Door Vijay Jayaraj
Hoewel ze worden aangeprezen als energiebronnen van de volgende generatie, zijn zonne- en windtechnologieën alleen via overheidsbevelen en subsidies in elektriciteitsnetten mogelijk. Hun falen om vrijelijk door investeerders en consumenten te worden overgenomen, ligt in de ontoereikende energiedichtheid van zonnepanelen en windturbines.
Energiedichtheid wordt gedefinieerd als de hoeveelheid energie die is opgeslagen in een bepaalde eenheid van massa of volume — een metriek die cruciaal is bij het bepalen van de levensvatbaarheid van energiebronnen. Het wordt doorgaans gemeten in joules per kilogram (J/kg) voor massa, of joules per kubieke meter (J/m³) voor volume. Vaak is de uitdrukking in miljoenen joules, of megajoules (MJ).
Hout, dat veel werd gebruikt vóór de introductie van steenkool, heeft een energiedichtheid van slechts 16 MJ/kg. De gretige acceptatie van fossiele brandstoffen door de maatschappij komt voort uit hun aanzienlijk hogere concentraties energie: steenkool is ongeveer 24 MJ/kg; olie, 45 MJ/kg; en aardgas, 55 MJ/kg. In een heel andere klasse heeft kernbrandstof, afhankelijk van het type, een energiedichtheid van ongeveer 4 miljoen MJ/kg en zal zeker uitgebreid worden gebruikt naarmate de maatschappij vordert in de 21ste eeuw en in de volgende.
De lithium-ionbatterij wordt als belangrijk beschouwd om de verschrikkelijk slechte betrouwbaarheid van wind- en zonne-energie te compenseren. De meeste commerciële batterijen hebben echter een energiedichtheid van minder dan 1 MJ/kg, ordes van grootte minder dan hout.
Waterstof, een zogenaamd futuristische brandstof, heeft slechts een derde van de energiedichtheid van hout.
Zoals je zou verwachten, schieten zon en wind tekort in vergelijkingen van vermogensdichtheid, wat een maat is voor hoeveel energie er wordt geproduceerd. In termen van landgebruik leveren zon en wind 5-20 en 2-3 watt per vierkante meter landoppervlak, terwijl een aardgascentrale 1.000 watt genereert.
De superieure potentie van fossiele brandstoffen maakte een kwantumsprong in de menselijke productiviteit mogelijk, wat de koers van de beschaving fundamenteel veranderde. Deze eigenschap maakte de creatie mogelijk van compacte, draagbare en zeer efficiënte energiesystemen die alles van kleine motoren tot enorme productiecomplexen van stroom voorzagen. Industriële processen die intense hitte of grote hoeveelheden energie in korte tijd vereisten, konden worden geaccommodeerd.
Transport, productie, landbouw — vrijwel alle aspect van het moderne leven — werden getransformeerd. Steden werden groter en complexer, de wereldhandel breidde zich exponentieel uit en technologische innovatie versnelde in een ongekend tempo. Uiteindelijk bracht het vermogen om grote hoeveelheden elektriciteit op aanvraag te genereren, in combinatie met de ontwikkeling van uitgebreide distributienetwerken, miljarden mensen van stroom, waardoor de levensstandaard over de hele wereld drastisch verbeterde.
Fossiele brandstoffen zijn met name cruciaal voor energie-intensieve industrieën zoals staal- en cementproductie. Deze sectoren vereisen niet alleen grote hoeveelheden warmte, maar ook specifieke chemische eigenschappen die fossiele brandstoffen bieden.
Energie en vermogensdichtheid vertellen niet het hele verhaal. Relatieve overvloed en gemak van extractie en verwerking zijn belangrijke factoren die fossiele brandstoffen aantrekkelijker maken dan andere bronnen.
Een andere is de capaciteitsfactor van een elektriciteitscentrale, of de verhouding van de werkelijke output tot de potentiële output als deze continu op volledige nominale capaciteit zou werken. Kolencentrales benaderen een capaciteitsfactor van 50% en aardgasgestookte gecombineerde-cycluscentrales overschrijden 55%. Kerncentrales bereiken een verbazingwekkende gemiddelde capaciteitsfactor van 93%.
De capaciteitsfactoren voor wind en zon zijn echter respectievelijk minder dan 35% en 25%, vanwege hun afhankelijkheid van weersomstandigheden en de hoeveelheid zonlicht. Dit betekent dat wind en zon niet altijd aangezet kunnen worden wanneer hun energie nodig is. Ook kunnen ze de output niet snel aanpassen aan veranderingen in de vraag. Met andere woorden, ze produceren energie wanneer bronnen beschikbaar zijn in plaats van wanneer ze nodig zijn.
Vijay Jayaraj.
Fossiele brandstoffen zijn van vitaal belang, niet alleen om ontwikkelingslanden in staat te stellen snel op te schalen, maar ook voor rijke landen die economische groei moeten volhouden en energie tegen een betaalbare prijs moeten blijven leveren aan industrieën en huishoudens. Zelfs Tesla’s Elon Musk gebruikt een op olie gebaseerde brandstof — kerosine van raketkwaliteit — voor de SpaceX Falcon-raket.
Oproepen om kolen, olie en aardgas te verlaten, zouden de maatschappij honderden jaren terugbrengen, terwijl het in de menselijke natuur ligt om vooruit te gaan — zelfs omhoog naar andere werelden. Het zit gewoon niet in ons DNA om toe te geven aan zulke onzin.
***
Dit commentaar werd voor het eerst gepubliceerd in BizPac Review op 16 juli 2024.
Vijay Jayaraj is Research Associate bij de CO2 Coalition , Arlington, Virginia. Hij heeft een masterdiploma in milieuwetenschappen van de University of East Anglia, VK, en een postdoctorale graad in energiebeheer van de Robert Gordon University, VK
Als we de wereld willen redden, whatever dat ook betekent, dan moeten we naar 1 miljard mensen om mee te beginnen.
Een Hollandse waterturbine die zich kan meten met kerncentrales?
18 juli 2024
Combineer een bijzondere ‘windmolen’ met water: hoe Hollands kan moderne technologie zijn. Het bedrijf Equinox hoopt er evenveel energie als 1500 kerncentrales à la Borssele mee te kunnen leveren.
Het is vooralsnog een tekentafel-project. Maar dat moet snel veranderen. Al volgend jaar wil het Friese bedrijf Equinox Ocean Turbines een eerste proefmodel van zijn turbine in het water hebben om zijn theorie in de praktijk te testen.
De turbine ziet er intrigerend uit. Je ziet in eerste instantie vooral een turbine met twee brede bladen. Maar aan de tips daarvan zitten twee kleinere turbines. Die staan in de draairichting van de hoofdturbine. De bladen gaan dus draaien als de hoofdbladen gaan draaien. Al zijn ze veel kleiner dan de hoofdturbine, de twee kleintjes blijken toch een belangrijke bijdrage aan de stroomopbrengst van het systeem te leveren.
Langzaam stromend water
Water heeft een veel grotere massa dan lucht. Bijgevolg bevat stromend water veel meer energie dan een zelfde volume aan stromende lucht. Ga in een wind van kracht 1 Beaufort staan en je voelt amper dat het waait. De lucht stroomt met gemiddeld 1 meter per seconde langs je lichaam. Ga in een rivier staan waarvan het water met 1 meter per seconde stroomt en je kunt de kracht ervan niet weerstaan. Langzaam stromend water kan daardoor een veel krachtiger generator aan het draaien brengen dan lucht.
Bij de tips van de bladen van de hoofdturbine ontstaan wervelingen, zoals die er ook zijn bij de tips van vliegtuigvleugels. Bij vliegtuigvleugels verkleinen de wervelingen de draagkracht van de vleugel en dus hebben vliegtuigen kleine opstaande vleugeltjes aan de uiteinden, de winglets. Maar bij de Equinox-turbine worden die wervelingen juist benut met die kleine turbines. De bladen daarvan gaan door de wervelingen sneller draaien en leveren zo extra stroom.
Dat althans is de theorie. Vorige week heeft Equinox 2,4 miljoen euro ontvangen van investeerders die denken dat de theorie klopt en die nu een praktijktest willen financieren. Al volgend jaar moet een eerste turbine in het water dobberen. Die wordt gebouwd door partner Damen Shipyards. De turbine hangt onder aan een drijflichaam dat ervoor zorgt dat de hele constructie enkele tientallen meters onder de oppervlakte drijft. Een kabel houdt de turbine op zijn plaats terwijl een zeestroom de turbine laat draaien.
Een zeestroom is veel constanter dan de wind, zodat er ook een heel constante stroomproductie zou moeten komen. Volgens Equinox is met zijn techniek ongeveer 700 gigawatt (GW) aan stroom uit de oceanen te halen. Dat is dan net zo veel als bijna 1500 kerncentrales van het type Borssele kunnen leveren.
Snelle ontwikkeling
Drie maanden geleden werd Equinox uit een groep van 160 duurzame start-ups als beste initiatief beoordeeld. Het bedrijf maakt een snelle ontwikkeling door. Dat kan het, naar eigen zeggen, omdat het bestaande materialen en technologie gebruikt. Mede daardoor zou stroom van de ‘onderwatermolen’ de helft goedkoper kunnen worden dan stroom van windturbines op zee. Het zou mooi zijn als Nederlandse molen- en maritieme kennis dit voor elkaar weet te krijgen.
Een lezer maakte me er vorige week op attent dat ik beter moet googelen. Terwijl ik dacht dat een nieuwe batterij bij Veendam de grootste van Europa gaat worden, blijkt een tot voor kort Nederlands bedrijf, Giga Storage, een fors grotere te gaan bouwen in België. Datzelfde Giga Storage bouwt bij Delfzijl een batterij die met een vermogen van 300 MW weliswaar net iets kleiner is dan de 320 megawatt bij Veendam, maar Delfzijl krijgt met 1200 mwh bijna twee keer zo veel opslagcapaciteit. Het maakt nog eens duidelijk hoe snel batterijen groter worden. Als eigenaar van gas- en kolencentrales zou ik toch erg zenuwachtig worden.
https://www.trouw.nl/duurzaamheid-economie/een-hollandse-waterturbine-die-zich-kan-meten-met-kerncentrales~b5a9168a/
Wauw, 1500 kerncentrales à la Borsele! Laat ze dan eens een kleine proef installatie bouwen van voorlopig 1 kerncentrale. Dat moet een fluitje van een cent zijn, toch? Kan het nog voor de najaarskermis in Leeuwarden?
https://equinoxoceanturbines.com/ ; vooral commercieel gedreven wenspraat, mee surfend op de klimaatcrises hype.
Beter al dan de energiedichtheid van de Equinox-type-turbines zijn / waren de tidal-ocean-turbines, die reeds decennia eerder beperkt werden beproefd, maar die het ook in politieke propaganda en populariteit aflegden tegen de graag gewilde en ideologisch zichtbare windturbines op land, die goedkoper en makkelijker te plaatsen waren bij boeren – die wat wilden bijverdienen naast hun melkkoetjes – laat staan de vergelijking doorstaan met de continu energieopbrengst door kerncentrales, (kernbrandstof, afhankelijk van het type, een energiedichtheid van ongeveer 4 miljoen MJ/kg)
Eerst maar eens zien wat integrale kosten-opbrengst-ratio is van dit ‘hernieuwbare’ energiesysteem.
https://nsci.ca/2019/11/19/tidal-energy-and-how-it-works/
Uit “De Morgen” van 18 juli 2024:
Een zeer recente studie van het gerenommeerde bureau Lazard toont namelijk aan dat wanneer je de juiste verhoudingen aan zonnepanelen, windturbines en batterijopslag met elkaar combineert, je 90 procent beschikbaarheid kan garanderen tegen een kost die één zesde bedraagt van die van kerncentrales die evenveel beschikbaarheid garanderen. Geen wonder dat het IPCC in zijn laatste klimaatrapport stelde dat kernenergie “de op één na slechtste oplossing inzake klimaatmitigatie” is. Met hetzelfde geld kan je veel sneller en veel meer doen voor het klimaat.
Een tweede drempel bestaat erin om een exploitant te vinden die het investerings- en uitbatingsrisico op zich wil nemen. Voor hernieuwbare energieprojecten zijn er honderden Belgische bedrijven die elke dag opnieuw dat risico willen nemen. Voor kernenergie is er vandaag in heel de wereld geen enkel commercieel bedrijf dat ook maar een zweem van interesse heeft. De enige overgebleven spelers die nog in kernenergie willen investeren zijn staatsbedrijven: EDF heeft al meer dan de handen vol met de megalomane plannen van Macron. Die wil acht nieuwe kerncentrales. Blijft dus over: het Chinese National Nuclear Corporation of het Russische Rosatom. Kiest u maar,
De combinatie van bovenstaande obstakels maakt dat een kerncentrale vandaag niet meer gebouwd kan worden zonder dat de overheid de nodige financiële garanties en forse subsidies geeft. Dat betekent een bijkomende drempel: hoe ga je aan de bevolking en de captains of industry uitleggen dat stroom zes keer duurder wordt, hetzij op de eindfactuur hetzij via de belastingfactuur?
Een vijfde drempel is: waar haal je je verrijkt uranium? 65 procent van het uranium is afkomstig uit Rusland of zijn vazalstaten Kazachstan, Oezbekistan en Niger. Uranium is dan wel vrijgesteld van het embargo tegenover Rusland, je kan toch moeilijk aan de ene kant het militair budget verhogen om je te bewapenen tegenover een vijand en tegelijkertijd diezelfde vijand blijven verrijken en er voor je energie afhankelijk van zijn?
Er werden de voorbije decennia vier nieuwe westerse kerncentrales gebouwd: de Finse Olkiluoto 3-centrale kreeg een vergunning in het jaar 2000 en werd pas vorig jaar opgestart. Een doorlooptijd van 23 jaar dus. De Amerikaanse Vogtle 3 & 4-centrale ging iets sneller en was op 15 jaar klaar. EDF kreeg in Frankrijk in 2004 een vergunning voor zijn nieuwe kerncentrale in Flamanville en hoopt tegen eind dit jaar te kunnen opstarten. En de Britse Hinkley Point-centrale werd vergund in 2008 en zou volgens de laatste inschatting van de bouwheer klaar zijn tegen 2031. Een zesde drempel is dus om in het Van Dale-woordenboek een nieuwe definitie voor ‘korte termijn’ te laten registreren.
Zo hoor je het ook eens van een ander: kernenergie is heel duur, geen enkel bedrijf is daarom bereid om in de bouw van nieuwe reactoren te investeren en de bouw duurt decennia.
En dan zwijgen we nog over de veiligheidsrisico’s.
Duurt het bouwen an sich van KC’s zo lang of zijn het de Paarse Krokodil procedures die alles vertragen?
Knipselkrant vooral met een korreltje zeezout innemen. Is vooral halleluja, er is een klimaat-‘crises’
Trol. Identiteitsfraude.
Gresnigt, kernenergie heeft tot op heden meerdere voordelen ten opzichte van wisselvalige ‘hernieuwbare energiebronnen wat betreft betrouwbaarheid, broeikasgasemissies, landgebruik, natuur en milieu aantasting en afval.
Kernenergie is veel betrouwbaarder in distributie dan wisselvalige ‘hernieuwbare’ energiebronnen zoals wind en zon. Kerncentrales blijven continu energie produceren, zelfs als de wind niet waait en de zon niet schijnt en heeft geen energie-opslag-systeem nodig.
Wereldwijd heeft de gemiddelde kernreactor een capaciteit van ongeveer 900 megawatt. Grote kerncentrales gebruiken meerdere reactoren om veel hogere capaciteiten te bereiken. Ter vergelijking: de gemiddelde capaciteit wereldwijd van een op land gebaseerde windturbine die in 2022 werd geïnstalleerd, was ongeveer 3 megawatt (offshore windturbines kunnen 2 à 3 maal groter zijn).
Kerncentrales kunnen zo’n 60 ~ 80 jaar operationeel draaien, windturbines en zonnepanelen gaan slechts zo’n 20 ~ 25 jaar mee. Door onterechte onwetenschappelijke ideologische weerstand tegen kernenergie wordt te gemakkelijk voor ‘hernieuwbare’ (wind / zon) energiesystemen gekozen, waarbij de kosten / investeringen in benodigde energie opslag buiten de integrale kosten berekeningen / vergelijking worden gehouden.
Scheffer, jij hebt het (net zoals Vijay Jayaraj) over bepaalde voordelen van kernenergie, maar je ontwijkt de problemen waar Knipselkrant en Bas op wijzen. Kernenergie is heel duur, geen enkel bedrijf is geïntereseerd in de bouw en het zou decennialang hoge subsidies vergen.
Je moet het hele plaatje bekijken (inclusief veiligheid en kernafval!) en dan moet je durven inzien dat het geen realistische oplossing is.
JA! Als je goed gelezen hebt heeft zon en wind slechts nadelen en vervuiling. Daarom heeft Gresnigt geen geloofwaardige argumenten. De nadelen van nuclear worden overdreven. Maar zijn realistisch de enige voldoende energiebron voor de toekomstige wereldwijde exponentiële energievraag na 2050.
Zware straffen voor Britse klimaatactivisten die de Londense ringweg blokkeerden
Extinction Rebellion-medeoprichter Roger Hallam is donderdag door een Britse rechter tot 5 jaar cel veroordeeld voor zijn rol bij het blokkeren van de Londense ringweg. Vier andere activisten kregen ieder 4 jaar opgelegd.
https://www.volkskrant.nl/buitenland/zware-straffen-voor-britse-klimaatactivisten-die-de-londense-ringweg-blokkeerden~b021cfda/
Nogmaals, geen D66 rechters dus.
Terwijl ze zich hier steeds verder in de kronkels werken met systemen op accu’s, molens en dergelijke, boren andere landen nog steeds vlijtig naar nieuwe bronnen.
Zo maakte de energie-minister 2 maanden geleden nog bekend dat Australië ook na 2050 nog gewoon aardgas gaat gebruiken.
Sterker ze boren nog steeds meer nieuwe fossiele bronnen aan, en veel voor de export die bijna met een factor 1000 vergroot is.
Zo zie je maar weer, een land dat fel tegen fosielle brandstoffen was ziet nu dat er nog heel lang fossiele brandstoffen nodig zijn.
De milieu verenigen staan daar nu ook op zijn kop, alleen hun roepen maar voeren niets uit en denken niet verder dan hun neus lang is.
Hier kunnen ze niet realistisch kijken, hier proberen ze keiharde dictatuur te bewerkstelligen.
Ik zag tante von der Leyen gisteren weer staan, nou ja vul zelf maar in.
Nu nog even wachten op het donkerste rood wat er bestaat, bijna zwart dus.
Moet ik het zelf weer omrekenen.
Iedereen heeft een voorstelling van hoeveel een kWh is (olie 10 kWh/kg) maar niet van een MegaJoule. In het uitstekende boek van Andy Mackay, “without hot air” (als pdf gratis te downloaden) wordt alle energie als kWh vermeld. Andy was (helaas overleden) hoog opgeleid in bruikbare kennis en rekent uit hoe de UK (niet) de transitie kan maken.
Uit een artikel in de Telegraaf van vandaag:
“Begin juli heeft Moody’s zijn kredietwaardigheidsoordeel over Gasunie verlaagd van A1 naar A2 vanwege de enorme investeringen die het bedrijf voor waterstof, CO2, warmte en groen gas aan gaat tot 2030 die pas na verloop van tijd inkomsten opleveren.”
Is dat erg, van A1 naar A2? Nee hoor, niet echt schokkend. Alleen is het wel zo dat leningen dan wel duurder worden. Risico-opslag heet dat. Maar misschien kan het APB ondanks het verhoogde risico toch goedkoop geld aan de Gasunie lenen. Diederick en Paul geloven tenslotte allebei in dezelfde ideologie.
Nieuwe regering wil af van verplichte warmtepomp: nu al veel minder verkocht.
https://www.hartvannederland.nl/economie/wonen/artikelen/nieuwe-regering-wil-af-van-verplichte-warmtepomp-nu-al-veel-minder-verkocht
Elk idee moet je positief bekijken. Niet gelijk gaan afschieten. Zo hebben wij een natuur en herstelwet, dit werkt prima. Wolven krijgen alle vrijheid en diegene die voor stemden mogen nu de natuur niet in. Of we hebben een idee om 2 miljoen zonnepanelen in het IJsselmeer te leggen. Prima idee zeg nu zelf. Alleen alle jachthavens rond het IJsselmeer zien de inkomsten drastisch dalen. Waar moet je zeilen wanneer het water vol ligt met panelen. Daarbij komt dat de golfslag in het meer bij harde wind anders si als op de Noordzee. Vandaag in de krant een artikel over een Taxibedrijf, willen wel vergroenen maar een aansluiting op het net kan voorlopig niet. Verder maken wij ons druk over de hitte in Zuid Europa en zolang ik mij kan herinneren is het in de zomer daar altijd warm, Niemand gaat naar de Costa del Sol om te wintersporten Een dag warm weer en de 4 daagse wordt ingekort. Ooit opgezet om militairen te trainen, vandaag vechten wij niet want het is te warm.
Popma, naar verwachting zullen morgen de tolwegen in Frankrijk weer overbelast zijn door al die klimaatvluchtelingen. Ik bedoel dan uieraard de aanhangers van de Groene Khmer die op weg zijn naar Zuid-Frankrijk en de Spaanse costa’s waar het nu zo rond de 35 C is.
Ja, maar bij een verhoging van de temperatuur van 1,1 C gaan we allemaal dood. LOL
Het gezonde verstand bepaald de toekomst. De vraag is hoeveel mensen er bij elkaar kunnen komen om dat te verwezenlijken !
https://world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/plans-for-new-reactors-worldwide.
Onze concurrenten bouwen gewoon verder en als dat niet genoeg dan hou je de uranium prijzen maar in de gaten.
Overigens vind ik dat ze jaren geleden al op thorium in hadden moeten zetten maar ook die centrales komen er over niet al te lange tijd. Kunnen we al die inferieure windmolens en zonneweiden weer snel afbreken.