Expert Talk: De zon wint: Een positief kantelpunt voor zonne-energie

2024: Een jaar van ongewenste klimaatrecords

2024 brak records – maar niet de soort die we graag vieren. Het was het warmste jaar ooit geregistreerd, met bijna elke maand een nieuw temperatuurrecord [1, 2, 3]. En wanneer een maand geen eerste plaats bereikte, stond ze kort achter het record van 2023. De mondiale temperaturen zijn nu gemiddeld met 1,5°C gestegen ten opzichte van het pre-industriële niveau (1850) — een drempel waarvan wetenschappers al lang waarschuwen dat het ernstige en onomkeerbare gevolgen voor het klimaat kan hebben [1, 2, 3].

Deze stijgende hitte is meer dan een cijfer; ze leidt tot gevaarlijke klimaatkantelpunten [4, 5]. Die kantelpunten zijn kritische drempels die, als ze eenmaal zijn overschreden, zelfversterkende, onomkeerbare veranderingen in gang zetten. Een alarmerend voorbeeld is het smelten van de ijskappen op Groenland. Minder ijs betekent minder reflectie van zonlicht in de atmosfeer, wat leidt tot verdere opwarming [6]. Bovendien bevatten deze ijskappen permafrost, waarin grote hoeveelheden methaan worden opgeslagen, een krachtig broeikasgas dat, wanneer het vrijkomt, de klimaatverandering nog verder versnelt [7, 8, 6].

Over broeikasgassen gesproken: in 2024 werd er opnieuw een record bereikt in de door de mens veroorzaakte uitstoot van koolstofdioxide (CO₂) [3, 2].

Hierdoor moeten er maatregelen worden genomen om de opwarming van de aarde te vertragen. Daarom hebben internationale inspanningen zoals de Overeenkomst van Parijs als doel om de temperatuurstijging te beperken tot 1,5°C in 2030 [9]. Bovendien heeft de Europese Green Deal een nog ambitieuzer doel gesteld: het bereiken van netto nul emissies tegen 2050 [10].

Zonne-energie als belangrijke motor voor de energietransitie

Omdat de vraag naar energie stijgt door het gedrag van een groeiende bevolking en industrialisatie, is een verschuiving van fossiele brandstof naar groene energie van cruciaal belang om de wereldwijde klimaatdoelstellingen te halen. Een belangrijke oplossing is elektrificatie, waarbij fossiele brandstoffen worden vervangen door elektriciteit voor de energievoorziening van huizen, verwarming en transport [11, 12]. Technologieën zoals elektrische voertuigen (EV’s) en warmtepompen zijn veel efficiënter dan hun tegenhangers op fossiele brandstoffen, waardoor de uitstoot afneemt terwijl het energieverbruik verbetert [11].  Hoewel verwacht wordt dat deze overgang het elektriciteitsverbruik zal verdubbelen of zelfs verdrievoudigen, zal de superieure energie-efficiëntie van geëlektrificeerde systemen uiteindelijk leiden tot een vermindering van de totale vraag naar energie [12, 13].

De oplossing om deze significante stijging in de vraag naar elektriciteit te beantwoorden, terwijl de uitstoot van broeikasgassen tot een minimum wordt beperkt, is de inzet van hernieuwbare energiebronnen, omdat deze zeer schaalbaar zijn en dus snel kunnen worden uitgebreid om aan de groeiende behoeften te voldoen. Van alle bronnen speelt zonne-energie een hoofdrol, aangezien de zon de meest voorkomende energiebron op aarde is. Bovendien is de zonne-energiecapaciteit in de afgelopen decennia elke drie jaar verdubbeld, wat een significante exponentiële trend illustreert [14]. Door de snelle groei en schaalbaarheid is zonne-energie een belangrijke drijvende motor van de energietransitie en essentieel voor een duurzame toekomst.

Van niche naar noodzaak: Zonne-energie bereikt zijn doorbraakmoment

Het is niet de vraag of de overgang naar hernieuwbare energie kan gebeuren, maar hoe snel dit kan. Gelukkig volgen zonne- en windenergie een fascinerende, niet-lineaire trend die bekend staat als leercurves [15]. Dit betekent dat elke keer dat de cumulatieve geïnstalleerde capaciteit verdubbelt, de kosten van de technologie aanzienlijk dalen. Voor windenergie is deze leercurve ongeveer 10% terwijl fotovoltaïsche (PV) zonne-energietechnologie profiteert van een nog steiler percentage van 20% [15]. Het resultaat is dat hoe meer we installeren, hoe goedkoper deze technologieën worden, wat resulteert in een zichzelf versterkende cyclus die al een positief kantelpunt heeft veroorzaakt. Dit kantelpunt betekent dat zonne- en windenergie nu op een onstuitbaar pad zijn om de wereldwijde energiemix te domineren [15]. Deze vooruitzichten worden duidelijk geïllustreerd in figuur 2 [15].

Zowel zonne- als windenergie zijn in het grootste deel van de wereld al goedkoper dan hun tegenhangers in fossiele brandstoffen, en dankzij hun leercurve zal deze kostenkloof alleen maar groter worden [15, 16]. Op dit moment zijn het de meest betaalbare energiebronnen die beschikbaar zijn. Omdat zonne-energie bovendien een hogere leercurve dan windenergie heeft, zal deze energiebron in de toekomst windenergie voorbijstreven. Deze trend wordt duidelijk geïllustreerd in figuur 2, waar zonne-energie (Solar PV) duidelijk de energiemix zal domineren in de komende jaren. Bovendien blijven de wereldwijde investeringen in zonne-energie stijgen en zijn ze nu al hoger dan die in alle andere energiebronnen samen [17].

Hoewel zonne-energie een lagere energiedichtheid heeft dan fossiele brandstoffen, gaat een aanzienlijk deel van de energie verloren in systemen op basis van fossiele brandstoffen, terwijl zonne-energie en elektrificatie een aanzienlijk hogere efficiëntie bieden. Bovendien ligt de echte kracht van zonne-energie in de schaalbaarheid, waardoor het op grote schaal kan worden ingezet voor diverse toepassingen. Of het nu op daken is, op uitgestrekte zonneparken of geïntegreerd in de stedelijke infrastructuur, zonne-energie is aanpasbaar aan verschillende omgevingen en draagt bij aan een meer veerkrachtige en duurzame toekomst. Op dit moment is 86% van de wereldbevolking afhankelijk van geïmporteerde fossiele brandstoffen, wat hen kwetsbaar maakt voor geopolitieke instabiliteit [11]. Naarmate zonne-energie in de toekomst een groter aandeel van de energiemix inneemt, zal het de wereldwijde energiezekerheid verbeteren, de afhankelijkheid van import verminderen en een stabielere en duurzamere energietoekomst bieden.
Het probleem in het verleden waren echter de hoge kosten van hernieuwbare energie, terwijl het huidige probleem ligt in het fluctuerende gedrag van de hernieuwbare energiebronnen [15]. Daarom is energieopslag cruciaal in de energietransitie, en batterijen bieden een belangrijke oplossing. Hoewel ze nog steeds duur zijn, dalen hun kosten snel omdat ze net zoals zonne- en windenergie profiteren van een leercurve [15, 11]. Het niet-lineaire gedrag van deze technologieën (windenergie, zonne-energie en batterijopslag) wordt duidelijk weergegeven in figuur 3 [11].
Nijsse et al. geven een uitgebreide analyse van leercurves en het positieve kantelpunt in fotovoltaïsche technologie in hun publicatie Nature Communications, “The Momentum of the Solar Energy Transition” [15].

EnergyVille in België voert al baanbrekend onderzoek uit om de energietransitie vooruit te stuwen. In 2024 zijn vijf nieuwe projecten goedgekeurd, die elk een belangrijke uitdaging in de overgang naar duurzame energie aanpakken [18]. Zo willen ze het gebruik van batterijtechnologie verbeteren met behulp van kunstmatige intelligentie en onderzoeken hoe de Belgische economie kan overstappen op klimaatneutrale energie [18]. Verder zullen er studies worden uitgevoerd om offshore netinvesteringen efficiënter te maken, industriële flexibiliteit te ontsluiten om het net te ondersteunen en offshore windparken te combineren met drijvende zonnepanelen om de productie van hernieuwbare energie te maximaliseren [18].
Naast deze projecten doet EnergyVille ook onderzoek naar PV-technologie, met een sterke focus op het verbeteren van de efficiëntie en stabiliteit van de volgende generatie dunnefilmzonnepanelen. Onlangs leverden ze als een van de eersten real-world gegevens van een langetermijntest op buitenstabiliteit van perovskiet mini-modules, wat een belangrijke stap is om deze veelbelovende zonnetechnologie betrouwbaarder en marktklaar te maken [19]. Verder doet EnergyVille baanbrekend onderzoek naar gebouwgeïntegreerde fotovoltaïsche energie (BIPV), waarbij meerdere PV-apparaten op gevels worden geïnstalleerd en gecontroleerd om de prestaties, betrouwbaarheid en haalbaarheid van BIPV-toepassingen te verbeteren [20].

De beste van de klas: De dominantie van China in hernieuwbare energie

China heeft een dominante rol in de installatie van hernieuwbare energie, waar het verantwoordelijk is voor 60%, zoals weergegeven in figuur 4. China is de koploper in zowel energietransitie als elektrificatie, met het hoogste aandeel nieuw verkochte elektrische voertuigen in 2024 [21].
China’s leiderschap op het gebied van hernieuwbare energie verandert niet alleen het eigen energiesysteem, maar beïnvloedt ook de wereldwijde markten. Als gevolg van het overschrijden van het kantelpunt en de hoge leercurve van zonne-energie, zullen er aanzienlijke prijsdalingen blijven volgen. Deze dalende kosten zullen wereldwijd een grote impact hebben, vooral in landen met lagere inkomens waar overheden beperkte financiële middelen hebben [15]. Als zonne-energie in deze regio’s kostendekkend wordt ten opzichte van de goedkoopste alternatieven op basis van fossiele brandstoffen, zal de grootschalige uitrol nog verder versnellen [15]. Aangezien het kantelpunt voor zonne-energie resulteert in een onomkeerbaar, zelfversterkend effect van prijsdalingen voor zonne-installaties, zullen externe politieke factoren zoals de huidige Amerikaanse regelgeving een beperkte impact hebben op het algemene traject van de wereldwijde energietransitie [22, 16]. Het momentum achter hernieuwbare energie zal niet automatisch omkeerbaar zijn.

Key takeaway boodschap

• 2024 was het warmste jaar ooit, waardoor de temperatuur wereldwijd de kritische grens van 1,5°C overschreed en onomkeerbare negatieve omslagpunten voor het klimaat werden veroorzaakt.
• Elektrificatie en de snelle uitbreiding van zonne-energie zijn essentieel om de uitstoot te verminderen en op duurzame wijze te voldoen aan de groeiende vraag naar energie in de wereld.
• Zonne- en windenergie hebben een positief kantelpunt bereikt, waarbij een toenemende inzet de kosten drukt, waardoor ze de dominante en meest betaalbare energiebronnen worden.
• Hoewel hernieuwbare energie het probleem van de hoge energiekosten oplost, vereist hun fluctuerende aard vooruitgang in energieopslag, die ook snel verbetert door de hoge leercurve.
• China’s leiderschap op het gebied van hernieuwbare energie stimuleert de wereldwijde uitbreiding van zonne-energie, verlaagt de kosten en versnelt de energietransitie wereldwijd, vooral in landen met lagere inkomens.

Referenties

[1] “What climate records were broken in 2024? — climate news — al jazeera.” https://www.aljazeera.com/news/longform/2024/12/27/ climate-records-broken-2024, (accessed: 30.01.2025).
[2] “Global climate highlights 2024 — copernicus.” https://climate. copernicus.eu/global-climate-highlights-2024, (accessed:
30.01.2025).
[3] “State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5c – carbon brief.” https://www.carbonbrief.org/state-of-theclimate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/, (accessed: 30.01.2025).
[4] J. Lv, Y. Gao, C. Song, L. Chen, S. Ye, and P. Gao, “Land system changes of terrestrial tipping elements on earth under global climate pledges: 2000–2100,” Scientific Data 2025 12:1, vol. 12, pp. 1–14, 1 2025.
[5] T. M. Lenton, J. Rockstr¨om, O. Gaffney, S. Rahmstorf, K. Richardson, W. Steffen, and H. J. Schellnhuber, “Climate tipping points — too risky to bet against,” Nature 2019 575:7784, vol. 575, pp. 592–595, 11 2019.
[6] “Tipping points part 1: Negative tipping points – climatalk – climate is talking.” https://climatalk.org/2024/04/16/negative-tippingpoints-climate-change/, (accessed: 05.02.2025).
[7] M. Rantanen, A. Y. Karpechko, A. Lipponen, K. Nordling, O. Hyv¨arinen, K. Ruosteenoja, T. Vihma, and A. Laaksonen, “The arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979,” Communications Earth Environment 2022 3:1, vol. 3, pp. 1–10, 8 2022.
[8] C. D. Ruppel and J. D. Kessler, “The interaction of climate change and methane hydrates,” Reviews of Geophysics, vol. 55, pp. 126–168, 3 2017.
[9] “The paris agreement — unfccc.” https://unfccc.int/process-andmeetings/the-paris-agreement, (accessed: 05.02.2025).
[10] “The european green deal – european commission.” https:
//commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-20192024/european-green-deal_en, (accessed: 05.02.2025).
[11] “The cleantech revolution – rmi.” https://rmi.org/insight/thecleantech-revolution/, (accessed: 05.02.2025).
[12] “The fastest energy change in history continues – pv magazine international.” https://www.pv-magazine.com/2025/01/13/thefastest-energy-change-in-history-continues/, (accessed:
05.02.2025).
[13] “Electrification – energy system – iea.” https://www.iea.org/energysystem/electricity/electrification, (accessed: 27.03.2025).
[14] “Solar (photovoltaic) panels cumulative capacity, world.” https:
//ourworldindata.org/grapher/solar-pv-cumulative-capacity, (accessed: 05.02.2025).
[15] F. J. Nijsse, J. F. Mercure, N. Ameli, F. Larosa, S. Kothari, J. Rickman, P. Vercoulen, and H. Pollitt, “The momentum of the solar energy transition,” Nature Communications 2023 14:1, vol. 14, pp. 1–10, 10 2023.
[16] “Lcoe of grid-scale solar expected to drop 2 https://www.pvmagazine.com/2025/02/07/lcoe-of-grid-scale-solar-expectedto-drop-2-globally-in-2025/, (accessed: 18.02.2025).
[17] “Global pv investment to surpass $500 billion in 2024 – pv magazine international.” https://www.pv-magazine.com/2024/08/06/globalpv-investment-to-surpass-500-billion-in-2024/, (accessed:
25.02.2025).
[18] “Towards an energy efficient and sustainable energy system with five new energy transition fund projects – energyville.” https://energyville. be/en/blogs/towards-an-energy-efficient-and-sustainableenergy-system-with-five-new-energy-transition-fund-projects/, (accessed: 18.02.2025).
[19] “Energyville/imec and partners show outdoor stability of highly anticipated perovskite solar modules – energyville.” https://energyville.be/en/ blogs/energyville-imec-and-partners-show-outdoor-stabilityof-highly-anticipated-perovskite-solar-modules/, (accessed:
18.02.2025).
[20] “Outdoor metrology lab for (bi)pv – energyville.” https://energyville. be/en/lab/outdoor-metrology-lab-for-bipv/, (accessed: 27.03.2025).
[21] “Electric vehicle sales review q4-2024 — pwc and strategy.” https:// www.strategyand.pwc.com/de/en/industries/automotive/electricvehicle-sales-review-2024-q4.html, (accessed: 05.02.2025).
[22] “Solar levelized cost of electricity 56 https://pv-magazineusa.com/2024/09/26/solar-levelized-cost-of-electricity-56lower-than-lowest-cost-fossil-fuels/, (accessed: 30.01.2025).
[23] “Renewable energy capacity tracker.” https://qery.no/renewableenergy-capacity-tracker/, (accessed: 30.01.2025).