Twee eeuwen lang hebben fossiele brandstoffen de vooruitgang van de mensheid aangewakkerd, de levensstandaard verbeterd en de levensduur van miljarden mensen verlengd. Onder auspiciën van de UNFCCC - Overeenkomst van Parijs stappen we daar ineens van af en is de overstap op hernieuwbaar een internationale verplichting geworden.
Maar we weten niet eens waar we zullen uitkomen. De eerste resultaten van twee decennia transitie zien er alvast niet schitterend uit. Eerder een puinhoop zonder weerga.
Het oude systeem kenmerkte zich door een relatief klein aantal grote generatoren die waren aangesloten op een transportnet. Er waren basislast- en piekgeneratoren om variaties in de door het weer veroorzaakte vraag op te vangen.
Steenkoolreserves garandeerden een goedkope aanvoer van brandstof als de vraag groot was of als er problemen waren met het aanbod of de kosten van aardgas.
In de afgelopen twee decennia is het elektriciteitssysteem geëvolueerd, weg van steenkool, en heeft men enorme aantallen kleinere generatoren van wind en zon op het net aangesloten. Resultaat: weer-afhankelijke variaties komen nu voor - zowel in vraag als in aanbod - die worden beheerd door vraagrespons, opslag, overcapaciteit en onderlinge verbindingen met naburige systemen.
Wat betreft opslag hebben we geen enkel idee hoe we dit gaan oplossen.
Hoewel de inzet snel toeneemt - of laten we eerder zeggen ‘de druk’-, verdringt hernieuwbare energie de opwekking van fossiele brandstoffen in het algemeen niet.
De vraag naar elektriciteit neemt immers voortdurend toe. Wereldwijd blijft de uitstoot van CO₂ - door verbranding van fossiele brandstoffen - dan ook stelselmatig toenemen. Die volgt immers de bevolkingsgroei en de consumptie per hoofd. In 2021 waren fossiele brandstoffen goed voor 83% van het totale wereldwijde energieverbruik.
Het niet constant beschikbaar zijn van wind- en zonne-energie is een groot probleem.
In het derde kwartaal van 2021 produceerden de grootste windenergie-producerende landen van Europa (Groot-Brittannië, Duitsland en Frankrijk) slechts 14 procent van het geïnstalleerde vermogen uit wind, vergeleken met een gemiddelde van 20-26 procent in voorgaande jaren. Het tekort was onverwacht en niet goed gepland.
In 2021 kende China een langdurige periode van weinig wind die de opwekking beïnvloedde, wat resulteerde in voortdurende black-outs om de situatie het hoofd te bieden. (Bron) Heeft u al op een surfplank gestaan met zero-wind? Voelt idioot niet?
Brownouts (gedeeltelijke uitval van de elektrische stroom) en elektriciteitsbeperkingen komen vaker voor tijdens extreme koude en hitte. De ergste problemen houden verband met hogedruk-systemen op continentale schaal in de winter, die zeer koude temperaturen produceren - de vraag is uitzonderlijk hoog en het aanbod van hernieuwbare energiebronnen is erg laag. Zelfs een transmissiesysteem voor macrogrids (grootschalige energie-distributienetwerken) op continentale schaal zal niet veel helpen als bijna het hele continent onder dezelfde weersomstandigheden lijdt.
Modelbouwers en leiders overal ter wereld hebben het fundamenteel mis, over tegen welke limieten we aanlopen. Door dit misverstand hebben wetenschappers modellen kunnen samenstellen die ver verwijderd zijn van de situatie waarmee we in werkelijkheid worden geconfronteerd. (Bron) Politici zagen wel dat er een enorm probleem aan de horizon dreigde, maar ze begrepen niet wat het was. Modellen gebaseerd op de vervanging van fossiele brandstoffen door hernieuwbare energiebronnen vielen bij bijna iedereen in de smaak. Tegenwoordig beginnen we in te zien dat hernieuwbare energiebronnen niet in staat zijn om de belofte waar te maken die modelbouwers hadden gehoopt. Hoe de situatie precies zal verlopen, is niet helemaal duidelijk, maar het lijkt erop dat we allemaal op de eerste rij zullen zitten om daar achter te komen.
Want we mogen één ding niet uit het oog verliezen. Dit geëxperimenteer speelt Russische roulette met mensenlevens. Langdurige stroomonderbrekingen dragen bij aan het verlies van mensenlevens, door extreme kou, extreme hitte, doden door koolmonoxide, ongevallen in huis door gebrek aan verlichting, verkeersongevallen bij gebrek aan verkeerslichten en gecompromitteerde medische zorg in ziekenhuizen en verpleeghuizen. Brownouts zijn dan al een ramp, langdurige stroomonderbrekingen zijn ook niet uitgesloten als alles in het honderd loopt. Het Duitse Office of Technology Assessment publiceerde in 2011 een rapport over het risico van zo’n langdurige stroomstoring.
- Communicatie zou mislukken.
- Alle spoor- en luchttransport-systemen zouden stoppen en brandstof zou niet meer beschikbaar zijn.
- Voedselverwerking zou stoppen door gebrek aan koeling en distributie zou stoppen zonder levensvatbaar transport.
- Vers water kan niet worden geleverd en afvalwater kan ook niet worden verwerkt.
- Financiële, gezondheidszorg en vrijwel alle commerciële activiteiten beginnen te mislukken.
- Hulpdiensten en militairen worden ernstig gehinderd door het gebrek aan transport- en communicatienetwerken.
- Burgerlijke onrust breekt uit en als het in de winter gebeurt, verhongeren mensen.
Het rapport concludeerde dat het bijna onmogelijk zou zijn om een ineenstorting van de samenleving als geheel te voorkomen. De snelle overgang van elektrische energiesystemen, weg van fossiele brandstoffen, om te voldoen aan de net-zero emissiedoelstellingen, brengt aanzienlijke nieuwe risico's met zich mee voor elektrische energiesystemen. Een transitie naar een elektriciteitssysteem dat minder elektriciteit produceert, minder betrouwbare elektriciteit en/of duurdere elektriciteit om netto-nuldoelen te bereiken, is niet minder dan een tourniquet of knelband, die de levensader van de moderne samenleving beperkt en verdere ontwikkeling belemmert. Er is ook vrij weinig nodig om een energie-oorlog te ontketenen. Zijn we ons daar wel voldoende van bewust?
Het besef groeit, dat landen aanzienlijke economische en geopolitieke risico's lopen, als ze de productie van fossiele brandstoffen verminderen, in de veronderstelling dat hernieuwbare energiebronnen deze snel kunnen vervangen.
Voortijdige buitengebruikstellingen van basislast-opwekkingseenheden, zoals kolen- en kerncentrales, gecombineerd met de intermitterende wind- en zonne-energiebronnen, hebben de veerkracht en betrouwbaarheid van het net in sommige regio's en landen ernstig aangetast. Het succes van hernieuwbare energie hangt af van investeringen in transmissie, synchrone back-upstroom voor tijden dat de opwekking van hernieuwbare energie laag is, en verbeterde energieopslag.
Ik haal nog eens Johan Van Overtveldt aan: we wachten geduldig op de ontwikkeling van “technologieën waarvan u en ik momenteel nog geen weet hebben dat ze bestaan.”
Dit zijn wel de mensen die het pad goed- of afkeuren dat we zullen nemen !
In 2022 werd de energietransitie verstoord door de oorlog van Rusland tegen Oekraïne, met de daaruit voortvloeiende gas- en olietekorten en prijspieken die leidden tot politieke druk om toezeggingen voor groene energie op te geven en terug te keren naar steenkool. De overgang is verder verstoord door problemen in de toeleveringsketen en een betaalbaarheidscrisis voor materialen die nodig zijn voor wind, zon en batterijen, en afnemende overheidssubsidies in sommige landen. Ook het Internationaal Energie Agentschap stelt vast, dat de wereldwijde levering van fotovoltaïsche zonne-energie overgeconcentreerd is in China, wat een aanzienlijke kwetsbaarheid betekent voor wereldwijde toeleveringsketens. In combinatie vertragen deze factoren de uitbouw van wind en zon. Beseffen we nog goed waar we mee bezig zijn?
En los daarvan loopt ook de uitrol niet bepaald vlot. In de Verenigde Staten wordt de onshore windindustrie geconfronteerd met uitdagingen van landeigenaren op het platteland, die geen windturbines in de buurt willen hebben. Ze maken zich (terecht!) zorgen over lawaai, dalende waarde van hun eigendom en vernietiging van uitzichten. In de afgelopen acht jaar zijn 328 voorstellen voor windmolenparken afgewezen in de VS.
Wat de idiotie van elektrische voertuigen (EV's) betreft kan ik zelfs me beperken tot een paar uitspraken van de grote bonzen. Elon Musk, niet de minste toch, zei dat zijn fabrieken voor elektrische auto's "miljarden dollars verliezen" omdat wereldwijde verstoringen van de toeleveringsketen en uitdagingen bij de productie van batterijen het vermogen van het bedrijf om de productie op te schalen, beperken. Nu al ! (Bron)
De CEO van Rivian, een fabrikant van elektrische avontuurlijke voertuigen en toeleveringsketen voor EV-batterijen, verklaart in de Wall Street Journal: "De totale productie van cellen in de wereld vertegenwoordigt minder dan 10% van wat we over 10 jaar nodig zullen hebben... wat betekent dat 90-95% van de toeleveringsketen voor batterijen niet bestaat.” Super! (Bron)
Mensen zijn minder geneigd om actie te ondernemen voor de energietransitie als ze zich het eindpunt niet kunnen voorstellen, en zichzelf niet beter af zien in de toekomst.
De algemene visie volgens het IPCC AR6 WGIII-rapport is gebaseerd op net-zero emissies, met energiesystemen met de volgende kenmerken:
- elektriciteitssystemen die geen netto CO₂ produceren of CO₂ verwijderen uit de atmosfeer;
- wijdverspreide elektrificatie van eindgebruik;
- substantieel lager gebruik van fossiele brandstoffen;
- gebruik van waterstof, bio-energie en ammoniak in sectoren die minder vatbaar zijn voor elektrificatie;
- efficiënter gebruik van energie.
Een meer holistische visie op energiesystemen houdt rekening met een breder scala aan waarden plus potentiële gevaren en risico's die aan de transitie verbonden zijn.
De volgende tabel geeft een lijst weer met relevante waarden, en de bijbehorende risico's of gevaren, geassocieerd met de energiesystemen die we denken nodig te hebben om te gedijen op de drempel van de tweeëntwintigste eeuw. We moeten daarbij wel in het achterhoofd houden, dat we veel meer energie zullen nodig hebben dan we nu verbruiken. Zelfs als de wereldbevolking rond de 8 miljard blijft, zullen mensen in ontwikkelingslanden in de toekomst substantieel grotere hoeveelheden elektriciteit gebruiken.
De beschikbare energiekeuzes zijn fossiele brandstoffen (met koolstof-afvang en -verwijdering indien nodig), hernieuwbare energie en kernenergie. Van deze drie keuzes heeft kernenergie het grootste potentieel om de zeer grote hoeveelheden energie te leveren die we nodig zullen hebben op weg naar de 22e eeuw.
Hoewel fossiele brandstoffen de menselijke vooruitgang in de twintigste en vroege eenentwintigste eeuw hebben voortgestuwd, is er immers een sterke reden om onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen voor energie te verminderen, onafhankelijk van hun impact op de atmosferische CO₂ concentraties en lucht- en waterkwaliteit. Mijnbouw voor fossiele brandstoffen heeft grote, aanhoudende economische en ecologische kosten. De voorraden fossiele brandstoffen zijn eindig en zullen tegen de 22e eeuw steeds duurder worden om te winnen. Dus dit valt als energiekeuze af.
De vraag is of we in de toekomst zullen beschikken over voldoende windturbines, zonneparken en transmissielijnen, die een steeds groter wordend deel van het aardoppervlak beslaan, naarmate de vraag naar energie toeneemt?
Plannen voor een volledig hernieuwbaar energiesysteem voor de wereld zullen de hoeveelheid landgebruik voor energieproductie aanzienlijk vergroten, vooral met het groeiende energieverbruik. De landvoetafdruk van energiesystemen verdringt natuurlijke ecosystemen, leidt tot landdegradatie en creëert compromissen voor voedselproductie, stedelijke ontwikkeling en natuurbehoud. In dichtbevolkte landen zoals Japan, Bangladesh, Libanon, Zuid-Korea, India, Nederland, België, Bahrein en Israël is er simpelweg niet voldoende land om het grootste deel van de energievoorziening uit hernieuwbare bronnen te ondersteunen. (Bron)
Hoe zullen onze energiesystemen er rond 2100 uitzien?
Energiesystemen die overvloedige hoeveelheden elektriciteit produceren, uitsluitend aangedreven door hernieuwbare energie, zouden in de meeste regio's onbetaalbaar zijn in termen van land- en oceaangebruik. Het is in de meeste regio's moeilijk om elektrische energiesystemen rond 2100 voor te stellen zonder een ruggengraat van kernenergie.
Milieuactivist Steward Brand heeft de keuze gemaakt (Bron):
"Ik ben nu zo pro-nucleair dat ik er voorstander van zou zijn,
zelfs als klimaatverandering en broeikasgassen geen probleem waren."
Ik kan me best wel vinden in de woorden van deze milieu-activist.
En misschien is dit nog wel de beste quote om deze artikelenreeks mee af te sluiten.
Luk Adang
