100m. 168 Kleine Energieatlas J, de massa-energie van een W boson

Zon

100m

168 Kleine Energieatlas

1.3×10-8 J, de massa-energie van een W boson

De beschouwing over de energiehuishouding van de aarde eerder in deze atlas laat zien dat zonne-energie op onze planeet rijkelijk aanwezig is. De hoeveelheid zonneenergie die de aarde jaarlijks ontvangt is vele malen groter dan alle energie uit wind, waterkracht én fossiele brandstoffen bij elkaar. De dagelijkse ingestraalde hoeveelheid zonne-energie is zelfs een factor 10.000 groter dan alle energie die wij als mensen wereldwijd jaarlijks gebruiken! De techniek om zonne-energie om te zetten in elektrische energie is echter relatief nieuw. Er zijn twee verschillende wegen om zonne-energie te oogsten. De eerste weg is het concentreren van zonnestralen door zonnecollectoren, Concentrated Solar Power (CSP) door middel van spiegels en lenzen. In het brandpunt van een dergelijke installatie kunnen temperaturen worden bereikt van honderden tot zo’n 10.000 °C. Door deze temperaturen wordt stoom geproduceerd waarmee een turbine wordt aangedreven. Het kan ook directer: een experimenteel model in de VS werkt met het verwarmen van een betonnen koker waarbinnen convectie een langzaam maar groot schoepenrad aandrijft. Binnen deze familie horen eigenlijk ook de zonnecollectoren die heet water leveren voor huiselijk gebruik. De tweede manier van oogsten van zonne-energie is de zonnecel ook wel photovoltaïsche cel (PV) genoemd. Energie ontstaat hier halfgeleider bloot te stellen aan licht. Door invangen van fotonen komt in atomen opgeslagen energie als elektrische arbeid beschikbaar. De meeste cellen hebben silicium als basismateriaal. De beste cellen halen tussen de 10-20% rendement, wat al

heel aardig is vergeleken bij de fotosynthese van planten die zo’n 0,5-1% van de zonne-energie omzetten naar biomassa. De ontwikkeling van de rendementen is in een versnelling geraakt sinds ‘Silicon-valley’ zich heeft gerealiseerd dat de zonnecel erg dicht aanligt tegen de technologie van hun core-bussiness: de fabricage van microchips. Wanneer zonne-energie een serieuze concurrent gaat worden van fossiele brandstoffen is afhankelijk van de olieprijs, de ontwikkeling in opwekkingsrendementen en productiekosten. In de atlas hebben we prognoses voor Europa opgenomen. Deze prognoses zijn gebaseerd op geschatte ontwikkelingen (veranderingen) in bovenstaande factoren. De snelle verwachte doorbraak in Italië op deze kaart heeft te maken met de relatief hoge kosten van het elektriciteitsgrid aldaar. Een CSP centrale heeft 339 ha. nodig om onze maatgevende 3.387 GWh aan elektrische energie te leveren. Uitgaande van de huidige stand der techniek is daar bij PV een oppervlakte van ongeveer 2.000 ha voor nodig. Dit is gerekend vanuit decentrale opwekking met behulp van photovoltaïsche cellen op bijvoorbeeld de daken van huizen. Ruimte dus die anders vrijwel alleen gebruikt wordt voor het afvoeren van regenwater. We hebben beide typen zonne-energie in de atlas in beeld gebracht. Bij de infographic zijn we uitgegaan van CSP en bij de andere verbeeldingen van PV. De Wieringermeer is voorzien van decentrale opwekking op de daken van de woningen en centrale opwekking in een CSP-zonnepark.

8×10-9 J, de oorspronkelijke bedrijfsenergie per straal van de CERN ‘Large Electron Positron Collider’ in 1983


Productie rentabiliteit van zonnencellen jaarlijkse som van globale straling op horizontale oppervlaktes 1800

1400 1000 600

kWh/m2

schaal: 1:15.000.000 projectie: lambert conformal conic © MUST Stedebouw / RPB

2030

2020

2015


20

1

10-90 SI voorvoegsel: nano- (nJ)

60

50

40

2010 0

5.972×10

-10

10

J, de massa-energie van een alpha deeltje in rust

20


potentie stedelijk gebied: gemiddeld aantal uren zon per jaar 1700

1600

1500

productie voorbeeldproject met zonne-energie

schaal: 1:2.000.000 projectie: rijksdriehoekstelsel © MUST Stedebouw / RPB


1

0

1

2

3.005×10-10 J, de massa-energie van een deuteron in rust

3

54

53

52

51

4

5

1.505×10-10 J, de massa-energie van een neutron in rust

6

7


Bron

Centrale opwekking CSP

Decentrale opwekking: warmte

Zonnecel


Decentrale opwekking PV


Effect: verlies habitat

Risico: zeer zware stor m

Decentrale opwekking



Decentrale opslag

ZON ruimtebeslag in hectare voor opwekking van 3.387 GWh


1.503×10-10 J, de massa-energie van een proton in rust

CO2-uitstoot van de gehele keten in hm3 voor de opwekking van 3.387 GWh

3.5×10-11 J, de hoeveelheid vrijkomende energie bij het splijten van een plutonium-239 atoom


met....


3.2×10-11 J, de hoeveelheid vrijkomende energie bij het splijten van een uranium-235 atoom

....zonder

10-12 SI voorvoegsel: pico- (pJ)



8.187×10-14 J, de massa-energie van een elektron in rust

5.0×10-14 J, de bovengrens van de massa-energie van een muon neutrino


Waterkracht

100m


10-15 SI voorvoegsel: femto- (fJ)

Wereldwijd gezien wordt één vijfde van de gebruikte elektriciteit opgewekt door middel van waterkracht. Het aandeel van waterkracht beslaat zo’n 5% in de totale consumptie van commerciële energie (alle energiesoorten tezamen). Het betreft daarbij voornamelijk de grote centrales met hun stuwmeren.Voorbeelden hiervan zijn de Itaipu dam op de grens tussen Brazilië en Paraguay (met de grootste opwekcapaciteit: 10.500 MW), de Grande Dixence dam in Zwitserland (hoogste betonnen dam: 285 m) en de Aswan High dam in Egypte. Ook in Europa wordt veel gebruik gemaakt van waterkracht als bron voor energie. Uitbreiding is niet eenvoudig omdat al het ‘laaghangende fruit’ voor waterkracht al geplukt is. De makkelijke mogelijkheden zijn op. In Nederland staan slechts vier waterkrachtcentrales. Het potentieel voor uitbreiding bij de rivieren is gering. Wel bieden de sterke stromingen als gevolg van getijdenwerking bij de Waddeneilanden en de Zeeuwse wateren mogelijkheden voor uitbreiding. In Nederland is in 1958 voor het eerst een waterkrachtcentrale gebouwd. Dat was in de stuwcomplex bij Hagestein in Lek. In jaren tachtig volgden Maurik in de Nederrijn en Linne en Lith in de Maas. Deze centrales worden gebruikt in samenhang met de bediening van de stuwen. Middels elektrolyse gebruik maken van het potentiaalverschil tussen zoet en zout water, hetgeen bijvoorbeeld bij de Afsluitdijk zou kunnen, is nog in een laboratoriumfase. De grote wateroppervlakten, zoals IJsselmeer en Markermeer, kunnen in principe wel worden gebruikt voor wateropslag ten behoeve van energieopwekking. Indertijd is in het zogenaamde “plan Lievense” voorgesteld windmolens water hoog te laten opvoeren in een als verhoogd bassin uitgevoerd Marker-

meer. Hiermee zou men tevens het stroomaanbod uit duurzame bronnen kunnen aanpassen aan de vraag, wat nu niet zonder meer mogelijk is. De risico’s dat de zestien meter hoge dijk zou doorbreken hebben het project op de tekentafel doen sneuvelen. Een nieuwe versie van dit plan lijkt het ei van Columbus. Een ringdijk in diep zeewater waarbinnen het water wordt weggepompt door windmolens. Energie kan dan worden gewonnen door het ‘stuwmeer’ langs de waterturbines weer met zeewater te laten vollopen. Waterkracht, of witte steenkool, wordt algemeen beschouwd als een duurzame schone bron. Wat daarbij vergeten wordt is dat stuwdammen een cesuur betekenen voor voor allerlei aquatische organismen. Bij de aanleg van stuwcomplexen komt door het vollopen van het stuwmeer eenmalig door afbraak en verrotting een ongehoorde hoeveelheid methaan vrij, een broeikasgas met een nog negatievere werking dan CO2. Niet alleen de ecologie wordt beïnvloed. De watermassa drukt ook op de onderliggende gesteentelagen, waardoor de drukverlopen in het onderliggende geologische systeem sterk veranderd worden. In geologisch instabiele gebieden leidt dit veelal tot sterk toenemende geologische activiteit, ofwel aardbevingen. Met name aardverschuivingen bovenstrooms van het stuwmeer zijn gevaarlijk. Deze zijn er reeds meerdere malen de oorzaak van geweest dat vloedgolven in het stuwmeer (al dan niet door schade aan de stuwdam) grote aantallen mensenlevens eisten. In de afbeeldingen van de atlas zijn vooral buitenlandse voorbeelden opgenomen. We importeren immers stroom uit waterkracht. De Wieringermeer heeft ons verleid een kleine versie van het plan Lievense aldaar te situeren.

5.0×10-18 J, de in de deeltjesleer gehanteerde bovengrens van de massa-energie van een neutrino


potentie stroming rivieren wateropslag (IJsselmeer / Markermeer) sluizen (verval water) getijdenstroming (hoogwater Hoek van Holland) Noord Atlantische golfstroom productie waterkrachtcentrale

schaal: 1:2.000.000 projectie: rijksdriehoekstelsel © MUST Stedebouw / RPB


1

0

1

2

1.602×10-19 J = 1 electronvolt (eV)

3

54

53

52

51

4

5

6

7

4.37×10-21 J, de gemiddelde kinetische energie van een molecuul op kamertemperatuur 187 Kleine Energieatlas

Bron: evapotranspiratie

Bron: evapotranspiratie

Bron: golfenergie

Grondstof: hoogteverschillen

Constructie stuwdam

Stuwmeren

Constructie stuwdam

Opwekking

Turbine

Onderhoud

Opwekking

Effect: spookdorpen

Effect: Vissterfte

WATERKRACHT ruimtebeslag in hectare voor opwekking van 3.387 GWh


10-18 SI voorvoegsel: atto- (aJ)

CO2-uitstoot van de gehele keten in hm3 voor de opwekking van 3.387 GWh

2.7×10-19 J – 5.2×10-19 J, het energiebereik van fotonen in zichtbaar licht


met....


10-21 SI voorvoegsel: zepto- (zJ)

....zonder

1.5×10-23 J, de energie van een molecuul in de Boomerang Nebula, de koudste plek in het heelal



10-24 SI voorvoegsel: yocto- (yJ)

3.0×10−31 J, de gemiddelde energie van een molecuul bij de laagste temperatuur in een laboratorium (2003)


Resumé

4.1 Uitleiding

4.2 Direct ruimtebeslag

In dit laatste hoofdstuk hebben we de gegevens die in de atlas worden verbeeld in een aantal overzichtstabellen samengevat. Deze tabellen zijn weer vertaald in taartdiagrammen per opwekkingsmodaliteit die op een spread zijn samengebracht. Tabellen en diagrammen laten de hoeveelheid ruimte zien die nodig is voor de opwekking van 3.387 GWh elektriciteit. De bladzijde met de taartdiagrammen oogt als een vrolijk veldboeket met talloze verschillende kleuren. In één oogopslag is daarmee duidelijk dat we te maken hebben met wezenlijke verschillen tussen de manieren van elektriciteitsproductie. In het oog springende verschillen treden bijvoorbeeld op bij verhouding tussen direct ruimtegebruik en indirect ruimtegebruik die bij de taartdiagrammen respectievelijk met D en ID zijn aangegeven.

Voor de behandelde brandstoffen, bruinkool, steenkool, olie, gas en kernenergie geldt de vuistregel dat hoe groter de energie-inhoud van de grondstof is, hoe beperkter het directe ruimtebeslag van de winning. Uranium, olie, gas, steenkool, bruinkool en biobrandstof hebben in die volgorde steeds grotere winningsgebieden. Bij de stromingsbronnen zon, wind en water ligt het iets anders, zij worden over grote oppervlakten als het ware ‘geoogst’. Omdat er bij deze bronnen sprake is van een combinatie met andere vormen van grondgebruik spreken we hier van ‘onttrekkingsruimte’. Deze categorie wordt verderop behandeld. Kunnen we bij deze duurzame bronnen spreken over threading the earth (as) lightly (as possible) bij fossiele bronnen als bruinkool, steenkool en uranium levert het delven van de grondstof eerder een beeld op van scratching the face of the earth. Vooral bij de dagbouwmijnen is de ravage groot, bij schachtbouw valt vooral de hoeveelheid afvalmateriaal op en de daarvoor benodigde ruimte. Misschien ten overvloede: de in de atlas aangehouden standaard van 3.387 GWh staat voor één jaar productie. Langjarig gebruik geeft een veelvoud van deze ‘ontginningseffecten’. In de mijngebieden komt dat tot uiting in de karakteristieke bergen met mijnsteen. De bruinkoolwinning heeft bijvoorbeeld in voormalig Oost Duitsland een gebied met gaten en meren opgeleverd zo groot als onze provincie Utrecht. Herinrichting is in dergelijke gevallen alleen mogelijk tegen zeer hoge kosten. Winnen van olie en gas uit de

In de legenda van de diagrammen worden onderscheiden: het delven van de grondstof, het transport daarvan naar de opwekkingseenheid of centrale, de opslag bij de centrale, de opwekking zelf (de turbine, de koeling en de logistieke ruimte meegerekend) en de ontsluiting plus de opslag van de afvalproducten. Dat is het directe ruimtebeslag. Maar er is ook indirect ruimtebeslag. Ook deze categorie laat zich uit de tabellen en diagrammen aflezen. Het gaat daarbij om hydrologische effecten op de omgeving bij dagbouwmijnen en veiligheidszones/hinderzones: van de opslag van het transport van de grondstof en uiteraard van de centrale of de opwekkingseenheid zelf. 198 Kleine Energieatlas

diepe ondergrond door middel van boor- en pompinstallaties is bij normaal functioneren een veel minder ingrijpende aangelegenheid. Storingsvrij functioneren is het uitgangspunt in de tabellen en de diagrammen. In de atlas zijn in de kaarten en in de documentairestrips voorbeelden opgenomen van wat er mis kan gaan in de opwekkingsketen van delven, transport en opslag. Het directe ruimtebeslag van de opwekking en koeling bij de verschillende bronnen ontloopt elkaar niet erg ver en ligt tussen de 14 ha en 32 ha. Voor windenergie is hier simpelweg de oppervlakte van de 1.605 bestaande windturbines opgeteld. De enige uitzondering hier ligt voor de hand: de decentrale opwekking van zonne-energie. Zelfs de gebundelde zonnekracht van een CSP installatie in de Sahara zou zo’n 340 ha nodig hebben om de gevraagde 3.387 GWh op te leveren. Bij de legenda-eenheid ontsluiting is windenergie de grootverbruiker. Meegerekend zijn alle ontsluitingswegen die onderhoud aan de turbines mogelijk moet maken. De laatste legenda-eenheid van het directe ruimtebeslag is de opslag van afvalproducten. Die is relatief bescheiden, behalve bij steenkool (mijnsteenbergen) en kernenergie (opslag radioactief afval). De in het diagram aangegeven oppervlakte groeit bij kernenergie in de loop der jaren aan omdat er (nog) geen goede oplossing is voor de veilige opslag van dit radioactieve afval dat gedurende een onmenselijk lange tijd stralingsgevaar blijft opleveren.

4.3 Indirect ruimtebeslag Een tweede vuistregel is hoe groter de energie-inhoud van de grondstof, hoe groter de risico’s. Om deze risico’s (= kans x gevolg) te verkleinen gelden er veiligheid- en hinderzones rond de centrales, bij het transport van de grondstof en bij de opslag. Veiligheidszones kunnen belangrijk omvangrijker zijn dan de opwekking zelf. Natuurlijk is er een flinke veiligheidszone getrokken rond de opslagplekken van het radioactieve afval. Met de jaarlijkse aanwas daarvan groeit ook de veiligheidszone mee. Nog meer in het oog springend is de veiligheidszone langs de transportleidingen van gas. Bij elkaar zorgt dit voor het enorme indirecte ruimtebeslag van meer dan 7.300 ha. Naast risicocontouren waarbinnen strikte gebruiksbeperkingen gelden zijn er, om overlast van omwonenden te verminderen, ook hinderzones in verband met onder ander geluid en stank van ca. 500 meter waarbinnen geen aaneengesloten woonbebouwing toegelaten is. Omdat windenergie nogal veel ‘centrales’ heeft is de totale hinderzone bij wind groot. Deze zone is opgenomen onder – de nog grotere oppervlakte – van de ‘onttrekkingsruimte’ om dubbeltellingen te voorkomen. De ‘onttrekkingsruimte’ is een bijzonder geval binnen de categorie indirect ruimtebeslag. Deze legendaeenheid hebben we geïntroduceerd om voor wind, afval, waterkracht en zonne-energie duidelijk te maken dat de grondstof of de energie over een groot gebied wordt ‘geoogst’ zonder andere vormen van


grondgebruik direct onmogelijk te maken zoals dat bij bruinkool of dagbouw van kolen wel het geval is. Het gaat om geweldige oppervlakten in vergelijking met de feitelijke opwekking. In de taartdiagrammen is dit te zien door de dominante groene kleur van deze vier duurzame bronnen. In de legenda-eenheid ‘onttrekkingsruimte’, wordt tevens, zij het gedeeltelijk, de ecologische gevolgen van de duurzame bronnen tot uitdrukking gebracht. De ecologische gevolgen van de energieopwekking middels fossiele bronnen komen in beeld via het directe ruimtegebruik en de CO2 productie. Ook de duurzame bronnen hebben ecologische nadelen waarvoor we de ogen niet moeten sluiten. We moeten een soort ‘koolstofblindheid’ vermijden die alleen focust op klimaatsproblematiek en de ogen sluit voor andere milieueffecten waaronder het waarschijnlijk veel ernstigere probleem van de snelle degradatie van ecosystemen en het (onomkeerbare) massaal uitsterven van organismen.

op dit criterium uitkomen als het alleen om de ‘epifytische’ vorm van energieopwekking ging, die gebruik maakt van bestaande gebouwen en daken om PV-cellen te plaatsen. Als we echter zouden overgaan naar een zonne-farm met grote oppervlakten zonnecellen of CSP units, dan gaat dit verhaal niet meer op. CSP eenheden die in de zonrijkere landen zullen worden opgesteld introduceren structurele schaduw en ecologische veranderingen onder de constructies die nog onvoldoende bekend zijn. Er zouden dus evenveel hectaren natuurterrein of landbouwgebied verloren gaan als de installatie groot is . Wij hebben het dan eigenlijk over direct ruimtegebruik, onder de categorie delven / verkrijgen van grondstof. In de tabel zijn beide voorbeelden, PV-cellen op daken en CSP eenheden in de woestijn, opgenomen. In het taartdiagram alleen de eerste omdat een plaatsing op daken en dergelijke met de zeer hoge grondprijzen in Nederland meer voor de hand liggend is.

Onder windturbines zijn andere vormen van grondgebruik zoals landbouw, natuur, recreatie en bedrijvigheid goed mogelijk. Kijken we uitsluitend naar dit aspect dan is windenergie de manier van energieopwekking die de aarde met de zachtste tred beroert. Maar ook windenergie is niet vrij van ecologische effecten, zoals de invloed op trekvogels. Maar het aantal vogelslachtoffers valt in het niet bij de aantallen slachtoffers die het aanvliegen van glazen puien, het verkeer en de jacht kosten . Zonne-energie zou op een eerste plaats

Om aan 3.387 GWh elektriciteit te komen middels het verbranden van afval heb je een grote hoeveelheid huishoudelijk restafval nodig. Deze moet worden ‘geoogst’ in een omvangrijk stedelijk gebied die als onttrekkingsruimte in de tabel en de diagrammen verschijnt. Het is natuurlijk een goede zaak dat restafval tenminste nog energie oplevert. Wij moeten hier de relativerende opmerking aan toevoegen dat er meer milieuvriendelijker benaderingen voor huishoudelijk afval beschikbaar zijn dan verbranden, zoals composte-


ren en vergisten. Als we kijken naar mogelijkheden om kringlopen te sluiten dan liggen er nog verder reikende perspectieven waardoor afval eigenlijk als grondstof wordt gezien. Laatstelijk is dat weer welsprekend verwoord in het Cradle-to-Cradle principe. Ook waterkracht heeft een grote onttrekkingsruimte, namelijk het gehele afgedamde stroomgebied dat nodig is om het stuwmeer te vullen waarmee turbines worden aangedreven die de elektriciteit produceren. De ecologische gevolgen hiervan zijn omvangrijk maar niet zodanig dat we het gehele stroomgebied als ‘direct ruimtegebruik’ moeten aanmerken: er blijft een – zij het geamputeerd - ecosysteem over. Ook de indirecte effecten die stuwmeren kunnen hebben op het veroorzaken van plaatselijke aardbevingen vallen onder het indirecte ruimtegebruik. Bij de duurzame bron biomassa valt het dubbeltje de andere kant op. Wij rekenen de gehele oppervlakte die nodig is voor de opwekking van onze 3.387 GWh toe als direct ruimtegebruik: 213.332 hectare. Er wordt natuurgebied, soms tropisch regenwoud, ontgonnen voor nieuwe palmolieplantages of bestaand landbouwgebied wordt benut voor teelt van energiegewassen zoals switchgrass, koolzaad of mais. In beide gevallen is geen ander grondgebruik combineerbaar. De taartdiagram van biobrandstof heeft daarom geen groene maar een blauwe kleur die staat voor delven / verkrijgen grondstof.

Tot slot moeten zeker ook de hydrologische effecten van het winnen van grondstoffen in dagbouwmijnen genoemd worden. Om droog in een omvangrijke dagbouwmijn te kunnen werken zal het grondwater ter plaatse van de mijn weggepompt moeten worden. Dit is geen sinecure; we hebben het over gaten van tientallen kilometers in doorsnede en soms meer dan honderd meter diep. Het aanleggen van grote damwanden rond deze mijnen is naast constructief problematisch ook eenvoudigweg onbetaalbaar. Daarnaast betekent het ‘lokaal’ sterk verlagen van de grondwaterstand ook een regionale verdroging van onder andere landbouwen natuurgebieden. Na het winnen van de grondstof zal de grondwaterstand zich slechts langzaam herstellen. Om het voormalige bruinkoolwinningsgebied van Niederlausitz (voormalige DDR) binnen de tienjarige looptijd van de Internationale Bauaustellung (IBA) SEE te transformeren naar een recreatief merengebied worden naast het stoppen met pompen ook alle rivieren in de buurt ingezet om voldoende en kwalitatief acceptabel water te kunnen leveren.

4.4 Kiezen? De keuze voor de ene of de andere modaliteit wordt niet alleen op basis van ruimtelijke argumenten genomen. Een verstandige mix om niet te afhankelijk te worden, de kilowatt-uurprijs en geopolitieke overwegingen zullen overheersen. De keuze voor de meest gewenste samenstelling van onze energievoorziening zal in de toekomst meer en meer worden bepaald


door het afnemen en duurder worden van de olie die de energiemarkt diepgaand zal beïnvloeden in combinatie met de klimaatproblematiek die versnelde introductie van CO2 arme bronnen vraagt. Bij elkaar is het niet overdreven dat er een complete transitie van onze energievoorziening noodzakelijk is. Door deze atlas hopen we in elk geval te bevorderen dat de ruimtelijke argumenten in deze keuze zullen meewegen. Ook als men persé de discussie wil versmallen tot mooi of lelijk zal deze atlas duidelijk maken dat de centrales en de ver van ons bed liggende winning van grondstoffen en de gehele onzichtbare keten die zorgt dat er stroom uit onze stopcontacten komt, elders soms ernstige, ruimtelijke gevolgen heeft. Beide hebben een culturele en semantische component. Een bedorven uitzicht versus het afgraven van de heilige gronden van de Aboriginals voor uraniumerts. Het is overigens zeer de vraag of er veel te kiezen valt als het om de energietransitie gaat. De marges lijken erg smal. Dat het klimaatsprobleem alle hens aan dek vergt is te zien in de figuur op de volgende pagina’s. Grafisch is weergegeven hoe in Europa de verschillende mogelijkheden om reducties te bereiken ingezet moeten worden om kostenefficiënt een verlaging van de uitstoot te realiseren die de mondiale temperatuurstijging niet laat uitkomen boven de 20° C ten opzichte van het pre-industriële tijdperk. Dit is de grens die door klimaatwetenschappers in de IPPC wordt aangegeven waarboven extra risico voor


grootschalige ontregeling van het klimaatsysteem zou worden gelopen. Er moet een deel van de CO2 worden afgevangen en opgeslagen in lege aardgasvelden, er moeten ook reducties in andere broeikasgassen worden gerealiseerd, er moeten biobrandstoffen, zon-, wind- en kernenergie worden ingezet, een enorme slag met energiebesparing worden gemaakt en groene energie worden geïmporteerd om deze klimaatsdoelstellingen te halen. Een en-en-en verhaal dus eigenlijk. Het zou er wel eens op uit kunnen komen dat we ons vooral met de vraag bezig moeten houden hoe een goede ruimtelijke ordening de energiemodaliteiten hun geëigende plek toekent. En dat ontwerpers zich bemoeien met de vragen hoe je die inpassing vormgeeft, hoe je het ontvangende landschap herontwerpt en hoe je een nieuwe expressie verleend aan onze nieuwe energielandschappen die zullen ontstaan nu veel van de energiebronnen ‘bovengronds’ komen, meer zichtbaar worden en door decentrale opwekking vrijwel alom tegenwoordig zullen zijn. Wij moeten ons ervoor inzetten dat de 21e eeuwse energielandschappen een vergelijkbare kwaliteit opleveren als die uit de 17e eeuw, waar de turfwinning in de buurt van onze steden de brandstof voor de gouden eeuw opleverden.

4.5 Vervolgstappen? In deze atlas hebben wij ons geconcentreerd op de ruimtelijke effecten van de verschillende manieren van elektriciteitsproductie. Het is verleidelijk het werkter-

rein van de atlas van energieproductie uit te breiden naar energiegebruik (en energiebesparing). Graag zouden we van de ‘rechterkant’ van onze Sankey-diagrammen uit de inleiding een evocatieve verbeelding leveren om deze abstracte cijfers tot leven te wekken. Dat voelbaar maken begint al dicht bij huis: onze supermarkten waar we comfortabel verwarmd naast een open vrieskist of een even open koelvak willen winkelen kost de koeling net zoveel energie als het gemiddelde energieverbruik van 550.000 mensen. Of onze datacentra waar het internet aan de gang gehouden wordt blijkt al meer energie te gebruiken als het gehele burgerluchtvaartverkeer. Een atlas van het energiegebruik zou ook lokale edities kunnen krijgen waarin je de energiestromen en het metabolisme van de eigen woonomgeving in beeld gebracht ziet. Niet alleen het huidige gebruik maar ook de ontwikkeling daarvan kunnen in de energiediscussie een rol spelen. Het is moeilijk voor te stellen hoe snel het energiegebruik is toegenomen. Ter illustratie: een band als de Rolling Stones, die in 1964 met een viertal versterkers van een paar honderd Watt het Kurhaus op stelten zette heeft in zijn tournees nu een podium dat met licht, vuurwerk, reuzenschermen en donderend geluid een heel stadion kan bespelen. Zó groot dat IJsland uit de tournee moest worden geschrapt omdat de geothermische energiecentrale van Reykjavik niet genoeg extra capaciteit bleek te hebben om dit podium van elektriciteit te voorzien. Zichtbaar en voelbaar maken is een effectieve manier van bewustwording, niet alleen bij de lezers, maar ook bij de makers. 203 Kleine Energieatlas

7

6

Gigaton CO2-Equivalenten

5

4

3

2

1

CO2-reductiemogelijkheden Europa naar modaliteiten Bron: Timer/Fair, uit: Nederland en een duurzame wereld, NMP (2007)

0

1970

1975 204 Kleine Energieatlas

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2

2015

Overige broeikasgassen

CO2-afvang en -opslag

Biobrandstoffen Zon-, wind- en kernenergie

Energiebesparing

Import ‘Fuel Switch’ en overige energieopties

2020

2030

2040

2050 205 Kleine Energieatlas

Bruinkool 415 ha

Zon 339 ha

Gas

50 ha

Wind 16 ha


vergelijkingstabel


bruinkool

steenkool

olie

1.415

1.155

663

1

1

1

374

834

6

25

2

1

1

18

3

14

25

19

ontsluiting (ha) (alleen voor decentrale opwekking)

-

-

-

opslag van afvalproducten (ha)

-

2

-

414

881

29

-

-

-

17

102

174

veiligheidszone transport grondstof (ha)

-

-

-

veiligheidszone opslag afvalstoffen (ha)

-

-

-

17

102

174

4.220

3.387

2.202

2.149

1.724

1.121

delving grondstof massa (miljoen kg / 1.000 ton) delving grondstof volume (miljoen

m3)

(=hm3)

DIRECT ruimtebeslag delving grondstof (ha) transport grondstof naar opwekkingseenheid (ha) opslag grondstof bij opwekkingseenheid (ha) opwekking energie (turbine, koeling en logistiek) (ha)

totaal (ha)

INDIRECT ruimtegebruik onttrekkingsgebied energiedrager (ha) veiligheidszone / hindercirkel opwekkingeenheid (ha)

totaal (ha)

CO2 footprint (miljoen kg) CO2 footprint volume

(hm3, vergelijk

met ha)

gas

kernenergie

biomassa

afval

wind

zon waterkracht

745

0

16.641

2.829

-

-

-

894

0

18

3

-

-

-

31

13

260.018

-

-

-

-

-

0

1

-

-

-

-

4

2

3

38

-

-

416

31

32

25

28

16

339 (CSP)

8

-

-

-

-

72

-

8

-

14

-

-

-

-

-

66

61

260.047

66

88

339

433

-

-

-

17.791

23.656

1.992 (PV)

30.417

50

33

102

438

-

-

-

7.339

-

-

-

-

-

-

-

79

-

-

-

-

-

7.389

112

102

18.229

23.656

1.992

30.417

1.694

17

315

2.127

16

119

68

862

9

160

1.083

8

60

35

Bruinkool

Steenkool

D: 414 ID: 17

D: 881 ID: 102

Olie delving grondstof transport grondstof naar opwekkingseenheid opslag grondstof bij opwekkingseenheid opwekking energie (turbine, koeling en logistiek) ontsluiting (alleen bij decentrale opwekking) opslag van afvalproducten

D: 29 ID: 174

onttrekkingsruimte veiligheidszone / hindercirkel opwekkingseenheid veiligheidszone transport grondstof veiligheidszone opslag afvalstoffen

Kernenergie

Gas

D: 61 ID: 112

D: 66 ID: 7389


Biomassa D: 260047 ID: 102

Afvalverbranding

D: 66 ID: 18229

Wind D: 88 ID: 23656

delving grondstof transport grondstof naar opwekkingseenheid opslag grondstof bij opwekkingseenheid opwekking energie (turbine, koeling en logistiek) ontsluiting (alleen bij decentrale opwekking) opslag van afvalproducten onttrekkingsruimte veiligheidszone / hindercirkel opwekkingseenheid veiligheidszone transport grondstof veiligheidszone opslag afvalstoffen

Zon

D: 339 ID: 1992

Water D: 433 ID: 30417


literatuurlijst en bronnen


Literatuurlijst en bronnen Ackerman, W. et al; Man-made Lakes; their problems and environmental effects, 1973 Backer, Anne Mieke & Arij de Boode; De schoonheid van hoogspanningslijnen in het Hollandse landschap.; Uitgeverij De Hef; 1986 Baumer, Andrea e.a Talsperren in der Schweiz | Dighe in Svizzera | Barrages en suisse | Dams in Switzeland (kalender met foto’s en gegevens van stuwdammmen in Zwitserland ); Ofima SA, Locarno, 2007 Baumgardt, Michael & Mc Donnough, William; Cradle - to - Cradle, Remaking the Way We Make Things, North Point Press 2006 Belanger, Pierre; Wasteland; Airspace; the ecologies and economics of landfilling in Michigan; Centre for Landscape research;Toronto,2006 Berg, Frits van den; project Windfarm perception, Rijksuniversiteit van Groningen, 2008 Corner, James; Photographs: Alex S. MacLean; Taking Measures Across the American Landscape.; Yale University Press, New Haven (USA),1996 Didde,René; Omgekeerd stuwmeer in zee- adviesbureau KEMA werkt plan uit voor opslageiland voor energie in de Noordzee, Volkskrant 07 juli 2007, EnergieNed Energie in Nederland 2007; Arnhem, 2007 Energieraad & VROMraad: Energietransitie; klimaat voor nieuwe kansen; Den Haag, 2004; European Commission; ExternE; Externalities of Energy vol.1 : summary; Directorate-General XII; Brussel, EUR 16520, 1995 Freese, Barbara; Coal, a Human History; Pinguin; New York , 2003 Goldsmith E. and Hildyard N. The social and environmental effects of large dams vol 1 Wadebridge, Ecological centre Worthy Vale Manor, England 1985 213 Kleine Energieatlas

Greenpeace ; Wereld achter kolenstroom; de dubieuze herkomst van steenkool voor Nederlandse kolencentrales,de-; Greenpeace; Amsterdam,2008 Hayes,Brian; Infrastructure; the book of everything for the Industrial landscape; W.W.Norton & Company, New York, 2005 Kiehl, J. T. and Trenberth, K. E. Earth’s Annual Global Mean Energy Budget, Bull. Amer. Meteor. Soc., 78, 197-208 1997 Knip,Karel Een atol in de Noordzee; oude ideeën moeten nieuwe oplossingen bieden voor energieproblemen, NRC Handelsblad, 18 augustus 2007; Kuiper, L. | Lint, S.,de, Binnenlands biomassapotentieel; biomassa uit natuur, bos ,landschap , stedelijk groen en houtketen; Ecofys | ministerie van LNV | Bosschap;Utrecht, 2008 Lintsen, H.W. prof.dr.ir. Geschiedenis van de Techniek in Nederland; De wording van een moderne samenleving 18001890. Deel 3: katoen, gas, licht en electriciteit, bouwen.; Stichting Historie der Techniek, Walburg Pers; Zutphen, 1992 Menkveld, M.; Duurzame energie en ruimte; de potentiële bijdrage van duurzame energie aan CO2 - reductie in Nederland; ECN,; Petten, 2002 Mkhytaryan, M.N. ; The Atlas of potential renewable ad non-convential energy sources of Ukraïne; the National Academy of Sciences of Ukraine; Kiev, 2007 NAM Energie uit de diepte; Assen,1995 Pauli, Lori; Manufactured Landscapes, The photographs of Edward Burtynsky, Yale University Press, 2003 Persson, Michiel; Electrische stroom waar zout water met zoet wil mengen; Nieuwe methode om electriciteit uit zee en rivieren te halen is omstreden De Volkskrant, 26 oktober 2007; Postnote Number 268; Carbon footprint of electricity generator, Parliamentary Office of Science and Technology, London, October 2006 PriceWaterhouseCoopers ; AFinancial and economic comparision of coal, gas and wind as options for Dutch electricity generation, Greenpeace, Amsterdam, 2008 214 Kleine Energieatlas

Rooijers, ir F.J. & ir J.P. van Soest; Energietechnieken in landelijke gebieden. Ontwikkelingen in wetenschap en technologie.; Nationale Raad voor Landbouwkundig Onderzoek; Den Haag, 1998 Pauli, Lori; Manufactured Landscapes; National Gallery of Canada | Yale University Press; New Haven (USA), Ottawa (CAN),2003 Ruimtelijk Planbureau; Energie is ruimte; Nai uitgevers, Den Haag, 2003 Kuijpers-Linde,M.A.J.,-e.a.; Nederland Later-tweede duurzaamheidsverkenning- deel Fysieke leefomgeving Nederland; Natuur-en milieuplanbureau, Den Haag, 2007; Reijnders, Lucas; Energie, van brandhout tot zonnecel; van Gennep, Amsterdam,2006 Schot, J.W., H.W. Lintsen, A. Rip & A.A. de la Bruheze.; Techniek in Nederland in de twintigste eeuw. Delfstoffen, energie, chemie.; Stichting Historie der Techniek | Walburg Pers; Zutphen,2000 Sijmons, Dirk; Windturbines in het Nederlandse landschap- advies/achtergronden/visies; atelier Rijksbouwmeester, Den Haag, 2007 Storm van Leeuwen & Smith; Atomstrom ist keine Lösung für Klimaprobleme und Energieknappheit. in: Energie & Umwelt, augustus,2005) Straver, Frank; Europese primeur in Hengelo: zuinige airco op waterdamp, Trouw, 4 augustus 2008 Tennet; Naar een probleemloze inpassing van grootschalige windenergievermogen, Position Paper Arnhem, 2005 Whitesides, George M. and George W. Crabtree, Don’t Forget Long-Term Fundamental Research in Energy, Science 9, February 2007:Vol. 315. no. 5813, pp. 796 - 798. World Nucleair Association; Energy Analysis of Power Systems, maart 2006 Yague, A.G. Earth tremors in reservoirs, report, Asociacion de Ingeneria Sismica, Madrid, 1969


2 foto pagina


Beeldverantwoording Pagina’s 2/3 en 222/223 : © 2008 Tennet Pagina’s 26/27: , © 2006 Lawrence Livermore National Laboratory, University of California en U.S. Department of Energy Pagina’s 36, 44/45, 50, 64, 80, 96, 112, 126, 134/135, 152, 168, 178/179, 184 en 192/193: © 2008 NASA / Europa Technologies / Tele Atlas / DMapas (Google Earth) Pagina’s 38/39, 52/53, 66/69, 82/85, 98/101, 114/115, 128/129, 154/157, 170/173 en 186/187: © 2008 MUST Stedebouw / Ruimtelijk Planbureau Pagina’s 40/41, 54/55, 70/71, 86/87, 102/103, 116/117, 130/131, 158/159, 174/175 en 188/189: diverse internetbronnen, © 2008 Volkskrant en H+N+S, © 2003 Edward Burtynsky, © 1995 NAM, © 2006 Pierre Belanger, © 2007 Andrea Baumer e.a. Pagina 150: Tirza, leerling groep 3 ‘t Praathuis Culemborg Pagina’s 204/205: © 2007 Natuur en Milieu Planbureau Pagina 218: © Pandion / Peter van Bolhuis Overige beelden: © 2008 H+N+S Landschapsarchitecten


colofon


De Kleine Energieatlas is een uitgave van het Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieu. De Atlas is samengesteld door H+N+S Landschapsarchitecten, in samenwerking met SenterNovem, Joris Fiselier Infographics & Art en MUST Stedebouw. Aan deze Atlas werkten mee: H+N+S Landschapsarchitecten Dirk Sijmons Jasper Hugtenburg Adam Hofland Tim de Weerd Jaantje van Rooijen Rens Wijnakker SenterNovem (technische expertise) Alber t Jansen Joris Fiselier Infographics & Art Joris Fiselier

MUST stedebouw Dirk Neumann Centraal Bureau voor de Statistiek (data) Reinoud Segers Ministerie van VROM (begeleiding) Gerrie Fenten Yigall Schilp Vormgeving en lay-out Ilonka van Slooten (H+N+S) Utrecht, november 2008 © H+N+S (2008) Alles uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en / of openbaar gemaakt mits de bron wordt vermeld. 219 Kleine Energieatlas

De Kleine Energieatlas geeft inzicht in de ruimtelijke footprint van de tien belangrijkste manieren van elektriciteitsopwekking. In beeld gebracht wordt welke ruimtelijke aspecten komen kijken bij productie van 3.387 GWh elektrische energie, de hoeveelheid energie die geleverd wordt door het huidige windturbinepark en ca. 1 miljoen huishoudens van elektriciteit voorziet. Om een onderlinge vergelijking goed mogelijk maken besteedt de Atlas aan elk van de tien modaliteiten twaalf pagina’s met kaarten, foto’s, infographics en tekeningen.

100m. 168 Kleine Energieatlas J, de massa-energie van een W boson

Recommend Documents