Redden we het in 2050 met alleen de zon, of wind of bio?

“I’d put my money on the sun and solar energy. What a source of power! I hope we don’t have to wait until oil and coal run out before we tackle that.”
Thomas Edison, 1931
Jaarlijks ontvangt onze aarde 240W per vierkante meter aan zonne-energie hetgeen gelijk is aan bijna 10.000 maal ons alledaags energiegebruik. Zon is dan ook de bron van bijna alle vormen van energie met als uitzondering de getijdenenergie die immers veroorzaakt wordt door de aantrekkingskracht van de maan en geothermie, aardwarmte, dus warmte uit diepere lagen van de aarde zelf.

Terug naar de TUD KIVI NIRIA publicatie “De energievoorziening van Nederland Vandaag (en morgen?) is het interessant om eens te bekijken of we, met als richtjaar 2050, als Nederland ons zelf van duurzame energie zouden kunnen voorzien met wind, zon en biomassa en welke oppervlaktebehoefte daarmee verbonden is. Niet dat we zouden moeten willen om dit vraagstuk op nationale schaal te willen afwikkelen, maar als exercitie om inzicht te verwerven waarover we het dan eigenlijk hebben. Duidelijk wordt dan bijvoorbeeld al dat we veel aan onze infrastructuur zullen moeten veranderen omdat bijvoorbeeld de zon ’s nachts niet schijnt en dat aan zon en wind dus dag- en seizoen fluctuaties verbonden zijn waar we een oplossing voor zullen moeten vinden.  Het is duidelijk dat als we in de toekomst niet over goede energieopslagsystemen (batterijen,waterstof, waterkracht, warmte opslag in de bodem enz., enz.) beschikken het niet zal lukken onszelf op deze wijze van energie te voorzien. Zo zijn er velen die ernstige vraagtekens zetten bij de huidige focus op windenergie omdat we niet goed omspringen met de wijze waarop we omgaan met de discontinuïteit van dit aanbod. Zo zou de grote inzet van windenergie in Duitsland nog weinig bijgedragen hebben aan energiebesparing vanwege het rendementsverlies bij terugschakeling van conventionele centrales. Ook is snel duidelijk dat een deel van de oplossing al zit in goede elektriciteitsnetten (‘supergrid’,‘smart grid’) met de mogelijkheid van internationale uitwisseling. Maar als we dat op orde hebben, blijft het zo dat we overal in Europa en ook in de Sahara ongeveer een zelfde dag/nacht ritme hebben waar we een oplossing voor zullen moeten vinden. Toch moet geconcludeerd worden dat, net als het besparingspotentieel, het vraagstuk van opslag capaciteit veel minder aandacht krijgt als de nieuwe mogelijkheden van energie opwekking omdat het blijkbaar minder sexy is om daar over te praten.

Terug naar het oppervlakte beslag. We volgen opnieuw David Mackay, die de energieopbrengst voor de verschillende bronnen tabelleert naar rato van hun energieproductie per eenheid oppervlakte.

In Nederland heeft Zon-PV per hectare een 10-40 maal hogere energieopbrengst dan biomassa. Zo heeft een moderne zonnecel per jaar een opbrengst van 100 kWh/m2 en levert een goed groeigewas 0,000007 kWh/persoon per hectare per dag.  Om aan de volledige energievraag van 2008 van 193kWh/p/d met biomassa te voorzien zou dus, zonder rekening te houden met omzettingverliezen, 262.000 km2 nodig zijn of te wel ruim 10 maal het beschikbare landbouw areaal in Nederland. Om met Zon-PV in de totale energiebehoefte te voorzien zou dit een ruimte beslag vragen van 700 m2 per persoon of voor alle Nederlanders 11.200 km2 dus nog altijd ongeveer een derde van ons landoppervlakte beslaan. Maken we een mix van 50% land en 50% wind op zee en zouden daarmee in onze totale energievoorziening willen voorzien dan kom je op circa vier maal dat getal dus het ongeveer het totale land en zee oppervlakte van 41526 vierkante kilometer. Daarbij moet je bedenken dat er wind op zee wellicht nog wel een rendement verbetering van 40% bereikt kan worden, maar dat de grootste winst nog te behalen is in Zon-PV waar je dan praat over een factor drie en misschien hoger. Natuurlijk heb je niet veel aan dit soort getallen anders dat het een gevoel geeft voor orde groottes van waar we het over hebben. Het effect van discontinuïteiten en dus de noodzaak tot opslagmogelijkheden (en verliezen) heb ik geen rekening gehouden, maar aan de andere kant de mogelijke opbrengsten van geothermie en die uit water (getij of zoet/zout overgang) die in samenhang met zon of wind gewonnen zou kunnen worden. Al met al lijkt het toch een hele opgave om op deze wijze in onze energievoorziening te voorzien als we ook niet serieus werk maken van de eerste stap van de trias energetica die van de besparing. Of zijn er nog andere ontwikkelingen die ons daarbij kunnen helpen?

Eén antwoord op “Redden we het in 2050 met alleen de zon, of wind of bio?”

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *