Duurzame energie

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Windturbines produceren duurzame energie

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

Een vorm van duurzame energie is bijvoorbeeld zonne-energie, een bron die nog miljarden 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, 'lage CO2 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.

[bewerken] Vormen van duurzame energie

Een aantal verschillende strategieën is mogelijk.

• Bio-energie
  • Biobrandstof: Biologische methoden die gebaseerd zijn op fotosynthese, bijvoorbeeld het gebruik van bio-afval of het kweken van bacteriën die oliën produceren. 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 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 benzine, diesel en aardgas. Een groot bezwaar is echter dat op het oppervlak van Nederland bijvoorbeeld bij lange na niet genoeg biomassa kan worden verbouwd om het huidige Nederlandse energieverbruik te dekken.

• Geothermische energie
  • Geothermische energie - Het winnen van warmte uit de aardbodem.
  • Koude-Warmte-opslag

• Zonne-energie
  • Zonnepanelen zetten zonlicht om in elektriciteit via PV cellen, Tegenwoordig vaak Zonnestroom genoemd.
  • Zonnecollectoren zetten zonlicht om in warmte.
  • 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.
  • Fotoëlektrochemische 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
  • 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 zonneinstraling 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
  • 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.

• Menselijke lichaamskracht.

Dit is een aloude duurzame energieleverancier. Deze wordt heden ten dage onder andere aangewend bij het zich per fiets verplaatsen van personen.

Bovendien kan al trappende de elektriciteit opwekt worden, die nodig is, om het fietslicht te doen branden.

Elektriciteit die opgewekt wordt op een duurzame manier, mag in Nederland en België verkocht worden als groene stroom.

[bewerken] Duurzame energie in Nederland

Aandeel duurzame elektriciteit uit binnenlandse energiebronnen (in % van het totale elektriciteitsverbruik in Nederland)

De productie van duurzaam opgewekte elektriciteit of groene stroom groeit langzaam maar gestaag in Nederland. In de grafiek hiernaast staat dit weergegeven. Naast elektriciteit wordt er ook op beperkte schaal biobrandstoffen geproduceerd in Nederland.

Ter illustratie: de kernenergiecentrale Borssele produceert ruim 4% van het totale elektriciteitsverbruik. Naast de in Nederland geproduceerde groene stroom, wordt nog 8,7% groene stroom (van het totale elektriciteitsverbruik) geïmporteerd. Totaal is dus 14,9% "groen". (cijfers van 2005, bron: CBS zie externe link)

[bewerken] Duurzame energie in België

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

[bewerken] Kosten en omvang van duurzame energie

Van alle genoemde soorten duurzame energie zijn met de huidige stand van de techniek, nu nog maar een paar soorten relevant voor de bestrijding van het broeikas effect en om de samenleving onafhankelijker te maken van leveranciers van fossiele energie.

• 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 duurder, anno 2009. Het gebied in West-Europa omsloten door Spanje, Polen, Noorwegen, Ierland, Portugal, is zeer geschikt voor de winning van windenergie, omdat 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")
• Persoonlijke energie, zoals bij het fietsen. Deze beide laatste soorten lijken onbelangrijk, maar voorkomen het gebruik van fossiele brandstoffen.

Opkomende soorten zijn:

• Zonnestroom is, anno 2009 nog duur (en factor 2 tot 10, afhankelijk van de benadering), maar de verwachting is dat vanuit Zuid-Europa van 2015 tot 2020 deze vorm van elektriciteit voor consumenten goedkoper zal worden dan fossiel opgewekte stroom uit een centrale. Als dat gebeurt, zal zonnestroom vanzelf heel populair worden.
• 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 ruimte verwarming, 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 verbruiken wel weer meer elektriciteit dan de verwarming die alleen aardgas benut.

[bewerken] Kernsplijting en Kernfusie

Kernenergie is niet duurzaam, en kernfusie energie is nog niet beschikbaar, daarvan is nog niet bekend hoeveel energie en vervuiling de winning gaat opleveren. Vooral bij de winning van uranium komt veel CO₂ vrij. Deze hoeveelheid is afhankelijk van de concentratie van uranium in het erts. Naarmate dat armer wordt, komt steeds meer CO₂ bij vrij. Bovendien is de voorraad uranium eindig, dus kernsplitsing is per definitie niet duurzaam. Vooral als moet worden overgeschakeld naar het winnen van uranium uit zeewater, zal de benodigde hoeveelheid energie per kilo uranium exponentieel stijgen. De argumenten op een rijtje:

• 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. (deze 2 argumenten zijn de belangrijkste uit de Brundtland definitie voor duurzaam!).
• 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.
• Accumulatie van radioactieve stoffen in de biosfeer.
• Kosten van kernenergie.
• Industriële ontwikkeling (lokale kennisinfrastructuur, belangstelling afnemers, spin offs, werkgelegenheid).
• Lock-in effecten (effect op ontwikkeling niet-kernenergie opties). ^[2]

De grondstof voor kernfusie (deuterium, tritium) is onuitputtelijk, maar het lijkt er tot nu toe op dat er bij praktische toepassing hiervan toch wel veel 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 werkende energiecentrale is bovendien op dit moment 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.

[bewerken] Onderzoek

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.

[bewerken] Afhankelijkheid

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.

[bewerken] Zie ook

• Energiebalans (natuurkunde)
• Olie uitfaseren
• Passiefhuis
• Rationeel energiegebruik
• Terugleververgoeding in Duitsland
• Terugleververgoeding

[bewerken] Externe links

• ODE Organisatie voor Duurzame Energie
• NODE Nederlands Onderzoeksplatform Duurzame Energie
• Ecopower Vlaamse coöperatieve vennootschap, wil projecten met hernieuwbare energie en rationeel energiegebruik financieren, sensibiliseren over hernieuwbare energie en vooral rationeel energiegebruik, wil gebruikers van groene stroom verenigen en groene stroom leveren aan haar coöperanten.
• Fryslân, Land van Energie Friese nieuwsportaal over duurzame energie, verdeeld over de thema's Wonen, Zonne-energie, Energie uit reststoffen en Duurzaam transport.

[bewerken] Referenties

1. ↑ start.vlaanderen.be doc. "België doet het goed dankzij Vlaanderen" blz. 11
2. ↑ ECN Fact finding kernenergie: Aan welke voorwaarden zouden nieuwe kerncentrales moeten voldoen?