De energieparadox (deel 1)

Na maandenlang onderhandelen is vandaag een principe akkoord bereikt tussen het kabinet, energiebedrijven, industrie en milieuorganisaties. Alle afspraken zijn samengevat in een groot Energieakkoord. Morgen wordt het, naar verwachting, officieel gepresenteerd. Daarin is afgesproken dat oudere kolencentrales vervroegd sluiten, extra in te zetten op windenergie (op land en zee) en er komt een groot energiebesparingsplan. Eindelijk, zou ik willen zeggen. Het is in ieder geval een gerichte keuze: besparen op, door fossiele brandstoffen opgewekte, energie.

Wat had dat ook alweer met procestechnologie te maken?

In mijn gratis e-book: Hoezo niet sexy? citeer ik Prof.Dr. Sascha Kersten, hoogleraar Thermo Chemical Conversion of Biomass aan de Universiteit Twente: ”De meeste materialen, producten en onderdelen van producten (inclusief energie), worden gemaakt in de procesindustrie, het domein van de procestechnoloog. Dat is dan ook de plek waar je het verschil kunt maken”. Want dat Energieakkoord is niet zomaar iets, het is een overgang, een transitie naar een nieuwe manier van energievoorziening en distributie.

De energieparadox

In ontwikkelde landen is de consumptie van elektrische energie slechts 1/3 van de totale energieconsumptie. De rest is warmte, brandstof en chemicaliën.

14759052_s

Om een volledige transitie naar duurzaam opgewekte energie (zon, wind, water etc.) te realiseren zullen de productie en opslag van deze vormen van energie ook meegenomen moeten worden.

Met betrekking tot de beschikbaarheid van natuurlijke energiebronnen kunnen we eenvoudigweg stellen dat er meer dan genoeg beschikbaar is.De energie die per jaar door de zon wordt geleverd is 10.000 keer meer dan de hoeveelheid die de mens consumeert. Anders gezegd: 1 uur zonlicht op aarde is voldoende om in de jaarlijkse energiebehoefte van de mens te voorzien! Het probleem ligt alleen in het “oogsten” van deze energie op een economische manier. Hoewel duurzame energiebronnen dus in overmaat aanwezig zijn, is de bijdrage van deze vorm van energie in de totale mix van energieproductie (kolen- en gasgestookte centrales, kernenergie) maar heel klein en moeilijk te introduceren omdat wij als mensheid zo’n onmetelijk grote hoeveelheid fossiele energie (gas, kolen en olie) gebruiken. Dit wordt wel de energieparadox genoemd.

 Aanbod en vraag

De ontwikkeling van een nieuwe technologie duurt doorgaans jaren. Stel dat een nieuwe technologie wordt geïntroduceerd die 1 MW (megawatt) aan elektrisch vermogen levert. Als door onderzoek en ontwikkeling dit vermogen per jaar wordt verdubbeld, levert deze fabriek na 2 jaar 2 MW, na 3 jaar 4 MW, na 4 jaar 8 MW, na 5 jaar 16 MW en na ongeveer 14 jaar het totale elektrische vermogen dat in Nederland per jaar wordt geproduceerd: 15.000 MW. Zelfs dit (onrealistische) groeiscenario laat al zien dat jaren van ontwikkeling nodig zijn voor het introduceren van nieuwe technologieën die bestaande kunnen vervangen.

13115502_s

Aan de vraagkant is een duidelijke trend  te zien waarbij de consumptie van elektrisch energie maar drastisch blijft toenemen, o.a. door de groei van de wereldbevolking en welvaart in (ontwikkelings)landen. De vraag naar warmte zal ook gaan veranderen, maar dan de andere kant op: door betere isolatie van woonhuizen en de globale opwarming van de aarde is in de toekomst minder warmte nodig. Op dit moment is een van de meest economische manieren om uit fossiele brandstoffen energie te maken via warmte-krachtkoppeling (Engels: co-generation). In een gasturbine (zo een die ook in een vliegtuigmotor zit) wordt gas verbrand die met de uitlaatgassen een turbine aandrijft. Deze turbine levert via een generator elektriciteit (de kracht kant). De uitlaatgassen hebben een hoge temperatuur en de warmte die daarin zit wordt benut om stoom te maken. Deze stoom wordt weer gebruikt als verwarming (de warmte kant). Door deze twee te combineren  wordt een hoger rendement verkregen dan uit een van de twee alleen. Als de vraag naar warmte afneemt en die van elektriciteit toeneemt gaat deze verhouding scheef lopen en wordt de economische efficiëntie lager.  Verder zal de vraag naar koeling (airconditioning) toenemen in de toekomst. Ook dit vergt energie. Wat wij nu kennen als warmte-krachtkoppeling (co-generation), zal in de toekomst moeten verschuiven naar tri-generation: het efficiënt produceren van elektriciteit, warmte en koeling op een efficiënte en flexibele manier.

Benodigde flexibiliteit

Dan is er nog het probleem dat duurzaam opgewekte energie moeilijk is op te slaan en moeilijk het verschil in vraag en aanbod op kan vangen. Olie of gas sla je op in een tank, maar met de zon of wind is dat wat lastiger. Aangezien zeker in de komende jaren nog steeds met een mix van zowel conventionele (dus met olie, gas en kolen) als met duurzame energie wordt gewerkt, zal de focus eerder moeten liggen op het flexibel maken van de diverse energieproducenten zodat die zonder verlies van efficiëntie makkelijk aan een wisselende vraag kunnen blijven voldoen. In het tweede deel wordt verder uitgelegd hoe deze systemen zouden moeten gaan werken. Onderaan deze blog kun je je abonneren op het vervolg.

12522890_s

2 antwoorden
  1. Huub Schoenaker
    Huub Schoenaker zegt:

    Rifkin gaf tijdens een recente p[resentatie in Nederland een goede kijk op de energie-ontwikkelingen. Als 16 % van de productiviteit van mens en machine komt en 84 % uit energie. Dan wordt het belang van energie nog eens extra duidelijk. En de druk aan verduurzaming daarvan te werken des te meer. 95% van de bedrijven en organisaties (en ook overheden), die ik aanspoor serieus aan verduurzaming te werken hebben geen antwoord, weten niet waar ze überhaupt staan en geven aan eerst een ander (financieel) probleem op te moeten lossen. Zo “kachelen” we met z’n allen door richting ravijn. Of gaan we die karavaan nog vertragen en/of bijdraaien?

    Beantwoorden
    • Enrico
      Enrico zegt:

      Beste Huub,

      We hebben in dit land behoefte aan een nieuw type leider, een visionair die mensen kan betoveren met woorden die kracht bijzetten aan de echte uitvoering daarvan. Interesse?

      Beantwoorden

Plaats een Reactie

Meepraten?
Draag gerust bij!

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *