Alternatieve energie

Energieopwekking is een belangrijk thema, met name nu steeds duidelijker wordt dat energieopwekking en -verbruik een belangrijke invloed hebben op de menselijke samenleving en het klimaat op aarde. Dit boek beoogt een overzicht te bieden van de verschillende alternatieve energiesoorten en van de vele projecten die zijn of worden opgezet.

Belang van energie

Sociale ontwikkeling

De ontwikkeling van de menselijke samenleving is vooral op gang gekomen door de beschikbaarheid van goedkope energie. De eerste grote sprong in de industrialisering van de samenleving werd gedaan door het beschikbaar komen van energie uit wind en water. Men denke hierbij aan de watermolen, waarbij het water een schoeprad heeft laten draaien of de windmolen, waarbij de beweging van de wieken van de molen werden omgezet in pompwerking, maar ook malen van granen, et cetera. Door het gebruik van brandstoffen als hout, turf, kolen, gas en olie was men niet meer afhankelijk van de beschikbaarheid van rivieren of wind voor energie-opwekking. Denk echter ook aan een auto, waarbij benzine met de motor wordt mee getransporteerd.

Gezien de vorige overschakeling op een andere energiebron, zou de overschakeling van het olie-, gas- en kolentijdperk naar een nieuw tijdperk mogelijk wederom met een sprong gepaard gaan.

Klimaat

De menselijke ontwikkeling heeft gevolgen voor het klimaat. Een belangrijk aspect hiervan is het versterkte broeikaseffect. Het gebruiken van fossiele brandstoffen heeft hier een grote directe en een indirecte bijdrage aan. Direct door de uitstoot van koolstofdioxide bij verbranding, en indirect door het laten ontsnappen van aardgas, dat voor een groot deel uit methaan bestaat. Methaan is een broeikasgas. Methaan heeft, per eenheid stof, veel meer effect op het broeikaseffect dan koolstofdioxide. Ongeveer de helft van de door de mens uitgestoten CO₂ wordt nu opgenomen door de biosfeer en de oceanen samen. Men verwacht dat dit percentage gaat afnemen, vooral bij de oceanen. Warmere oceanen kunnen minder gassen bevatten.

Methaan wordt ook geproduceerd door de veeteelt. Vee loopt echter al duizenden jaren op aarde en draagt niet bij tot de opwarming van de aarde. Broeikasgas dat de veeteelt produceert wordt weer opgenomen door planten in een kringloop van een jaar of tien. Aardgas daarentegen is miljoenen jaren oud en verstoort wel het klimaat.

Beoordelingscriteria

• Bovenal dient bij de beoordeling het economische aspect te worden betrokken. Hoe goedkoper de energie is, des te meer het zal bijdragen tot de ontwikkeling van de maatschappij
• Een ander criterium dat dient te worden bekeken is de afhankelijkheid van andere staten. Kolen, olie en gas zijn niet gelijk verdeeld over de aarde. Niet alle staten waar kolen, olie en gas zijn geconcentreerd zijn stabiele staten en betrouwbare partners.
• Het effect van het gebruik van een bepaalde energiebron op mens, samenleving en milieu. Duurzaamheid.
• Energiedichtheid.
• Beschikbaarheid van de technologie
• Onderhoudsintensiteit en betrouwbaarheid van de bij de brandstof behorende type centrale en technologie
• Langdurige beschikbaarheid van de energie
• Catastrofe-waarschijnlijkheid (bescherming van landschap, dier en mens)
• Gelijkmatige beschikbaarheid van de energiebron (dat wil zeggen afhankelijk van de tijd, zoals zon en wind)
• Energie-efficiëntie

Definitie alternatieve energie

Alternatieve energie zijn die soorten energie die (nog) niet grootschalig worden ingezet.

Alternatieve energie is ook vaak duurzame energie. Dat wil zeggen energie waarover de mensheid in de praktijk voor onbeperkte tijd kan beschikken en waarbij, door het gebruik ervan, het leefmilieu en de mogelijkheden voor toekomstige generaties niet worden benadeeld.

Energieopwekking door verbranding van gas en olie is niet duurzaam en wordt nu volop ingezet. Energie door verbranding van biomassa kan duurzaam zijn. Doordat het de laatste jaren veel meer gebruikt is wordt het soms niet meer tot de alternatieve energiebronnen gerekend. Zonne-energie is kleinschalig in toepassing en wordt tot de alternatieve energiebronnen gerekend.

Ook biobrandstof is een voorbeeld van alternatieve energie.

Energiedistributie

Energie wordt vooral centraal opgewekt omdat het opwekken van energie kostenintensief is. De makkelijkste, goedkoopste en technologisch meestgebruikte manier is distributie door elektriciteit. Het gebruik van elektriciteit voor energiedistributie is niet de meest efficiënte manier. De omzetting van een bepaalde vorm van energie gaat gepaard met energieverlies. Het transport van elektriciteit kost ook energie en vervolgens gaat bij het omzetten van elektriciteit naar energie voor de benodigde functie (bijvoorbeeld elektrisch koken) ook weer energie verloren. Een van de beste manier om energie te sparen is dan ook decentrale opwekking van energie.

Elektriciteit kan niet (eigenlijk niet makkelijk) worden opgeslagen, zodat de opwekking van elektriciteit gelijk moet zijn aan het gebruik van elektriciteit. Verandert de vraag aan elektriciteit, zullen de centrales of energieparken hun opwekkend vermogen moeten vergroten of verkleinen.
Dat vergroten/verkleinen van de energieproductie, modulatie genoemd, is niet altijd even gemakkelijk of zelfs mogelijk.
Als we bijvoorbeeld kijken naar het verbruik van elektriciteit op een dag dan is dat een grillige lijn met grote hoogten en diepe dalen. Toch is hier meer in te herkennen. Er is een punt waaronder altijd stroom wordt afgenomen. Dit noemt men de basisbelasting. Hier en daar komen plotselinge, scherpe punten omhoog. Dit is de piekbelasting. Het gedeelte daartussenin is zeer grillig en dit noemt men de modulerende belasting.
Voor het opwekken van elektriciteit voor de basisbelasting heeft men een bron nodig die zo efficiënt mogelijk werkt, die (relatief) goedkope brandstof gebruikt maar die niet regelbaar hoeft te zijn. Voor de modulerende belasting is een cruciale eigenschap van de centrale of het energiepark dat ze vlot haar productie kan vergroten en/of verkleinen want anders dreigt er een plotseling tekort ofwel een overproductie die dubbel geld kost: de elektriciteit opwekken en ze op één of andere manier afvoeren. Een goed moduleerbare centrale mag dan ook wat meer kosten in bouwkosten dan een basislastcentrale.
Bij een plotselinge vraag naar veel vermogen moet dat geleverd kunnen worden. Opwekking van die piekvermogens mag gebeuren met duurdere brandstof, het duurt toch niet lang, maar de initiële kosten (lees: bouw) moeten laag zijn want ze worden over een korte periode gespreid. Zo is bijvoorbeeld een vliegtuigmotor met aangebouwde generator een geschikte (maar daarom nog niet veelgebruikte) oplossing om de piekbelasting op te vangen.
Het zal nu duidelijk zijn dat er verschillende soorten van elektriciteitscentrales nodig zijn en dat dit van land tot land zal verschillen. Maar in geen enkel geïndustrialiseerd land zal het verantwoord zijn dat 80% van de centrales moeilijk moduleerbare kerncentrales zijn, zoals het in België lange tijd het geval is geweest en ook in veel andere landen, alhoewel niet in dezelfde mate. Om plotselinge tekorten te vermijden, iets wat vanzelfsprekend ontoelaatbaar is voor de industrie, moet men in dit geval aan overproductie doen en het teveel laten afvloeien. Uiteraard is dit niet efficiënt. En zo komen we tot een uitermate ondererkend fenomeen: de zoektocht naar alternatieve energiebronnen en -opwekkingssystemen is verantwoord, zelfs absoluut noodzakelijk, maar veel efficiënter is op dit ogenblik de nadruk leggen op Rationeel Energie Gebruik (REG). We moeten niet zoeken naar manieren om de verspilling goedkoper te maken maar naar manieren om de verspilling te vermijden.

Hoofdstukken

• Alternatieve energie/Traditionele energie
• Alternatieve energie/Overzicht alternatieve energie
• Alternatieve energie/Energieopslag