Wikisage, de vrije encyclopedie van de tweede generatie, is digitaal erfgoed

Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.

  • Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
  • Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
rel=nofollow

Wereldenergievoorziening met wind, water en zon: verschil tussen versies

Uit Wikisage
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
(https://nl.wikipedia.org/w/index.php?title=Duurzaam_energieplan_Jacobson-Delucchi&oldid=51501878 20 apr 2018 ‎ Rwbest 15 mrt 2018 Jürgen Eissink Koos van den beukel)
Regel 1: Regel 1:
'''Wereldenergievoorziening met wind, water en zon''' is een plan van [[Mark Jacobson|Mark Z Jacobson]] en Mark A Delucchi om de wereld te voorzien van schone duurzame energie in 2030-2050. Het plan is gepubliceerd in de ''Scientific American'' in 2009<ref name=wws>{{Cite journal |first1=Mark Z. |last1=Jacobson |first2=M.A. |last2=Delucchi |url=http://www.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/sad1109Jaco5p.indd.pdf |format=PDF |title= A Path to Sustainable Energy by 2030 |journal=Scientific American |volume=301 |issue=5 |pages=58–65}}</ref> en in ''Energy Policy'' in 2011.<ref>[http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/JDEnPolicyPt1.pdf Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part I: Technologies, energy resources, quantities and areas of infrastructure, and materials.]</ref><ref>[http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/DJEnPolicyPt2.pdf Part II: Reliability, system and transmission costs, and policies.]</ref>
Het '''Duurzaam energieplan Jacobson-Delucchi''' betreft de opwekking met wind, waterkracht en zonlicht van elektriciteit, het transport en de opslag van deze energie, en de bijzondere zorg dat het systeem steeds betrouwbaar de energievraag volgt.


In 2015 hebben Jacobson en Delucchi met Mary Cameron en Bethany Frew met computersimulatie (LOADMATCH) nagegaan hoe dit systeem de energievraag kan volgen, rekening houdend met de variabiliteit en onzekerheid van zon en wind. Dit bleek gedurende 5 jaar mogelijk te zijn in de USA.<ref>Jacobson, M.Z., M.A. Delucchi, M.A. Cameron, and B.A. Frew, ''A low-cost solution to the grid reliability problem with 100% penetration of intermittent wind, water, and solar for all purposes'', Proc. Nat. Acad. Sci., 112, doi: 10.1073/pnas.1510028112.
[[Waterkrachtcentrale|Waterkracht]] wordt al heel lang gebruikt als een betrouwbare bron voor elektriciteitsvoorziening, maar wind en zon zijn lang ondergewaardeerd. Er is wereldwijd wel een overvloed van [[Zonne-energie|zonne-]] en [[windenergie]], maar lokaal is het lang niet altijd voldoende beschikbaar. Windmolens en zonnepanelen zouden hooguit [[fossiele brandstof]] kunnen besparen bij de opwekking van elektriciteit, en zelfs dat werd in 2012 nog bestreden.<ref>https://www.europhysicsnews.org/articles/epn/pdf/2012/02/epn2012432p22.pdf C.le Pair, F.Udo, K.de Groot, ''Windturbines as yet unsuitable as electricity providers'', Europhysics News '''43.2''' p.22 (2012)</ref>
http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/CombiningRenew/CONUSGridIntegration.pdf</ref>
In ander onderzoek worden windturbines en zonnepanelen niet als lokale bronnen beschouwd die ingepast moeten worden in de door fossiele brandstof gedomineerde elektriciteitsvoorziening. Een netwerk van duurzame bronnen kan betrouwbaar energie leveren en fossiele brandstof vervangen.


Sinds 2016 wordt het plan door een team van 27 onderzoekers uitgewerkt voor 139 landen. Om de opwarming van de atmosfeer tot 1,5 C te begrenzen moet de broeikasgas uitstoot van fossiele brandstof in 2030 80% minder zijn en 100% in 2050.<ref name="WWZ">[http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/CountriesWWS.pdf WWZ per land]</ref><ref>http://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(17)30012-0</ref>
== WWZ-plan ==
In 2009 publiceerden [[Mark Z. Jacobson]] en Mark A. Delucchi in de ''Scientific American'' een plan om de wereld te voorzien van schone duurzame energie uit wind, waterkracht en zonlicht (WWZ-plan) in 2030-2050.<ref name="wws">{{Cite journal |first1=Mark Z. |last1=Jacobson |first2=M.A. |last2=Delucchi |url=http://www.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/sad1109Jaco5p.indd.pdf |format=PDF |title= A Path to Sustainable Energy by 2030 |journal=Scientific American |volume=301 |issue=5 |pages=58–65}}</ref> In ''Energy Policy'' werd het in 2011 gepubliceerd.<ref>Mark Z Jacobson en Mark A Delucchi: ''Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part I: Technologies, energy resources, quantities and areas of infrastructure, and materials''. In: ''Energy Policy'' 39, Vol. 3, (2011), 1154–1169, {{DOI|10.1016/j.enpol.2010.11.040}}.</ref><ref>Mark A Delucchi en Mark Z Jacobson: ''Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part II: Reliability, system and transmission costs, and policies''. In: ''Energy Policy'' 39, Vol. 3, (2011), 1170–1190, {{DOI|10.1016/j.enpol.2010.11.045}}.</ref>


In 2018 hebben Jacobson en Delucchi met Mary Cameron en Brian Mathiesen LOADMATCH resultaten gepubliceerd voor 20 regio's waarin de 139 landen verdeeld zijn. Betrouwbare energievoorziening met wind-water-zon is mogelijk in alle regio's.<ref name="WWZ2">[http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/CombiningRenew/WorldGridIntegration.pdf WWZ per regio]</ref><ref>https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148118301526?via%3Dihub</ref>
Er zijn, aldus Jacobson en Delucchi, opties bij het ontwerpen en in bedrijf hebben van een WWZ-energiesysteem om te zorgen dat het betrouwbaar de vraag volgt en geen te grote, zelden gebruikte capaciteit heeft:
* geografisch verspreide variabele energiebronnen onderling verbinden
* een regelbare energiebron zoals waterkracht gebruiken om een tijdelijke kloof te overbruggen tussen vraag en aanbod van zonne- en windenergie
* elektrische energie opslaan voor later gebruik in waterkracht-[[pompcentrale]]s; als warmte in [[Thermische zonne-energie|geconcentreerd zonlicht centrale]]s; in [[oplaadbare batterij|accu]]'s; als waterstof door [[elektrolyse]] van water; of als samengeperste lucht ondergronds
* WWZ-piekcapaciteit overdimensioneren om de tijden van WWZ-tekorten te minimaliseren en om te voorzien in reservevermogen om waterstof te produceren
* weersverwachtingen gebruiken om de energievoorziening beter te plannen
* met ''slim'' vraag-aanbod management de flexibele vraag verschuiven zodat die beter overeenkomt met de beschikbaarheid van WWZ-vermogen.


[[Brandstofmotor]]en en [[verwarmingsketel]]s kunnen vervangen worden door [[elektromotor]]en en [[warmtepomp]]en en koken kan met [[Inductiekookplaat|wervelstroom]] in plaats van gas. Deze elektrische apparaten hebben een beter rendement. De auteurs concluderen dat het plan technisch en economisch uitvoerbaar is met wind, water en zon, aangevuld met kleine bronnen als [[aardwarmte]], [[getijde-energie|getijde-]] en [[golfenergie]]. Barrières zijn van sociale en politieke aard. Zonnepanelen die niet op daken staan en windturbines zullen ongeveer 1% van het landoppervlak innemen en kunnen ook in ondiep water geplaatst worden.


== Wind-water-zon ==
=== Netintegratie simulatie ===
Omdat klimaatverandering, luchtvervuiling en energie-onzekerheid grote problemen zijn zodat eigenlijk onmiddellijk fundamentele verandering van de wereldenergievoorziening nodig is, zijn alleen technologieën beschouwd die minstens in proefprojecten aangetoond zijn,
In 2015 hebben Jacobson en Delucchi met Mary Cameron en Bethany Frew met computersimulatie (LOADMATCH) meer in detail nagegaan hoe een WWZ-systeem de energievraag van minuut tot minuut kan volgen. Dit bleek in de Verenigde Staten gedurende 5 jaar mogelijk te zijn.<ref>Jacobson, M.Z., M.A. Delucchi, M.A. Cameron, and B.A. Frew, ''A low-cost solution to the grid reliability problem with 100% penetration of intermittent wind, water, and solar for all purposes'', Proc. Nat. Acad. Sci., 112, doi: 10.1073/pnas.1510028112. {{DOI|10.1016/j.enpol.2010.11.040}}.</ref><ref>http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/CombiningRenew/CONUSGridIntegration.pdf</ref>
* die kunnen worden opgeschaald als onderdeel van een wereldwijd energiesysteem zonder verdere belangrijke technologische ontwikkeling,  
* die praktisch geen uitstoot van broeikasgassen en luchtverontreinigende stoffen hebben over de gehele ’levenscyclus’ van het systeem,  
* die een lage impact op fauna, watervervuiling, en land hebben,  
* die geen significante afvalverwerking of daarmee samenhangende terrorismerisico’s hebben, en
* die gebaseerd zijn op primaire middelen die voor onbeperkte tijd beschikbaar zijn of hergebruikt kunnen worden.


Dus niet alleen kernenergie, maar alle fossiele brandstof, ook kolen met kooldioxide-afvang wordt niet beschouwd. Zelfs [[biobrandstof]] valt af; het is wel duurzaam maar eist veel land en water en veroorzaakt veel luchtvervuiling.<ref>Jacobson, M.Z., 2007. ''Effects of ethanol (E85) versus gasoline vehicles on cancer and mortality in the United States''. Environmental Science and Technology I 41, 4150–4157.</ref> De analyse is beperkt tot energievoorziening; het gebruik van kolen in hoogovens voor staalproductie en aardolie als grondstof voor asfalt, smeermiddellen en petrochemische producten wordt niet beschouwd.
In 2017 is het plan door een team van 27 onderzoekers verder uitgewerkt voor 139 landen.<ref name="WWZ">[http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/CountriesWWS.pdf WWZ per land]</ref><ref>http://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(17)30012-0</ref>
In 2018 hebben Jacobson en Delucchi met Mary Cameron en Brian Mathiesen de LOADMATCH-resultaten gepubliceerd voor 20 regio's waarin 139 landen van de wereld verdeeld zijn. Betrouwbare WWZ-energievoorziening is volgens dit onderzoek mogelijk in alle regio's.<ref name="WWZ2">[http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/CombiningRenew/WorldGridIntegration.pdf WWZ per regio]</ref><ref>https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148118301526?via%3Dihub</ref>


Jacobson en Delucchi analyseren vooral WWZ (wind-water-zon)-technologie die elektriciteit opwekt. Daarvan wordt ca 7% gebruikt om waterstof te produceren door elektrolyse van water, voor transport of warmte of om energie op te slaan.
Het programma LOADMATCH krijgt als invoer geschatte reeksen, per halve minuut gedurende 2050-2055, van
 
Lichte transportmiddelen zijn voornamelijk batterij-elektrische voertuigen (BEV) en ook vlieg- en vaartuigen voor korte afstand. Zwaar transport gaat met waterstof-[[brandstofcel]] voertuigen (HFC<ref>Mark Z. Jacobson, W. G. Colella, D. M. Golden: ''Cleaning the Air and Improving Health with Hydrogen Fuel-Cell Vehicles''. In: ''[[Science]]''  308, No. 5730, (2005), 1901-1905, {{DOI|10.1126/science.1109157}}.</ref>) en hybride BEV-HFC met samengeperste waterstof. Voor lange afstand gebruiken schepen hybride batterij-waterstof brandstofcelsystemen, en [[waterstofvliegtuig|vliegtuigen]] vloeibare waterstof<ref>Coenen, R.M., 2009. A proposal to convert air transport to clean hydrogen (CATCH). International Journal of Hydrogen Energy 34, 8451–8453.</ref>. HFC wordt niet gebruikt voor elektriciteitsopwekking wegens inefficiency en kosten.
 
Water- en luchtverwarming voor gebouwen met behulp van WWS kan met warmtepompen die warmte onttrekken aan grond en buitenlucht, en met elektrische weerstandkachels. Koken gaat met elektrische inductie.  Voor hoge-temperatuur industriële processen worden vlamboogovens, inductieovens en diëlektrische kachels gebruikt.
 
=== Elektriciteit en warmte opwekking ===
In 2012 was het wereldwijd eindgebruik 12 terawatt (TW) (verliezen in de productie en transmissie niet meegerekend). Daarvan was 2,4 TW geleverde elektriciteit. De EIA<ref>Energy Information Administration, International Energy Outlook 2008, DOE/EIA-0484(2008). U.S. Department of Energy, Washington, D.C.</ref> voorziet dat in het jaar 2030 de wereld bijna 17 TW nodig heeft in het eindgebruik van energie. Ze verwachten ook dat de verdeling in termen van primaire energie in 2030 vergelijkbaar zal zijn met nu — sterk afhankelijk van fossiele brandstoffen, en dus vrijwel zeker onhoudbaar.
 
Een WWZ-wereld zal ongeveer 40% minder vermogen in het eindgebruik nodig hebben. Elektromotoren zijn bijvoorbeeld veel efficiënter dan motoren die brandstof gebruiken. Verwarming van gebouwen met elektrische warmtepompen is efficiënter dan met brandstof. De energiebehoefte in 2050 zal minder dan 12 TW-jaar zijn. Wind<ref>Christina L. Archer, Mark Z. Jacobson: ''Evaluation of global wind power''. In: ''Journal of Geophysical Research'' 110, Issue D12, (2005), 16-22, {{DOI|10.1029/2004JD005462}}.</ref> en zon kunnen elk jaar vele malen meer opwekken op geschikte plaatsen<ref>Mark Z. Jacobson: ''Review of solutions to global warming, air pollution, and energy security''. In: ''[[Energy and Environmental Science]]'' 2, (2009), 148–173, {{DOI|10.1039/b809990c}}.</ref>, maar niet continu. Voor een elke minuut beschikbare elektriciteitsvoorziening is ook waterkracht nodig en geothermische centrales hoewel die procentueel weinig bijdragen. De opwekking van elektriciteit zou er dan als volgt uit kunnen zien (zie '''Table S2''' in <ref name="WWZ" />) maar een andere verdeling tussen zon en wind is ook mogelijk.
 
*  23% met 1,7 miljoen 5MW windturbines op land
*  14% met 960 duizend 5MW windturbines op water
*  21% met 250 duizend 50 MW PV centrales
*  15% met 1,9 miljard 5 kW PV systemen op woningen
*  11% met 75 miljoen 100 kW PV systemen op andere gebouwen
*  10% met 21 duizend 100 MW CSP centrales met opslag
*  4% met 1100 1300 MW waterkracht centrales
* 0,7% met 960 100 MW geothermische centrales
* 0,6% met 400 duizend 0,75 MW golfsystemen
 
PV zie [[Zonnepaneel]], CSP zie [[Geconcentreerd zonlicht centrale]].
 
Bij computersimulatie bleek dat extra warmte opwekking en opslag nodig is om de continuiteit van de voorziening te waarborgen:
* 13 duizend 100 MW CSP centrales met opslag
* 84 duizend 50 MW zonnewarmte met opslag (ondergronds)
 
 
Dit hele WWZ-systeem beslaat 0,3% van het landoppervlak van de wereld. De nodige ruimte tussen windturbines op land, die bruikbaar blijft voor landbouw en veeteelt, is 1,5%.
 
=== Betrouwbaarheid vs kosten ===
Een groot probleem bij wind- en zonne-energie is of deze betrouwbaar elektriciteit kunnen leveren. In de huidige elektriciteitsvoorziening wordt automatische controle (frequentie regeling) gebruikt om te reageren op variatie in de orde van seconden tot een paar minuten, draaiende reserve om te reageren op variatie in de orde van minuten tot een uur, en piek-productie-eenheden om uur variatie te compenseren. Alleen de laatste voorziening, piek-eenheden, is duur.
 
Er zijn vele opties bij ontwerp en bedrijf van een WWZ energiesysteem om te zorgen dat het betrouwbaar de vraag volgt en geen grote, zelden gebruikte capaciteit heeft:
* geografisch verspreide variabele energiebronnen onderling verbinden,
* een regelbare energiebron zoals waterkracht gebruiken om een tijdelijke kloof te overbruggen tussen vraag en wind- of zonne-energie aanbod,
* met ''slim'' vraag-aanbod management flexibele vraag  verschuiven zodat die beter overeenkomt met de beschikbaarheid van WWZ vermogen,
* elektrische energie opslaan voor later gebruik in pompcentrales, in accu's, als waterstof, of als samengeperste lucht ondergronds,
* WWZ piek capaciteit overdimensioneren om de tijden van WWZ tekorten te minimaliseren en om te voorzien in reservevermogen om waterstof te produceren,
* weersvoorspelling om de energievoorziening beter te plannen.
 
WWZ is gecompliceerd. Proefprojecten en uitgebreide computersimulatie zijn nodig om het systeem te optimaliseren. Het optimale systeem - ontwerp en bedrijf - verschilt per land, maar zal in het algemeen de meest economische combinatie hebben van lange-afstand transmissie, energieopslag, en waterstof productie.
 
=== Netintegratie simulatie ===
Met Mary Cameron en Bethany Frew is een computerprogramma (LOADMATCH) geschreven om na te gaan dat een WWZ systeem de energievraag kan volgen, rekening houdend met de variabiliteit en onzekerheid van zon en wind. Bij dit onderzoek bleek dat
de optie
* opslag van zonnewarmte in zonneboiler en ondergronds
nog ontbrak in de analyse van betrouwbare WWZ voorziening.
 
Het programma krijgt als invoer reeksen, elke halve minuut gedurende 5 jaar, 2050-2055, van
* de energievraag
* de energievraag
* het intermitterende wind- en zonne-energie aanbod gesimuleerd met een 3D wereldwijd klimaat/weer model GATOR-GCMOM<ref>http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/GATOR/GATOR-GCMOMHist.pdf</ref>
* het intermitterende wind- en zonne-energie aanbod voorspeld met een 3D wereldwijd klimaat/weer model GATOR-GCMOM<ref>http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/GATOR/GATOR-GCMOMHist.pdf</ref>
* de waterkracht, aardwarmte, getijdenenergie en golf energie
* de waterkracht-, aardwarmte-, getijden- en golf-energie
en specificaties van
en specificaties van
* de capaciteiten en maximale laad/ontlaad snelheden van de verschillende soorten opslag, waaronder waterstof
* de capaciteiten en maximale laad/ontlaad snelheden van de verschillende soorten opslag
* de verliezen als gevolg van opslag, transport, distributie en onderhoud
* de verliezen als gevolg van opslag, transport, distributie en onderhoud
* een vraag-aanbod managemant systeem.
* een vraag-aanbod management systeem.
 
Oplossingen worden verkregen door voorrang te geven aan opslag van overtollige verwarming (in bodem en water), koeling (in koud water en ijs), en elektriciteit (in fase-verandering materiaal in [[geconcentreerd zonlicht centrale]]s (CSP), pompcentrales en waterstof) en het gebruik van vraag-aanbod managemant in periodes van piek belasting.
Opslag in stationaire accu's is niet nodig.
Het blijkt dat de betrouwbaarheid van het netwerk wordt gehandhaafd zelfs zonder vraag-aanbod managemant door opwekking van meer elektriciteit, maar met iets hogere kosten.
 
 
In een simulatie voor de VS, uitgezonderd Alaska en Hawaï, in 2050-2055, is de opgewekte energie voor 94% elektriciteit en 6% warmte. Van de elektriciteit is 11% omgezet in waterstof, 77% is direct gebruikt of voor later gebruik opgeslagen bij pompcentrales of CSP, en 12% is verloren bij conversie, transmissie, distributie en onderhoud.
 
== Energievoorziening per land ==
 
Het WWZ team heeft voor 139 landen de infrastructuur voorgesteld die in 2050 de gehele energievoorziening kan verzorgen. De energieovergang naar WWZ kan in 2030 voor 80% een feit zijn.
 
In de tabel staan voor 30 landen met het meeste eindgebruik, samen 85% van het wereldgebruik, en Nederland en België, mogelijke procentuele bijdragen van WWZ eenheden (zie '''Table S6''' en '''Table S8''' in <ref name="WWZ" />). Maar het kan per land ook met wat minder zon en meer wind of omgekeerd.
 
De extra warmte opwekking en opslag om de continuiteit van de voorziening te waarborgen staat niet in de tabel. Voor veel (kleine) landen is dat afhankelijk van de mogelijkheid energie uit te wisselen met naburige landen. In een volgende publicatie komen LOADMATCH resultaten voor 20 regio's waarin de 139 landen verdeeld zijn.
 
{| class="wikitable"
! rowspan="2"| ||rowspan="2"|Totaal<br /><small>GW</small> ||colspan="2"|Windturbines || rowspan="2"|Water-kracht || colspan="3"|Zonnepanelen || rowspan="2"|CSP
|-
| op land || op zee || op woningen || op andere gebouwen || in zonne-parken
|-
| '''Wereld''' ||align="right"|11840 ||align="right"|24% ||align="right"|14% ||align="right"|4% ||align="right"|15% ||align="right"|12% ||align="right"|21% ||align="right"|10%
|-
| China ||align="right"|3292 ||align="right"|24% ||align="right"|12% ||align="right"|4% ||align="right"|14% ||align="right"|9% ||align="right"|25% ||align="right"|11%
|-
| Verenigde Staten ||align="right"|1291 ||align="right"|21% ||align="right"|17% ||align="right"|3% ||align="right"|14% ||align="right"|12% ||align="right"|20% ||align="right"|11%
|-
| India ||align="right"|996 ||align="right"|35%  ||align="right"|3% ||align="right"|2% ||align="right"|25% ||align="right"|15% ||align="right"|9% ||align="right"|12%
|-
| Rusland ||align="right"|473 ||align="right"|39% ||align="right"|33% ||align="right"|5% ||align="right"|6% ||align="right"|6% ||align="right"|10% ||align="right"|2%
|-
| Brazilië ||align="right"|316 ||align="right"|17% ||align="right"|14% ||align="right"|13% ||align="right"|19% ||align="right"|20% ||align="right"|4% ||align="right"|10%
|-
| Japan ||align="right"|251 ||align="right"|2%  ||align="right"|7% ||align="right"|4% ||align="right"|6% ||align="right"|3% ||align="right"|77% ||align="right"|0%
|-
| Canada ||align="right"|240 ||align="right"|27% ||align="right"|23% ||align="right"|15% ||align="right"|5% ||align="right"|9% ||align="right"|7% ||align="right"|10%
|-
| Indonesië ||align="right"|227 ||align="right"|12% ||align="right"|13% ||align="right"|1% ||align="right"|17% ||align="right"|31% ||align="right"|7% ||align="right"|11%
|-
| Duitsland ||align="right"|226 ||align="right"|22% ||align="right"|23% ||align="right"|1% ||align="right"|5% ||align="right"|6% ||align="right"|43% ||align="right"|0%
|-
| Iran ||align="right"|231 ||align="right"|22% ||align="right"|9% ||align="right"|2% ||align="right"|18% ||align="right"|11% ||align="right"|26% ||align="right"|12%
|-
| Zuid-Korea ||align="right"|194 ||align="right"|3% ||align="right"|12% ||align="right"|0% ||align="right"|6% ||align="right"|3% ||align="right"|64% ||align="right"|12%
|-
| Saoedi Arabië ||align="right"|188 ||align="right"|42% ||align="right"|0% ||align="right"|0% ||align="right"|22% ||align="right"|14% ||align="right"|10% ||align="right"|12%
|-
| Mexico ||align="right"|173 ||align="right"|19% ||align="right"|16% ||align="right"|3% ||align="right"|21% ||align="right"|21% ||align="right"|5% ||align="right"|11%
|-
| Nigeria ||align="right"|159 ||align="right"|6% ||align="right"|0% ||align="right"|1% ||align="right"|22% ||align="right"|24% ||align="right"|35% ||align="right"|12%
|-
| Frankrijk ||align="right"|158 ||align="right"|31% ||align="right"|26% ||align="right"|5% ||align="right"|10% ||align="right"|8% ||align="right"|8% ||align="right"|11%
|-
| Thailand ||align="right"|155 ||align="right"|3% ||align="right"|16% ||align="right"|1% ||align="right"|26% ||align="right"|14% ||align="right"|28% ||align="right"|12%
|-
| Zuid Afrika ||align="right"|142 ||align="right"|42% ||align="right"|6% ||align="right"|0% ||align="right"|17% ||align="right"|9% ||align="right"|11% ||align="right"|12%
|-
| Ver. Koninkrijk||align="right"|140 ||align="right"|13% ||align="right"|36% ||align="right"|1% ||align="right"|4% ||align="right"|3% ||align="right"|40% ||align="right"|0%
|-
| Italië ||align="right"|135 ||align="right"|25% ||align="right"|1% ||align="right"|5% ||align="right"|16% ||align="right"|6% ||align="right"|35% ||align="right"|11%
|-
| Australië ||align="right"|119 ||align="right"|20% ||align="right"|17% ||align="right"|3% ||align="right"|14% ||align="right"|11% ||align="right"|18% ||align="right"|11%
|-
| Arab. Emiraten ||align="right"|108 ||align="right"|7% ||align="right"|12% ||align="right"|0% ||align="right"|4% ||align="right"|2% ||align="right"|63% ||align="right"|12%
|-
| Pakistan ||align="right"|103 ||align="right"|19% ||align="right"|8% ||align="right"|3% ||align="right"|25% ||align="right"|15% ||align="right"|18% ||align="right"|12%
|-
| Egypte ||align="right"|102 ||align="right"|30% ||align="right"|0% ||align="right"|1% ||align="right"|21% ||align="right"|28% ||align="right"|8% ||align="right"|12%
|-
| Taiwan ||align="right"|100 ||align="right"|2% ||align="right"|22% ||align="right"|1% ||align="right"|11% ||align="right"|5% ||align="right"|31% ||align="right"|0%
|-
| Oekraine ||align="right"|96 ||align="right"|41% ||align="right"|35% ||align="right"|3% ||align="right"|7% ||align="right"|4% ||align="right"|10% ||align="right"|0%
|-
| Spanje ||align="right"|93 ||align="right"|33% ||align="right"|14% ||align="right"|6% ||align="right"|17% ||align="right"|8% ||align="right"|8% ||align="right"|11%
|-
| Maleisië ||align="right"|84 ||align="right"|2% ||align="right"|19% ||align="right"|3% ||align="right"|25% ||align="right"|14% ||align="right"|25% ||align="right"|12%
|-
| Turkije ||align="right"|82 ||align="right"|27% ||align="right"|0% ||align="right"|13% ||align="right"|18% ||align="right"|25% ||align="right"|7% ||align="right"|10%
|-
| Kazachstan ||align="right"|81 ||align="right"|46% ||align="right"|0% ||align="right"|1% ||align="right"|17% ||align="right"|13% ||align="right"|11% ||align="right"|12%
|-
| Argentinië ||align="right"|80 ||align="right"|19% ||align="right"|16% ||align="right"|5% ||align="right"|21% ||align="right"|21% ||align="right"|5% ||align="right"|11%
|-
| Nederland ||align="right"|63 ||align="right"|6%  ||align="right"|41% ||align="right"|0% ||align="right"|1% ||align="right"|1% ||align="right"|39% ||align="right"|12%
|-
| België ||align="right"|38 ||align="right"|5% ||align="right"|18% ||align="right"|0% ||align="right"|1% ||align="right"|1% ||align="right"|75% ||align="right"|0%
|}
 
CSP, zie [[geconcentreerd zonlicht centrale]].
 
De bijdrage van geothermie in bovenstaande landen is gering behalve in Taiwan (27%).
 
Waterkracht centrales bestaan al, er hoeven geen nieuwe dammen gebouwd te worden. Tajikistan en Paraguay voorzien daarmee al grotendeels in hun energiegebruik.
 
== Energievoorziening per regio ==


In 2018 zijn LOADMATCH resultaten gepubliceerd voor 20 regio's waarin de 139 landen verdeeld zijn.<ref name="WWZ2" />
Het programma is voor elke regio 10-20 keer uitgevoerd met steeds aangepaste invoer voor de opslag capaciteiten, tot een oplossing was gevonden waarin de energievraag gevolgd werd, per halve minuut gedurende 5 jaar, met lage kosten.
Bij dit onderzoek bleek dat energiebesparing door toepassing van warmtepompen veel groter kan zijn dan oorspronkelijk<ref name="WWZ" /> berekend, niet 42% maar 58%. In simulaties voor 14 regio's zijn zonneboilers en koud water/ijs opslag vervangen door warmtepompen. Ondergrondse warmteopslag is ook niet nodig voor betrouwbare energievoorziening en is dus niet gesimuleerd.


De tabel toont het WWZ vermogen in GW om 7 grote regio's betrouwbaar van energie te voorzien in 2050.
De tabel toont het WWZ-vermogen in gigawatt (GW) om 7 grote regio's in 2050 betrouwbaar van energie te voorzien. De totaalkolom geeft het ''jaargemiddelde'' vermogen dat de bronnen in de volgende 7 kolommen leveren. In deze 7 kolommen staan ''maximale'' vermogens.
De Totaal kolom geeft het ''jaargemiddelde'' vermogen dat de bronnen in de volgende 7 kolommen leveren. In deze 7 kolommen staan ''maximale'' vermogens.
Aardwarmte, golf- en getijdevermogen geven ook een kleine bijdrage.
Aardwarmte, golf en getijde vermogen geven ook een kleine bijdrage.
Zie in WWZ per regio de tabellen 2 en 4 en casus C.<ref name="WWZ2" />
Zie in WWZ per regio<ref name="WWZ2" /> Table 2 en 4 Case C.


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
Regel 201: Regel 59:


In 2016 stond 169 GW windturbinevermogen in China, 154 GW in de Europese Unie en 82 GW in de Verenigde Staten.<ref>http://www.gwec.net/wp-content/uploads/2012/06/Global-Installed-Wind-Power-Capacity-MW-%E2%80%93-Regional-Distribution-1.jpg</ref>
In 2016 stond 169 GW windturbinevermogen in China, 154 GW in de Europese Unie en 82 GW in de Verenigde Staten.<ref>http://www.gwec.net/wp-content/uploads/2012/06/Global-Installed-Wind-Power-Capacity-MW-%E2%80%93-Regional-Distribution-1.jpg</ref>
Het wereldwijd vermogen van zonnepanelen (PV) was in 2016 300 GW, grotendeels in China, Japan, Duitsland en de Verenigde Staten.
Het wereldwijd vermogen van zonnepanelen (PV) was in 2016 300 GW, grotendeels in China, Japan, Duitsland en de Verenigde Staten.<ref>[http://www.iea-pvps.org/fileadmin/dam/public/report/statistics/IEA-PVPS_-_A_Snapshot_of_Global_PV_-_1992-2016__1_.pdf IEA Global PV]</ref> Het grootste deel van het wind- en PV vermogen moet dus nog opgesteld worden.
<ref>[http://www.iea-pvps.org/fileadmin/dam/public/report/statistics/IEA-PVPS_-_A_Snapshot_of_Global_PV_-_1992-2016__1_.pdf IEA Global PV]</ref>
Meer dan 95% van het wind en PV vermogen moet dus nog opgesteld worden.
 
Sommige regio's zijn al ver gevorderd met WWZ. In 2015 genereerde Schotland 59% van zijn elektriciteitsgebruik met duurzame bronnen.<ref>{{Cite web|url=https://www.scottishrenewables.com/sectors/renewables-in-numbers/|title=Schotse duurzame energie|website=Scottish Renewables|language=en-gb|access-date=2017-02-13}}</ref> Volgens de energieplannen van het Schotse bestuur zal 100% van het elektriciteitsgebruik duurzaam opgewekt worden in 2020, en 50% van het totale energiegebruik (inclusief transport) in 2030.<ref>{{Cite web|url=http://www.gov.scot/Resource/0046/00460123.pdf|title=Duurzame energie statistiek voor Schotland|last=|first=|date=September 2014|website=|access-date=13 February 2017}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://news.gov.scot/news/the-future-of-energy-in-scotland|title=The future of energy in Scotland|website=Scottish Government News|language=en|access-date=2017-02-13}}</ref>


== Kritiek ==
== WWZ trend ==


John E Bistline en Geoffrey J Blanford <ref>[https://doi/10.1073/pnas.1603072113 ''Proc Natl Acad Sci USA'' July 2016 '''113'''(28)E3988]</ref> vinden de conclusies van Jacobson et al. (2015) over o.a. kosten, energie-opslag en het elektrificeren van eindgebruik agressief. In hun reactie<ref>[https://doi/10.1073/pnas.1603072113 ''PNAS'', '''113'''(28)E3989-E3990]</ref> stellen Jacobson et al. dat het commentaar van Bistline en Blanford onjuist of ongefundeerd is.
Sommige regio's zijn al ver gevorderd met WWZ. In 2015 genereerde Schotland 59% van zijn elektriciteitsgebruik met duurzame bronnen.<ref>{{Cite web|url=https://www.scottishrenewables.com/sectors/renewables-in-numbers/|title=Schotse duurzame energie|website=Scottish Renewables|language=en-gb|access-date=2017-02-13}}</ref> Volgens de energieplannen van het Schotse bestuur zal 100% van het elektriciteitsgebruik duurzaam opgewekt worden in 2020, en 50% van het totale energiegebruik (inclusief verwarming en transport) in 2030.<ref>{{Cite web|url=http://www.gov.scot/Resource/0046/00460123.pdf|title=Duurzame energie statistiek voor Schotland|last=|first=|date=September 2014|website=|access-date=13 February 2017}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://news.gov.scot/news/the-future-of-energy-in-scotland|title=The future of energy in Scotland|website=Scottish Government News|language=en|access-date=2017-02-13}}</ref>


Christopher T M Clack met 20 coauteurs evalueerden het WWZ plan in 2017.<ref>[https://doi.org/10.1073/pnas.1610381114 ''Proc Natl Acad Sci USA'', '''114'''(26)6722-6727]</ref> Zij melden fouten in de analyse, o.a. in het vermogen van waterkracht. De uitsluiting van kern-, bio-energie en fossiele brandstof met CO<sub>2</sub>-afvang en -opslag (CCS) is onterecht want die bronnen kunnen de kosten verlagen van het ontkolen (Engels: decarbonizing) van de energievoorziening. LOADMATCH kent alle vraag en aanbod data, is dus deterministisch.
Het [[Internationaal Energieagentschap]] verwacht dat tussen 2017 en 2022 het duurzame elektrische vermogen in de wereld 43% stijgt, dat is meer dan 920 GW, voor 80% door de groei van wind en PV capaciteit. De helft van deze groei zal in China gebeuren, vooral door meer PV. Ook in de VS en India groeit zonne- en windstroom sterk. De kosten van deze stroom zijn sterk gedaald zodat ze kan concurreren met kolenstroom. In de EU is minder groei door overcapaciteit. Denemarken gaat in 2022 elektriciteit voor 70% met variabele duurzame bronnen opwekken.<ref>https://webstore.iea.org/download/summary/161?fileName=English-Renewables-2017-ES.pdf</ref>


Mark Jacobson et al. stellen in hun reactie<ref>[https://doi.org/10.1073/pnas.1708069114 ''PNAS'', '''114'''(26)E5021-E5023]</ref> dat de foutmeldingen van Clack et al. onjuist zijn. Bij waterkracht is er geen fout, piekvermogen is veel groter is dan gemiddeld vermogen. Dat ontkoling zonder kernenergie of CCS mogelijk is tegen lage kosten is juist en bevestigd door veel ander onderzoek. Tijdens de uitvoering kent LOADMATCH vraag en aanbod niet in de volgende minuut, en is dus niet deterministisch. Het conflict leidde tot een rechtszaak, door Jacobson aangespannen tegen Clack.<ref>[https://www.huffingtonpost.com/entry/denying-the-truth-doesnt-change-the-facts_us_5a20ef21e4b05072e8b567da Huffpost Jan 2017, ''Denying the truth'']</ref>
== Kritiek ==
John E. Bistline en Geoffrey J. Blanford<ref>www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1603072113</ref> vinden de conclusies van Jacobson et al. (2015) over o.a. kosten, energie-opslag en het elektrificeren van eindgebruik "agressief". In hun reactie<ref>www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1606802113</ref> stellen Jacobson et al. dat de kritiek van Bistline en Blanford onjuist of ongefundeerd is.


== Werkgelegenheid en schone lucht ==
Christopher T.M. Clack en twintig co-auteurs evalueerden het WWZ-plan in 2017.<ref>[https://doi.org/10.1073/pnas.1610381114 ''Proc Natl Acad Sci USA'', '''114'''(26)6722-6727]</ref> Zowel in de uitgangspunten als in de berekeningen zouden volgens hen fouten zitten. Een kort overzicht:
De WWZ energiesector zal ca 50 miljoen banen scheppen voor constructie en explotatie. Dat is twee maal zoveel als de banen die in de conventionele energiesector verloren gaan.
* Zij geven aan dat er een verschil is tussen een uitgedacht experiment met [[computersimulatie]]s enerzijds, en de haalbaarheid in de werkelijkheid anderzijds. Ze wijzen er bijvoorbeeld op dat windmolenparken op zee tot nu toe slechts spaarzaam zijn toegestaan in de Verenigde Staten. Verder is volgens hen 80% ontkolen al moeilijk en geldt dat temeer voor de laatste 20%. Ook zien ze de grootschalige opslagcapaciteit die nodig is als buffer als probleem; in 2018 bestaat deze nog vrijwel niet en zijn we onvoldoende bekend met de eigenschappen ervan. Ook is er (in de Verenigde Staten) nog geen infrastructuur voor de distributie van bodemwarmte.
* Zij melden fouten in de analyse, o.a. in het vermogen van waterkracht. De uitsluiting van kern-, bio-energie en fossiele brandstof met [[CO2-afvang en -opslag]] (CCS) is volgens hen onterecht, want die bronnen kunnen de kosten verlagen van het ontkolen (Engels: decarbonizing) van de energievoorziening. Ze wijzen erop dat het model [[nuldimensionaal]] is; productie en verbruik van energie vinden plaats op dezelfde plek. De factor transport wordt buiten beschouwing gelaten. LOADMATCH zou deterministisch zijn, want alle vraag- en aanboddata zijn bekend.
* Omdat Jacobsen cs. ≥ 95% schone electriciteitsproductie willen vinden ze dat de bewijslast hoog ligt en dat deze niet wordt gehaald.


De WWZ energievoorziening zal voorkomen dat miljoenen mensen per jaar voortijdig sterven door luchtvervuiling.
Mark Jacobson et al. stellen in hun reactie dan weer dat de foutmeldingen van Clack et al. onjuist zijn.<ref>[https://doi.org/10.1073/pnas.1708069114 ''PNAS'', '''114'''(26)E5021-E5023]</ref><ref>https://www.ecowatch.com/pnas-jacobson-renewable-energy-2444465393.html</ref> Het WWZ-plan is technisch en economisch haalbaar, de uitvoering is afhankelijk van politieke en sociale factoren.<ref name="wws" /> Dat is geen fout in het plan. Bij waterkracht is er geen fout, het piekvermogen is veel groter dan het gemiddeld vermogen. Dat ontkoling zonder kernenergie of CCS mogelijk is tegen lage kosten, is juist en bevestigd door ander onderzoek. Energiebronnen en gebruikers zijn niet noodzakelijk op dezelfde plek, maar verspreid over de regio en verbonden door het elektriciteitsnet. Tijdens de uitvoering kent LOADMATCH vraag en aanbod niet in de volgende minuut, en is dus niet deterministisch. Wel gaven ze toe dat de kostenfactor van extra benodigde turbines en generatoren voor meer energie uit waterkracht, niet was meegenomen in de berekeningen. Het conflict leidde tot een rechtszaak, door Jacobson aangespannen tegen Clack. Dit dreigde ertoe te leiden dat de discussie werd verplaatst van het wetenschappelijk toneel naar de rechtszaal. Eind februari 2018 heeft Jacobson de zaak weer ingetrokken. Er waren inmiddels ook signalen dat de rechters zich onbevoegd zouden verklaren en zouden seponeren.<ref>[http://www.latimes.com/business/hiltzik/la-fi-hiltzik-jacobson-lawsuit-20180223-story.html Los Angeles Times, 23-2-2018] Geraadpleegd 10 april 2018</ref><ref>[https://www.huffingtonpost.com/entry/denying-the-truth-doesnt-change-the-facts_us_5a20ef21e4b05072e8b567da Huffpost Jan 2017, ''Denying the truth'']</ref>


== Zie ook ==
== Zie ook ==
* [[Duurzame energie]]
* Samenvattingen van 30 door collega's beoordeelde artikelen die het resultaat ondersteunen dat het elektriciteitsnet stabiel kan blijven met elektriciteit die wordt geleverd door 100% of bijna 100% duurzame energie https://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/CombiningRenew/100PercentPaperAbstracts.pdf
* Samenvattingen van 30 door collega's beoordeelde artikelen die het resultaat ondersteunen dat het elektriciteitsnet stabiel kan blijven met elektriciteit die wordt geleverd door 100% of bijna 100% duurzame energie https://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/CombiningRenew/100PercentPaperAbstracts.pdf
* [[Wereldenergievoorziening]]


{{Appendix}}
{{Appendix}}


[[Categorie:Energie]]
[[Categorie: Duurzame energie]]

Versie van 22 apr 2018 08:19

Het Duurzaam energieplan Jacobson-Delucchi betreft de opwekking met wind, waterkracht en zonlicht van elektriciteit, het transport en de opslag van deze energie, en de bijzondere zorg dat het systeem steeds betrouwbaar de energievraag volgt.

Waterkracht wordt al heel lang gebruikt als een betrouwbare bron voor elektriciteitsvoorziening, maar wind en zon zijn lang ondergewaardeerd. Er is wereldwijd wel een overvloed van zonne- en windenergie, maar lokaal is het lang niet altijd voldoende beschikbaar. Windmolens en zonnepanelen zouden hooguit fossiele brandstof kunnen besparen bij de opwekking van elektriciteit, en zelfs dat werd in 2012 nog bestreden.[1] In ander onderzoek worden windturbines en zonnepanelen niet als lokale bronnen beschouwd die ingepast moeten worden in de door fossiele brandstof gedomineerde elektriciteitsvoorziening. Een netwerk van duurzame bronnen kan betrouwbaar energie leveren en fossiele brandstof vervangen.

WWZ-plan

In 2009 publiceerden Mark Z. Jacobson en Mark A. Delucchi in de Scientific American een plan om de wereld te voorzien van schone duurzame energie uit wind, waterkracht en zonlicht (WWZ-plan) in 2030-2050.[2] In Energy Policy werd het in 2011 gepubliceerd.[3][4]

Er zijn, aldus Jacobson en Delucchi, opties bij het ontwerpen en in bedrijf hebben van een WWZ-energiesysteem om te zorgen dat het betrouwbaar de vraag volgt en geen te grote, zelden gebruikte capaciteit heeft:

  • geografisch verspreide variabele energiebronnen onderling verbinden
  • een regelbare energiebron zoals waterkracht gebruiken om een tijdelijke kloof te overbruggen tussen vraag en aanbod van zonne- en windenergie
  • elektrische energie opslaan voor later gebruik in waterkracht-pompcentrales; als warmte in geconcentreerd zonlicht centrales; in accu's; als waterstof door elektrolyse van water; of als samengeperste lucht ondergronds
  • WWZ-piekcapaciteit overdimensioneren om de tijden van WWZ-tekorten te minimaliseren en om te voorzien in reservevermogen om waterstof te produceren
  • weersverwachtingen gebruiken om de energievoorziening beter te plannen
  • met slim vraag-aanbod management de flexibele vraag verschuiven zodat die beter overeenkomt met de beschikbaarheid van WWZ-vermogen.

Brandstofmotoren en verwarmingsketels kunnen vervangen worden door elektromotoren en warmtepompen en koken kan met wervelstroom in plaats van gas. Deze elektrische apparaten hebben een beter rendement. De auteurs concluderen dat het plan technisch en economisch uitvoerbaar is met wind, water en zon, aangevuld met kleine bronnen als aardwarmte, getijde- en golfenergie. Barrières zijn van sociale en politieke aard. Zonnepanelen die niet op daken staan en windturbines zullen ongeveer 1% van het landoppervlak innemen en kunnen ook in ondiep water geplaatst worden.

Netintegratie simulatie

In 2015 hebben Jacobson en Delucchi met Mary Cameron en Bethany Frew met computersimulatie (LOADMATCH) meer in detail nagegaan hoe een WWZ-systeem de energievraag van minuut tot minuut kan volgen. Dit bleek in de Verenigde Staten gedurende 5 jaar mogelijk te zijn.[5][6]

In 2017 is het plan door een team van 27 onderzoekers verder uitgewerkt voor 139 landen.[7][8] In 2018 hebben Jacobson en Delucchi met Mary Cameron en Brian Mathiesen de LOADMATCH-resultaten gepubliceerd voor 20 regio's waarin 139 landen van de wereld verdeeld zijn. Betrouwbare WWZ-energievoorziening is volgens dit onderzoek mogelijk in alle regio's.[9][10]

Het programma LOADMATCH krijgt als invoer geschatte reeksen, per halve minuut gedurende 2050-2055, van

  • de energievraag
  • het intermitterende wind- en zonne-energie aanbod voorspeld met een 3D wereldwijd klimaat/weer model GATOR-GCMOM[11]
  • de waterkracht-, aardwarmte-, getijden- en golf-energie

en specificaties van

  • de capaciteiten en maximale laad/ontlaad snelheden van de verschillende soorten opslag
  • de verliezen als gevolg van opslag, transport, distributie en onderhoud
  • een vraag-aanbod management systeem.

Het programma is voor elke regio 10-20 keer uitgevoerd met steeds aangepaste invoer voor de opslag capaciteiten, tot een oplossing was gevonden waarin de energievraag gevolgd werd, per halve minuut gedurende 5 jaar, met lage kosten.

De tabel toont het WWZ-vermogen in gigawatt (GW) om 7 grote regio's in 2050 betrouwbaar van energie te voorzien. De totaalkolom geeft het jaargemiddelde vermogen dat de bronnen in de volgende 7 kolommen leveren. In deze 7 kolommen staan maximale vermogens. Aardwarmte, golf- en getijdevermogen geven ook een kleine bijdrage. Zie in WWZ per regio de tabellen 2 en 4 en casus C.[9]

Regio Totaal Windturbines Water-kracht Zonnepanelen CSP
op land op zee op woningen op andere gebouwen in zonne-parken
China 2600 4750 489 301 729 507 4200 603
VS en Canada 1117 1158 612 158 452 449 1089 448
Europa 910 1518 444 160 238 199 2141 63
India 739 1844 32 49 744 450 669 254
Z-Amerika 487 635 261 152 407 417 163 118
Afrika 465 679 33 26 351 326 581 177
Rusland 323 538 229 52 77 101 172 15

In 2016 stond 169 GW windturbinevermogen in China, 154 GW in de Europese Unie en 82 GW in de Verenigde Staten.[12] Het wereldwijd vermogen van zonnepanelen (PV) was in 2016 300 GW, grotendeels in China, Japan, Duitsland en de Verenigde Staten.[13] Het grootste deel van het wind- en PV vermogen moet dus nog opgesteld worden.

WWZ trend

Sommige regio's zijn al ver gevorderd met WWZ. In 2015 genereerde Schotland 59% van zijn elektriciteitsgebruik met duurzame bronnen.[14] Volgens de energieplannen van het Schotse bestuur zal 100% van het elektriciteitsgebruik duurzaam opgewekt worden in 2020, en 50% van het totale energiegebruik (inclusief verwarming en transport) in 2030.[15][16]

Het Internationaal Energieagentschap verwacht dat tussen 2017 en 2022 het duurzame elektrische vermogen in de wereld 43% stijgt, dat is meer dan 920 GW, voor 80% door de groei van wind en PV capaciteit. De helft van deze groei zal in China gebeuren, vooral door meer PV. Ook in de VS en India groeit zonne- en windstroom sterk. De kosten van deze stroom zijn sterk gedaald zodat ze kan concurreren met kolenstroom. In de EU is minder groei door overcapaciteit. Denemarken gaat in 2022 elektriciteit voor 70% met variabele duurzame bronnen opwekken.[17]

Kritiek

John E. Bistline en Geoffrey J. Blanford[18] vinden de conclusies van Jacobson et al. (2015) over o.a. kosten, energie-opslag en het elektrificeren van eindgebruik "agressief". In hun reactie[19] stellen Jacobson et al. dat de kritiek van Bistline en Blanford onjuist of ongefundeerd is.

Christopher T.M. Clack en twintig co-auteurs evalueerden het WWZ-plan in 2017.[20] Zowel in de uitgangspunten als in de berekeningen zouden volgens hen fouten zitten. Een kort overzicht:

  • Zij geven aan dat er een verschil is tussen een uitgedacht experiment met computersimulaties enerzijds, en de haalbaarheid in de werkelijkheid anderzijds. Ze wijzen er bijvoorbeeld op dat windmolenparken op zee tot nu toe slechts spaarzaam zijn toegestaan in de Verenigde Staten. Verder is volgens hen 80% ontkolen al moeilijk en geldt dat temeer voor de laatste 20%. Ook zien ze de grootschalige opslagcapaciteit die nodig is als buffer als probleem; in 2018 bestaat deze nog vrijwel niet en zijn we onvoldoende bekend met de eigenschappen ervan. Ook is er (in de Verenigde Staten) nog geen infrastructuur voor de distributie van bodemwarmte.
  • Zij melden fouten in de analyse, o.a. in het vermogen van waterkracht. De uitsluiting van kern-, bio-energie en fossiele brandstof met CO2-afvang en -opslag (CCS) is volgens hen onterecht, want die bronnen kunnen de kosten verlagen van het ontkolen (Engels: decarbonizing) van de energievoorziening. Ze wijzen erop dat het model nuldimensionaal is; productie en verbruik van energie vinden plaats op dezelfde plek. De factor transport wordt buiten beschouwing gelaten. LOADMATCH zou deterministisch zijn, want alle vraag- en aanboddata zijn bekend.
  • Omdat Jacobsen cs. ≥ 95% schone electriciteitsproductie willen vinden ze dat de bewijslast hoog ligt en dat deze niet wordt gehaald.

Mark Jacobson et al. stellen in hun reactie dan weer dat de foutmeldingen van Clack et al. onjuist zijn.[21][22] Het WWZ-plan is technisch en economisch haalbaar, de uitvoering is afhankelijk van politieke en sociale factoren.[2] Dat is geen fout in het plan. Bij waterkracht is er geen fout, het piekvermogen is veel groter dan het gemiddeld vermogen. Dat ontkoling zonder kernenergie of CCS mogelijk is tegen lage kosten, is juist en bevestigd door ander onderzoek. Energiebronnen en gebruikers zijn niet noodzakelijk op dezelfde plek, maar verspreid over de regio en verbonden door het elektriciteitsnet. Tijdens de uitvoering kent LOADMATCH vraag en aanbod niet in de volgende minuut, en is dus niet deterministisch. Wel gaven ze toe dat de kostenfactor van extra benodigde turbines en generatoren voor meer energie uit waterkracht, niet was meegenomen in de berekeningen. Het conflict leidde tot een rechtszaak, door Jacobson aangespannen tegen Clack. Dit dreigde ertoe te leiden dat de discussie werd verplaatst van het wetenschappelijk toneel naar de rechtszaal. Eind februari 2018 heeft Jacobson de zaak weer ingetrokken. Er waren inmiddels ook signalen dat de rechters zich onbevoegd zouden verklaren en zouden seponeren.[23][24]

Zie ook

Bronnen, noten en/of referenties

Bronnen, noten en/of referenties
  1. º https://www.europhysicsnews.org/articles/epn/pdf/2012/02/epn2012432p22.pdf C.le Pair, F.Udo, K.de Groot, Windturbines as yet unsuitable as electricity providers, Europhysics News 43.2 p.22 (2012)
  2. ↑ 2,0 2,1 A Path to Sustainable Energy by 2030 (PDF). Scientific American 301 (5): 58–65.
  3. º Mark Z Jacobson en Mark A Delucchi: Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part I: Technologies, energy resources, quantities and areas of infrastructure, and materials. In: Energy Policy 39, Vol. 3, (2011), 1154–1169, doi: 10.1016/j.enpol.2010.11.040.
  4. º Mark A Delucchi en Mark Z Jacobson: Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part II: Reliability, system and transmission costs, and policies. In: Energy Policy 39, Vol. 3, (2011), 1170–1190, doi: 10.1016/j.enpol.2010.11.045.
  5. º Jacobson, M.Z., M.A. Delucchi, M.A. Cameron, and B.A. Frew, A low-cost solution to the grid reliability problem with 100% penetration of intermittent wind, water, and solar for all purposes, Proc. Nat. Acad. Sci., 112, doi: 10.1073/pnas.1510028112. doi: 10.1016/j.enpol.2010.11.040.
  6. º http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/CombiningRenew/CONUSGridIntegration.pdf
  7. º WWZ per land
  8. º http://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(17)30012-0
  9. ↑ 9,0 9,1 WWZ per regio
  10. º https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148118301526?via%3Dihub
  11. º http://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/GATOR/GATOR-GCMOMHist.pdf
  12. º http://www.gwec.net/wp-content/uploads/2012/06/Global-Installed-Wind-Power-Capacity-MW-%E2%80%93-Regional-Distribution-1.jpg
  13. º IEA Global PV
  14. º Schotse duurzame energie (in en-gb).
  15. º Duurzame energie statistiek voor Schotland (September 2014).
  16. º The future of energy in Scotland (in en).
  17. º https://webstore.iea.org/download/summary/161?fileName=English-Renewables-2017-ES.pdf
  18. º www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1603072113
  19. º www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1606802113
  20. º Proc Natl Acad Sci USA, 114(26)6722-6727
  21. º PNAS, 114(26)E5021-E5023
  22. º https://www.ecowatch.com/pnas-jacobson-renewable-energy-2444465393.html
  23. º Los Angeles Times, 23-2-2018 Geraadpleegd 10 april 2018
  24. º Huffpost Jan 2017, Denying the truth
rel=nofollow
rel=nofollow
Overgenomen van "https://nl.wikisage.org/w/index.php?title=Wereldenergievoorziening_met_wind,_water_en_zon&oldid=237911"