Lucas Reijnders Hoogleraar Milieukunde Universiteit van Amsterdam
Ruimte voor duurzame energie L. Reijnders
Duurzame energie & energieverbruik wereldwijd Zonne-energie: ~ 121300x 10 12 Watt Windenergie: ~ 600x 10 12 Watt Totale vermoedelijke voorraad fossiele brandstoffen + uraan < 1 maand zonne-energie Aanbod zon en wind energie nog ongeveer 5 miljard jaar op tenminste het huidige niveau Geothermische energie: 30x 10 12 Watt Input in wereld economie 14 10 12 Watt/ ~ 500EJ/jaar Opslag belangrijk punt
Energie-efficiency Verbetering efficiency omzetting primaire energie in energiediensten Nu mogelijk: ~ factor 3 beter AER: in 21ste eeuw verbetering met factor 4 mogelijk
Woningen: energiebehoefte voor verwarming per m 2 in kwh (in Nederland) Gemiddelde woning nu 150 Nieuwbouwstandaard nu 60 Passiefhuis renovatie 25 Passiefhuis nieuwbouw 15
Voorbeeld passiefhuis
Voorbeelden verbetermogelijkheden elektriciteit Gloeilamp naar uitontwikkelde LED: ~ factor 10 Standby naar beste technologie: > factor 10 Zuinige koelkast ~ factor 5 Aluminiumfabricage - Primair naar secundair > factor 10 - Primair: factor 2.6
Zonne-elektriciteit
Zonne-elektriciteit voor Lage Landen PV cellen op alle gunstig gelegen daken & muren geeft waarschijnlijk meer kwh dan de huidige centrales (kweekfactor >6) Netto efficiency omzetting zonlicht > elektriciteit : ~ 12% Dunne laag cellen (efficiency ~8%) kunnen prijs zonneelektriciteit mogelijk met factor 5-10 verminderen Zonthermische elektrische centrales Zuid Europa/Noord Afrika vermoedelijk rond 2025 concurrerend met fossiel in West Europa (inclusief transportverliezen en exclusief externe kosten) 5% Sahara met zulke centrales: 14 TW/ ~ 500 EJ per jaar
Zonnewarmte (1) Zonnecollectoren Netto efficiency omzetting zonneenergie > warmte: > 60%
Zonnewarmte (2): opslag Gesloten kas met seizoensopslag Warmte ~ zelfde prijs als fossiel stoken (exclusief externe kosten) Ook opslag mogelijk in gebouwen (bijv. op basis faseovergang zouten), relatief kleine capaciteit
Windelektriciteit (1)
Windelektriciteit (2) US Department of Energy: windstroom nu goedkoper dan atoomstroom (exclusief externe kosten) ECN: wind op land ~ even duur als kerncentrale (exclusief externe kosten) Prijs windelektriciteit daalt verder Kweekfactor > 10 ; efficiency omzetting windt > elektriciteit > 30% In Nederland Op land 3000+ MW Op zee: 10.000+MW Bij grote inzet (> 6000MW): grootschalige opslag nodig (kosten ~ +6%)
Net internationaal: super-grid
Opslag mogelijkheden elektriciteit CAES in zoutkoepels (vgl. Huntorf: 300 MW, 3uur) Autobatterijen/slim net Water oppompen (diverse varianten plan Lievense; zeevariant met 60 km 2 opslag: 1500 MW, 12 uur)
Biobrandstoffen? Probleem efficiency omzetting veel lager dan voor zonne-energie of windenergie
Beste efficiency: suikerriet
Netto bron-wiel conversie efficiencies Ethanol uit suikerriet voor Otto motor: 0.029% Elektriciteit uit zonnecellen voor electromotor: 5.2%-10.5%
Netto bron-wiel conversie efficiencies voor Groningse biobrandstoffen Raapzaad biodiesel: 0.007% Biogas uit rundermest op boerderij: ~ 0%
Ruimtebeslag & prijsvorming Hele maïs oogst naar benzine in USA gecorrigeerd voor inzet fossiele brandstof: 3% huidige benzine verbruik in USA Biobrandstofproductie concurreert met voedselproductie voor goede grond (& inputs zoals fosfaat): opwaarts effect op voedselprijzen Nieuwe referentie voedselprijzen: suikerprijs op wereldmarkt nu gekoppeld aan olieprijs
Ruimtebeslag biobrandstof Voor 500EJ/jaar nodig ~ 3.3 Gha goede grond Huidig wereldwijd areaal akkerbouw: 1.6 Gha Op afgedankte grond: ~ 25 EJ/jaar mogelijk
Moraal in het kort Ruimtebeslag belangrijk punt bij duurzame energie: zowel bij opwekking als opslag Relatief aantrekkelijk: Energie-efficiency Directe conversie zon & wind in elektriciteit en zon in warmte Opslag warmte/elektriciteit in bodem