100m. 80 Kleine Energieatlas J, de geschatte kracht van Little Boy de atoombom op Hiroshima, Japan

Transcriptie

1 Gas

2

3 100m 80 Kleine Energieatlas J, de geschatte kracht van Little Boy de atoombom op Hiroshima, Japan

4 Aardgas is de vierde en laatste fossiele brandstof die in deze atlas besproken wordt. Het ontstaat bij hetzelfde proces dat tot de vorming van aardolie leidt en vertegenwoordigt de lichtere fractie organische producten van dat proces. Aardgas wordt daarom vaak samen met aardolie gevonden, hoewel het gas soms kans ziet in andere aardlagen door te dringen dan de veel zwaardere olie en er zo een scheiding kan zijn ontstaan. In Europa wordt aardgas vooral in en rond de Noordzee aangetroffen onder andere onder het noorden van Nederland. Bekend is de aardgasbel onder het Groningse Slochteren. In het verleden is aardgas vaak als een afvalproduct beschouwd van oliewinning en eenvoudigweg afgefakkeld. Ook nu gebeurt dit nog wel als de exploitatie van het aangetroffen gas om transporttechnische reden niet rendabel is. Dit is vanuit het oogpunt van milieu erg jammer omdat aardgas de schoonste van de fossiele brandstoffen is. Affakkelen is echter wel beter dan het methaan simpelweg laten ontsnappen naar de atmosfeer omdat de bijdrage aan het broeikaseffect van methaan ca. 21 maal hoger is dan koolstofdioxide. Methaan levert bij verbranding dubbel zoveel water als koolstofdioxide terwijl bijvoorbeeld steenkool voornamelijk naar koolstofdioxide omgezet wordt. Bovendien geeft aardgas vrijwel geen roet of as. Aardgas wordt dan ook wel het fossiele tussenstation naar het post fossiele tijdperk genoemd. Het ruimtebeslag van de elektriciteitsopwekking middels aardgas is ogenschijnlijk klein. Voor het jaarlijks produceren van GWh aan elektrische energie is minder dan 70 hectare aan ruimte nodig. Bovendien gaat het transport van aardgas via buisleidingen onder de grond. Het is echter juist dit transport en de risico s die dit met zich meebrengt dat indirect een enorm beslag op de ruimte legt. Doordat langs de transportbuizen een veiligheidszone van 50 meter breed wordt gehanteerd legt het aardgasnetwerk voor de hierboven genoemde productie indirect een flink beslag op de ruimte van meer dan ha; meer dan honderd keer zoveel oppervalk als nodig is voor de opwekking. In dit gebied mag bijvoorbeeld niet gebouwd worden en gelden vele andere restricties. Het ruimtegebruik van gas is daarmee onzichtbaar, maar de invloed op de ruimtelijke ontwikkeling van Nederland is groot. Het landschap met en zonder gas als elektriciteitsproducent wordt in deze paragraaf verbeeld door een situatie met bodemdaling als gevolg van gaswinning, en een situatie zonder bodemdaling respectievelijk J, de hoeveelheid energie die vrijkomt bij een gemiddelde onweersbui 81 Kleine Energieatlas

5 voorkomen gasveld stromen pijpleiding gasopslag ondergronds LNG terminal aanvraag LNG terminal gasverwerkende industrie schaal: 1: projectie: WGS 1984 UTM zone 31N MUST Stedebouw / RPB 82 Kleine Energieatlas J, het totale menselijke energieverbruik per seconde 5

6 J, de benodigde energie voor het opstijgen van een Atlas raket Kleine Energieatlas

7 voorkomen gasveld winning concessiegebieden Noordzee aardgaswinning bodemdaling (prognose) natuurgebieden in invloedssfeer van (potentiële) gaswinning stromen pijpleiding gasopslag ondergronds LNG terminal gebruik elektriciteitscentrale - gasgestookt elektriciteitscentrale - gas- en overig gestookt + warmtekrachtcentrale - gasgestookt schaal: 1: projectie: rijksdriehoekstelsel MUST Stedebouw / RPB 84 Kleine Energieatlas J, het energieverbruik van de gemiddelde auto in de Verenigde Staten 1 2 3

8 J, de kracht van een MOAB bom (Massive Ordnance Air Blast) Kleine Energieatlas

9 Bron Grondstof: Gas Grondstof: Booorkop Erts Gaswinning Opslag Turbine Opslag Gasturbine

10 Transport Opwekking Transport Pijplijn constructie Calamiteit: Gasexplosie Gaspit Risico: ophoping Bodemdaling

11 GAS ruimtebeslag in hectare voor opwekking van GWh 88 Kleine Energieatlas J 1 toe (ton olie equivalent)

12 CO 2 -uitstoot van de gehele keten in hm3 voor de opwekking van GWh J 1 bboe (vat olie equivalent) 89 Kleine Energieatlas

13 met Kleine Energieatlas

14 ...zonder 91 Kleine Energieatlas

15 92 Kleine Energieatlas J, het jaarlijkse energieverbruik van een gemiddelde wasdroger

16 J = 1 Planck (eenheid van energie) 93 Kleine Energieatlas

17

18 Kernenergie

19 100m 96 Kleine Energieatlas J, de hoeveelheid energie in een gemiddelde bliksemschicht

20 Kernenergie is energie die wordt opgewekt door gecontroleerde kernreacties waarbij zware atoomkernen worden gespleten, waar zeer veel energie bij vrijkomt. Tevens bestaat er (theoretisch) een mogelijkheid om lichte kernen te fuseren, waarbij ook energie vrijkomt. Dit proces heet kernfusie, waarbij de processen in de zon worden geïmiteerd. Dit is nog (verre) toekomstmuziek. Kernenergie komt beschikbaar in de vorm van warmte, die in een kerncentrale op een conventionele manier (via stoom, turbines en generatoren) in elektriciteit wordt omgezet. De brandstof voor deze kernreacties is uranium, of thorium dat onder andere in Australië en Canada wordt gewonnen. Winning van uranium vindt voor het grootste deel plaats in dagbouwgroeves. Doordat per hoeveelheid uranium veel meer energie opgewekt kan worden dan bij bijvoorbeeld steenkool, is het ruimtebeslag van deze mijnen relatief gering. Het uitspoelen van het uranium uit het erts is echter een potentieel sterk milieuvervuilende aangelegenheid. Het ruimtebeslag van de kerncentrales is vergelijkbaar met die van bijvoorbeeld gasgestookte centrales. Ook de rond deze centrales gelegen veiligheidszone is vergelijkbaar. Kernenergie mag dan een direct bescheiden ruimtebeslag kennen er zit bij het indirecte ruimtegebruik een grote adder onder het gras; de opslag van het radioactieve afval. Afvalproducten van kerncentrales blijven door de lange halfwaardetijd uiterst lang radioactief en moeten daardoor voor zeer lange periodes veilig opgeborgen worden. Ondanks dat de beperkte hoeveelheid van dit afval per opgewekte hoeveelheid energie hebben de opslagplaatsen voor radioactief afval (zoals bijvoorbeeld het Vlaamse Belgoprocess) toch nog een behoorlijke omvang. Daarnaast leggen deze opslagplaatsen dus voor een zeer lange tijd een claim op de ruimte. Een sprekend voorbeeld van afwenteling van problemen op volgende generaties. Bij ondergrondse opslag wordt gedacht aan zoutkoepels of andere zeer stabiele formaties in de diepere aardlagen. Een overtuigende oplossing voor dit probleem is nog niet gevonden. Net als bij olie zijn bij de berekening van het ruimteslag van kernenergie de mogelijke calamiteiten niet meegenomen. De hier opgenomen kaart laat echter zien dat in 1986 een groot deel van Europa radioactief besmet werd. Oorzaak was de ramp met de kerncentrale in Tsjernobyl (Oekraïne). Enorme arealen landbouwgewassen konden lange tijd niet gebruikt worden, om nog maar te zwijgen van de dramatische gevolgen voor de directe omgeving van de reactor. De ramp in Tsjernobyl was veroorzaakt door een menselijke fout, daarnaast kan een kerncentrale natuurlijk ook het doelwit bij uitstek zijn van een terroristische aanslag. Nederland kent één echte kerncentrale: Borssele. Daarnaast zijn er enkele kleine onderzoeksreactoren in Delft en Petten. In Almelo wordt uranium verrijkt. Opvallend is dat vlak over de grens, in België en in Duitsland, ook enkele reactoren staan. Het NIMBY-effect bestaat ook in internationaal verband. In het licht van het klimaatprobleem en de geringe CO 2 productie van kernenergie zien we de belangstelling voor, en daarmee gepaard gaande felle discussie over, kernenergie weer opleven in het huidige maatschappelijke debat J 1 therm, afhankelijk van de temperatuur 97 Kleine Energieatlas

21 productie kerncentrale radioactieve besmetting t.g.v. Tsjernobyl (1986) kbq/m2 schaal: 1: projectie: lambert conformal conic MUST Stedebouw / RPB 98 Kleine Energieatlas SI voorvoegsel: giga- (GJ)

22 60 50 geen gegevens J, de hoeveelheid benodigde energie voor een dag zware fysieke arbeid Kleine Energieatlas

23 stromen aanvoer uranium afvoer verrijkt uranium afvoer splijtstof (t.b.v. opwerking) gebruik kernreactor kernreactor (buiten gebruik) kernreactor (t.b.v. onderzoek) verrijking uranium opslag radioactief afval accelerator (t.b.v. onderzoek) radionnuclide productie (voor medische doeleinden) radioactieve besmetting t.g.v. Tsjernobyl (1986) schaal: 1: projectie: rijksdriehoekstelsel Sellafield (UK) MUST Stedebouw / RPB La Hague (F) 100 Kleine Energieatlas J, de dagelijks aanbevolen hoeveelheid voeding voor een man 2 3

24 J, de dagelijks aanbevolen hoeveelheid voeding voor een vrouw Kleine Energieatlas

25 Bron Grondstof: Erts Splijtstofstaven Kerncentrale Turbine Opwekking: reactorkern Opwekking: controlekamer Transport electriciteit

26 Ondergrondse opslag Diepe ondergrondse opslag Effect: Omgeving uraniummijn Afbraak centrale Risico: calamiteit

27 KERNENERGIE ruimtebeslag in hectare voor opwekking van GWh 104 Kleine Energieatlas J, ongeveer de voedingswaarde van een Mars chocoladereep

28 CO 2 -uitstoot van de gehele keten in hm3 voor de opwekking van GWh J, de benodigde hoeveelheid energie om een vrachtauto van 4 ton op een snelheid van 80 km/u te brengen 105 Kleine Energieatlas

29 met Kleine Energieatlas

30 ...zonder 107 Kleine Energieatlas

31 108 Kleine Energieatlas J J, de gemiddelde hoeveelheid kinetische energie van een personenauto bij 120 km/u

32 J, de hoeveelhied energie die vrijkomt bij de verbranding van 1 gram benzine 109 Kleine Energieatlas

33

34 Afval

35 100m 112 Kleine Energieatlas J, de hoeveelheid energie die vrijkomt bij de verbranding van 1 gram vet

36 Jaarlijks wordt er in Nederland ongeveer kiloton afval geproduceerd: ruim kg. per persoon. Deze ongelooflijke hoeveelheid bestaat voor zo n 15 % uit huishoudelijk afval. De verbranding van dit restafval is een niet te verwaarlozen bron van elektrische energie. Er staan in Nederland elf afvalverbrandingsinstallaties, die ongeveer één derde van de in Nederland geproduceerde duurzame energie leveren en zelfs goed is voor ca. 10% van de elektriciteitsopwekking. De warmte die vrijkomt bij de verbranding van het afval kan nuttig worden aangewend voor stadsverwarming, in de industrie of voor het opwekken van elektriciteit. Zo werkten de straatverlichting, de tram en de metro in Amsterdam op elektriciteit opgewekt uit het huishoudelijk restafval van deze stad. In afvalverbrandingsinstallaties wordt vaak ook biomassa meegestookt, afkomstig uit onze landbouw, of geïmporteerd. Afvalverbranding lijkt op het eerste gezicht een no regret vorm van energieopwekking. Waarom zou je immers geen energie winnen aan een afvalberg die toch vernietigd moet worden? De keerzijde zit hem vooral in de grote hoeveelheden CO 2 die bij de verbranding van afval vrijkomen, deze is voor onze maatgevende GWh vergelijkbaar met de uitstoot van bruinkoolcentrales. Bij het verbranden van het zeer divers samengestelde restafval ontstaan ook andere schadelijke stoffen. Om die reden zijn de verbrandingsinstallaties uitgerust met uitgebreide rookgaszuiveringen bijvoorbeeld voor de verwijdering van zuren zoals waterstofchloride, waterstoffluoride, zwaveligzuur, stikstofoxides, stof en zware metalen zoals lood en kwik en organische stoffen zoals dioxines. Er zijn meer duurzame alternatieven dan verbranding. Vanuit het oogpunt voor milieu zowel als op basis van energie efficiëntie is hergebruik van afvalmaterialen nog altijd te verkiezen boven verbranding. Vanuit het oogpunt van duurzaamheid is afvalpreventie de beste optie, gevolgd door hergebruik van producten respectievelijk materialen, recycling, verbranden met, en respectievelijk zonder opwekking van warmte, en storten. Doordat de winning van restafval in feite bestaat uit de afval producerende huishoudens is het op te vatten als een soort decentrale mijnbouw. Het onttrekkingsgebied voor deze vorm van elektriciteitsproductie is daarmee indrukwekkend groot. Voor het opwekken van een hoeveelheid elektrische energie van GWh uit huiselijk restafval zijn bijna 1,5 miljoen huishoudens voor nodig. Voor de projectie van een dergelijke hoeveelheid woningen op de Wieringermeer hebben we flinke stedelijke dichtheden moeten toepassen om een dergelijke stad in onze oudste Zuiderzeepolder te persen J, de hoeveelheid energie die vrijkomt bij de verbranding van 1 gram suiker of eiwit 113 Kleine Energieatlas

37 voorkomen stedelijk gebied (bron van afval) productie afvalverbrandingsinstallatie schaal: 1: projectie: rijksdriehoekstelsel MUST Stedebouw / RPB 114 Kleine Energieatlas SI voorvoegsel: mega- (MJ) 2 3

38 J = 1 Calorie (etenswaren) Kleine Energieatlas

39 Bron: De consument Alternatief: Composteren Transport naar centrale Grondstof: Afval Restafval Stort/opslag

40 Turbine Centrale AVR Rotterdam Transport Effect: CO 2 uitstoot Risico: ophoping

41 AFVALVERBRANDING ruimtebeslag in hectare voor opwekking van GWh 118 Kleine Energieatlas J, de hoeveelheid vrijkomende energie bij de explosie van 1 gram TNT

42 CO 2 -uitstoot van de gehele keten in hm3 voor de opwekking van GWh J = 1 W h (watt-uur) 119 Kleine Energieatlas

43 met Kleine Energieatlas

44 ...zonder 121 Kleine Energieatlas

45 122 Kleine Energieatlas 3, J, de kinetische energie van een 9,33 g NATO geweerpatroon afgevuurd met 838 m/s

46 1, J, de kinetische energie van kogel van een AK-74 Kalashnikov afgevuurd met 900 m/s 123 Kleine Energieatlas