur ervan verlengen door een aantal onderdelen te moderniseren, biedt een kans om de activa te moderniseren, de hulpbronnen op de beste windlocaties te gebruiken en sociale aanvaarding te verbeteren. Op die manier blijven bestaande turbinelocaties in gebruik en worden lokale banen en inkomsten voor de desbetreffende gemeenten behouden. De ontmanteling en vernieuwing van de huidige windenergie-installaties vormt echter een uitdaging op het gebied van hulpbronnenefficiëntie, grondstoffenvoorziening en afvalproductie, omdat veel onderdelen van de huidige windturbines nog niet kunnen worden hergebruikt of gerecycleerd. Voor de circulariteit van windmolens zijn nog steeds inspanningen op het gebied van O&I en de uitrol nodig. De keuze van eigenaars van windmolenparken tussen ontmanteling en de verschillende capaciteitsverhogende opties wordt beïnvloed door elektriciteitsprijzen, steunregelingen en vergunningsprocedures. Het huidige aandeel van de totale elektriciteitsproductie voor onshore-windenergie bedraagt 13,7 % (2020). In de scenario's van het klimaatplan 2030 wordt uitgegaan van een productie van 847 TWh onshore-wind in 2030 (aandeel van de totale elektriciteitsopwekking: 27,3 %), en 2 259 TWh in 2050 (aandeel: 32,9 %).
In de afgelopen tien jaar bedroegen de particuliere uitgaven voor O&I op het gebied van windenergie constant tussen 1,6 miljard EUR en 1,9 miljard EUR per jaar. Dit was het tienvoudige van de overheidsuitgaven voor O&O in deze periode.
Met 57 % van het aandeel in de periode 2015-2017 is de EU wereldleider op het gebied van hoogwaardige octrooien voor windenergietechnologieën. Aandelen van andere grote economieën zijn onder meer de VS met 18 %, Japan met 11 %, China met 5 % en Korea met 1 %.. Tussen 2015 en 2017 voerden Denemarken, Duitsland, de VS, Japan en China de lijst aan van landen met de meeste hoogwaardige octrooien. De meeste hoogwaardige octrooien zijn aangevraagd door grote fabrikanten van originele uitrusting (Original Equipment Manufacturer - OEM) in de EU, maar sinds 2012 is hun aandeel gedaald door de gestegen aanvraag van hoogwaardige octrooien door grote bedrijven uit de VS (bv. General Electric) en Japan (bv. Mitsubishi Heavy Industries, Hitachi). Onderzoeksorganisaties uit de EU die actief zijn op het gebied van windenergie behoren tot de koplopers op dit gebied. Wat de citatie-impact betreft, zijn 9 organisaties binnen de top 20 in de EU gevestigd.
Analyse van de waardeketen
De productie van windenergie is een strategische industrie voor Europa. In deze sector zijn naar schatting 240 000 tot 300 000 personen werkzaam. De meeste Europese productiefaciliteiten bevinden zich in het land van het hoofdkantoor van de onderneming of in landen waar windenergie meer wordt uitgerold. 48 % van de actieve ondernemingen in de windenergiesector is gevestigd in de EU. 214 operationele productiefaciliteiten bevinden zich in de EU (26 % van alle mondiale faciliteiten). In 2018 heeft de waardeketen voor windenergie in de EU een omzet van 36 miljard EUR opgeleverd.
De EU-windsector heeft laten zien in staat te zijn te innoveren. De EU neemt het voortouw in de delen van de waardeketen die zich bezighouden met detectie- en monitoringsystemen voor onshore-windturbines, met inbegrip van onderzoek en productie. Ook beschikt de windsector in de EU over een hoge productiecapaciteit wat betreft onderdelen met een hoge waarde voor de kosten van windturbines (masten, versnellingsbakken en wieken), alsook wat betreft onderdelen die voor synergieën met andere industriële sectoren zorgen (generatoren, energieomvormers en regelsystemen).
Er zijn echter nog inspanningen nodig om de circulariteit van de windenergiecomponenten te verbeteren. Ook is er onderzoek nodig naar de cumulatieve effecten van offshore-wind op de ecosystemen van oceanen.
Analyse van de mondiale markt
Van de 10 grootste fabrikanten van originele uitrusting (OEM's) in 2018 waren de Europese OEM's koploper met een marktaandeel van 43 %, gevolgd door de Chinese (32 %) en Noord-Amerikaanse (10 %) ondernemingen. De afgelopen jaren bekleedden de Europese OEM's in de windenergiesector een leidende positie. In 2020 werden ze voor het eerst ingehaald door de Chinese OEM's (EU: 28 %; China: 42 %), wat kan worden verklaard door een sterke toename van nieuwe installaties op de Chinese windmarkt als gevolg van de verschuiving van China van feed-in-tarieven naar een op aanbestedingen gebaseerde steunregeling.
De EU heeft al 20 jaar een positieve handelsbalans wat betreft aan windenergie gerelateerde apparatuur. Toch is er enige stagnatie in de groei van deze indicator. Die stagnatie is deels een gevolg van het feit dat de EU het voortouw had genomen en andere economieën nu een inhaalslag maken, maar ook gedeeltelijk van het beleid van derde landen dat erop gericht was hun binnenlandse markt te beschermen of EU-bedrijven te dwingen de productiecapaciteit te lokaliseren (bv. door vereisten inzake lokale inhoud). Ter illustratie: de uitvoer van windgeneratoren naar China is sinds 2007 drastisch gedaald na de invoering van een ondersteunend beleidskader voor de Chinese binnenlandse industrie, en heeft zich niet hersteld. Daarentegen was 21 % van de Chinese uitvoer met betrekking tot windenergie in 2018 bestemd voor de EU-markt, wat neerkomt op iets minder dan 10 % van de EU-markt.
Sinds 2016 dalen de winstmarges vóór aftrek van rente en belastingen (EBIT) van OEM's in de EU als gevolg van de sterke concurrentie op het vlak van turbinebestellingen, met name in de periode 2017-2018, en de toegenomen materiaalkosten voor de belangrijkste turbinecomponenten. Hoewel 2020 wat installaties betreft een recordjaar was, werden deze factoren nog versterkt door de impact van COVID-19, waardoor alle fabrikanten te maken kregen met logistieke problemen.
Veel van de kritieke grondstoffen voor windgeneratoren worden uit China ingevoerd en worden meer in het algemeen beïnvloed door een concentratie van de stroomopwaartse toeleveringsketens. Potentiële toekomstige uitdagingen op het gebied van toeleveringen kunnen een risico vormen voor de windenergiesector in de EU. Er is ook sprake van milieuproblemen in verband met de composietwieken van installaties die het einde van hun levensduur bereiken, omdat deze moeilijk te recycleren zijn. In overeenstemming met het actieplan van de Commissie inzake kritieke grondstoffen uit 2020 zijn er acties opgestart om de levering van kritieke grondstoffen uit zowel primaire als secundaire bronnen te diversifiëren, de hulpbronnenefficiëntie en de circulariteit te verbeteren en wereldwijd verantwoorde winning te bevorderen. Circulariteit, met inbegrip van hergebruik, recycling en vervanging, zijn bovendien prioritaire innovatiegebieden om deze risico's te beperken en tegelijkertijd de algehele duurzaamheid van de sector te verbeteren, hetgeen is opgenomen in het werkprogramma 2021-2022 van Horizon Europa. De Europese windsector heeft zich er ook toe verbonden 100 % van de afgedankte wieken te hergebruiken, te recycleren of terug te winnen, en streeft naar de ontwikkeling van een routekaart voor het verder versnellen van de circulariteit van windturbinewieken.
De EU heeft 42 % van de wereldwijde offshore-windmarkt op de markt gebracht, met een cumulatieve geïnstalleerde capaciteit van 14,6 GW in 2020. Naar verwachting zal Europa in de komende tien jaar zijn leidende positie wat betreft de jaarlijkse groei van offshore-windenergie handhaven. China, Azië-Pacific en Noord-Amerika zullen naar verwachting in de komende jaren echter een aanzienlijk marktaandeel (d.w.z. geïnstalleerde capaciteit) van het offshore-windsegment ontwikkelen. Wat onshore-windenergie betreft, zal China de grootste markt blijven (gemiddeld jaarlijks marktaandeel van ongeveer 50 % in de periode 2020-2025), gevolgd door Europa (18 %), Noord-Amerika (14 %) en Azië (met uitzondering van China) (8 %).
De Europese offshore-industrie in havens (huidige geraamde productiecapaciteit van 6-8 GW/jaar) zal aanzienlijk moeten groeien om de jaarlijkse capaciteit te kunnen aanvullen tot naar schatting 16 GW om aan de vraag in de periode van 2030-2050 te voldoen.
3.2 Fotovoltaïsche zonne-energie (PV)
Technologieanalyse
Fotovoltaïsche zonne-energie ontpopt zich tot een zeer grote en innovatieve industrie, die met onverwachte snelheid groeit. Dit is het gecombineerde resultaat van een versnelde technologische ontwikkeling, het uitrolbeleid en de implementatie van grootschalige productiefaciliteiten met lage kosten, vooral in Azië. De technologie staat centraal in toekomstige klimaatneutrale elektriciteitsopwekkingssystemen.
Verwacht wordt dat wereldwijd meer dan 3,1 TW fotovoltaïsche capaciteit zal worden geïnstalleerd in 2030 en ongeveer 14 TW in 2050. De investeringen die in de periode 2020-2050 voor de extra zonne-energiecapaciteit nodig zijn, worden geraamd op ongeveer 4,2 biljoen USD. In de EU zal tegen 2030 naar verwachting 0,4 TW aan fotovoltaïsche zonne-energie worden geïnstalleerd (naar schatting bijna 160 GW tegen 2021) en 1 TW tegen 2050
,. Scenario’s van de bedrijfstak zelf voorspellen nog grotere penetratie
.
Wat de geïnstalleerde capaciteit betreft, komen de residentiële systemen, die vijf jaar geleden in de EU overheersten, nu op de tweede plaats (25,4 %), na het segment nutsbedrijven (30,5 %). Na de piekinvesteringen in 2011 zijn de totale overheidsinvesteringen van de EU in onderzoek naar en ontwikkeling en demonstratie van fotovoltaïsche energie gedaald en liggen zij nu onder het niveau van het begin van het decennium.
Het afgelopen jaar is de EU gedaald van de tweede plaats in hoogwaardige uitvindingen (na Japan) naar de derde (na Japan en Korea). Als de huidige trend doorzet, zullen Chinese hoogwaardige uitvindingen binnenkort ook de EU overstijgen. Wat de levensvatbaarheid van de productie in de EU betreft, wordt met name het ontwerp van cellen en modules steeds complexer, waardoor verdere investeringen nodig zijn om voorop te blijven lopen.
Analyse van de waardeketen
De EU is wereldleider in verschillende delen van de fotovoltaïsche waardeketen: onderzoek en ontwikkeling, productie van polysilicium, apparatuur en machines voor de productie van PV.
In de EU is een van de belangrijkste producenten van polysilicium gevestigd. Bovendien zijn EU-ondernemingen voornamelijk concurrerend in het downstreamgedeelte van de waardeketen, met leidende functies in de segmenten monitoring, controle en systeemevenwicht, met name in de productie van omvormers en zonnevolgers. Europese bedrijven hebben ook een leidende positie behouden in het operationele segment.
Anderzijds heeft de EU haar marktaandeel in de productie van zonnecellen en modules verloren. In het geval van een heropleving van een Europese productie van siliciumzonnecellen en -modules, die gezien het huidige aantal mogelijke projecten niet te onrealistisch lijkt, moet in de toeleveringsketen aandacht worden besteed aan de afhankelijkheid van bepaalde kritieke grondstoffen zoals boor, gallium, germanium en indium. Uit een recente studie blijkt dat de EU de beste prestaties levert wat betreft de energie die wordt geproduceerd ten opzichte van de energie die wordt gebruikt voor de productie en het gebruik van fotovoltaïsche systemen, gevolgd door China en de VS. Evenzo heeft de EU ook de laagste koolstofintensiteit voor de door PV-systemen geproduceerde energie, gevolgd door de VS en vervolgens China. De EU heeft ook het hoogste energierendement op koolstof, terwijl China het slechtst presteert en de VS in het midden staan. Deze laatste indicator weerspiegelt de koolstofintensiteit van de productiecyclus van de elektriciteit die in de productieprocessen wordt gebruikt.
In 2018 was de fotovoltaïsche energiesector in de EU goed voor 109 000 directe en indirecte arbeidsplaatsen, met een stijging van 42 % tussen 2015 en 2018. De voorlopige resultaten van een recentere studie wijzen op ongeveer 123 000 directe en 164 000 indirecte voltijdse banen in de PV-sector in de EU in 2020, voor in totaal 287 000 banen
.
Vanuit het oogpunt van beroepsvaardigheden heeft de fotovoltaïsche sector een hoogopgeleide beroepsbevolking op het gebied van O&O, de productie van polysilicium en wafers en de productie van cellen en modules. EPC (engineering, inkoop en bouw), O&M (exploitatie en onderhoud), ontmanteling en recycling zijn ook veeleisende activiteiten in termen van vereiste vaardigheden.
Analyse van de mondiale markt
Met de toename van PV-installaties is het handelstekort voor de EU voor de invoer van zonnemodules sinds 2016 opnieuw beginnen te stijgen, na een daling tussen 2011 en 2016, als gevolg van de afnemende uitrol van PV-systemen. In 2019 is het gestegen tot meer dan 5,7 miljard EUR. Deze onevenwichtigheid weerspiegelt de omvang van de invoer, aangezien de uitvoer in de loop der jaren niet drastisch is veranderd. De invoer van fotovoltaïsche zonne-energie in de EU is sterk afhankelijk van Chinese en andere Aziatische ondernemingen.
De productie van polysilicium, staven en wafers en de productie van zonnecellen en -modules vertegenwoordigen momenteel een mondiale waarde van ongeveer 57,8 miljard EUR. Het aandeel van de EU (12,8 %) bedraagt 7,4 miljard euro. Dit aandeel is grotendeels toe te schrijven aan de productie van polysilicium. Bijna alle groei van de productie van fotovoltaïsche cellen en modules heeft zich buiten de EU voorgedaan. Nu de vraag op de markt in Europa en de rest van de wereld toeneemt en er nieuwe productietechnologieën opduiken, tonen de Europese fabrikanten opnieuw belangstelling voor het opzetten van productiecapaciteit binnen de EU op basis van de meest recente technologieën. In dat verband was de geactualiseerde Europese industriestrategie van de Europese Commissie
ingenomen met de inspanningen van het door de industrie geleide Europese zonne-energie-initiatief (European Solar Initiative) om de productie van fotovoltaïsche zonne-energie op te schalen. In de EU zijn al verschillende projecten gestart voor de productie van wafers, zonnecellen en -modules. De Europese Commissie zal in 2022 een mededeling over zonne-energie publiceren.
De rol van prosumenten en energiegemeenschappen
Het gebruik en de productie van hernieuwbare energie, zoals fotovoltaïsche zonne-energie, maar ook de energie-efficiëntie kunnen worden versterkt door energiegemeenschappen die consumenten in staat stellen een actieve rol te spelen op de energiemarkt. Momenteel nemen ten minste twee miljoen Europese burgers samen deel aan meer dan 8 400 energiegemeenschappen, die sinds 2000 ten minste 13 000 projecten hebben uitgevoerd. De huidige totale capaciteit voor hernieuwbare energie die door energiegemeenschappen in Europa is geïnstalleerd, kan worden geschat op ten minste 6,3 GW en draagt doorgaans ongeveer 1-2 % bij aan de op nationaal niveau geïnstalleerde capaciteit; de hoogste bijdrage bedraagt in België maar liefst 7 %. Het leeuwendeel van de geïnstalleerde capaciteit wordt ingenomen door PV, gevolgd door onshore-windenergie. Een voorzichtige raming van de totale geïnvesteerde middelen bedraagt ten minste 2,6 miljard EUR.
Vandaag zijn energiegemeenschappen georganiseerd in verschillende rechtsvormen. De activiteitengebieden, technologieportefeuilles, omvang en lidmaatschapsstructuur verschillen. Momenteel vergroten energiegemeenschappen het bewustzijn en de acceptatie van technologie, bevorderen zij energie-efficiëntie, produceren en distribueren zij hernieuwbare elektriciteit en warmte, verlenen zij diensten op het gebied van e-mobiliteit en verlenen zij energieadviesdiensten. Zij experimenteren innovatief met bedrijfsmodellen en zelfvoorzieningsconcepten ten behoeve van lokale gemeenschappen. De voortzetting en uitbreiding van energiegemeenschappen in Europa is afhankelijk van gunstige wetgeving en financiële stimulansen en van het concurrentievermogen van technologieën die toegankelijk zijn voor de burgers.
Hoewel de EU-beleidskaders de aanzet moeten geven tot de ontwikkeling van energiegemeenschappen in de hele EU, ook over de grenzen heen, zal veel afhangen van de wijze waarop de lidstaten het faciliterende kader voor dit soort modellen zullen implementeren. In het kader van de nationale energie- en klimaatplannen (NECP's) zijn de lidstaten al verplicht om verslag uit te brengen over hernieuwbare-energiegemeenschappen, maar slechts enkele lidstaten hebben in hun NECP’s kwantitatieve streefcijfers en concrete maatregelen voor de ontwikkeling van energiegemeenschappen opgenomen. Om de ontwikkeling van energiegemeenschappen in de zin van de EU-richtlijn te stimuleren, werkt de Commissie aan het opzetten van een databank met gegevens over energiegemeenschappen, die zal bijdragen tot de verspreiding van beste praktijken en technische bijstand zal verlenen voor de ontwikkeling van concrete initiatieven van energiegemeenschappen in de hele EU.
Net als voor energiegemeenschappen zal het EU-kader de toepassing van zelfverbruik (d.w.z. prosumenten) ondersteunen, met de verplichting individueel en collectief zelfverbruik mogelijk te maken en hen vrij te stellen van nettarieven. Ook hier zal veel afhangen van het ontwerp van het rechtskader, de toepasselijke netwerktarieven en -belastingen en de centrale informatiepunten om collectief zelfverbruik in appartementsgebouwen op meerdere niveaus te stimuleren — en daarbuiten, als de lidstaten daartoe besluiten. Wettelijke beperkingen en ongunstige belastingen kunnen ernstige belemmeringen vormen voor de toepassing van zelfverbruik.
3.3 Warmtepompen voor toepassingen in gebouwen
Technologieanalyse
Warmtepompen voor toepassingen in gebouwen zijn goed ontwikkelde, in de handel verkrijgbare producten. Zij kunnen worden ingedeeld naar de bron waaruit zij hernieuwbare energie winnen (lucht, water of bodem), de warmteoverdrachtsvloeistof die zij gebruiken (lucht of water), het doel ervan (koeling of verwarming van een ruimte, waterverwarming voor huishoudelijk gebruik) en de beoogde marktsegmenten (residentiële, licht commerciële en warmtenetwerken).
De warmteproductie door warmtepompen is de afgelopen 5 jaar toegenomen met 11,5 % per jaar in de EU, tot 250 TWh in 2020
. Deze trend zal toenemen omdat elektrificatie van verwarming een belangrijke bijdrage zal leveren aan de weg naar klimaatneutraliteit in de bouwsector.
Warmtepompen zijn zeer efficiënt; hun typische seizoensgebonden prestatiecoëfficiënt van 3 betekent dat voor elke kWh verbruikte elektriciteit 3 kWh warmte wordt opgewekt. Bijgevolg kan de werking van een warmtepomp voor de verwarming van gebouwen alleen kosteneffectief zijn in vergelijking met gasketels als de verhouding tussen de elektriciteits- en de gasprijs niet hoger is dan 3. Deze verhouding varieert sterk tussen de lidstaten, van 1,5 tot 5,5
, vaak als gevolg van hogere belastingen en heffingen op elektriciteit met betrekking tot fossiele brandstoffen en het gebrek aan internalisering van de externe kosten van broeikasgasemissies in de gas- en olieprijzen. Deze kwesties komen aan bod in het in juli 2021 gepresenteerde beleidspakket ter verwezenlijking van de Europese Green Deal, met name door de voorstellen tot wijziging van de energiebelastingrichtlijn en de invoering van een nieuw systeem voor emissiehandel voor de bouw- en de wegvervoersector.
De sector van de warmtepompen wordt gekenmerkt door een mondiale en concurrerende markt, waar innovatie van cruciaal belang is. De aanpassingen aan de veranderende klimaat- en milieuregelgeving en -strategieën van de EU concurreren met de verbetering van de prestaties en kosten van producten in de kleine, middelgrote of grote ondernemingen van de EU, waar de onderzoeks- en ontwikkelingscapaciteit beperkt is. Toch bieden zij de industrie kansen om innovatieve producten voor te stellen.
In de periode 2011-2021 behoort meer dan 37 % van de vaak geciteerde wetenschappelijke publicaties over warmtepomptechnologie tot de EU, gevolgd door China (23 %) en de VS (20 %). De EU is ook toonaangevend op het gebied van uitvindingen in “warmtepompen voornamelijk voor verwarmingstoepassingen in gebouwen”: in de periode 2015-2017 werd 42 % van de octrooien voor hoogwaardige uitvindingen aangevraagd in de EU, gevolgd door Japan (20 %), de VS (8 %), Zuid-Korea (7 %) en China (4 %)
.
Voortbouwend op deze kennis- en innovatiebasis beschikken de onderzoeksinstellingen en het bedrijfsleven in de EU over de capaciteit om innovaties voor te stellen. In de periode 2014-2020 waren warmtepompprojecten voor bouwtoepassingen goed voor een totale financiering van 146,8 miljoen EUR in het kader van Horizon 2020, het O&I-programma van de EU. Het grootste deel was bestemd voor de integratie van warmtepompen met andere hernieuwbare energiebronnen (60,9 %), vergeleken met de ontwikkeling van warmtepompen voor residentiële toepassingen (6,5 %) en voor stadsverwarmingstoepassingen (32,6 %).
Analyse van de waardeketen
Volgens EurObserv'ER
bedroeg de omzet van warmtepompen in de EU in 2018 26,6 miljard EUR, een stijging van 18 % ten opzichte van 2017. Tegelijkertijd steeg het aantal directe en indirecte arbeidsplaatsen in 2018 naar 222 400, een toename van 17 % ten opzichte van 2017. Deze gegevens omvatten alle soorten warmtepompen, met inbegrip van lucht/lucht-warmtepompen die uitsluitend worden gebruikt voor koeling of voor verwarming en koeling, die goed waren voor 86 % van de in 2019 verkochte eenheden.
Op het gebied van vaardigheden beschikt de warmtepompsector over goed opgeleide arbeidskrachten op het gebied van O&O, productie van componenten en warmtepompen, geologen en ingenieurs op het gebied van warmtetechniek, installateurs (inclusief boorders) en service & onderhoud.
Analyse van de mondiale markt
Azië en Amerika domineren de uitvoer op de residentiële airconditioningmarkt
van lucht/lucht-warmtepompen. Het onevenwicht is minder uitgesproken wanneer omkeerbare airconditioners in aanmerking worden genomen
: Aziatische landen nemen nog steeds het voortouw, gevolgd door Europese landen. Als we kijken naar “voornamelijk voor verwarming gebruikte warmtepompen”
, nemen de EU-landen het voortouw bij de uitvoer, gevolgd door Azië. In de afgelopen 5 jaar is de groei van de EU-markt van “voornamelijk voor verwarming gebruikte warmtepompen” echter teruggedrongen door de invoer uit Azië, met een gemiddelde jaarlijkse groei van 21 % tussen 2015 en 2020. Daardoor is de handelsbalans verslechterd van een overschot van 249 miljoen EUR in 2015 tot een tekort van 40 miljoen EUR in 2020.
Op basis van prognoses van de langetermijnstrategie van de EU
zal de verkoop van warmtepompen tot 2030 snel toenemen in de EU voor elektrificatie in de sector gebouwverwarming, gevolgd door een tragere penetratiegraad daarna. De snellere penetratie op de EU-markt van koplopers biedt de EU-industrie de kans om tot 2030 te groeien en concurrerende productie te ontwikkelen en vervolgens de aanhoudende wereldwijde groei aan te grijpen, zoals voorspeld door het IEA
.
De hoge kosten in Europa zijn deels toe te schrijven aan een hoge mate van versnippering en nationaal georiënteerde markten. In sommige gevallen verschillen de nationale wetgevingen, met name wat betreft de vereisten voor de goedkeuring van producten en de vergunningsvoorschriften. Betere marketing- en distributienetwerken in de EU en daarbuiten, en mogelijk meer samenwerking met partners met relevante bevoegdheden, zouden het concurrentievermogen van EU-bedrijven vergroten. Niettemin heeft de Commissie, in haar mededeling over de renovatiegolf, aangekondigd het gebruik van warmtepompen verder te zullen bevorderen gezien de belangrijke rol van warmtepompen bij de integratie in het energiesysteem. De Commissie zal ook trachten de rol van warmtepompen in de flexibiliteit van de energiesystemen te vergroten, bijvoorbeeld door een netcode voor flexibiliteit aan de vraagzijde op te stellen.
3.4Batterijen
Technologieanalyse
In dit verslag ligt de nadruk op de lithium-ionbatterijtechnologie omdat deze belangrijk is voor elektromobiliteit en bepalend is voor de vraag naar batterijen in verband met de overgang naar schone energie
. In het bredere energiesysteem zullen stationaire batterijen van cruciaal belang zijn als energieopslagmedium, waardoor een grote bijdrage kan worden geleverd aan de energie uit intermitterende hernieuwbare bronnen in de elektriciteitsmix. Bovendien biedt de interactie tussen elektrische voertuigen en het elektriciteitsnet een groot potentieel dat moet worden benut.
In 2020 werden elektrische voertuigen (EV’s) op basis van de totale eigendomskosten op meer dan 50 % van de totale Europese automobielmarkt concurrerend. De gemiddelde prijzen van lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen zijn sinds 2010 in reële termen met 89 % gedaald tot 137 USD per kWh (115 EUR per kWh) in 2020. Tegen 2023 zullen de gemiddelde prijzen van accupakketten naar verwachting 101 USD per kWh bedragen en tegen 2027 zal de aankoopprijs van elektrische voertuigen naar verwachting lager zijn dan die van conventionele auto’s
.
De gemiddelde energiedichtheid van accu's van elektrische voertuigen neemt toe met 7 % per jaar
, terwijl de gemiddelde accucapaciteit voor elektrische lichte bedrijfsvoertuigen (alleen elektrisch en hybride) is gestegen van 37 kWh in 2018 tot 44 kWh in 2020, terwijl de batterij voor puur elektrische auto’s in de meeste landen binnen het bereik van 50-70 kWh ligt
. Auto’s worden steeds groter en die trend vormt een bedreiging voor de verbetering van de energie-efficiëntie en de beschikbaarheid van kritieke grondstoffen.
De uitrol van de batterijtechnologie in de EU heeft een historisch hoogtepunt bereikt: de verkoop van elektrische voertuigen bedroeg in 2020 10,5 % van de automarkt (een stijging van 3 % ten opzichte van 2019)
, maar er is een groot verschil binnen de EU, aangezien de verkoop van elektrische voertuigen varieert van 0,5 % in Cyprus tot 32 % in Zweden. Het aantal elektrische voertuigen op de weg in de EU is in de loop van 2020 verdubbeld tot meer dan twee miljoen, een equivalent van meer dan 60 GWh aan opslagcapaciteit. Tegen 2030 worden meer dan 50 miljoen elektrische voertuigen op de wegen in de EU verwacht
.
De opkomende markt voor stationaire batterijen in de EU groeide ongeveer tot 1,3 GWh in 2020, met een gecumuleerde geïnstalleerde capaciteit van ongeveer 4,3 GWh (meestal lithium-ionbatterijen)
. Door zelfverbruik te bevorderen, bestrijkt Duitsland twee derde van de Europese markt voor residentiële opslag van batterijen (2,3 GWh)
. Tegen 2030 kunnen stationaire batterijen bijna evenveel opslaan als nu pompaccumulatie van waterkracht, gemeten in energiedoorvoer kunnen litium-ionbatterijen op efficiënte wijze opslag bieden gedurende maximaal 5 uur, terwijl opkomende technologieën, waaronder flowbatterijen, langere opslagtijden kunnen bieden.
Wat extra kosten betreft, liggen de systeemkosten van lithium-ionbatterijen voor toepassingen op netschaal tussen 300 en 400 EUR per kWh, terwijl de kosten van huisopslagsystemen ruwweg dubbel zo hoog zijn. Het terugschroeven van de systeemkosten van batterij-energie naar de helft van de huidige prijs is van cruciaal belang voor een grootschalige uitrol in heel Europa
.
Twee belangrijke projecten van gemeenschappelijk Europees belang (Important Projects of Common European Interest - IPCEI)
van meerdere miljarden EUR waarbij 12 lidstaten en tientallen bedrijven en onderzoeksorganisaties betrokken zijn, laten duidelijk zien dat batterijen een prioritaire plaats innemen in de O&I-financiering. De EU heeft op haar beurt 925 miljoen EUR uitgetrokken voor het partnerschap voor batterijen in het kader van Horizon Europa voor de periode 2021-2027.
Analyse van de waardeketen
Ondanks de toenemende belangstelling voor mijnbouwprojecten in Europa, met name voor lithium en natuurlijk grafiet omdat deze mineralen van belang zijn voor batterijen, is er voor de voorziening van zowel primaire als secundaire grondstoffen voor batterijen een grote opschaling nodig om gelijke tred te houden met de stijgende vraag naar batterijmaterialen
. De EU is sterk afhankelijk van de internationale handel voor de levering van kobalt, lithium en grafiet en deze materialen staan op de EU-lijst van kritieke grondstoffen
. Hoewel de aanvoer van nikkel meer gediversifieerd is, is de EU afhankelijk van de invoer van materiaal met een hoge zuiverheidsgraad dat nodig is voor de productie van batterijen, met een aandeel van 56 %. Toekomstige anode- en kathodematerialen zoals silicium, titaan en niobium staan ook op de EU-lijst van kritieke grondstoffen
.
Afgezien van kobaltraffinage (tweede na China) bevindt de EU zich over het algemeen in een zwakke positie wat betreft het raffineren van materialen die verband houden met batterijen. Hoewel de EU sterke spelers op het gebied van kathodematerialen heeft, is zij nog steeds netto-importeur van kathodematerialen uit Azië. De productiecapaciteit voor batterijcellen zal naar verwachting 400 GWh benaderen en tegen 2025 grotendeels voldoen aan de binnenlandse vraag
.
Vanaf 2021 hadden EU-dochterondernemingen van buitenlandse, voornamelijk Koreaanse ondernemingen een productiecapaciteit van 44 GWh lithium-ionbatterijcellen
. Ondertussen zullen 10 ondernemingen met hoofdkantoor in de EU de komende jaren beginnen met de productie van lithium-ionbatterijcellen. Toonaangevende producenten in de wereld vestigen ook fabrieken in de EU. De productiecapaciteit van lithium-ionbatterijcellen groeit in de EU en bedraagt vanaf 2021 6 % van de mondiale capaciteit
, tegenover 3 % in 2018. De Europese producenten behouden een sterke positie op het gebied van nichetoepassingen van lithium-ion, maar blijven afhankelijk van Aziatische ondernemingen voor apparatuur voor de productie van batterijcellen
.
De EU speelt haar sterkste rol op het gebied van eindproducten. Alle autofabrikanten in de EU hebben de overstap naar e-mobiliteit omarmd, een ervan streeft er zelfs naar om 1 miljoen elektrische auto’s te verkopen in 2021. De EU heeft een aantal recyclingbedrijven, maar de beperkte capaciteit daarvan is beperkt. Momenteel worden batterijen aan het einde van hun levensduur meestal naar Azië gestuurd
. Zodra het ondersteunende kader van de nieuwe batterijverordening tot stand is gekomen, kan Europa het voortouw nemen in de circulaire economie van batterijen — van ontginning van de grondstoffen tot recycling. Voor een groeiende waardeketen zijn meer inspanningen nodig op het gebied van onderwijs en opleiding, aangezien er tegen 2025 800 000 directe banen en in totaal 3 tot 4 miljoen banen zullen worden gecreëerd
. Daartoe heeft de EU de EBA250 Academy opgericht.
Analyse van de mondiale markt
China beschikt over 80 % van de wereldwijde capaciteit voor het raffineren van grondstoffen voor batterijen, 77 % van de productiecapaciteit voor cellen en 60 % van de productiecapaciteit voor batterijcomponenten
. Het handelstekort van de EU in lithium-ionbatterijen bedroeg 3,6 miljard EUR in 2018 en 4,2 miljard EUR in 2019. De meeste batterijcellen werden in 2020 nog steeds ingevoerd en alle toonaangevende batterijproducenten waren niet-Europees (waarvan er een aantal in de EU produceerde). In 2020 vertegenwoordigde de mondiale markt voor lithium-ionbatterijen een waarde van ongeveer 40 tot 47 miljard USD
. Met de lopende investeringsprojecten zal de EU tegen 2025 de op één na grootste batterijcelproducent ter wereld worden, achter China.
De EU had in 2020 slechts een klein handelstekort in elektrische auto’s, terwijl de uitvoer sneller groeide dan de invoer
. Tegelijkertijd breiden de automobielbedrijven uit de EU hun productiefaciliteiten uit in Azië en de VS en concurreren zij met de bedrijven aldaar. De EU heeft ook sterke spelers op de markt voor stationaire opslag: bv. onder meer wereldleiders op het gebied van grid-scale toepassingen en de residentiële opslagmarkt.
Wat de productie en uitrol van elektrische bussen betreft, is de EU ver achtergebleven bij China, dat al 60 % van zijn busvloot heeft geëlektrificeerd. In 2020 werden in de EU slechts 1 714 elektrische bussen verkocht tegenover 61 000 in China.
3.5Productie van hernieuwbare waterstof door elektrolyse
Technologieanalyse
Hernieuwbare waterstof die wordt verkregen door middel van waterelektrolyse (ook wel hernieuwbare brandstoffen van niet-biologische oorsprong genoemd) biedt het potentieel om sectoren die moeilijk te elektrificeren en te beperken zijn, zoals de industrie en het zwaar vervoer, koolstofvrij te maken, en kan bijdragen tot energiediensten zoals seizoensopslag. De belangrijkste technologische uitdaging omvat de energie-efficiëntieverliezen die gepaard gaan met de omzetting van hernieuwbare energie in waterstof, aangezien voor elke geproduceerde eenheid hernieuwbare waterstof 1,5 eenheid hernieuwbare elektriciteit nodig is. Dit vereist enorme hoeveelheden hernieuwbare energie, met name wind- en zonne-energie, en de kosten van hernieuwbare energie moeten omlaag om te kunnen concurreren met waterstof op basis van fossiele brandstoffen.
De industrie in de EU gebruikt momenteel ongeveer 7,7 miljoen ton waterstof per jaar
en deze wordt grotendeels geproduceerd uit fossiele brandstoffen. De waterstofproductie door waterelektrolyse wordt geraamd op minder dan 1 % van de totale productie
. De huidige doelstelling van de EU voor 2030 is 40 GW aan elektrolysers te installeren om maximaal 10 miljoen ton hernieuwbare waterstof per jaar te produceren
. Tegen 2050 lopen de prognoses voor elektrolysercapaciteit voor de Europese markt uiteen van 511 GW tot 1 000 GW.
Enkele kernprestatie-indicatoren (KPI’s) voor waterelektrolysers worden hieronder samengevat voor verschillende technologieën: alkalische elektrolyse (AEL), elektrolyse met een membraan van elektrolytisch polymeer (PEMEL), elektrolyse met een anionwisselend membraan (AEMEL) en vasteoxide-elektrolyse (SOEL). De elektrolyse met anionwisselende membranen is nog niet zo ver ontwikkeld als de andere technologieën (die nog in ontwikkeling zijn, maar beschikbaar zijn voor beperkt commercieel gebruik). Vasteoxide-elektrolyse wordt geleidelijk ingezet voor demonstratiedoeleinden. Alkalische elektrolyse en elektrolyse met een membraan van elektrolytisch polymeer zijn volledig commerciële technologieën.
Tabel 1 Belangrijkste prestatie-indicatoren voor de vier belangrijkste waterelektrolysetechnologieën in 2020 en gepland voor 2030. Afschaling van de stack wordt gedefinieerd als een procentueel efficiëntieverlies bij nominale capaciteit.
|
2020
|
2030
|
|
Alkalisch
|
PEMEL
|
AEMEL
|
SOEL
|
Alkalisch
|
PEMEL
|
AEMEL
|
SOEL
|
Karakteristieke temperatuur [°C]
|
70-90*
|
50-80*
|
40-60*
|
700-850*
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Celdruk [bar]
|
<30*
|
<70*
|
<35*
|
<10*
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Efficiëntie (systeem) [kWh/kgH2]
|
50
|
55
|
57 *
|
40
|
48
|
50
|
<50 *
|
37
|
Degradatie [%/1 000uur]
|
0,12
|
0,19
|
-
|
1,9
|
0,1
|
0,12
|
-
|
0,5
|
Kapitaalkostenbereik [EUR/kW — gebaseerd op productie van 100 MW]
|
600
|
900
|
-
|
2700
|
400
|
500
|
-
|
972
|
Bron: Addendum bij het meerjarenwerkplan 2014-2020, FCH JU, 2018 en voor parameters met “*”, opstelling DG ENERGY (Europese Commissie) op basis van Irena-gegevens uit het verslag „Green Hydrogen Cost Reduction”, 2020.
De Gemeenschappelijke Onderneming brandstofcellen en waterstof (FCH JU) heeft sinds 2008 ongeveer 150,5 miljoen EUR geïnvesteerd in de ontwikkeling van elektrolysertechnologieën (74,7 miljoen EUR voor onderzoeksacties en 75,9 miljoen EUR voor innovatieacties). De belangrijkste begunstigde landen waren Duitsland, Frankrijk en het Verenigd Koninkrijk met respectievelijk ongeveer 31, 25 en 18 miljoen EUR. Met de Green Deal-oproep in het kader van Horizon 2020 is ongeveer 90 miljoen EUR beschikbaar gesteld voor drie projectconsortia om 100 MW elektrolysers te ontwikkelen en te exploiteren in reële omgevingen. Hoewel Japan al vele jaren consequent octrooieert op dit technische gebied, is het aantal uitvindingen in verband met elektrolysers in andere regio’s (met name China) de afgelopen jaren gestaag toegenomen. Voor elektrolysers beschikt Europa (met inbegrip van het VK) naar verhouding over grotere aantallen internationale octrooifamilies (octrooiaanvragen ingediend en gepubliceerd bij verschillende internationale octrooibureaus) dan andere toonaangevende economieën
.
Analyse van de waardeketen
Het is moeilijk om nauwkeurige informatie te hebben over waardeketens die verband houden met hernieuwbare en koolstofarme waterstof en over de voorspelde groei daarvan, maar de werkzaamheden van de Europese alliantie voor schone waterstof met meer dan 1 500 leden wijzen op een zeer dynamische en zich snel ontwikkelende sector. Tot op heden heeft de Europese alliantie voor schone waterstof al informatie verzameld over projecten voor ongeveer 60 GW elektrolysecapaciteit tegen 2030, waarvan de overgrote meerderheid moet worden gevoed door hernieuwbare elektriciteit.
De markt voor elektrolyse heeft een groot ontwikkelingspotentieel. Uit een overzicht van de fabrikanten van middelgrote tot grootschalige elektrolysesystemen, waarin alleen fabrikanten van commerciële systemen zijn opgenomen en geen rekening wordt gehouden met fabrikanten van elektrolysers op laboschaal, blijkt dat Europa een sterke internationale positie inneemt voor zowel alkalische als PEM-elektrolyse en een zeer sterke positie heeft voor SO-elektrolyse, terwijl de enige AEM-fabrikant ook in de EU is gevestigd. De grootschalige inzet van deze elektrolysers zal onder meer afhangen van de beschikbaarheid van hernieuwbare en koolstofarme elektriciteit die nodig is voor de productie van hernieuwbare en koolstofarme waterstof, en van andere factoren zoals het verhogen van het aantal bedrijfsuren van elektrolysers en het verlagen van de elektriciteitsprijzen.
Analyse van de mondiale markt
De EU heeft een technologische voorsprong op het gebied van elektrolyse en aanverwante technologieën, maar produceert tot dusver relatief weinig elektrolysers; er wordt echter verwacht dat de productie in de komende jaren aanzienlijk toenemen. Voor de productie van brandstofcellen, elektrolysers en waterstofopslagtechnologieën zijn ongeveer 30 grondstoffen nodig. Volgens de lijst van 2020 van voor de EU kritieke grondstoffen worden 13 van deze materialen van cruciaal belang geacht voor de economie van de EU (elektrolysers zijn niet in de beoordeling opgenomen). Vooral voor de PEM-elektrolyse is het gebruik vereist van edelmetaalkatalysatoren zoals iridium voor de anoden en platina voor de kathode, die beide hoofdzakelijk uit Zuid-Afrika afkomstig zijn; voor SO-elektrolyse zijn zeldzame aardmetalen nodig, die voornamelijk uit China komen.
3.6Slimme netwerken (automatisering van distributienetten, slimme meters, thuissystemen voor energiebeheer en slimme laadpalen voor elektrische voertuigen)
Verwacht wordt dat de invoering van technologieën voor slimme netwerken dit decennium en daarna een robuuste trend zal blijven vertonen, in nauwe samenhang met elektrificatie, decentralisatie en de noodzaak van een grotere betrouwbaarheid en operationele efficiëntie van het net en meer investeringen om de verouderde netwerkinfrastructuur te moderniseren. Technologieën zoals slimme meters, automatisering of elektrificatie van mobiliteit zullen tot 2030 elk goed zijn voor ongeveer 8 % van de geraamde investeringen in elektriciteitsdistributienetten in de EU en het VK
. Algemeen wordt verwacht dat ook de markten voor aanverwante digitale diensten zullen blijven groeien. In dit deel worden vier gebieden van digitale technologieën en diensten geanalyseerd die van bijzonder belang zijn voor de ambities van de EU met betrekking tot gebouwen en mobiliteit, namelijk de automatisering van distributienetten, systemen voor het beheer van eigen energie (HEMS), slimme meters en slim opladen.
Technologieanalyse
Distributieautomatisering en slimme meters kunnen steunen op goed ontwikkelde, marktklare apparaten en software, waarvan de uitrol al tien jaar aan de gang is. Zo waren er eind 2020 bijna 150 miljoen slimme meters geïnstalleerd in de EU, Noorwegen, Zwitserland en het VK (een gemiddelde penetratiegraad van 49 %). Dit aantal zal naar verwachting toenemen tot bijna 215 miljoen in 2025 (penetratiegraad van 69 %)
, waarbij de technologie van de tweede golf meer gericht is op decentralisatie en dienstverlening aan consumenten.
Anderzijds zijn HEMS en slimme oplaadsystemen in een vroeg stadium in gebruik, waarbij nog veel veelbelovende onderzoeksprojecten in de EU en elders worden uitgevoerd om de stand van de technologie te verbeteren en deze vroege groei te beïnvloeden. Normalisatie, interoperabiliteit en cyberbeveiliging zijn over de hele linie gemeenschappelijke uitdagingen voor alle technologieën en dreigen de marktpenetratie in een vaak versnipperde markt te vertragen.
Analyse van de waardeketen
De waardeketen van de vier technologieën bestaat uit een combinatie van hardware-, software- en dienstenleveranciers. Dit draagt ertoe bij dat de waardeketens in de EU over veel spelers zijn versnipperd, met name op het gebied van HEMS en slim opladen. De distributieautomatiserings- en slimme meterwaardeketens zijn daarentegen meer geconcentreerd. Bij de automatisering van de distributie zijn sommige Europese bedrijven actief in de volledige waardeketen en zijn zij belangrijke mondiale spelers of marktleiders, terwijl slimme meterwaardeketens doorgaans door regionale spelers worden gedomineerd.
In totaal zijn meer dan 50 ondernemingen, vooral Europese, op de een of andere manier actief op de HEMS-markt, waarvan sommige een sterke geschiedenis op het gebied van energie hebben. Recenter zijn aggregators en technologiebedrijven op deze markt verschenen, waarbij hun bedrijfsmodellen uitsluitend op HEMS zijn gericht en soms producten of diensten aanbieden aan grote ondernemingen, waarbij wordt voorkomen dat deze ondernemingen de gehele HEMS-productieketen bestrijken.
De drie belangrijkste inzichten met betrekking tot de toeleveringsketen van de oplaadinfrastructuur voor elektrische voertuigen zijn: (i) de toeleveringsketen van fabrikanten is hoofdzakelijk lokaal en/of regionaal, met name voor in de EU gevestigde leveranciers, (ii) de elektronische basisonderdelen worden aangekocht in Azië, en (iii) de markt en de waardeketen zijn nog niet volledig volgroeid aangezien de verkopers voornamelijk intern ontwikkelen, ontwerpen en produceren, met enige contractproductie. Maar aangezien de invoering van gedistribueerde energiebronnen (Distributed Energy Resources — DER) en elektrische voertuigen in de loop van dit decennium snel zal vorderen, zal de sector slimme oplaadsystemen zich ook consolideren als een groeiend deel van een multimiljardenmarkt voor oplaadsystemen voor elektrische voortuigen, met name in het deel van de trage oplaadsystemen dat groter zal zijn dan het snellaadsysteem volgens het IEA in zijn meest recente Global EV Outlook.
Het is vermeldenswaard dat, gezien het toenemende belang van de software voor technologieën die verband houden met slimme netwerken, het bedrijfsmodel gedeeltelijk aansluit bij dat van de zuivere software-industrie en zich meer ontwikkelt in de richting van een dienstenmarkt, waarbij een groot deel van de inkomsten na de eerste invoering ontstaat.
Analyse van de mondiale markt
Alle vier de markten groeien met ongeveer 10 % samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR), de oplaadinfrastructuur met 26 %. De distributieautomatisering, de grootste wereldmarkt van de vier met een geschatte waarde van 12,4 miljard USD in 2020, zal naar verwachting groeien met een CAGR van 7,4 % tot 17,7 miljard USD in 2025. De markt voor slimme meters werd in 2019 geraamd op 21,3 miljard USD en zal naar verwachting groeien tot 38 à 39 miljard USD in 2027 (voornamelijk als gevolg van de groei in Azië). De mondiale HEMS-markt zal naar verwachting groeien van bijna 4,4 miljard USD in 2019 tot meer dan 12 miljard USD in 2028, met een CAGR van 12,3 % (en van 12,1 % in de EU).
Ten slotte kunnen de oplaadinfrastructuur en -platforms voor elektrische voertuigen dit decennium in de EU een echte hausse doormaken, waarbij hun gecombineerde markten naar verwachting zullen groeien van 0,63 miljard EUR in 2020 tot 6,7 miljard EUR in 2030, met een CAGR van meer dan 26 %. De bloeiende markt voor elektrische voertuigen zal enorme kansen creëren voor de HEMS-markt, aangezien dit een van de belangrijkste oplaadsystemen voor thuis zal worden. De vroege regelgevingsdruk heeft een groeiende EU-markt voor slimme meters gecreëerd, die voornamelijk door producenten in de EU wordt beleverd, althans wat hardware betreft; de softwaremarkt voor slimme meters en beheerssystemen, zelfs in de EU, lijkt evenwichtiger te zijn, met de aanwezigheid van enkele sterke Amerikaanse actoren. Anderzijds zijn de Aziatische (en met name Chinese) markten in termen van verzonden eenheden enorm groot in vergelijking met de Europese.
Met ambitieuze beleidsdoelstellingen (bv. de Europese Green Deal, integratie van energiesystemen enz.), een gunstig regelgevingsklimaat (bv. de elektriciteitsrichtlijn) en overheidsfinanciering (bv. Horizon Europa, het cohesiebeleid, het Europees innovatiefonds, de herstel- en veerkrachtfaciliteit) wil de EU het voortouw nemen bij de uitrol van slimme netwerken. Samen met het bestaan van gevestigde EU-bedrijven die netwerktechnologieën aanbieden, zal dit een ondersteuning zijn om Europese marktleiders en solide technologieproducenten in alle vier de technologische domeinen te hebben. Tegelijkertijd zullen Europese ondernemingen in de aanloop naar 2030 met zware concurrentie te maken krijgen aangezien de analyse van de mondiale markt duidt op sterke ontwikkelingen in de VS en in Azië-Pacific (China, Japan, Zuid-Korea).
3.7Hernieuwbare brandstoffen voor luchtvaart en scheepvaart
Technologieanalyse
Hernieuwbare brandstoffen, met inbegrip van geavanceerde biobrandstoffen
en hernieuwbare synthetische brandstoffen
, zijn de enige gecommercialiseerde oplossing om de lucht- en scheepvaartsector op korte termijn koolstofvrij te maken. Hernieuwbare brandstoffen zullen naar verwachting 5 % (d.w.z. 2,3 Mtoe) uitmaken van het totale verbruik van vliegtuigbrandstof in de EU tegen 2030 en 63 % (d.w.z. 28 Mtoe) tegen 2050. De aangekondigde totale jaarlijkse capaciteit van hernieuwbare vliegtuigbrandstof in de EU bedraagt ongeveer 1,7 miljoen ton tegen 2025, wat neerkomt op 0,05 % van de totale EU-vliegtuigbrandstof. Ter vergelijking: de geïnstalleerde capaciteit in de VS is tweemaal zo groot (3,6 miljoen ton) en bedraagt ongeveer 60 % van de mondiale capaciteit. Het aandeel hernieuwbare scheepsbrandstof is vandaag de dag verwaarloosbaar, maar zal naar verwachting 8,6 % van de totale brandstofmix bereiken tegen 2030 en 88 % tegen 2050.
De commercialisering en opschaling van hernieuwbare brandstoffen wordt belemmerd door hoge kapitaaluitgaven (CAPEX), die oplopen tot 500 miljoen EUR voor één installatie en tot 80 % van de totale productiekosten. Met name de productiekosten van hernieuwbare brandstoffen worden momenteel geraamd op 3 tot 6 maal de huidige marktprijs van conventionele brandstoffen. De co-verwerking (of co-waterstofbehandeling in het geval van vliegtuigbrandstoffen) in bestaande raffinaderijen en andere industrieën neemt steeds grotere vormen aan en biedt een voordeel voor het verlagen van de kapitaalkosten.
De EU draagt aanzienlijk bij tot kostenvermindering van hernieuwbare brandstoffen door een sterke mondiale positie op het gebied van O&I-investeringen te behouden. De publieke O&I-financiering van de lidstaten voor biobrandstoffen, met inbegrip van geavanceerde biobrandstoffen, is sinds 2008 constant gebleven op ongeveer 400 miljoen EUR per jaar. Bovendien is de EU-financiering voor hernieuwbare brandstoffen gestegen van 430 miljoen EUR voor de periode 2012-2016 tot 531 miljoen EUR in de periode 2017-2020. De specifieke toewijzing van middelen voor brandstoffen voor de luchtvaart en de zeescheepvaart is voor dezelfde periode gestegen van 84 miljoen EUR tot 229 miljoen EUR.
De gegevens voor particuliere O&I-investeringen zijn beperkt, maar wijzen erop dat in China gevestigde ondernemingen gemiddeld de hoogste jaarlijkse investeringen (809 miljoen EUR) in hernieuwbare brandstoffen doen, gevolgd door ondernemingen in de EU (652 miljoen EUR) en in de VS (578 miljoen EUR). Het grootste deel van de ondernemingen die in onderzoek en innovatie investeren, is echter gevestigd in de EU, gevolgd door China en de VS.
Dankzij consistente investeringen behoort de EU mogelijk tot de wereldleiders op het gebied van innovatie. Er zijn echter aanwijzingen dat de EU achterblijft bij met name Amerikaanse bedrijven, die twee keer zoveel octrooien op vliegtuigbrandstoffen hebben als in de EU gevestigde ondernemingen, en een groter aantal toonaangevende innovatoren. Japanse en in de EU gevestigde ondernemingen vertegenwoordigen elk een derde van alle octrooien in de maritieme sector, maar het bewijs is niet overtuigend omdat sommige technologieën die verder gaan dan hernieuwbare brandstoffen zijn opgenomen en de gegevens niet gedetailleerd genoeg zijn.
Analyse van de waardeketen
Over het algemeen zijn hernieuwbare brandstoffen in de lucht- en zeevaartsector niet alleen een strategisch element voor de overgang naar een klimaatneutrale economie, maar kunnen zij ook kansen bieden voor groei en werkgelegenheid. Het pakket ter uitvoering van de Europese Green Deal zal naar verwachting de vraag naar hernieuwbare brandstoffen voor de scheepvaart en de luchtvaart in de EU doen toenemen. Dit zou kunnen bijdragen tot een jaarlijkse groei van de toegevoegde waarde van enkele miljarden euro tegen 2030. Gezien de huidige productie van vloeibare biobrandstoffen van 16 Mtoe in de EU werk biedt aan bijna 230 000 mensen, zou de toename van de binnenlandse productie tegen 2050 tot 270 000 extra banen kunnen opleveren. De huidige werkgelegenheid voor biobrandstoffen wijst er ook op dat er al een sterke basis is voor de vaardigheden die nodig zijn voor de uitbreiding van de markt, maar voor een mogelijke verdubbeling tegen 2050 kan meer opleiding op het gebied van beroepsvaardigheden nodig zijn.
De waardeketens van de EU profiteren van uiteenlopende expertise op het gebied van verschillende productietrajecten en grondstoffen, alsook van synergieën van een toenemend aantal joint ventures tussen ondernemingen op het gebied van hernieuwbare brandstoffen, olie- en gasbedrijven en havens en luchthavens, waaruit blijkt dat zij voorbereid zijn op de uitbreiding van de markten voor hernieuwbare brandstoffen naar de luchtvaart en de scheepvaart.
Geavanceerde biobrandstoffen zijn voornamelijk gebaseerd op niet-recycleerbaar afval en residuen, een duurzamere optie met minder gevolgen voor landgebruik en biodiversiteit dan biobrandstoffen uit voedsel en voedergewassen. De keuze van grondstoffen voor biomassa kan gevolgen hebben voor de duurzaamheid, de productiekosten en potentiële knelpunten in de voorziening. Met name bij het opschalen van geavanceerde biobrandstoffen zal de maturiteit van alternatieve productietrajecten op basis van verschillende grondstoffen, met uitzondering van afvalstoffen, noodzakelijk zijn om knelpunten te vermijden.
Analyse van de mondiale markt
De markt voor hernieuwbare brandstoffen in de luchtvaart en de scheepvaart is momenteel zeer beperkt. Verwacht wordt dat nieuw beleid in het pakket ter uitvoering van de Europese Green Deal de vraag sterk zal doen toenemen en deze markten binnen dit en de volgende decennia zal uitbreiden. De sterke mondiale marktpositie van de EU op het gebied van biobrandstoffen in het wegvervoer en de concentratie van toonaangevende producenten van geavanceerde biobrandstoffen beloven een goede beginpositie om deze nieuwe markten te vullen. Met specifieke initiatieven en twee keer de geïnstalleerde capaciteit van de EU, en de Amerikaanse productie van duurzame vliegtuigbrandstof kunnen de VS echter ook op de EU-markten concurreren.
Omdat PtL (power-to-liquid) afhankelijk is van goedkope hernieuwbare elektriciteit, zou de productie van synthetische brandstoffen een grotere afhankelijkheid van het Midden-Oosten en Noord-Afrika (MENA) kunnen vereisen. Anderzijds bieden synergieën met bestaande brandstofproductie-installaties in de EU (integratie met raffinaderijen, hergebruik van productie en ondersteunende infrastructuur, beschikbaarheid van geschoolde werknemers, beschikbaarheid van CO2 voor afvang en hergebruik en andere factoren) het potentieel van economisch concurrerende productie van synthetische brandstoffen in de EU.
Belang van baanbrekende technologieën — Voorbeeld van zonnebrandstof
De behoefte aan alternatieven voor vloeibare fossiele brandstoffen stimuleert onderzoek en innovatie om kostenefficiënte hernieuwbare brandstoffen met een hoge energiedichtheid en ruime beschikbaarheid van grondstoffen te ontwikkelen. Hoewel geavanceerde biobrandstoffen en synthetische brandstoffen al ver ontwikkeld zijn en sommige zelfs op de markt komen, zijn zonnebrandstoffen nog steeds technologieën met een laag niveau van technologische paraatheid (TRL), en bevinden zij zich in de conceptuele of experimentele fase. Verdere investeringen tegen 2050 kunnen deze baanbrekende technologieën echter mogelijk maken, zodat kosteneffectieve brandstoffen met een hoge energiedichtheid breder beschikbaar zijn en tegelijkertijd de druk op grondstoffen en hulpbronnen wordt verminderd.
Om tegen 2050 een nettonuluitstoot te bereiken, zal het naast de snelle uitrol van beschikbare technologieën nodig zijn om nieuwe technologieën op de markt te brengen die vandaag de dag een laag TRL-gehalte hebben. Evenzo was het in het verleden door middel van gerichte onderzoeks- en innovatieacties mogelijk om technologieën op de markt te brengen die dertig jaar geleden slechts een laag niveau van technologische paraatheid (TRL) hadden of zelfs maar concepten waren, zoals offshore-windenergie, hernieuwbare brandstoffen en lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen.
De productie van zonnebrandstof omvat een aantal antropogene en biologisch ondersteunde processen om zonne-energie rechtstreeks om te zetten in brandstoffen, chemische producten en materialen uit zonlicht, lucht (bv. CO2 en stikstof) en water. Het omvat het gebruik van lichtenergie rechtstreeks afkomstig van zonlicht, vaak kunstmatige fotosynthese genoemd, en de warmte van zonlicht om thermische processen bij hoge temperatuur te sturen.
Met name foto-elektrochemische (PEC) watersplitsing is een veelbelovend traject voor de productie van waterstof op basis van zonne-energie, daar dit het potentieel biedt voor een hoge omzettingsefficiëntie bij lage bedrijfstemperaturen met behulp van kosteneffectieve dunne films en/of halfgeleidermaterialen. Met geschaalde investeringen zou PEC tegen 2040 kostenconcurrerend kunnen worden met fossiele brandstoffen en de marktintroductie ervan.
4.Conclusies
De doelstellingen van de Green Deal kunnen niet worden verwezenlijkt zonder aanzienlijk meer publiek en particulier onderzoek en innovatie op het gebied van schone energietechnologieën en meer inspanningen om van de ontwikkelingsfase over te schakelen naar de marktintroductie. Dit zal niet alleen de nieuwe oplossingen bieden die nodig zijn om tegen 2050 koolstofneutraliteit te bereiken en tegelijkertijd het verlies van biodiversiteit, vervuiling en uitputting van natuurlijke hulpbronnen aan te pakken, maar ook de groei en werkgelegenheid in de schone energiesector in de EU bevorderen.
Hoewel de particuliere sector zelf de hoofdverantwoordelijkheid voor investeringen zal moeten dragen, is het de taak van de EU om de juiste regelgevings- en financiële randvoorwaarden te scheppen. Dit omvat onder meer het stimuleren van de vraag door middel van een aantal maatregelen die zijn opgenomen in het wetgevingspakket Fit-for-55. Daarnaast bieden het Fonds voor herstel en veerkracht, InvestEU en de nieuwe generatie EU-programma’s in het kader van de EU-begroting 2021-2027 een sterke stimulans om een aantal van de uitdagingen aan te pakken, door het beschikbare kapitaal voor scale-ups te verhogen, marktbelemmeringen weg te nemen en beleidshervormingen aan te sturen. Terwijl de energiesector van de EU geleidelijk koolstofvrij wordt en schone energietechnologieën worden uitgerold, moet de nadruk worden gelegd op concurrentievermogen, banen en groei.
Uit dit verslag blijkt dat de EU het voortouw blijft nemen op het gebied van onderzoek naar schone energie. De dalende trend van octrooien op het gebied van schone energie lijkt te keren, waarbij het aantal jaarlijkse aanvragen, in de EU en wereldwijd, terugkeert naar het niveau van tien jaar geleden. Op mondiaal niveau heeft de EU een groter aandeel “groene” uitvindingen op het gebied van technologieën ter beperking van de klimaatverandering in vergelijking met andere grote economieën. Met een positieve handelsbalans en een aanzienlijk marktaandeel behoudt de EU een sterke positie in de windindustrie, maar kan zij zich in meerdere andere sectoren op een kruispunt bevinden. In de PV-industrie tonen de Europese fabrikanten opnieuw belangstelling voor investeringen in de EU op basis van de nieuwste technologieën. Ook maakt de batterijenindustrie in de EU een inhaalbeweging door een combinatie van investeringen in de productie van batterijen, een toegenomen vraag naar elektrische voertuigen in combinatie met de verschuiving van de auto-industrie in de EU, en de nadruk op recycling om het grondstoffenprobleem aan te pakken. De Europese warmtepomp, hernieuwbare brandstoffen, slimme netwerken en de sector van hernieuwbare waterstof zijn goed geplaatst om te profiteren van de groeiende toekomstige vraag op basis van beleidsgestuurde expansie van relevante markten. Hun concurrentiepositie zal afhangen van hun snelheid van penetratie/ontwikkeling, de inzet van geplande investeringen/markten die klaar zijn, van een gunstig rechtskader en van de ontwikkelingen in andere sectoren (zoals de luchtvaart en het zeevervoer). De invoering van schone energie vereist ook een gedegen beoordeling van de milieueffecten van de technologieën en mitigerende maatregelen.
Er zijn ook verdere inspanningen nodig om de kloof tussen innovatie en de markt te dichten. In de EU gevestigde startende bedrijven op het gebied van klimaattechnologie lopen achter op hun tegenhangers qua schaalvergroting, waardoor het voor de EU moeilijk wordt om de klimaat- en concurrentievoordelen van EU-innovatie te benutten en veelbelovende ondernemingen naar de VS of Azië over te brengen om voldoende schaalgrootte te bereiken. Ondanks het bestaan van veel nationale en lokale ecosystemen wordt de groei belemmerd door de versnippering van de natuurlijke markt van de EU en de regelgeving. Dit leidt tot een verschillende maturiteit van de risicokapitaal-ecosystemen, waardoor ondernemers worden geconfronteerd met uitdagingen bij het opschalen van baanbrekende technologieën. De invoering van technologieën wordt ook belemmerd door problemen aan de vraagzijde, zoals vergunningen, capaciteitsverhoging en andere structurele belemmeringen, alsook door marktverstoringen als gevolg van internationale subsidies waar Europese bedrijven actief zijn. Intensievere werkzaamheden met betrekking tot Europese normen voor digitalisering, betrouwbaarheid en duurzaamheid zijn ook van cruciaal belang om de invoering van innovatieve technologieën te ondersteunen.
Naast het bevorderen van onderzoek, innovatie en de marktintroductie van schone energieoplossingen moet de EU zorgen voor betrouwbare, duurzame en onverstoorde toegang tot grondstoffen. Hulpbronnenefficiëntie, circulariteit en duurzame binnenlandse grondstoffenvoorziening zijn van essentieel belang om knelpunten te voorkomen naarmate de vraag toeneemt. Dit vergt in veel gevallen meer onderzoek en innovatie. Voor het veiligstellen van verdere segmenten van de waardeketen binnen de EU zal het financieringslandschap voor innovatie moeten worden versterkt.
De recente stijging van de energieprijzen heeft duidelijk gemaakt dat Europa zijn energieafhankelijkheid moet verminderen. De Europese Green Deal en een toenemend aandeel in schone energie zullen de weg vooruit vormen. De Europese Commissie zal de voortgang in de sector schone energie blijven volgen en haar methodologie en gegevensverzameling verder ontwikkelen in samenwerking met de lidstaten en belanghebbenden, met als doel beleidsbeslissingen te kunnen ondersteunen en Europa tegen 2050 concurrerend, hulpbronnenefficiënt en koolstofneutraal te maken.