Luchtvervuiling door kolencentrales drukt wereldwijde opbrengst zonnepanelen

Onderzoekers van onder meer University College London analyseerden een mondiale dataset van 140.945 individuele zonne-energiesystemen en berekenden per locatie hoeveel energie verloren gaat door luchtvervuiling.

5,8 procent
Aerosolen, kleine zweefdeeltjes die bij verbrandingsprocessen vrijkomen en het zonlicht tegenhouden voordat het zonnepanelen bereikt, zijn daarin de centrale factor. In 2023 bedroeg het totale productieverlies door aerosolen 5,8 procent van de potentiële opbrengst, naast een verlies van 21,1 procent door bewolking. In absolute hoeveelheden: 515 terawattuur ging verloren, gelijk aan de jaaropbrengst van 84 kolencentrales van elk 1 gigawatt bij een bezettingsgraad van 70 procent.

Tussen 2017 en 2023 waren de jaarlijkse aerosol-gerelateerde verliezen van bestaande installaties volgens de onderzoekers gemiddeld gelijk aan een derde van de energie die nieuwe zonne-energieprojecten in diezelfde periode aan het stroomnet toevoegden.

China als uitbijter
China is de meest getroffen regio. Het land produceerde in het onderzochte jaar 793,5 terawattuur aan zonne-energie, goed voor 41,5 procent van het mondiale totaal, maar leed tegelijk aan 61,3 terawattuur aan aerosol-gerelateerde verliezen. Dat is 54,9 procent van de wereldwijde verliezen, meer dan alle andere landen samen. De nationale zonne-energieopbrengst daalde er daardoor met 7,7 procent.

Ter vergelijking: in de Verenigde Staten, waar kolencentrales en zonnepaneelinstallaties geografisch ver van elkaar liggen, bedroeg het verlies slechts 3,1 procent. Europa kende een gemiddeld jaarlijks verlies van 28,4 procent van de mondiale aerosol-verliezen.

Emissiereductie helpt
China is volgens het onderzoek het enige grote land waar aerosol-gerelateerde verliezen structureel dalen, met 1,4 procent per jaar. Dat is niet het gevolg van een afbouw van kolencentrales: de elektriciteitsproductie uit kolen groeide van 4.093 terawattuur in 2013 naar 5.857 terawattuur in 2023. De verbetering is te danken aan strengere emissienormen. Zogeheten ultralow-emission-retrofits, technische aanpassingen die de uitstoot per kolencentrale drastisch verminderen, zijn verantwoordelijk voor 91 procent van de totale vermindering van zwaveldioxide-uitstoot uit de kolensector tussen 2014 en 2023. Uitfasering van kolencentrales droeg slechts 9 procent bij.

In Amerika en Europa stegen de aerosol-verliezen juist, met respectievelijk 1,5 en 1,3 procent per jaar. Een positief terugkoppelingsmechanisme waarbij meer zonne-energie leidt tot schonere lucht en daarmee hogere zonne-energieopbrengsten, is tot nu toe alleen zichtbaar in China en heeft zich wereldwijd volgens het onderzoek nog niet doorgezet.

Kolen als barrière
De onderzoekers concluderen dat kolencentrales niet alleen een economisch concurrentienadeel vormen voor zonne-energie, maar ook een directe fysieke belemmering creëren. In China liggen zonne-energiesystemen op gemiddeld 20 tot 30 kilometer van kolencentrales, terwijl die afstand in de Verenigde Staten meer dan 100 kilometer bedraagt. Die geografische nabijheid verklaart voor een groot deel het verschil in verliezen tussen beide landen.

Snellere uitfasering van kolen is volgens de studie essentieel om de klimaatdoelstellingen van de energietransitie daadwerkelijk te halen. Emissiereductie biedt een gedeeltelijke oplossing, maar lost het probleem niet volledig op. De studie roept beleidsmakers op om klimaat-, luchtkwaliteits- en energiesysteemmodellen te combineren, zodat de bijdrage van zonne-energie aan klimaatdoelstellingen niet stelselmatig wordt overschat.