DUURZAME ENERGIE

Welke keuzes hebben wij?

Op dit moment hebben, wij als alternatief voor energie uit kolen, aardolie en gas de keus uit zonne-energie, windkracht, waterkracht, kernenergie, kernfusie-energie, aardwarmte en biomassa.

Daar de laatste twee aardwarmte en biomassa op dit moment in Nederland nog voor erg lokale energievoorziening worden gebruikt, zullen ze nu niet verder op deze webpage behandeld worden.

Over kernfusie-energie, misschien de energie van/voor de toekomst vindt u informatie aan de onderkant van deze pagina.

photovoltaic, solar power plant, solar modules-4525178.jpg

Zonne-energie

Voordelen

Milieuvriendelijk

Laten we beginnen met het meest voor de hand liggende voordeel: dat zonne-energie milieuvriendelijk is. Wanneer zonnestralen worden omgezet in zonne-energie, worden er geen kooldioxide of andere broeikasgassen uitgestoten die bijdragen tot de opwarming van de aarde. Met andere woorden: we hoeven geen compromissen te sluiten met het milieu om in onze energiebehoeften te voorzien.

Hernieuwbaar

Fossiele brandstoffen raken langzaam maar zeker op en zullen op een dag uitgeput zijn. Het voordeel van zonne-energie is dat de energie die van de zon komt constant hernieuwbaar is en er is geen enkele aanwijzing dat dit zal veranderen, tenminste: toch niet in de komende 4 miljard jaar.

Gratis energie

Zonne-energie is ook gratis. De zonnestralen zijn het enige wat zonnepanelen nodig hebben om elektriciteit te kunnen produceren. De aankoop en installatie van zonnepanelen brengt uiteraard kosten met zich mee, maar die kosten worden ruimschoots terugverdiend gedurende de circa 30 jaar dat zonnepanelen in gebruik zijn.

Nadelen

Zonne-energie wordt overdag geproduceerd

Omdat zonne-energie alleen door zonlicht wordt geproduceerd, vindt het opwekken van energie alleen overdag plaats. Dat je niet de klok rond elektriciteit kan produceren, is een vrij natuurlijk nadeel van zonne-energie. Tegenwoordig kan je dat probleem evenwel omzeilen met thuisbatterijen, waarmee je als microproducent je teveel aan zonne-energie kan opslaan. Stroom die overdag wordt geproduceerd, kan je op die manier 24/24 gebruiken.

Lagere elektriciteitsproductie in de winter

Tijdens de winter schijnt de zon minder vaak en in mindere mate, wat van invloed is op de hoeveelheid zonne-energie die kan worden geproduceerd. Dat betekent dat je in de winter je zonne-energie wellicht moet aanvullen met een andere vorm van stroomvoorziening. Aan de andere kant hebben zonnepanelen niet zoveel zonlicht nodig als je zou denken, maar kunnen ze zelfs zonlicht absorberen wanneer het bewolkt is. Dat heet energie opwekken met diffuus licht. Bovendien gedijen zonnepanelen ironisch genoeg goed in koelere klimaten, omdat er meer zonne-energie uit zonnestraling kan worden gehaald als je zonnecellen koud zijn, dan wanneer ze kokend heet zijn.

wind turbine, blades, wind energy-6931023.jpg

Windkracht

even wat vooraf

Windenergie is een duurzame energiebron die door kleine en grote ondernemers wordt gebruikt om windstroom op te wekken. Deze stroomopwekking is duurzaam, want er komen geen broeikasgassen vrij en wind raakt nooit op. De CO2-uitstoot is 50 keer lager dan die van grijze energiebronnen.

Windenergie is bij uitstek een geschikte energiebron in Nederland: het waait hier vaak en vrij hard. Daarnaast is ons land vlak en is er ook ruimte op zee.

Voor- en nadelen windenergie

In Nederland is er al vele jaren een fel debat over de voor- en nadelen van windmolens. Daarbij gaat het vooral over de vraag of windenergie ons daadwerkelijk gaat helpen om CO2-uitstoot te verminderen en het gebruik van fossiele brandstoffen terug gaat brengen. Er zijn voor- en tegenstanders van windenergie.

Voordelen

  • Bij de opwekking van windenergie is de uitstoot van CO2 ongeveer 50 keer lager dan bij energieopwekking van fossiele brandstoffen. Alleen bij de bouw (transport en verrijking van grondstoffen) en afbreuk van een windmolen komt broeikasgas vrij.
  • Tijdens de levensduur van een windmolen wordt er 80 maal zoveel energie geproduceerd als er nodig is om er één te bouwen.
  • Wind is een oneindige energiebron.

Nadelen

Naast de voordelen van windmolens, zijn er verschillende critici die de nadelen van windmolens onderstrepen. Het zou een achterhaalde en te dure methode zijn van elektriciteitsopwekking.

  • Windenergie is nog altijd duurder dan energie opgewekt door fossiele brandstoffen. Er zijn veel subsidies nodig om windenergie interessant te maken voor bedrijven.
  • Windmolens wekken relatief weinig stroom op. Dat betekent dat er een zeer groot aantal windmolens nodig zijn om een noemenswaardige duurzame verandering tot stand te brengen.
  • Windmolens bederven het landschap en zorgen voor geluidsoverlast.

Cijfers

Een moderne windturbine levert genoeg energie om ongeveer 2.000 huishoudens van elektriciteit te voorzien. Momenteel zijn er bijna 2.000 windturbines in Nederland, gezamenlijk goed voor meer dan vier procent van de totale behoefte aan elektriciteit, ofwel ruim 1,3 miljoen huishoudens.

Milieuwinst

De milieuwinst van een windturbine wordt pas behaald als de windturbine meer CO2-uitstoot heeft vermeden dan dat er is uitgestoten bij het bouwen en afbreken van de molen. Volgens Milieucentraal.nl zijn hier ongeveer drie tot zes maanden voor nodig.

Toekomst

Windmolens maken nog steeds een ontwikkeling door en zullen daarom steeds meer kostenefficiënt en rendabeler worden. De rotorbladen worden steeds groter en de aerodynamische eigenschappen steeds beter waardoor windmolens meer stroom kunnen opwekken. Het CPB verwacht dat windenergie een belangrijke rol gaat spelen in de Europese energievoorziening.

 

Screenshot 2022-02-07 at 13.16.20

Waterkracht

Voordelen

Milieuvriendelijk

Waterkracht gebruikt de kinetische energie van stromend water om elektriciteit op te wekken. Dit wordt gezien als een duurzame methode van energieopwekking, omdat er geen broeikasgassen vrijkomen en stromend water een oneindige bron is zolang de waterkringloop in stand blijft.

Hernieuwbaar

Het gebruiken van waterkracht (of water energie) is één van de oudste methoden om energie op te wekken. In het oude Griekenland werd waterkracht al gebruikt om graan te vermalen in molens en houtzagerijen te laten draaien. De eerste toepassing van waterkracht om elektriciteit op te wekken, was bij de Niagara Falls in de Verenigde Staten. Toen al werd een waterturbine gebruikt om elektriciteit op te wekken voor straatverlichting.

Energieproductie

Bij het opwekken van elektriciteit door middel van waterkracht is de mate van energieproductie is bijvoorbeeld redelijk constant, omdat het water blijft stromen. Bovendien kan de hoeveelheid water dat door een waterkrachtcentrale stroomt worden aangepast om een constant energieniveau aan te houden.

Nadelen

Het opwekken van elektriciteit door middel van waterkracht draagt in directe zin niet bij aan het broeikaseffect of uitstoot van schadelijke stoffen.

Toch kunnen waterkrachtcentrales wel invloed hebben op het milieu. De natuurlijke stroming van water naar de zee wordt er soms meer en soms minder door geblokkeerd.

Waterkracht in Nederland

Hoewel we in Nederland veel water hebben, zijn de hoogteverschillen klein en is het aandeel elektriciteit opgewekt uit waterkracht dus zeer beperkt. Waterkracht leent zich dan ook vooral voor landen met meer hoogteverschillen, stuwmeren en snelstromende rivieren. De energie die in Nederland uit het water wordt gehaald, is vooral te danken aan de grote volumes van de rivieren.

Nederland kent op dit moment drie middelgrote waterkrachtcentrales met een vermogen tussen de 10 en 14 MW. Dat is goed voor om iets meer dan 30.000 huishoudens van stroom te voorzien. Alle Nederlandse waterkrachtcentrales worden beheert door Nuon of Essent.

nuclear power, energy, current-4021418.jpg

Kernenergie

EVEN WAT VOORAF

Kernenergie is het opwekken van elektriciteit door kernreacties. Hierbij zijn bepaalde atoomkernen betrokken, bijvoorbeeld uranium. Bij een kernreactie komt geen CO2 vrij. In dat opzicht draagt kernenergie niet bij aan het broeikaseffect. Maar er zijn wel andere problemen, zoals het radioactieve afval dat ontstaat.

In Nederland, maar ook in de rest van de wereld is er veel maatschappelijke discussie rondom kernenergie. Er zijn voordelen, maar ook veel nadelen. De meningen over het wel of niet gebruiken van kernenergie lopen daarom sterk uiteen.

Voordelen

Kernenergie kent een aantal duidelijke voordelen:

  • Een enkele kerncentrale kan genoeg energie opwekken om vele honderdduizenden huishoudens van stroom te voorzien. Een land als Nederland heeft maar een paar grote kerncentrales nodig voor de gehele energievoorziening.
  • Kernenergie is relatief goedkoop: ongeveer 4 tot 6 cent per kWh, vergelijkbaar met aardgas.
  • Bij het opwekken van kernenergie komt nagenoeg geen CO2 of andere broeikasgassen vrij
  • De grondstof Uranium is relatief goedkoop en er is nog genoeg van voor de komende 300 jaar
  • Door kernenergie toe te passen zijn we minder afhankelijk van olie en gas uit instabiele gebieden

Nadelen

Toch kleven er ook veel nadelen aan het gebruik van kernenergie:

  • Bij het verreiken van uranium komt radioactief afval vrij. Ditzelfde gebeurt bij het opwekken van kernenergie. Het radioactieve afval is zeer schadelijk voor natuur en milieu. Het grote probleem is dat het afval duizenden jaren radioactief blijft en een gevaar vormt voor toekomstige generaties. Er is geen volledig veilige manier om afval veilig op te slaan.
  • Critici geven aan dat de werkelijke kosten van kernenergie hoger liggen, omdat er hoge kosten zijn voor het ontmantelen van centrales en de opslag van het kernafval.
  • Bij een kerncentrale is er altijd een kleine kans op een ongeluk. De gevolgen hiervan zijn enorm: kijk naar Tsjernobyl en Fukushima.
  • Radioactief materiaal dat kerncentrales verwerken, kunnen in potentie worden gebruikt om kernwapens te fabriceren.

Kernenergie in Nederland

Ongeveer zes procent van de elektriciteit in Nederland is afkomstig uit kerncentrales. In Borssele staat de enige actieve kerncentrale in Nederland die elektriciteit opwekt. Een deel wordt ingevoerd uit het buitenland.

Nederland heeft nog een tweetal andere kerncentrales: in Petten en een kleine in Delft. Maar deze worden niet gebruikt om energie op te wekken, maar voor nucleair onderzoek en de productie van medische isotopen.

Kernfusie-energie

Kernfusie-energie is energie die vrijkomt bij het fuseren (samensmelten) van lichte atoomkernen. Wanneer atomen van lichtere elementen op de juiste wijze worden samengebracht, wordt een zwaardere atoomkern gevormd. Tijdens deze reactie wordt ook een deel van de oorspronkelijke massa omgezet in energie. Deze energie kan in de vorm van warmte worden omgezet naar elektriciteit. In de zon vindt een vergelijkbaar proces plaatst.

In theorie wordt kernfusie gezien als een duurzame energiebron omdat de begingrondstoffen die nodig zijn voor de kernfusie, namelijk water en lithium, gemakkelijk te verkrijgen en nog miljoenen jaren voorradig zijn. Daarnaast komt er bij het samensmelten van atoomkernen geen koolstofdioxide vrij.

Screenshot 2022-02-07 at 13.21.34

Opvallende feiten

  • Om een fusiereactie tot stand te brengen is er een temperatuur nodig van ten minste 15 miljoen graden Celsius. Net zo warm als de kern van de zon.
  • Om kernfusie echter effectief te laten zijn voor grootschalige energieopwekking is een temperatuur nodig van 200 miljoen graden Celsius.
  • Een glas water en zeer kleine hoeveelheid lithium heeft de potentie om evenveel kernfusie-energie op te wekken als het verbranden van ruim 60 liter benzine.
  • Om een gemiddelde Nederlander een heel leven lang te voorzien van energie heeft men slechts 15 gram tritium en 10 gram deuterium nodig. Deze kunnen worden verkregen uit 500 liter water en 35 gram lithium (ongeveer 5 middelgrote batterijen).
  • Om een kernfusiecentrale te bouwen die heel Nederland kan voorzien van energie (zo’n 12.000 MW) heeft men jaarlijks slechts 1800 kg deuterium en 2700 kg tritium nodig. Dat is gezamenlijk ongeveer evenveel als drie grote personenauto’s.
  • Er worden vele miljarden euro’s geïnvesteerd in onderzoek naar kernfusie energie

Voordelen kernfusie

Kernfusie-energie biedt een groot aantal voordelen ten opzichte van andere conventionele energiebronnen:

  1. Geen uitstoot van broeikasgassen, zoals wel het geval is bij gas-, olie- en kolencentrales.
  2. Vrijwel oneindige voorraad grondstoffen (water en lithium)
  3. Enorme energieproductie (in theorie): 1 kilogram aan kernfusie materiaal kan net zoveel energie genereren als 10 miljoen kilogram fossiele brandstoffen
  4. Veilig: hoewel er wel wordt gewerkt met radioactieve stoffen is een gevaarlijke kettingreactie (zoals in een reguliere kerncentrale) niet mogelijk. Er wordt maar weinig brandstof gebruikt en de fusiereactie dooft vanzelf uit als de reactor stilvalt.

Kernfusie-energie lijkt de perfecte energiebron: het is schoon, veilig en zorgt voor een vrijwel onbeperkte energievoorziening. Vooral dat laatste is op dit moment het probleem bij andere duurzame energiebronnen, zoals zon en wind: ze leveren te weinig energie en zijn daarom relatief duur. Kernfusie is in dat opzicht superieur aan alle energiebronnen. Helaas zijn er op dit moment nog een groot aantal technische obstakels die kernfusie op dit moment nog niet geschikt maken voor commerciële energieproductie. Daarnaast komen er hoge kosten kijken bij de bouw van de fusiereactor. Kosten die met de inefficiëntie van de fusiereactie nog niet kunnen worden terugverdiend.

Nadelen

Indien de genoemde obstakels zouden worden overwonnen, kleven er ook nog twee nadelen aan kernfusie-energie waar rekening mee moet worden gehouden.

  • Radioactief afval: alleen de reactorwand in een kernfusiecentrale wordt langzaam radioactief door het vrijkomen van neutronen. Na de levensduur van de reactor (enkele tientallen jaren) moet deze veilig worden opgeslagen en ongeveer 100 jaar ‘afkoelen’. Bij reguliere kernenergie is er echter veel meer kernafval en is de levensduur duizend jaar of langer.
  • Efficiënte kernfusie-energie geeft toegang tot een vrijwel onbeperkte energievoorziening. De gevolgen hiervan zijn lastig in te schatten, maar zouden de machtsverhoudingen van landen, energieproducten en consumenten onderling sterk kunnen beïnvloeden.

Onderzoek en toekomst

Er wordt veel wetenschappelijk onderzoek gedaan naar de praktische toepassing van kernfusie. Een deel van obstakels die hierbij komen kijken, zijn opgelost. De eerste grote wetenschappelijke kernfusiecentrale, JET (Joint European Taurus) levert een vermogen van 16 MW en heeft bewezen dat kernfusie op een kleine schaal mogelijk is. De volgende stap is om kernfusie per 2035 rendabel te maken voor de commerciële energiemarkt.

ITER

In Zuid Frankrijk wordt op dit moment gewerkt aan een kernfusiecentrale (ITER) met een vermogen van 500 MW. Deze moet aantonen dat kernfusie-energie geschikt voor productie van elektriciteit op grote schaal. Het project is, afgezien van het International Space Station (ISS), het grootste wetenschappelijke onderzoeksproject ter wereld. De totale bouwkosten bedragen zo’n 14 miljard euro.

Een impressie van de toekomst?