Lucas Reijnders Hoogleraar Milieukunde Universiteit van Amsterdam
Ruimte voor duurzame energie L. Reijnders
Duurzame energie & energieverbruik wereldwijd Zonne-energie: ~ 121300x 1012 Watt Windenergie: ~ 600x 1012 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 1012 Watt Input in wereld economie 14 1012 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 m2 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 km2 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
