16 mei 2019

Hernieuwbare energievoorziening

De geopolitieke uitdaging van een mondiale hernieuwbare energievoorziening.

(door Marc Peetermans)  

1.      Enkele inleidende verhalen

Enkele weken geleden heeft mijn buurman zonnepanelen op zijn dak laten plaatsen, een dertigtal in totaal, mooi zuidgericht. In het midden van zijn tuin stond echter een mooie grote boom. De verleden tijd is helaas van toepassing, want nog geen week later werd ik gewekt door het snerpend geluid van fossiel aangedreven 2-takt kettingzagen en een eveneens fossiel aangedreven verhakselmachiene. Na een halve dag oorverdovend lawaai was de boom geveld. Een volwassen CO2 absorberend organisme heeft plaats moeten maken voor een systeem dat bij zijn productie evenveel CO2 produceert als een klein bos kan assimileren in een heel jaar. Hoeveel bomen zijn er al moeten sneuvelen in particuliere tuinen opdat de zonnepanelen maximaal zouden renderen voor de huiseigenaren? Ik heb er geen cijfers over gevonden.

In de hete zomer van 2018 ben ik eens met de fiets op bezoek gegaan bij mijn broer in Overboelare. Toen ik er aankwam was er net een vliegshow bezig op het sportvliegveldje aan de overkant van de straat. De hele dag was er een lawaai van het jewelste, waarbij meerdere éénmotorige vliegtuigjes kriskras door de lucht scheerden. Nieuwsgierig als ik ben, heb ik op de site van de FOD Mobiliteit de lijst van alle sportvliegvelden in België eens opgezocht. Dat zijn er 28 in totaal en daar zijn dan nog de 5 grote luchthavens niet bijgeteld en een onbekend aantal militaire vliegvelden. Nu moet je weten dat om zogenaamde veiligheidsredenen tot 10 km rond zo’n sportvliegveld geen enkele windmolen mag geplaatst worden. Voor de grote luchthavens is dat een cirkel met een straal van 25 km. Als je de oppervlakte van al die cirkels optelt, overlappingen even buiten beschouwing gelaten, dan wil dat zeggen dat 18.600 vierkante km of meer van de helft van het Belgische grondgebied verboden terrein is voor windmolens ! Professor Belmans van Energyville heeft dat probleem al meermaals aangekaart, maar dat haalt amper de media. De luchtvaartlobby in België is blijkbaar even machtig als de wapenlobby in de VS.

Het heeft niet veel gescheeld of op 6 december 2018 had Sinterklaas met de stroomboot uit Turkije in Antwerpen aangemeerd. Er heerste voordien veel paniek in ons parlementair hoenderhok, want er was maar één enkele kerncentrale operationeel en de winter stond voor de deur. Om onze energievoorziening veilig te stellen had Elia reeds een viertal stroomboten in Turkije gereserveerd. Zo’n stroomboot is een oud omgebouwd vrachtschip waarin een tiental reusachtige dieselmotoren werden geïnstalleerd die elk op vollast 30 MegaWatt aan elektriciteit kunnen leveren. Met 4 stroomboten kan er ineens 1200 MegaWatt of de capaciteit van een grote kerncentrale in ons hoogspanningsnet geïnjecteerd worden, genoeg dus om ons Marghem te verlossen van slapeloze nachten. Dat die diesels op zware fuel draaien en het stad Antwerpen, dat nu al kreunt onder de hoge fijnstofconcentraties, nog extra vuile lucht te verwerken krijgt, zal haar worst wezen. Beter dat dan het afschakelplan in werking te laten treden.

2. Feiten en cijfers

Tijdens de laatste klimaattop in Katowice werd vooral duidelijk dat de mooie afspraken uit Parijs moeilijk om te zetten waren in praktische veranderingen. Zo ruzieden de landen over de vraag of voor arme landen andere uitstootnormen moeten gaan gelden dan voor rijke landen. Het dreigende vertrek van de VS uit het gehele klimaatakkoord en de gelehesjesonrust in Europa roept intussen de vraag op of er wel een draagvlak bestaat voor diepgaande en concrete klimaatmaatregelen.

Wat omhelst nu eigenlijk een ambitieus klimaatplan? Laten we daarvoor even de concrete cijfers bekijken van de energiebehoefte in België:

  • De totale elektriciteitsproductie in België op jaarbasis schommelt tussen de 67 en 92 miljard kWh. Om 80 miljard kWh te produceren moet één elektriciteitscentrale van 1 GigaWatt dan 80.000 uur of 3.333 uur of 9 jaar continu draaien. Als we al die energie met windmolens willen produceren, dan hebben we minstens 1.800 grote windmolens van 5 MegaWatt nodig. En dan liefst op zee, want daar hebben windmolens een grotere opbrengstfactor van 0,6 hetgeen inhoudt dat een windmolen op zee gemiddeld 60% van zijn tijd op vol vermogen draait. En dus hebben we niet minstens 1.800 maar 3.000 van zulke windmolens nodig. Wetende dat het aandeel hernieuwbare energie in ons land momenteel nog geen 10% bedraagt en een groot deel dan nog komt van centrales die (dikwijls geïmporteerde) biomassa verbranden, dan is het voor elk nuchter nadenkend mens zo klaar als een klontje dat het voor België zeer moeilijk haalbaar is om met 100% hernieuwbare stroomopwekking volledig energie-onafhankelijk te zijn. En met een land vol vliegvelden en bomen vellende buurmannen is het schier onhaalbaar.
  • De grond wordt nog heter onder onze voeten als we het totale thermische energieverbruik op jaarbasis bekijken. Volgens cijfers die ik verkregen heb van de Vlaamse Ingenieursvereniging bedroeg dat in 2017 voor Begië 542 miljard kWh ! Dat is dus zevenmaal meer dan het totale verbruik aan elektriciteit. En wat de zaak nog verergert is dat deze energie momenteel voor 100% wordt opgewekt met fossiele brandstoffen. Eén derde van dit verbruik gaat naar de verwarming van particuliere woningen, kantoren en publieke gebouwen met stookolie en gas, terwijl de overige twee derde gaat naar de thermische processen in onze industrie, te weten voor de productie van staal, glas, aluminium, cement, kunstmest en tal van chemische basisgrondstoffen.

Als we tegen 2050 klimaatneutraal willen zijn, dan wil dat zeggen dat we al deze energie (minstens 644 miljard kWh) moeten opwekken via hernieuwbare bronnen. Voor landen zoals Duitsland is de klimaatuitdaging nog een stuk groter: daar zit men op jaarbasis met een energieverbruik dat nog vijftien keer groter is dan België, hetgeen tot het hallucinante getal leidt van meer dan 10.000 miljard kWh. Vanuit dat oogpunt is het logisch dat men daar niet zomaar kan afstappen van het ontginnen van bruinkool, net zoals men hier niet de kerncentrales wil sluiten.

Om een idee te geven wat de productie van bepaalde grondstoffen inhoudt, geef ik twee voorbeelden:

  • Om een zonnepaneel (alsook zowat alle electronica op chips) te produceren dat aan het hoogste rendement zonlicht omzet in elektriciteit is monokristallijn Silicium nodig. Om een monokristal Silicium te trekken uit zand (of silica, SiO2) moet dit zand vloeibaar gemaakt worden bij een temperatuur van 1500-2000°C, waarbij het silica wordt gereduceerd (zuurstof wordt weggenomen) door middel van een reactie met koolstof, waarna uit het vloeibare silicium een monokristal wordt getrokken. Het monokristal wordt na afkoelen in flinterdunne schijfjes gezaagd en die schijfjes worden dan terug verhit tot een temperatuur van ca. 700°C om te worden gedopeerd met Boor en Fosfor. Die schijfjes worden dan verbonden met aluminium strips en gemonteerd in een stevig kader van duraluminium, een legering van aluminium, koper en magnesium. Om die hoge temperaturen te verkrijgen, gebruikt men inductieovens die veel elektriciteit verbruiken, maar dat is nog niets vergeleken met de energie die nodig is om het aluminium te produceren.

  • Om 1 kg zuiver aluminium te verkrijgen is ongeveer 2 kg bauxiet nodig, dat vnl. gedolven wordt in Brazilië, Australië en Suriname. Het bauxiet wordt eerst opgelost in natronloog om er het aluminiumoxide of alumina af te scheiden van de andere aanwezige ertsen. Die ‘afvalertsen’ worden bijna overal gedumpt in reusachtige bekkens en afgesloten door een dam, want het is economisch niet rendabel om uit zo’n mengsel een voldoende hoeveelheid nuttige metalen te winnen. In Hongarije is in 2010 de dam van zo’n afvalbekken doorgebroken, werden vijf dorpen van de kaart geveegd en vervuilde een rode smurrie het ganse Donaubekken in Hongarije en Roemenië tot aan de Zwarte Zee, die bij die gelegenheid er bruinrood uitzag. Dezelfde catastrofe is nog onlangs voor de tweede keer gebeurd met het afvalbekken van een ijzerertsmijn in Minas Gerais, Brazilië. Om zuiver aluminium uit alumina te krijgen, past men pyroelectrolyse toe, d.w.z. men verhit alumina tot het vloeibaar wordt en stuurt er dan een elektrische stroom door van 220.000 tot 340.000 ampère bij een spanning van ca. 5 Volt. Dat maakt dat er ca. 15 kWh aan elektrische energie nodig is om 1 kg aluminium te verkrijgen. Aluminium is echter zeer gemakkelijk te recycleren en het is ook zelfs oneindig keer recycleerbaar en daarbij heeft men slechts 5% van de energie nodig om primair aluminium te winnen.

3. Technologie van Archimedes als oplossing

Reeds in 200 voor Christus had de grote wiskundige en uitvinder Archimedes een ontwerp gemaakt om met behulp van parabolische spiegels de Romeinse vloot in brand te steken. Helaas ontbrak hem toen de technologie om de spiegels voldoende refecterend te maken, waardoor de Romeinen Syracuse toch hebben kunnen veroveren en Archimedes werd gedood.

In het jaar 2007 na Christus werd het Desertec initiatief boven de doopvont gehouden. Daarin werd de logische gedachte geponeerd dat men hernieuwbare energie moet oogsten daar waar ze overvloedig en continu beschikbaar is. Voor West-Europa zijn dit al de landen rond de Middellandse Zee. Helaas sloeg een jaar later de financiële crisis toe en is er van het hele goedbedoelde initiatief bitter weinig gerealizeerd. Op één uitzondering na: Marocco heeft in 2016 de grootste zonnecentrale ter wereld in dienst gebracht, waardoor het land zijn elektriciteitsbehoefte in één klap voor 50% uit hernieuwbare bronnen betrekt.

Een zonnecentrale of een Condensed Solar Power (CSP) centrale is technisch gezien eigenlijk een gewone thermische eletriciteitscentrale met als enig verschil dat de stoom voor de turbines met zonneënergie wordt aangemaakt. Om dat te bereiken voor een voldoende groot vermogen zijn er duizenden computergestuurde spiegels nodig die verspreid zijn over een oppervlakte van meerdere vierkante kilometers. Al die spiegels concentreren het zonlicht op een zonnetoren waarin zich een vat minerale olie bevindt. De thermische opslagcapaciteit van deze olie is zo groot dat de stoomproductie ‘s nachts gewoon kan doorgaan, zodat de zonnecentrale ook ‘s nachts continu stroom kan blijven leveren. Deze olie wordt dus niet verbrand, maar circuleert in het zgn. primaire circuit en dient om de zonnewarmte te accumuleren en geleidelijk af te staan aan het water in het secundair circuit. Zoals bij elke thermische elektriciteitscentrale wordt ongeveer 40% van de zonnewarmte omgezet in elektriciteit, de rest is afvalwarmte die meestal via koeltorens wordt afgevoerd in de atmosfeer. Echter niet zo bij een zonnecentrale die dicht bij de kust is gelegen: daar kan de restwarmte worden gebruikt om zeewater te ontzilten en kan het verkregen zoet water worden gebruikt als drinkwater of dienen om woestijngebieden te irrigeren zodat er aan intensieve land- en tuinbouw kan worden gedaan.

Maar er nog meer mogelijk! Een CSP-centrale kan ook fungeren als zonneoven. De temperatuur in het brandpunt kan oplopen tot meer dan 4000°C, maar dit kan perfect worden gereguleerd in functie van het beoogde thermische proces. De productie van monokristallijn Silicium voor zonnepanelen kan perfect worden uitgevoerd in een zonneoven zonder dat er één druppel fossiele brandstof aan te pas komt. Hetzelfde geldt voor de productie van staal, glas, aluminium of cement om maar enkele andere basisgrondstoffen op te noemen, die ook in aanmerking kunnen komen om gefabriceerd te worden in een zonneoven.

4. Een Europees Marshall plan voor Noord-Afrika

Na de tweede wereldoorlog lag heel Europa in puin. Vanuit de VS heeft men toen het Marshall plan gelanceerd om de economie hier terug nieuw leven in te blazen. Dit heeft geleid tot de enorme materiële welvaart die we nu nog steeds kennen. Maar het is geen duurzaam model en spitste zich vooral toe op mijnbouw en zware industrie door de oprichting van de EGKS, de ontwikkeling van kernsplijtingsreactoren (o.a. door het SCK in Mol) en recent worden er nog miljarden euros geïnvesteerd in de ontwikkeling van kernfusie zonder evenwel enig toekomstperspectief.

Mochten nu eens de Sahellanden naar eenzelfde welvaartsniveau worden getild door Europa via een ambitieus investeringsplan in CSP-centrales, windmolens en zware industrie gevoed door zonneovens, dan zal in de toekomst de huidige economische migratiestroom vanzelf opdrogen. Het spreekt vanzelf dat we dit niet moeten verwachten van een vrije markt, die momenteel trouwens grondig wordt verstoord door een agressieve subsidiepolitiek van één land, nl. China. China is momenteel de bakermat van de maakindustrie en dit op een ongezien grote schaal. China is nu de grootste importeur geworden van grondstoffen en fossiele brandstoffen. Bijna al het ijzererts dat gewonnen wordt in de grootste ijzerertsmijn ter wereld in Minas Gerais (waar zich dus op vier jaar tijd reeds twee milieucatastrofes hebben voorgedaan) wordt verscheept naar China. Recent is op een reportage nog getoond hoe gesubsidieerde Chinese trailers de Afrikaanse kusten volledig leegvissen zonder zich iets aan te trekken van quota, invriezen en een deeltje ervan zelfs verhandelen op de lokale markt aan, jawel, de vissers die weinig of niets meer zelf kunnen vangen. Het overgrote deel gaat naar China of wordt verhandeld op de internationale vismarkt. Het spreekt voor zich dat dergelijk economisch kolonialisme voor een groot deel verantwoordelijk is voor de teloorgang van de biodiversiteit, de uitputting van bijna alle natuurlijke bronnen (vis, hout, ertsen, fossiele brandstoffen) en last but not least de klimaatopwarming.

De landen rond de Middellandse Zee zijn uitermate geschikt om te fungeren als de nieuwe bakermat van de maakindustrie, maar ditmaal geschoeid op 100% hernieuwbare energie. De hoeveelheid zonneënergie die er kan gewonnen worden is gigantisch groot: op de website van het terziele gegane Desertec staat een kaart van de Sahara met daarop een vierkantje dat overeenkomt met de oppervlakte van België. Meer is er niet nodig om heel West-Europa van elektriciteit te voorzien. Dus de landen in deze regio kunnen niet alleen voorzien in hun eigen energiebehoeften, maar kunnen hun overschot exporteren naar Europa. In tegenstelling tot het exporteren van aardolie zijn daar geen grote tankschepen voor nodig: elektriciteit laat zich over lange afstand met minimaal verlies transporteren over HVDC-lijnen (High Voltage Direct Current). Met deze techniek, die recent nog is toegepast tussen Zeebrugge en Richborough in Engeland, wordt elektriciteit getransporteerd over onderzeese kabels op een zeer hoge gelijkspanning (tot 1 miljoen Volt), dit i.t.t. de wisselspanning die gebruikt wordt in het klassieke hoogspanningsnet. Voordeel daarbij is dat men slechts 2 draden nodig heeft in die onderzeese kabel i.p.v. 4 draden om wisselspanning over pilonen te transporteren. Door de hogere spanning kan men ook met evenveel stroom meer vermogen overbrengen.

Maar hernieuwbare energie is niet alleen onder de vorm van zon en wind overvloedig aanwezig rond de Middellandse Zee. Ijsland heeft bijzonder veel potentieel om geothermische energie te exploiteren en exporteren. Daarenboven heeft prof. Damien Ernst in het weekblad Knack laten weten dat het ijsplateau van Groenland enorme mogelijkheden biedt om windenergie grootschalig te exploiteren. Er waaien daar bijna continu het hele jaar door winden van 150 tot 200 km/h, dus windmolens hebben daar een opbrengstfactor van minstens 0,8. Het is evenwel een hele uitdaging om daar windmolens te bouwen, vermits de ijskorst er meerdere kilometers dik is en langzaam aan het afsmelten is. Het is ook geen pretje om bij dergelijke windsnelheden en lage temperaturen te werken. Nochtans hebben oliemaatschappijen en mijnbouwbedrijven wél al de wacht aangezegd bij de Inuit-bevolking om op dat plateau naar olie te boren en ertsen te ontginnen. En op delen in de winst moet de Denen niet rekenen, want Groenland streeft nadrukkelijk naar onafhankelijkheid om de rijke buit enkel onder hun eigen bevolking te moeten delen.

5. Wat kan Groen doen?

  • Zorgen dat er een volledig verbod komt op het gebruik van 2-takt motoren in tal van tuigen zoals brommers, grasmaaiers, kettingzagen, bladblazers, heggescharen en dies meer. Dit soort motoren is allicht de slechtste uitvinding die de mens ooit gedaan heeft, want die motoren verbranden benzine en smeerolie, stoten meer fijnstof uit dan een vrachtwagen en produceren een misselijkmakende kankerverwekkende walm. Daarenboven hebben ze een schabouwelijk laag rendement van amper 20% en maken een irritant snerpend geluid.
  • Ijveren voor het sluiten van sportvliegvelden en de vrijgekomen gronden herbebossen, waardoor er in de omgeving terug windmolens kunnen geplaatst worden. Als er om autostrades aan te leggen grond kan onteigend worden, dan moet dat hiervoor ook kunnen.
  • Inzetten op de invoering van statiegeld op aluminium drankblikjes, want het is ongehoord dat een metaal dat zo gemakkelijk gerecycleerd kan worden als zwerfvuil terecht komt in het milieu.
  • Zware industrie, d.w.z. industrie die zeer energieverslindend is, moeten we eerder afbouwen en niet nog meer naar ons land halen, zoals onlangs is gebeurd in de haven van Antwerpen met het Engelse bedrijf Ineos dat meer dan 1 miljard gaat investeren in de productie van basisgrondstoffen voor het aanmaken van plastic.
  • Op Europees vlak moet er dringend werk gemaakt worden van een investeringsplan voor de uitbouw van hernieuwbare energie in die regio’s waar er overvloedig zon en wind aanwezig is, met name in het zuiden van Portugal, Spanje, Italië en Griekenland. Volgens prof. Damien Ernst moet er ook werk worden gemaakt van de uitbouw van een pan-Europees HVDC-netwerk om de wispelturigheid van de hernieuwbare bronnen te counteren door een globale interconnectiviteit na te streven.
  • Veel Afrikaanse landen zijn momenteel een goedkoop afzetgebied voor electronisch en industrieel afval, ook vanuit Europa. De havens spelen daarin een cruciale rol en controle hierop is afwezig of totaal ontoereikend. Nu we blijkbaar voor de nakende harde Brexit toch massaal douaniers aan het aanwerven zijn, kan Groen ervoor ijveren dat dit exta personeel ook meer controle op het verschepen van ewaste en ander afval naar derde wereldlanden zou uitvoeren. Ook de import van bushmeat, bedreigde dieren en drugs kan ineens ook beter gecontroleerd én vooral zwaarder bestraft worden i.p.v. een loutere inbeslagname.

6. Pertinente congresvragen

  • Hoe gaat de EU een politieke samenwerking en een handelsverdrag tot stand brengen met landen zoals Libië en Mauretanië, waar geen centraal gezag ofwel dictatoriale regimes aan de macht zijn? We weten hoe de escapade van Prins Laurent in Libië is afgelopen en ook hoe Europese subsidies zijn verdwenen in de zakken van corrupte Roemeense politici en zakenlui.
  • Als we de exploitatie van hernieuwbare energie overlaten aan multinationals of een corrupte overheid, dan kunnen we met zekerheid stellen dat de lokale bevolking zal worden uitgebuit en al zeker geen deftig sociaal statuut zal krijgen. Hoe kan Europa ervoor zorgen dat de opbrengsten eerlijk worden verdeeld?
  • Hoe gaan we zorgen dat er meer belasting wordt geheven op vervuilende industrie, die tegelijk wel moet concurreren op een internationale markt? Zolang de infrastructuur voor 100% hernieuwbare energie niet operationeel is, blijven we wel aangewezen op deze vervuilende industrie voor onze welvaart.
  • Opleiding, medische verzorging en transport is cruciaal in de ontwikkeling van de landen in Noord-Afrika. Het is juist door een schrijnend gebrek op dit vlak én door de ongebreidelde bevolkingsaangroei én door het tomeloos economisch kolonialisme door economische grootmachten (waar Europa ook toe behoort) dat het ecologisch draagvlak in deze regio volledig ontoereikend is om deze bevolking te voorzien van de meest essentiële basisbehoeften, waardoor economische migratie steeds meer zal toenemen.
  • En tenslotte moet er meer worden geïnvesteerd in onderzoek om het winnen en aanmaken van grondstoffen volledig te kunnen uitvoeren in zonneovens en gebruik makend van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen.

Reacties

Vennligst sjekk din e-post og klikk på lenken for å bekrefte din nye e-postadresse.