Klimaat en Energietransitie
Het kwaad in de wereld komt voort uit onwetendheid.
Zonder kennis kunnen goede bedoelingen net zo veel schade aanrichten als kwade bedoelingen.
Albert Camus (1913-1960)
Dit is het begin van een nieuwe website, als hobby gestart in april 2021. Er was bij de oprichting geen duidelijk doel mee verbonden omdat ik al meerdere websites heb, bijvoorbeeld https://www.botterzicht.nl. Deze website is inmiddels (20-10-22) opgeheven.
Al spoedig ontwikkelde zich echter het idee om deze website te gebruiken om informatie met betrekking tot de energietransitie te bundelen.
Het belangrijkste uitgangspunt bij deze informatievoorziening is dat e.e.a politiek onafhankelijk moet zijn. In de praktijk blijkt dat klimaatproblematiek en energietransitie onderwerpen zijn die vrij snel in politiek vaarwater terecht komen. Daar wil ik me echter op geen enkele manier mee in laten.
Concreet betekent dit dat alle hier verzamelde informatie zo goed mogelijk verkregen is uit objectieve wetenschappelijke bronnen, onderzoeksinstituten en statistische gegevens van het CBS.
Helaas betekent dit nog steeds niet dat alle informatie 100 % betrouwbaar is. Marges van 10 tot 20 % zijn soms heel goed mogelijk omdat het regelmatig voorkomt dat de interpretatie van (met name statistische) gegevens niet eenduidig te interpreteren is.
En vanzelfsprekend zijn gegevens die betrekking hebben op de toekomst alleen als verwachtingen te beschouwen.
De energietransitie
De energietransitie is een van de grootste uitdagingen waar de mensheid mee te maken krijgt.
Waarom is dat eigenlijk ?
Welnu:
- De ecologische systemen op de planeet aarde zijn door toedoen van menselijke activiteiten dusdanig uit balans gebracht dat de noodzakelijke levensvoorwaarden voor de mens in snel tempo gaan verdwijnen.
- Het is inmiddels bekend dat de uitstoot van broeikasgassen de voornaamste oorzaak is van deze bedreiging.
- Broeikasgassen zijn ontstaan door het op grote schaal verbranden van fossiele brandstoffen.
Hoewel bovengenoemde punten al vele decennia bekend zijn, is de mensheid er niet in geslaagd om hier een halt aan toe te roepen. Hoewel het nu veel te laat is om de opwarming van de aarde tegen te gaan, worden er koortsachtig plannen gemaakt om de uitstoot van broeikasgassen te stoppen. Binnen Europa gelden daar twee belangrijke data voor:
- In het jaar 2030 moet er een reductie zijn van de CO2 uitstoot van 49 % t.o.v. de uitstoot in 1990.
- In het jaar 2050 moet er een reductie zijn van de CO2 uitstoot van 90 á 95 % t.o.v. de uitstoot in 1990.
Er zijn weliswaar meer door mensen veroorzaakte broeikasgassen, zoals bijv. methaan (CH4), maar de uitstoot van CO2 is het duidelijkst te begrijpen en te beïnvloeden.
Het doel van de CO2 reductie is om de temperatuurverhoging van de aarde te beperken tot 1,5 á 2 graden. De recentste cijfers van het Internationaal Energie Agentschap laten echter zien dat er een verhoging van 2,7 graden zit aan te komen. De zeespiegel zal in het jaar 2100 met 1,7 meter gestegen zijn.
Ik hou me niet bezig met het bedenken van mogelijke oplossingen. Oplossingen moeten immers door de politiek bedacht worden en daar houd ik me niet mee bezig.
Een leuke illustratie van het gebrek aan beleid bij de huidige regering, heeft te maken met een opmerking van Ed Nijpels, voorzitter van het Voortgangsoverleg Klimaatakkoord in maart 2021, dat onmiddellijk twee maatregelen zouden moeten worden ingevoerd.
- Het invoeren van rekening rijden
- Het verhogen van de aardgasprijzen
Nu in september 2021 de aardgasprijzen daadwerkelijk omhoog zijn gegaan, zou je denken dat dat prima was.
Echter:
De Nederlandse overheid vindt het nodig om de burger financieel te compenseren voor het duurder geworden aardgas. Het effect is echter alleen maar uitstel van betaling omdat deze subsidie op een later tijdstip, via de belastingen terug gehaald moet worden. Met als groot nadeel dat de burger weer niet voldoende bewust gemaakt wordt van het feit dat fossiele energie zoals aardgas, minder gebruikt zou moeten worden.
Tot zo ver toch een stukje politiek……..
Enkele eenvoudige energieberekeningen
Onderstaand heb ik een aantal uitgangspunten en daaraan gekoppelde berekeningen gemaakt. Deze zijn gemaakt met eenvoudige basisschool rekenkunde en wat natuurkundekennis zoals die op het voortgezet onderwijs geleerd wordt.
Als de maatschappij af wil van fossiele energie dan zijn er slechts drie praktisch haalbare mogelijkheden.
- Windenergie.
Na wat rekenwerk kom je er achter dat de energie die door een middelgrote windmolen op land jaarlijks wordt opgewekt, gelijk is aan twee maal het nominale vermogen. De populairste grote windturbine is tegenwoordig 3 Megawatt. Deze levert jaarlijks 6 GWh energie. - Zonnepanelen
Ook dit is eenvoudig als we kijken naar de huidige stand van de techniek. Een leuk voorbeeld dat kenmerkend is voor zonneparken is het “Eemnesserveld” langs de A1 (19.000 panelen) bij de gemeente Baarn. Een zonneveld op het zuiden gericht in Midden-Nederland, levert jaarlijks 850 MWh per ha.
Het Eemnesserveld heeft een oppervlak van 6 ha en levert dus 5 GWh per jaar. - Kernenergie.
Een middelgrote kernenergiecentrale levert per jaar 5.000 GWh, netjes verdeeld over dagen, nachten en seizoenen.
Een gemiddeld huishouden in Nederland verbruikt 3.000 kWh per jaar. Daar komt in de toekomst elektrische verwarming en het opladen van elektrische auto’s bij. De gemiddelde particuliere automobilist in Nederland rijdt 13.000 km per jaar, dat is 2.600 kWh (200 Wh per km).
Dan nog de verwarming. Een m3 aardgas heeft een energie-inhoud van 8 kWh. Stel jaarlijks verbruik 1200 m3. Dan bij gebruik van een warmtepomp met COP=3 wordt dat 8×1200/3=3200 kWh. Het totale elektrische energieverbruik van een huishouden wordt dan 3.000+2.600+3.200 =8.800 kWh per jaar.
Als ik als voorbeeld de gemeente Baarn neem met 11.000 huishoudens betekent dit 11.000 x 8.800 kWh=100 GWh per jaar om fossielvrij te zijn. Als we eens standaardiseren op een “Eemnesser” zonneveld, betekent dit dat er voor Baarn 100/5=20 zonnevelden van 6 ha nodig zijn.
Dit zijn indrukwekkende getallen, die echter nog niet het hele verhaal vertellen. De energie uit windmolens en zonnepanelen is niet altijd beschikbaar. Opslag van elektrische energie op grote schaal is technisch niet mogelijk, dus daar zit een groot probleem. Met zonnepanelen betekent dit ’s zomers te veel energie die ergens aan geleverd moet kunnen worden en ’s winters een tekort aan energie die ergens gekocht zal moeten worden.
De door zonnepanelen jaarlijks opgeleverde hoeveelheid elektriciteit wordt voor 88 % in de maanden maart t/m oktober opgewekt. In de maanden november t/m februari wordt slechts 12 % van het jaarlijkse totaal opgewekt.
De vraag is dus of je gedurende een groot deel van het jaar ergens elektriciteit kunt inkopen.
In theorie is dit mogelijk omdat alle elektriciteitsnetten nationaal en internationaal aan elkaar gekoppeld zijn.
Het is dus zeer waarschijnlijk dat alleen landen met een overcapaciteit aan kernenergiecentrales deze elektriciteit kunnen leveren. Als dit niet lukt zullen nog steeds fossiele centrales in bedrijf moeten blijven.
Tenslotte nog iets over energie-opslag. De meest ge-avanceerde elektrochemische opslagmogelijkheid voor elektriciteit is de Li-ion accu. Hier wordt al vele decennia door honderden laboratoria over de hele wereld aan gewerkt om die te verbeteren. Wat betreft energie-dichtheid is het maximaal haalbare inmiddels bereikt. Deze accu slaat ongeveer 250 Wh per kg op.
Laat ik eens de energie in een liter benzine vergelijken met de energie in een accu van 400 Wh zoals die bij de meeste mensen wel bekend is bij elektrische fietsen. Schrik niet. Een liter benzine heeft een energie-inhoud 9 kWh. De energie-inhoud van een liter benzine komt dus overeen met een stapel van 22 van deze accu’s.
Bovendien: die liter benzine weegt 800 gram en de accu’s 40 kg.
De Li-ion accu is dus een slecht opslagmedium voor elektrische energie, maar er is niets beters.
Conclusie: Hoezo energietransitie ?