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.
Duurzame energie
|
Portaal Duurzaamheid |
Duurzame energie of groene 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, windenergie en aardwarmte.
Soms worden de termen duurzame energie en hernieuwbare energie als synoniemen gebruikt. Door anderen wordt er wel een onderscheid gemaakt: een hernieuwbare bron moet voor praktisch onbeperkte tijd te gebruiken zijn, een duurzame energiebron moet daarbovenop ook nog weinig milieuschade met zich meebrengen.[2] In het Engels gebruikt men ook de term low carbon energy, 'CO2-arme energie'. Deze term wordt ook gebruikt ter beschrijving van energiebronnen die niet algemeen worden erkend als duurzaam of hernieuwbaar, zoals elektriciteit uit kolencentrales met CO2-afvang en -opslag, of kernenergie.
Om de opwarming van de aarde tegen te gaan is een lagere CO2-uitstoot, onder meer door de electriciteitsproductie, een hoge prioriteit geworden. Het vervangen van fossiele energiebronnen door hernieuwbare energie krijgt daarbij logischerwijs veel aandacht, wat die voor de kernenergie-problematiek enigszins afleidt, ook al omdat die geen koolstof uitstoot. Toch stellen de veiligheidseisen en het dure onderhoud van de vele oudere kerncentrales beleidsmakers en consumenten voor een dringende afweging, omdat met deze middelen een snellere omslag naar duurzame energieproductie en energiebesparende technieken kunnen worden gefinancierd.
Wereldwijd werd in 2013 ongeveer 19% van de energie hernieuwbaar geproduceerd. De helft hiervan werd geproduceerd met moderne duurzame energietechnieken, de andere helft kwam uit traditionele biomassa. De grootste moderne energietechniek was waterkracht, welke goed was voor 3.8% van de wereldwijde productie.[3]
Geschiedenis
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. Sommige oliemaatschappijen (Shell) zijn zelf in dit soort onderzoek gestapt.
Door de stijgende olieprijs, de wens onafhankelijk te worden van leveranciers van fossiele brandstoffen en om de gevolgen van klimaatverandering te verkleinen is duurzame energie weer volop in de belangstelling komen te staan.
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, Saudi-Arabië en Venezuela. Om niet geheel afhankelijk te worden van deze landen is men naarstig op zoek naar alternatieve vormen van energie.
Vormen van duurzame energie
Zonne-energie
 Zie ook het hoofdartikel over zonne-energie. |
- 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.
- 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
| Zie ook het hoofdartikel over windenergie. |
Een windturbine gebruikt de kracht van de wind om een elektrische generator aan te drijven en zo elektriciteit op te wekken of om een beweging in gang te zetten zoals een oude graanmolen. 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. Windenergie wordt vaak verdeeld in windenergie op land en windenergie op zee. Op land is windenergie goedkoper, maar is er minder plaats voor windmolens. Op zee waait het daarbij constanter en harder.
Windenergie wordt ook rechtstreeks gebruikt in zeilschepen en er zijn plannen en experimenten om ook vrachtschepen weer uit te rusten met zeilen[4][5]
Bio-energie
| Zie ook het hoofdartikel over bio-energie |
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 van 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
| Zie ook het hoofdartikel over geothermische energie. |
- Geothermische energie of aardwarmte - Het winnen van warmte uit de aardbodem.
- Koude-Warmte-opslag
Energie uit zee en rivieren
- Golfslagenergie - De beweging van de golven van de zee wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.
- Getijdenenergie - 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.
- Waterkracht - 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.
Variabel gebruik van duurzame energie
{ {NPOV-gedeelte} }
Er is – gemeten naar de huidige vraag – wereldwijd een overvloed aan zonne- en windenergie, maar lokaal is het lang niet altijd voldoende beschikbaar. De vraag naar stroom stopt immers niet als er geen zon schijnt en het windstil is. Om met weersafhankelijke bronnen een betrouwbaar energiesysteem te maken is daarom voldoende energieopslag nodig. De meest gebruikte opslagtechniek is door water in periodes met een energieoverschot omhoog te pompen naar een stuwmeer. De energie is dan terug te winnen in periodes met een tekort aan elektriciteit uit andere bronnen. In Nederland is het Plan Lievense bedacht om het Markermeer op deze manier te gebruiken voor energieopslag.
Onderzoekers, onder wie Mark Z. Jacobson, hebben met computersimulaties proberen aan te tonen hoe een duurzaam energiesysteem (op basis van wind, waterkracht en zonlicht) economisch rendabel van minuut tot minuut aan de gehele energievraag kan voldoen.[6]
Ook zijn er plannen ontworpen om met overtollige energie door elektrolyse water om te zetten in waterstof, om deze waterstof later te gebruiken om energie op te wekken (de zogenaamde waterstofeconomie). Dit kan met een brandstofcel of door het verbranden van waterstof. Energieopslag door omzetting van elektrische energie in chemische energie in de vorm van gas staat bekend als Power-to-gas (ook wel windgas).
Duurzame energie in Europa
| Zie Hernieuwbare energie in de Europese Unie voor het hoofdartikel over dit onderwerp. |
| 2004 | 2016 | |
|---|---|---|
| Europese Unie | 8,5 | 17,0 |
| België | 1,9 | 8,7 |
| Bulgarije | 9,6 | 18,8 |
| Cyprus | 3,1 | 9,3 |
| Denemarken | 14,5 | 32,2 |
| Duitsland | 5,8 | 14,8 |
| Estland | 18,4 | 28,8 |
| Finland | 29,2 | 38,7 |
| Frankrijk | 9,4 | 16,0 |
| Griekenland | 6,9 | 15,2 |
| Hongarije | 4,4 | 14,2 |
| Ierland | 2,4 | 9,5 |
| Italië | 6,3 | 17,4 |
| Kroatië | 23,5 | 28,3 |
| Letland | 32,8 | 37,2 |
| Litouwen | 17,2 | 25,6 |
| Luxemburg | 0,9 | 5,4 |
| Malta | 0,1 | 6,0 |
| Nederland | 2,1 | 6,0 |
| Oostenrijk | 23,3 | 33,5 |
| Polen | 6,9 | 11,3 |
| Portugal | 19,2 | 28,5 |
| Roemenië | 17,0 | 25,0 |
| Slowakije | 6,4 | 12,0 |
| Slovenië | 16,1 | 21,3 |
| Spanje | 8,3 | 17,3 |
| Tsjechië | 5,9 | 14,9 |
| Verenigd Koninkrijk | 1,2 | 9,3 |
| Zweden | 38,7 | 53,8 |
De tabel toont het duurzame deel van het bruto eindgebruik in de EU-28 landen in procent.[7]
De Europese Unie heeft zich met de Richtlijn 2009/28/EG[8] voorgenomen tegen 2020 minstens 20% van haar totale energiebehoeften te voorzien via hernieuwbare energie. Dit doel wordt bereikt via nationale doelstellingen, waarbij alle lidstaten minstens 10% van hun transportbrandstoffen uit hernieuwbare bronnen betrekken tegen 2020.[9]
In 2005 lanceerde de Europese Commissie het project voor een Europese Energie-unie, waarin duurzame energie een belangrijke rol speelt.
Duurzame energie in Nederland
Nederland heeft zich op Europees niveau gecommitteerd dat in 2020 14%[10] van zijn energieverbruik uit hernieuwbare bronnen komt. Dit percentage lag op 4,5% in 2013 en groeide in 2017 licht tot 6.6%,[11] waarmee Nederland achterligt op haar afspraken uit het Energieakkoord voor duurzame groei.[12][13] Wanneer men slechts naar de elektriciteitsproductie kijkt lag het percentage duurzaam op 12,2%.[14] In het begin van de economische crisis werd een grote toename van het percentage duurzame energie waargenomen, doordat de totale energieconsumptie was verminderd en vooral kolencentrales hun productie verminderden. 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.[15] Er zijn aan het begin van de 21e eeuw enkele stappen gezet voor een hernieuwbare energiemix, zoals het gebruik van biobrandstoffen in traditionele kolencentrales. Andere technieken zoals wind-, water- en zonne-energie worden nog weinig gebruikt. Sinds enkele jaren wordt windenergie vaker geïnstalleerd in Nederland, omdat de productiekosten van windmolens zijn gekelderd door grote investeringen in Duitsland en in mindere mate Denemarken. Ook de kosten van zonne-energie daalden in deze periode sterk.
Overheidsbeleid
Om hernieuwbare energie te stimuleren in Nederland heeft de overheid sinds 2011 de Stimuleringsregeling duurzame energieproductie (SDE+) ingesteld. Deze wordt gefinancierd uit een opslag, genaamd Opslag Duurzame Energie (ODE), die geheven wordt over het verbruik van elektriciteit en aardgas (naast de energiebelasting).
De productie van duurzaam opgewekte elektriciteit of groene stroom groeit in Nederland zeer langzaam in vergelijking met andere Europese landen. Een oorzaak hiervan is continue veranderde wetgeving op het gebied van energie, bijvoorbeeld de tijdelijke 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.[16] 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.[17] Een andere factor is van geologische aard; Nederland heeft niet veel zon, weinig hoogteverschillen (waterkracht), weinig tektonische activiteit (aardwarmte) en ook ruimte om windmolens op land te plaatsen is beperkt.
Na decennia van wispelturig duurzaam beleid is Nederland in 2013 afgezakt tot een van de ernstigste vervuilers, en volgens Germanwatch het minst duurzame land van de Europese Unie.[18] In 2015 werden in Nederland nieuwe kolencentrales in dienst genomen, waardoor in de eerste helft van dit jaar een nationaal record aan kolen werd verstookt.[19] Daar veel gemeenten en provincies enkel goedkope grijze stroom afnemen zijn meerdere duurzame energiemaatschappijen gestopt met het inschrijven voor aanbestedingen.[20] Als gevolg van de ontwikkelingen is het percentage duurzaam geproduceerde energie in 2015 gedaald.[21] In dat jaar steeg de CO2 uitstoot met 5%.[22] Wegens een rechtszaak van burgerbeweging Urgenda is de Nederlandse overheid gehouden aan de doelstelling van minimaal 25% duurzame productie in 2020.[23] De regering Rutte II had haar streefwaarde juist naar beneden bijgesteld naar 14%: het absolute minimum dat door de Europese Unie wordt geëist. Ook dit percentage zou echter niet meer haalbaar zijn.[24] Om belasting te kunnen heffen op duurzaam geproduceerde energie is minister Kamp in 2015 gestart met de landelijke uitrol van 'slimme' meters.[25] Deze meters kunnen niet terug lopen, waardoor eigenaren van zonnepanelen wegens het uitblijven van een terugleververgoeding tot wel 80% van hun inkomsten kwijtraken.[26]
Experiment lokale energieprojecten
De wet- en regelgeving ging 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.[27]
Duurzame energie in België
| Zie Hernieuwbare energie in België voor het hoofdartikel over dit onderwerp. |
België heeft er zich in Europees verband toe verbonden 13% van zijn energie uit duurzame bronnen te halen in 2020. In 2012 bedroeg dit percentage 6,8%.[28] De Belgische regering heeft besloten kernenergie uit te faseren tot 2025. De extra energievraag zal worden gecompenseerd door een mix van duurzame en fossiele energiebronnen.[29] In 2007 bedroeg het aandeel van de verschillende hernieuwbare bronnen in de finale bruto duurzame energieproductie het volgende:[30]
- 31,2% vaste biomassa (zoals hout en biobrandstoffen)
- 5,0% biogas
- 3,4% vloeibare biomassa
- 23,0% afvalverbranding
- 28,9% waterkracht
- 8,4% windenergie
- 0,1% zonne-energie
Kosten van duurzame energie
Van alle genoemde soorten duurzame energie zijn biomassa, waterkracht en geothermische energie van oudsher 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 was nog ca. 3 keer zo duur, anno 2009, maar de kosten dalen snel. Nuon gaat het eerste windmolenpark in de Nederlandse Noordzee aanleggen waar geen subsidie aan te pas komt.[31] 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.[32]
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.
De kosten kunnen ook op een andere manier berekend worden. Naast de productiekosten zijn er ook negatieve externaliteiten (maatschappelijke kosten), zoals schade aan de gezondheid, bijvoorbeeld door de inademing van roetdeeltjes, de gevolgen van klimaatverandering, milieuvervuiling, watervervuiling, landschapsvervuiling en ruimtebeslag. Als deze maatschappelijke kosten worden meegeteld, zijn veel hernieuwbare energiebronnen juist economisch voordeliger dan fossiele brandstoffen. Windenergie op land en waterkracht zijn het goedkoopst, gevolgd door kolen, geothermische energie, zonne-energie, gas, windenergie op zee en tot slot olie.[33]
Subsidies
Er zijn diverse stimuleringsmaatregelen om duurzame energie te subsidiëren, zoals de SDE. Er is heel wat kritiek op subsidie voor duurzame energie, zo stelt de lobby van de fossiele energie dat windmolens "alleen draaien op subsidie". Wat minder bekend is, is dat er ook subsidie op fossiele brandstoffen wordt verstrekt.
Kernfusie
| Zie Fusie-energie voor het hoofdartikel over dit onderwerp. |
De grondstoffen die nodig zijn voor kernfusie (deuterium, tritium) zijn praktisch onuitputtelijk . Bij toepassing van kernfusie zal naar verwachting radioactieve vervuiling vrijkomen door de straling 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 echter zowel technisch als economisch in 2018 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[bron?] 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.
Zie ook
- Duurzame ontwikkeling
- Energiebalans (natuurkunde)
- Energiebesparing
- Groene stroom
- Internationaal Agentschap voor hernieuwbare energie
- Olie uitfaseren
- Passiefhuis
- Rationeel energiegebruik
- Terugleververgoeding in Duitsland
- Terugleververgoeding
Externe link
- ODE Organisatie voor Duurzame Energie
Zie ook de categorie met mediabestanden in verband met Renewable energy op Wikimedia Commons.
Wikibooks: Alternatieve energie
Referenties
