12
ARGUS Milieumagazine
jaargang 3
nr. 1
ARGUS
DOSSIER HERNIEUWBARE ENERGIEBRONNEN
Patrick Verheye is freelance auteur
Groene energie uit de startblokken maar nog ver van de finish Tegen 2010 moet Vlaanderen Energie-intensief Vlaanderen een kwart van de elektriciteit uit ligt nog mijlen ver van Kyoto hernieuwbare bronnen (biomassa, Sinds 1990 is het bruto binnenlands energiewind, zon, water en omgeving) en verbruik (BBE) van Vlaanderen anno 2003 warmtekrachtkoppeling opwek- met 36,6 % gestegen. In deze periode verbruikten zowel de dienstensector (+ 85%), ken. de industrie (+ 65,9%) als de huishoudens Dankzij de groenestroomcertifi- (+23,8%) beduidend meer energie. Enkel de caten is de productie van groene landbouw liet een daling in het energieverstroom de laatste tien jaar fors bruik met 5% optekenen. Ca. driekwart van de stijging van het industrieel energiegebruik toegenomen. Een analoog sys- is te wijten aan de sterke verhoging van het teem van warmtekrachtcertifica- niet-energetische energiegebruik in de chemie ten moet deze efficiënte technolo- (bv. het gebruik van aardgas om ammoniak gie om tegelijkertijd elektriciteit (meststof) te produceren). De evolutie in het energetische energiegebruik schommelt dan en warmte te produceren na een weer van sector tot sector: in de voedings- en forse groei in de jaren ‘90 opnieuw de textielsector daalde het verbruik met 12% op gang trekken. Groene energie en bleef stabiel in de papier- en staalindustrie. is uit de startblokken geschoten, De metaalverwerkende nijverheid, de chemie en andere industrietakken lieten een stijging maar in het licht van het als- met respectievelijk 13%, 51% en 231% optemaar stijgend energieverbruik in kenen. Om aan dit hoger energieverbruik tegeVlaanderen is de finish nog niet moet te komen, produceerden de energiebedrijven de helft meer energie (1995-2003). meteen in zicht... Hierbij verbruikten ze zelf slechts 13,6% meer energie, wat wijst op een rendementsverbetering van de energiebedrijven.
Dit stijgend energieverbruik speelt de Vlaamse belofte in het kader van het Kyotoprotocol om de broeikasgasemissies met 5,2% te verminderen tegen 2008-2012 ten opzichte van 1990 ernstig parten. In de realiteit gaat het echter de verkeerde kant op, want in 2003 lag de uitstoot van broeikasgassen nog bijna 3,7% boven het niveau van 1990. In deze uitstoot van broeikasgassen heeft koolstofdioxide (CO2) een aandeel van 81%. Deze CO2-emissies zijn grotendeels te wijten aan de verbranding van fossiele brandstoffen. In 2003 stegen de energiegebonden CO2-emissies met 2605 kton, te wijten aan de transport-, de energiesector, de huishoudens en de dienstensector. Om nog enigszins aan het Kyotoprotocol te kunnen voldoen zou vanaf vandaag de uitstoot van CO2 tot 2012 met jaarlijks 1% moeten dalen... Bovendien is Vlaanderen voor zijn energieproductie volledig afhankelijk van de import van fossiele brandstoffen (aardgas, petroleum, steenkool) en splijtstoffen voor kernenergie. De voorraden van deze grondstoffen zijn echter niet onuitputtelijk. Zowel het broeikaseffect als de eindigheid van zowel de fossiele brandstoffen als splijtstoffen maken de dag van vandaag de ontwikkeling van milieuvriendelijke energievormen (wind,
ARGUS Milieumagazine
■
jaargang 3
■
nr. 4
■
13
ARGUS
DOSSIER HERNIEUWBARE ENERGIEBRONNEN
zon, water,...) of CO2-neutrale brandstoffen en de inzet van warmtekrachtkoppeling dringend noodzakelijk.
Groene stroom op de grijze markt André Pictoel, voorzitter van de VREG (Vlaamse Reguleringsinstantie voor de Elektriciteits- en gasmarkt), stelt dat de productie van hernieuwbare energie in Vlaanderen - mits een kleine achterstand - volgens schema (6 % tegen 2010) verloopt: “Dit toont aan dat het systeem van groenestroomcertificaten meer en meer zijn rol speelt om een gunstig investeringsklimaat voor hernieuwbare energie te creëren. De achterstand is dan ook hoofdzakelijk te wijten aan onzekerheden en betwistingen uit de beginfase.” Ondertussen is de distributie van groene stroom niet langer gratis. André Pictoel legt de reden van afschaffing uit: “Deze maatregel van de Vlaamse overheid wou meer consumenten over de groene streep halen, maar we stelden vast dat de leveranciers deze korting voor de neus van de consument wegkaapten.” Meteen stipt hij een ander pijnpunt aan: “Momenteel is er eigenlijk op de markt een overschot aan groene energie die echter als grijze energie over de toonbank gaat. Elektriciteitsleveranciers gaan dus niet echt voluit om groene energie te promoten. In hun gamma steekt wel een groen product, maar de marketeers stellen vooral zaken als dienstverlening en laagste prijs in de kijker. Dit is een gemiste kans, want - zo toont een enquête van de VREG aan - de Vlaming loopt wel degelijk warm voor groene stroom. Wel blijkt dat hij zelfs bij een kleine meerkost heel snel afhaakt. Maar eigenlijk zijn de grote elektriciteitsleveranciers best in staat om hun winstmarge naar andere producten of diensten te verschuiven en zo groene stroom aantrekkelijker te maken.”
Biomassa en wind leveren het gros van groene stroom Volgens een Europese richtlijn moet Vlaanderen tegen 2010 6% van het bruto binnenlands elektriciteitsgebruik uit hernieuwbare energiebronnen opwekken. Daarnaast is sinds 2002 elke stroomleverancier verplicht om een minimum aandeel van zijn verkochte energie uit hernieuwbare energie op te wekken. In 2004 bedroeg dit 2% en dit aandeel loopt systematisch op tot 6% in 2010. Een producent van groene stroom krijgt per opgewekte MWh één groenestroomcertificaat. Een leverancier kan aan deze verplichting voldoen door zelf groene stroom te produceren of door groenestroomcertificaten van andere producenten op de markt te kopen. Als de leverancier onvoldoende groenestroomcertificaten kan voorleggen, krijgt hij een boete. In de periode 1994-2003 nam de productie van groene stroom een grote sprong voorwaarts van 57,8 GWh naar 436,5 GWh. De groenestroomcertificaten zorgden vooral de laatste jaren voor een sterke groei. Bio-energie - stroom uit biomassa, biogas en het organisch biologisch deel van restafval (huisvuilverbrandingsinstallaties) - levert meer dan 80% van de groene stroom. Na bio-energie komt wind als de grootste leverancier voor groene stroom. Ondanks deze groei strandde de productie van groene stroom in 2004 op 1,46%,
Bron: MIRA-T, VMM 14
■
ARGUS Milieumagazine
■
jaargang 3
■
nr. 4
zodat de tussentijdse doelstelling van 2% niet gehaald werd.
Groene stroom in 2020: 6% of 27%? Volgens de Vlaamse beleidsbrief ‘Energie en natuurlijke rijkdommen, 2004-2009’ moeten een aantal grootschalige projecten met bijstook (organisch materiaal als co-brandstof) in elektriciteitscentrales in 2006-2007 en daarnaast vergistingsinstallaties vanaf 2008 de elektriciteitsproductie uit biomassa tegen 2010 opdrijven tot 1600 GWh. Jan Kretzschmar, verantwoordelijk voor de afdeling ‘Innoveren en renoveren’ bij de Vito, noteert meteen een kanttekening bij deze verwachting: “Op de markt bevindt biomassa zich in een groeiend spanningsveld tussen materiaalrecyclage, voeding en energetische valorisatie. De marktprijs wordt dus een bepalende factor voor de uiteindelijke verwerkingswijze van biomassa. Bovendien zal Vlaanderen massaal biomassa moeten invoeren om al deze grootschalige installaties productief te houden.” Verder mikt de Vlaamse overheid op een geïnstalleerd vermogen windenergie tegen 2010 van ca. 780 MW (270 MW op zee en 510 MW op land). Ongeveer 60% van deze windenergieproductie op land moet onderdak vinden in haven- en grootschalige industriegebieden. Ca. 25% kan in de periode 2005-2006 al terecht op locaties voorzien in Gewestelijke Ruimtelijke Uitvoeringsplannen (RUP’s) voor windturbines. Daarnaast moet het offshorewindpark van C-Power op de Thorntonbank instaan voor 60% van de wind-energieproductie op zee. Uit het gamma hernieuwbare energiebronnen moeten dus vooral biomassa en wind hun beste beentje voorzetten om een inhaalbeweging op gang te trekken. Een studie in opdracht van het Vlaams instituut voor wetenschappelijk en technologisch aspectenonderzoek (viWTA) geeft de onderen de bovengrenzen voor het technisch realiseerbaar potentieel van groene stroom in Vlaanderen aan. Volgens deze analyse ligt het realiseerbare potentieel voor elektriciteitsopwekking met hernieuwbare energie - in een scenario met een groeiend verbruik - tussen 6% en 21% van het elektriciteitsverbruik in 2020. Bij een gelijkblijvend verbruik (nulgroei) schommelt dit potentieel tussen 8% en 27%. Jan Kretzschmar van de Vito blijft nuchter onder dit cijfergeweld: “Zelfs in het niet zo evidente scenario van nulgroei zullen er bijzonder krachtige maatregelen nodig zijn om in 2020 nog maar het dubbele van
de doelstelling van 2010 - dus 12% groene stroom - waar te maken.”
De dubbele rol van warmtekrachtkoppeling Het Vlaamse regeerakkoord voorziet om tegen 2010 25% van de elektriciteitsleveringen milieuvriendelijk op te wekken uit hernieuwbare energie (6%) en warmtekrachtkoppeling (WKK). In een WKK-installatie wordt gelijktijdig energie en warmte geproduceerd, waardoor de brandstof efficiënter benut wordt. Hierbij realiseert deze technologie een belangrijke energiebesparing in vergelijking met de gescheiden opwekking van elektriciteit (in centrales) en warmte (in conventionele ketels). Op basis van de gerealiseerde primaire energiebesparing worden vanaf 2005 voor deze kwalitatieve WKK’s warmtekrachtcertificaten toegekend. Een WKK is pas kwalitatief als ze na 2001 in dienst genomen is en als ze een relatieve primaire energiebesparing van 5% realiseert. Tegelijkertijd worden de elektriciteitsleveranciers verplicht om voor een stijgend percentage van hun leveringen WKKcertificaten voor te leggen: van 1,19% van de totale elektriciteitsleveringen in 2005 tot 5,23% in 2010. Als ze deze certificaten niet kunnen voorleggen, krijgen ze een boete. Warmtekrachtcertificaten hebben de verdienste om initieel niet rendabele projecten toch economisch haalbaar te maken. Zo wil de Vlaamse overheid het geïnstalleerd elektrisch vermogen van kwalitatieve WKK van 858 MWe (2003) opdrijven tot 1832 MWe in 2012. Op dit moment staan enkele grote industriële WKK’s met een totaal vermogen van meer dan 500 MWe in de steigers. Deze installaties zullen op de markt van WKK-certificaten een belangrijke rol spelen.
WKK-certificaten beloven een nieuwe start COGEN Vlaanderen vzw is een onafhankelijke organisatie die op vraag van de Vlaamse overheid warmtekrachtkoppeling (WKK) promoot. COGEN Vlaanderen vzw adviseert bedrijven hieromtrent en koppelt vanuit deze ervaringen terug met het beleid. An Stroobandt, technisch wetenschappelijk coördinator van COGEN, stipt het belang aan van een betrouwbaar investeringsklimaat om de groei van WKK in Vlaanderen opnieuw vlot te trekken: “Na een forse groei in de jaren ‘90 is WWK in Vlaanderen sinds 2000 wat ter plekke blijven trappelen. Potentiële investeerders hebben duidelijk de kat uit de
Biomassa Biomassa laat zich indelen in energieteelten en energie uit organisch afval (afval uit land- en tuinbouw, houtafval uit bosbeheer en houtverwerkende nijverheid, huishoudelijk afval (GFT, slib van waterzuiveringsinstallaties), afval uit de voedings-, papier- en textielindustrie. Deze bio-energie is CO2-neutraal omdat bij de omzetting van biomassa naar elektriciteit of warmte net zoveel CO2 vrijkomt als de planten en bomen tijdens hun groei opgenomen hebben. Dit principe van CO2neutraliteit vergt echter een kritische benadering omdat de teelt van biomassa ( p es ticiden,...), het transport en de transformatie nog altijd fossiele energie - die bij verbranding CO2 vrijgeeft - vergt. Energieteelten worden verbouwd met het oog op de opwekking van energie. In Zweden en Finland worden dorpen en fabrieken van verwarming en elektriciteit voorzien uit wilgenteelt. In Brazilië rijden auto’s op methanol uit suikerriet; in de VS levert maïs ethanol als brandstof voor auto’s. In West-Europa (o.a. Gent) staan de eerste initiatieven in de steigers om bio-ethanol - een alternatief voor benzine - uit bietsuiker, maïs of tarwe te winnen. Voor dieselmotoren - in België is 70 % van de verbruikte voertuigenbrandstof diesel - zijn zowel biodiesel als pure plantenolie mogelijke alternatieven. Biodiesel ontstaat door koolzaadolie te laten reageren met methanol, dat meestal uit petroleum verkregen wordt. Bij de productie van bio-ethanol en biodiesel wordt uiteindelijk slechts 0,5 % van de zonneenergie in de brandstof vastgelegd en is bovendien per 3 à 4 kilowattuur (kWh) 1 kWh niet-hernieuwbare energie nodig. In dit opzicht is pure plantenolie - op kleine schaal geproduceerd door koude persing van oliehoudende zaden van bijv. koolzaad, zonnebloem, maïs - voor dieselauto’s een duurzamer alternatief omdat dit productieproces minder energie verbruikt.
Vergisten, verbranden en vergassen zijn verschillende manieren om biomassa uit organisch afval in energie om te zetten. Bij vergisting zetten micro-organismen de biomassa om in biogas, een mengsel van methaan en CO2 . Verbranding van het biogas levert elektriciteit en warmte. Zo ontstaat stortgas bij de vergisting van het organisch afval op stortplaatsen. Andere bronnen voor biogas zijn slib, GFT, mest en andere organisch biologische afvalstromen. Verbranding bij een temperatuur tussen de 800 °C en 1300 °C bij een voldoende hoeveelheid lucht of zuurstof is de meest toegepaste techniek voor de productie van elektriciteit en warmte. De vrijgekomen warmte dient zelf als verwarming of wordt aangewend om elektriciteit op te wekken. Zo doet in elektriciteitscentrales op steenkool organisch materiaal (hout, slib, olijfpitten,....) dienst als co-brandstrof. Bij vergassing wordt biomassa in vaste vorm mits toevoeging van een kleine hoeveelheid lucht bij een temperatuur tussen de 700°C en 900°C omgezet tot een gasvormige brandstof (stookgas) genoemd. Dit stookgas wordt met een hoog rendement verbrand om elektriciteit of warmte op te wekken. Zo leveren 11 stortplaatsen in Vlaanderen nuttige energie. In Brecht verwerkt de anaërobe composteringsinstallatie Dranco-2 jaarlijks 45000 ton groente-, fruit-, tuin en niet-recupereerbaar papierafval en produceert zo 11 miljoen kWh elektriciteit. In een tiental waterzuiveringinstallaties benut Aquafin NV het slib om elektriciteit en/of warmte te produceren. Daarnaast zijn er verschillende bedrijven die biogas uit afval(water) winnen. In 2004 leverde bioenergie (biomassa, biogas en de verbranding van het organisch biologisch deel van restafval) ca. 550 MW groene stroom. Ten opzichte van 2003 is dit een stijging met 39%. De prognoses voorzien voor 2005 nog eens een sprong voorwaarts met 53%.
ARGUS Milieumagazine
■
jaargang 3
■
nr. 4
■
15
ARGUS
DOSSIER HERNIEUWBARE ENERGIEBRONNEN
Wind De mens maakt al eeuwen gebruik van windenergie. De wieken van windmolens zetten de kracht van de wind om in mechanische energie om graan te malen, olie uit zaden te persen of om water te verpompen. De windmolens van vandaag produceren elektriciteit. Via een as wordt de draaiende beweging van de wieken in de tandwielkast versneld en op de generator overgebracht. Deze generator zet de mechanische energie om in elektriciteit onder wisselstroom. Direct drive turbines werken zonder tandwielkast: synchrone generatoren leveren onmiddellijk wisselstroom op de gewenste netfrequentie. De opgewekte stroom wordt aan het openbaar elektriciteitsnet geleverd. De technologie van windturbines evolueerde de laatste 20 jaar razendsnel. In de jaren ‘80 hadden windmolens met een rotordiameter van 10 - 12 meter een vermogen van 50 - 75 kW. Nu pakken windmolens met een rotordiameter van meer dan 70 meter uit met een vermogen van 2 MW en meer. Windenergie is economisch rendabel vanaf een gemiddelde windsnelheid van 4 m/s op 10 meter hoogte. In Vlaanderen doet deze gunstige situatie zich voor ten westen van de as Kortrijk - Antwerpen. Vooral de kust en de aansluitende weidse polders lenen zich uitstekend voor windenergie. Ook een tiental zandbanken voor de Belgische kust zijn uitstekend geschikt voor windenergie. Tegenover een heel gunstig windregime op zee staat een hogere kost voor de fundering en voor de (ondergrondse) netaansluiting naar het vasteland. In Vlaanderen bedroeg in 2004 het geïnstalleerd vermogen aan windenergie ca. 73 MW. Tal van windprojecten - reeds voltooid of in volle opstart - hebben de ambitie om dit vermogen bijna te verdubbelen tot 144 MW.
Kleine waterkracht I n de vroege middeleeuwen telde Vlaanderen een 700-tal watermolens met een brede waaier van toepassingen: houtzagerij, graanmaalderij, olieslagerij, wolververij... Telkens werd dankbaar gebruik gemaakt van de kracht van water om noeste arbeid te verrichten. Ook na de komst van elektriciteit bleven watermolens in trek door hun vlotte omzet ting van hun mechanisch vermogen naar trans-
16
■
ARGUS Milieumagazine
■
jaargang 3
■
porteerbare elektriciteit. Vanaf het begin van de 20ste eeuw maakte het waterwiel plaats voor turbines met een hoger rendement. In bergachtige gebieden levert grootschalige waterkracht vermogens van enkele honderden MW. Een stuwdam drijft het verval op en het stuwmeer maakt de opwekking van energie ook mogelijk in periodes van weinig neerslag of smeltwater. In het vlakke Vlaanderen beperken de mogelijkheden zich tot ‘kleine’ waterkracht. Een deel van het water stroomt naast de stuw in de
waterloop om een waterwiel of een turbine aan te drijven. De kracht van het stromend water wordt zo in een draaiende bewe ging omgezet. Een as brengt deze energie over naar een generator die elektriciteit opwekt. Met een geïnstalleerd vermogen van amper 828 kW blijft waterkracht een bescheiden energiebron in Vlaanderen. Vlaanderen (inclusief Brussel) telt nog 320 watermolens. Het kleine verval (1 - 3 m) bij het merendeel van de waterlopen beperkt het vermogen (< 5 kW). Met dit beperkt potentieel (ca. 4,2 MW) ligt elektriciteitsproductie bij watermolens niet onmiddellijk voor de hand. Restauratie van historische molens is de gelegenheid bij uitstek om de energiefunctie in ere te herstellen. Naast deze historische molens zijn stuwen en sluizen langs bevaarbare rivieren en kanalen geschikte locaties voor waterkracht. Ook hier beperkt het kleine verval het vermogen tot 100 kW - 500 kW per site. Zo hebben de verschillende sluizen langs het Albertkanaal samen een potentieel vermogen van 10,83 MW. Een knelpunt bij kleine waterkracht is de zorg voor het visbestand. Vissen overleven niet altijd hun passage door een waterkrachtcentrale. Met specifieke signalen (licht, geluid, zuurstoftoevoer,...)
nr. 4
tracht men vissen bij hun stroomafwaartse migratie naar de vistrap te lokken om zo de centrale te omzeilen. Elke vissoort reageert echter anders op deze signalen: wat de ene soort aantrekt, schrikt een andere af.
Energie uit de omgeving Een aantal systemen putten energie uit de omgeving. Zo onttrekt de warmtepomp de natuurlijke warmte uit de omgeving (lucht, water of bodem) en geeft die warmte op een hogere temperatuur af aan het verwarmingssysteem (woningverwarming, sanitair warm water). Een speciale vloeistof in de warmtepomp die al op lage temperatuur verdampt en weer vloeibaar wordt, maakt dit warmtetransport tussen warmtebron en het verwarmingssysteem mogelijk. Een warmtepomp is vergelijkbaar met een koelkast die de warmte aan de binnenkant van de ijskast onttrekt en ze aan de omgeving afstaat. In 2003 stonden in Vlaanderen 1662 (door de netbeheerders gesubsidieerde) warmtepompen opgesteld. Bij koude-warmteopslag (KWO) in watervoerende lagen wordt in de zomer - als er vraag naar koeling is - koud grondwater (8 °C) uit een put opgepompt. Dit water neemt via een warmtewisselaar de warmte van het gebouwencircuit op en dit opgewarmde water wordt vervolgens in een wat verder gelegen put (‘warme bron’) geïnjecteerd. In de winter wordt dit opgeslagen warm water opgepompt en via dezelfde warmtewisselaar wordt deze warmte nu als voorverwarming van de ventilatielucht gebruikt of door een warmtepomp op een hogere temperatuur gebracht om zo ruimtes te kunnen verwarmen. Hierdoor koelt het grondwater opnieuw af en wordt dit in de tweede put (‘koude bron’) geïnjecteerd. Daar blijft het opgeslagen tot er in de zomer weer nood aan koeling is. KWO kan toegepast worden in kantoorgebouwen, ziekenhuizen, winkelcentra waar klimatisatie of comfortregeling nodig is. Bij nieuwbouw is KWO economisch aantrekkelijk vanaf een koelcapaciteit groter dan 250 kW, wat overeenkomt met een kantooroppervlakte van 5000 tot 7000 m2 . Ook voor tal van bedrijven met grondwaterkoeling, koeltorens en koelmachines kan KWO economisch gezien lonend zijn. De watervoerende lagen in de Antwerpse en de Limburgse Kempen, Oost-Vlaanderen en Brabant zijn geschikt voor KWO.
boom gekeken tot de WKK-certificatenhandel per 1 januari 2005 definitief van start ging. De uiteindelijke implementatie van de Europese richtlijn 2004/8/EG in de Vlaamse wetgeving tegen uiterlijk 21 februari 2006 moet bovendien nog een aantal onzekerheden - met financiële complicaties voor de investeerder uitvlakken. In dit opzicht is het van belang dat aan WKK-certificaten een minimale waarde toegekend wordt en dat de investeerder er kan op rekenen dat de wetgever referentierendementen en rekenformules niet wijzigt gedurende 10 jaar na de ingebruikname van de WKK. Verder speelt biomassa een belangrijke rol in de toekomst van groene stroom. Biomassa in een WKK is echter dubbel interessant, omdat ze dan ook op een efficiëntere manier zowel groene stroom als groene warmte produceert. Zo kan de installatie dan rekenen op zowel groenestroom- als WKKcertificaten. Wel heeft biomassa het nadeel dat ze als brandstof technisch moeilijker te hanteren is, zodat de norm voor kwalitatieve WKK niet altijd realistisch is. Om dit dubbel potentieel van groene stroom en groene warmte toch te benutten, is het noodzakelijk om deze referentierendementen tot haalbare waarden aan te passen.”
Met dank aan ODE Vlaanderen vzw voor de nalezing van de teksten over de verschillende hernieuwbare energiebronnen. ODE Vlaanderen vzw ijvert met tal van organisaties en bedrijven voor de realisatie en promotie van duurzame energie in Vlaanderen: rationeel energie gebruik en hernieuwbare energiebronnen voor een duurzame toekomst (www.ode.be).
Bronnen: Vrind 2004/2005, hoofdstuk 11.2, Energie, pag. 370 - 376 Beleidsnota Energie en Natuurlijke rijkdommen 2004 - 2009, Kris Peeters Duurzame energie, wegwijzer 2004, ODE Vlaanderen vzw Koolzaad, het gele goud? In: De Koevoet, nr. 131, 2005, pag. 12 - 15, Bart Vleeschouwers Biodiesel dan toch niet zo bio?, In: ARGUSmilieumagazine, juli-augustusseptember 2005, nr. 3, anoniem, pag. 33. Is er plaats voor hernieuwbare energie in Vlaanderen, viWTA, 2004, Jo Neyens e.a. Energie, In: MIRA-T 2004, Johan Couder e.a., pag. 83 - 102
Zonne-energie Het ontwerp en de constructie van gebouwen speelt een belangrijke rol bij het optimaal gebruik van passieve zonne-energie. Zo profiteert een woning met de meeste ramen en de te verwarmen kamers naar het zuiden gericht maximaal van gratis zonnewarmte en lichtinval. Grote ramen op het zuiden verdienen hoogrendementsglas dat beter isoleert dan gewoon dubbel glas. Dit voorkomt aanzienlijke warmteverliezen in het stookseizoen. Een belangrijk aandachtspunt hierbij is evenwel een vaste oversteek of een zonnescherm aan de buitenkant om oververhitting in de zomer te vermijden. De zonneboiler is een voorbeeld van actieve thermische zonne-energie om sanitair water te verwarmen. De installatie bestaat uit een collector, leidingen, een voorraadvat (boiler), een regelsysteem en naverwarming. In de collector warmt het zonlicht een stromende vloeistof in de buisjes van de absorber op. Een elektrisch circulatiepompje zorgt voor een stroming van de opgewarmde vloeistof tussen deze collector en de boiler. Een warmtewisselaar in de boiler scheidt de collectorvloeistof en het gebruikswater (leidingwater). De warmtewisselaar brengt de warmte van de collectorvloeistof over naar het koude leidingwater. In de zomer levert de zonneboiler water tot 90°C en op heldere winterdagen nog tot 20 - à 40 °C. Bij bewolkt weer in de winter is de opwarming minder sterk. Daarom is een naverwarming met een CV-ketel of een geiser steeds noodzakelijk om op elk moment over warm water te beschikken. Voor een gemiddeld gezin van 4 personen kan een collector van ongeveer 4 m2 50 tot 60% van de behoefte aan warm water dekken. Dit levert een jaarlijkse energiebesparing op van 150 tot 200 m3 aardgas. Een specifieke toepassing is de zonneboilercombi (met naverwarming) die in gescheiden circuits zowel het sanitair water als het water van de centrale muur- of vloerverwarming opwarmt. Zonnecollectoren voor sanitair warm water kunnen in Vlaanderen ca. 600 tot 900 GWh/jaar leveren. Ruimteverwarming
in woningen met de zon heeft een potentieel van 1735 tot 3225 GWh/jaar. In een fotovoltaïsche zonnecel absorbeert een halfgeleidermateriaal (silicium) het licht van de zon en zet dit rechtstreeks om in elektriciteit (fotovoltaïsche zonneenergie). Deze zonnecellen worden in serie geschakeld zodat de fotovoltaïsche module (PV-module) bruikbare stroom levert. In Vlaanderen produceren PV-modules ongeveer 100 kWh per m2 . Een energiezuinig gezin (2000 kWh per jaar) kan met 10 m2 zonnepanelen de helft van zijn jaarverbruik uit de zon halen. Bij integratie in de gebouwschil krijgt het zonnepaneel de bijkomende functie om als vervangend bouwelement (gevelbekleding of dakbedekking) dienst te doen. Zo wordt een deel van de kosten van het PVsysteem teruggewonnen. In juni 2005 bedroeg de geïnstalleerde capaciteit van fotovoltaïsche zonne-energie in Vlaanderen 1263 kWp. Maar de zon heeft heel wat meer in haar mars: bij een optimaal gebruik van gunstig georiënteerde daken, gevels en andere draagstructuren (bv. geluidsscherm langs autosnelweg,...) kunnen zonnepanelen ca. 1/4 van het Vlaams elektriciteitsverbruik voor hun rekening nemen. Dit technisch potentieel stuit echter op een laag maatschappelijk draagvlak (esthetische bezwaren) en vooral op een fors prijskaartje.
Waterstof In een brandstofcel reageert waterstof met zuurstof waarbij de chemische energie direct in elektrische energie omgezet wordt. Daarnaast kunnen ook verbrandingsmotoren op waterstof functioneren (bv. waterstofbus in Amsterdam). Deze technologie is veelbelovend maar een waterstofeconomie is nog niet onmiddellijk voor morgen weggelegd. Het prijskaartje is hoog en de opslag van waterstof stuit nog op economisch-technische problemen. Bovendien vergt de splitsing van water in waterstof (en zuurstof) fossiele energie wat de milieubalans fors negatief beïnvloedt. Dankzij goedkope waterkracht is IJsland wel in staat om waterstof op een economische manier te produceren.
ARGUS Milieumagazine
■
jaargang 3
■
nr. 4
■
17
