Duurzame energie

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Portal.svg Portaal Duurzaamheid
Meer dan honderd meter hoge molens met windturbines in het landschap
Suikerriet in Brazilië. Hoewel steeds meer restmateriaal wordt gebruikt als biobrandstof, worden nog altijd oerwouden platgebrand voor plantages voor biobrandstoffen.
Zonnepanelen op het platteland in Mongolië. Op afgelegen plekken is lokaal opgewekte energie van economisch belang.
Zonnecollectoren zoals deze in Griekenland leveren warm water. Omdat ze technisch eenvoudig zijn worden ze ook al veel in ontwikkelingslanden gebruikt.
Een getijden-elektriciteitscentrale in Bretange, Frankrijk
Houtzaagmolen De Ster in Utrecht. De introductie van de krukas in windmolens door Cornelis Corneliszoon maakte mechanisatie van houtzagerijen mogelijk. Hierdoor kon de VOC-vloot in zeer kort tijd worden opgebouwd.
Aandeel duurzame elektriciteit uit binnenlandse energiebronnen (in % van het totale elektriciteitsverbruik in Nederland) [1]

Duurzame energie is energie waarover de mensheid voor onbeperkte tijd kan beschikken en waarbij, door het gebruik ervan, het leefmilieu en de mogelijkheden voor toekomstige generaties niet worden benadeeld.

Vormen van duurzame energie zijn bijvoorbeeld zonne-energie en windenergie, een bron die nog vele jaren beschikbaar zal zijn.

Duurzame energie wordt vaak gelijk gesteld met hernieuwbare energie. Er is echter een verschil. In de Europese Unie wordt ook vaak gepraat over low carbon energy, 'CO2-arme energie'. Deze termen worden vaak gebruikt ter ondersteuning van energiebronnen die niet algemeen worden erkend als duurzaam of hernieuwbaar, zoals elektriciteit uit kolencentrales met CO2-afvang en -opslag, of kernenergie.

Vormen van duurzame energie[bewerken]

Bio-energie[bewerken]

  • Biobrandstof: Biologische methoden die gebaseerd zijn op fotosynthese. Ook bomen, olifantsgras of andere snelgroeiende planten die verbrand- of vergistbare biomassa genereren zouden kunnen worden gebruikt. De efficiëntie van dit proces is gering omdat de fotosynthese slechts 1% van de energie van de zon kan benutten. Daar staat tegenover dat biomassa kan worden gebruikt om rechtstreekse vervangers van de huidige fossiele energie te produceren. Er bestaan technieken om biomassa om te zetten in ethanol, diesel of methaan. Een groot bezwaar is echter de grote benodigde oppervlakte per energie-eenheid, waardoor dichtbevolkte industrielanden moeten uitwijken naar de ontwikkelingslanden en daar de natuurlijke omgeving, de voedselproductie en de inheemse landbouw kunnen verdringen.

Er kan onderscheid worden gemaakt in verschillende generaties:

  • De eerste generatie maakte vooral gebruik suiker, zetmeel en olie. Deze onderdelen van de plant hadden in veel gevallen ook voor menselijke consumptie gebruikt kunnen worden en deze generatie wordt vaak als een van de oorzaken van stijgende voedselprijzen genoemd.
  • De tweede generatie maakt gebruik van een groter scala aan biomassa, zoals plantenresten en ontlasting. Er is hiervoor meer geavanceerde techniek benodigd dan voor de eerste generatie.
  • Als derde generatie wordt vaak energie uit algen bedoeld. Aangezien algen niet op land verbouwd worden, kan dit schaarse goed voor andere doeleinden gebruikt worden.

Geothermische energie[bewerken]

Zonne-energie[bewerken]

  • Zonnepanelen zetten zonlicht om in elektriciteit via PV-cellen. Deze elektriciteit wordt ook wel Zonnestroom genoemd.
  • Zonnecollectoren zetten zonlicht om in warmte. Vooral goedkope, grote versies, zoals buizen in asfalt, buitenwanden en dakbedekking, kunnen in combinatie met warmteopslag in grondwater en een warmtepomp juist in Nederland en België tot enorme CO2-reducties in de verwarmingssector leiden.
  • Energiedaken zetten eveneens zonlicht om in warmte (zonder zichtbaar te hoeven zijn in/op een gebouw).
  • Thermische zonne-energie. Dit is een algemene term voor 3 soorten energietoepassingen. De eerder genoemde zonneboiler en ruimteverwarming, zoninstraling door ramen in gebouwen, dus benutting zonder speciale apparaten, en Concentrated Solar Power (CSP) genoemd in het Engels. Dit is vooral in zuidelijke landen toepasbaar. CSP is het door middel van spiegels concentreren van zonlicht op een te verhitten medium, dat op zijn beurt gebruikt wordt om stoom op te wekken voor de aandrijving van turbinegeneratoren. Een techniek die uitsluitend, maar zeer bruikbaar is voor grootschalige energieopwekking, zoals bij de sinds midden jaren tachtig in bedrijf zijnde zonnekrachtcentrale bij Kramers Junction, Californië (USA).
  • Zonnetoren - Door middel van zonnewarmte wordt er in een verticale pijp een constante luchtstroom ontwikkeld. Dit systeem kan een vermogen hebben gelijk aan een conventionele elektriciteitscentrale.
  • Foto-elektrochemische cellen. Deze hebben in plaats van twee lagen vaste stof als elektroden, één halfgeleidende vaste stof als elektrode en een vloeistof als de andere. Ze kunnen zonlicht direct gebruiken om water te ontleden in waterstof en zuurstof. De Engelse term PEC (Photoelectrochemistry) wordt gebruikt om aan deze technieken te refereren. Dit geldt natuurlijk alleen als een duurzame vorm van energie als de grondstoffen niet uit fossiele brandstoffen worden gemaakt.
  • Passieve zonne-energie. Passieve methoden voor het winnen van zonne-energie. Hierbij kan gedacht worden aan huizen en gebouwen die zo worden gebouwd dat de zon direct maximaal de ruimtes kan verwarmen, bijvoorbeeld met grote ramen aan de zonkant en kleine raampjes aan de schaduwkant. Wel is het dan verstandig een manier te bedenken om in de zomer de zon buiten te kunnen houden. Dit kan bijvoorbeeld een boom met bladerval zijn. Maar ook een overstek waar de zon in de winter onderdoor schijnt en in de zomer niet. Deze overstek kan dan ook dienen om bijvoorbeeld zonnepanelen op te plaatsen.

Windenergie[bewerken]

  • Een windturbine gebruikt de kracht van de wind om een elektrische generator aan te drijven en zo elektriciteit op te wekken. Wind ontstaat doordat luchtstromingen van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied stromen om zo onevenwichten in luchtdruk op te heffen. Die onevenwichten in luchtdruk ontstaan door verschillen in zonne-instraling op het aardoppervlak. Op deze manier gezien ligt dus ook dit soort zonne-energie aan de bron van windenergie, zoals de zonne-energie ook aan de bron ligt van bijvoorbeeld de energie opgeslagen in biomassa.

Energie uit water[bewerken]

  • Golfslagenergie - De beweging van de golven van de zee wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.
  • Getijden-energie - De verschillen in waterhoogte van de getijden worden via turbines in elektrische energie omgezet.
  • Blauwe energie - is de energie die kan worden gewonnen door het verschil in zoutconcentratie tussen zeewater en zoetwater.
  • Hydro-elektrische energie - Energie winnen uit hoogteverschillen van water, meestal door de bouw van een stuwdam of bij een natuurlijke waterval.
  • OTEC (Afkorting van het Engelse Ocean thermal energy conversion). Deze techniek maakt gebruik van het temperatuurverschil tussen het oppervlaktewater en de diepere lagen van de oceaan om elektriciteit op te wekken.

Lichaamskracht[bewerken]

Al fietsend kan elektriciteit opgewekt worden om het fietslicht te doen branden. Het menselijk lichaam is echter geen leverancier van energie maar een omzetter van chemische energie uit voedsel in arbeid.

Duurzame energie in Nederland[bewerken]

De productie van duurzaam opgewekte elektriciteit of groene stroom groeit in Nederland zeer langzaam in vergelijking met andere Europese landen. Een oorzaak hiervan is de afschaffing van subsidies na het kabinet Paars II en de afhankelijkheid van de Nederlandse overheid op gasbaten en de traditionele olie-industrie in de Rotterdamse haven.[2] De Nederlandse overheid haalt zo'n 20% van haar inkomsten uit de fossiele sector en sectoren die afhankelijk zijn van de fossiele sector, en heeft dus belang bij het voortbestaan hiervan.[3] Vandaar dat subsidies voor nieuwe kolencentrales en schaliegasboringen in de afgelopen jaren nogsteeds worden verstrekt. Echter, Nederland is wel gebonden aan internationale verdragen over het terugdringen van de afhankelijkheid van niet-hernieuwbare energiebronnen en er zijn in lijn hiermee in afgelopen jaren enkele kleine stappen gezet, zoals het gebruik van biobrandstoffen in traditionele kolencentrales. In hoeverre dit werkelijk duurzaam is is niet duidelijk. Biobrandstoffen worden namelijk niet tot hernieuwbare bronnen gerekend. Andere technieken zoals wind-, water- en zonne-energie worden nog maar amper gebruikt. Sinds enkele jaren wordt windenergie vaker aangesproken in Nederland, omdat de productiekosten van windmolens in Duitsland zijn gekelderd (een volledig externe factor).

Nuvola single chevron right.svg Voor het hoofdartikel over windenergie, zie Windturbines in Nederland

In 2009, was het aandeel van groene stroom (inclusief biobrandstof) gestegen naar 8,9% [1] van de productie in Nederland (2008: 7,5% en 2007: 6%). Met deze toename lag Nederlands iets voor op haar doelstelling. De EU heeft Nederland erop gewezen dat verbranding geen duurzame aanpak is, en het echte percentage duurzame energieproductie in Nederland dus veel lager ligt. Tevens komt de toename niet voort uit een opschaling van duurzame productie, maar door een algehele lagere elektriciteitsconsumptie in verband met de economische crisis. Het zijn vooral centrales die steenkool en gas als brandstof gebruiken die minder hebben geproduceerd. Uit voorlopige cijfers van het CBS blijkt dat ook in 2010 de groei doorzet en het percentage boven de 9% uitkomt. Exclusief biobrandstoffen haalt Nederland anno 2013 minder dan 5% van zijn energieproductie uit hernieuwbare bronnen. Volgens TNO en de Universiteit Utrecht heeft de Nederlandse regering decennialang ingezet op de groei van de fossiele sector, waardoor de Nederlandse economie in een kwetsbare positie is gekomen.[4]

De Wet van 20 december 2012, houdende regels voor de opslag duurzame energie (Wet opslag duurzame energie) gaat niet over het opslaan van energie, maar "opslag duurzame energie" (ook SDE+ toeslag genoemd) is de naam van een per 1 januari 2013 ingevoerde heffing op het verbruik van elektriciteit en aardgas (naast de energiebelasting) om de Stimuleringsregeling duurzame energieproductie (SDE+) te financieren.

Na decennia van afwezigheid van duurzaam beleid is Nederland in 2013 afgezakt tot een van de ernstigste vervuilers, en het minst duurzame land van de Europese Unie.[5]

Experiment lokale energieprojecten[bewerken]

De wet- en regelgeving gaat tot en met 2014 uit van grootschalige en centrale opwekking van energie. Vanaf 2015 wordt de wetgeving versoepeld voor tien kleine (tot maximaal 500 aansluitingen) en tien grote (tot maximaal tienduizend aansluitingen) projecten per jaar. Op die manier wil de overheid lokale initiatieven voor opwekking van duurzame energie stimuleren.[6]

Duurzame energie in België[bewerken]

Nuvola single chevron right.svg Zie Hernieuwbare energie in België voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Aandeel van de verschillende hernieuwbare bronnen in de finale bruto duurzame energieproductie in 1999.

  • 39,9% houtafval
  • 34,2% hout
  • 14,9% verbrandingsovens
  • 6,3% hydro-elektriciteit
  • 2,8% biomethanisering
  • 1,4% geothermiek warmtepompen
  • 0,5% windkracht
Productie uit hernieuwbare energiebronnen [7] Vlaanderen Wallonië België
2000 170 GWh 663 GWh 833 GWh
2001 224 GWh 655 GWh 879 GWh
2002 326 GWh 645 GWh 971 GWh
2003 437 GWh 556 GWh 993 GWh
2004 628 GWh 671 GWh 1299 GWh
2005 967 GWh 849 GWh 1816 GWh

Kosten en omvang van duurzame energie[bewerken]

Van alle genoemde soorten duurzame energie zijn met de huidige stand van de techniek, nu nog maar enkele soorten economisch concurrerend, afhankelijk van de locatie.

  • Windenergie uit grote windturbines, meestal in windparken, voor de productie van duurzame stroom. Windstroom van het land is eigenlijk al goedkoper dan fossiel opgewekte stroom. In landen waar dit veel wordt toegepast, daalt de elektriciteitsprijs al. Stroom van een windpark op zee is nog ca 3 keer zo duur, anno 2009. Het gebied in West-Europa omsloten door Spanje, Polen, Noorwegen, Ierland, Portugal, is zeer geschikt voor de winning van windenergie, doordat daar wel veel wind is, maar weinig extreme stormen.
  • Warmte voor ruimteverwarming door zoninstraling in gebouwen en woningen (bijvoorbeeld met grote ramen "op het zuiden")
  • Anno 2013 is energie uit zonnepanelen in veel landen in Zuid-Europa concurrerend of zelfs goedkoper dan conventionele energie. Ook in midden-Europa is het, afhankelijk van de omstandigheden, concurrerend met fossiele brandstoffen.[8]

Opkomende soorten zijn:

  • Zonnewarmte in combinatie met heel goed geïsoleerde woningen en gebouwen. Er zijn al cv-ketels op de markt waar de ketel bij voorkeur warmte uit de zonnecollectoren benut voor ruimteverwarming, en pas op gas overschakelt als er zonnewarmte te kort is. Voor grote gebouwen en woonwijken wordt dit gecombineerd met Koude-Warmte-opslag in de ondergrond. Afhankelijk van het ontwerp is helemaal geen aardgas meer nodig of is het stookseizoen verkort. Dit soort systemen verbruikt wel weer meer elektriciteit dan de verwarming die alleen aardgas benut.

Subsidie[bewerken]

Er zijn diverse stimuleringsmaatregelen om duurzame energie te subsidiëren, zoals bijvoorbeeld de SDE. Er is heel wat kritiek op subsidie voor duurzame energie, zo stelt de fossiele energielobby dat windmolen alleen draaien op subsidie. Wat minder bekend is dat er ook subsidie op fossiele brandstoffen wordt verstrekt.

Kernenergie niet duurzaam[bewerken]

Kernsplijting is niet duurzaam, want de voorraad uranium en thorium is eindig, alhoewel de wereld daarmee veel langer van energie voorzien kan worden, dan met kolen of gas. Kernfusie is nog niet beschikbaar en het is nog niet bekend hoeveel energie en vervuiling de winning daarvan gaat opleveren.

Kernsplijting[bewerken]

Bij de winning en de verrijking van uranium is energie nodig en er komt CO2 vrij. Deze hoeveelheid benodigde energie is afhankelijk van de concentratie van uranium in het erts. Naarmate dat armer wordt, komt meer CO2 vrij.

Argumenten tegen kernsplijting zijn:

  • De voorraad kernbrandstof is eindig.
  • Kernenergie laat onze nazaten met een aanzienlijke last van het kernafval. Met de huidige stand van de techniek voor 10 tot 100.000 jaren.
  • Publieke acceptatie van kernenergie en de splijtstofcyclus.
  • Veiligheidsrisico’s van kerncentrales en andere onderdelen van de splijtstofcyclus.
  • Levensduur en beheer van nucleair afval, vooral het hoogradioactief afval.
  • Verspreiding (proliferatie) van nucleair materiaal en kernwapens.
  • Kosten van kernenergie.
  • Industriële ontwikkeling (lokale kennisinfrastructuur, belangstelling afnemers, spin-offs, werkgelegenheid).
  • Lock-ineffecten (effect op ontwikkeling niet-kernenergieopties).[9]

De bovenste twee argumenten zijn de belangrijkste uit de Brundtland-definitie voor duurzaam.

Er dient opgemerkt dat kernsplijting, behalve op uranium-plutonium (zoals in alle huidige centrales), ook op thorium kan toegepast worden. Thorium is een veelvoorkomend materiaal, en het radioactieve afval dient ca 300 jaar te worden opgeslagen (kortlopend). De ontwikkeling van dit type centrales werd gestopt daar ze totaal ongeschikt zijn om plutonium te genereren dat kan gebruikt worden voor militaire doeleinden.

Kernfusie[bewerken]

Nuvola single chevron right.svg Zie Fusie-energie voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

De grondstoffen voor kernfusie (deuterium, tritium) zijn eigenlijk onuitputbaar. Het lijkt er tot nu toe op dat er bij praktische toepassing van kernfusie enige radioactieve vervuiling vrij kan komen door de bestraling waaraan het materiaal van de installatie blootgesteld wordt. Deze radioactiviteit heeft echter een korte halveringstijd en zal daardoor geen structureel probleem vormen. Kernfusie als praktische energiebron is op dit moment echter zowel technisch als economisch nog niet mogelijk, hoewel de principiële mogelijkheid wel is aangetoond. Volgens de gangbare ontwikkelingsscenario's zal het tot omstreeks 2050 duren alvorens kernfusie technisch en economisch haalbaar is. Sommigen vinden daarom dat het geld dat aan de ontwikkeling van de kernfusiereactor in Zuid-Frankrijk wordt uitgegeven verspilling is. Zij hadden liever het geld naar onderzoek zien gaan naar duurzame energiebronnen om hun efficiëntie te verbeteren, zodat ze goedkoper worden en dus steeds meer terrein winnen tegenover de niet-duurzame bronnen.

Onderzoek[bewerken]

Er is sinds de jaren van de eerste oliecrisis in 1973 onderzoek gedaan naar alternatieve technologie om beter gebruik te maken van de natuurlijke en onuitputtelijke energiebronnen als wind, zon, getijden en golven; onder andere aan het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) in Petten en het TNO instituut voor milieu, energie en procesinnovatie. Met name in kringen van de oliemaatschappijen werd dit soort onderzoek met enige argwaan bekeken, voor een deel omdat men beducht is de grip op de energiemarkt gedeeltelijk kwijt te raken. Andere oliemaatschappijen (Shell) zijn zelf in dit soort onderzoek gestapt.

Door de stijgende olieprijs staat duurzame energie weer volop in de belangstelling. Dit omdat de kostprijs van energie opgewekt met fossiele brandstof stijgt waardoor deze dicht tegen de prijs van energie opgewekt door duurzame energiebronnen komt.

Afhankelijkheid[bewerken]

Na de eerste oliecrisis van 1973 is in het westen naarstig gezocht naar nieuwe voorraden fossiele brandstoffen. Deze zijn ook gevonden. Onder andere onder de Noordzee en in de golf van Mexico. Doordat deze voorraden langzamerhand opraken, worden de westerse landen weer meer en meer afhankelijk van olieproducerende landen, waarvan een aantal een regime kent, dat in die Westerse landen in aanzienlijke mate als bedenkelijk beschouwd wordt, zoals Rusland, Iran, Saoedi-Arabië en Venezuela. Om niet geheel afhankelijk te worden van deze landen is men naarstig op zoek naar alternatieve vormen van energie.

Zie ook[bewerken]

Externe links[bewerken]

  • ODE Organisatie voor Duurzame Energie
  • NODE Nederlands Onderzoeksplatform Duurzame Energie

Referenties[bewerken]

  1. a b CBS Statline
  2. TNO: burgers moeten Nederland van fossiele verslaving afhelpen Hetkanwel.nl 13 maart 2013
  3. Onzorgvuldige transitie naar duurzaam energiesysteem kan dramatische consequenties hebben (TNO, 12 maart 2013)
  4. Naar en toekomstbestendig energiesysteem voor Nederland TNO, 1 maart 2013
  5. Climate Change Performance Report 2013 Germanwatch, 1 januari 2013
  6. Zelf energie opwekken wordt makkelijker Rijksoverheid, Nieuwsbericht, 30 juni 2014
  7. start.vlaanderen.be doc. "België doet het goed dankzij Vlaanderen" blz. 11
  8. Energy expert: 'Renewables can compete'. Deutsche Welle (14 november 2013) Geraadpleegd op 9 maart 2014
  9. ECN Fact finding kernenergie: Aan welke voorwaarden zouden nieuwe kerncentrales moeten voldoen?
Wikibooks Wikibooks heeft een studieboek over dit onderwerp: Alternatieve energie.