Onbegrensde energie voor iedereen

Onbe­grens­de energie voor iedereen

Het erg­ste wat een oliege­bon­den economie kan overkomen, is het droog­vallen van de oliebron­nen. Dat is een open deur intrap­pen met lijst en al. Nochtans is het blijk­baar nog niet wereld­wi­jd doorge­dron­gen hoe pre­cair de sit­u­atie is. De piekpro­duc­tie van olie is al voor­bij in vele lan­den, de eerstvol­gende kan­di­daat om te pieken is Ecuador in 2009 en de laat­ste in de rij wordt Kazach­stan in 2025. Aan het huidi­ge ver­bruik­stem­po is er nog olie voor 23 tot 38 jaar, vol­gens de manier van bereke­nen. Oliezand en schalieolie kun­nen wat soe­laas bren­gen, maar hoe dan ook, in de tweede helft van deze eeuw zal olie een schaars en dus duur prod­uct gewor­den zijn.

Evo­lu­tie pri­js Brent Crude (USD/​vat)
Bron: Sticht­ing Peak Oil Nederland

Hoe het met die pri­js gelopen is toont boven­staande grafiek. Van 1999 tot 2006 is de pri­js meer dan 7,7 maal hoger gewor­den en de dag van van­daag zijn we al blij met 61 dol­lar per vat, toch nog alti­jd 6 maal meer dan 8 jaar geleden.

Om de energiebe­hoeften te dekken denkt men aan nieuwe kern­cen­trales, wind­tur­bines, herop­starten van steenkool­cen­trales op korte ter­mi­jn. Op lan­gere ter­mi­jn gaan de gedacht­en naar kern­fusie. Op zichzelf is deze energiebron volkomen in orde: je vin­dt de brand­stof­fen in onbeperk­te hoeveel­he­den in de natu­ur, je hebt er heel weinig van nodig en er is zo goed als geen radioac­tief afval en er is geen risi­co voor nucle­aire acci­den­ten zoals deze van Three Mile Island in 1979 of Tsjer­nobyl in 1986. Alleen is men er na een halve eeuw nog alti­jd niet in ges­laagd meer energie uit een fusiere­ac­tor te halen dan men er moest instop­pen om de zaak op gang te kri­j­gen. Opti­mis­ten hopen dat over nog een 50 jaar het pro­ces rend­abel zal zijn. Maar die 50 jaar kun­nen er even goed 75 zijn. Enfin, langs die kant hebben we niets te verwacht­en op het moment dat de oliecri­sis toes­laat, over een 20 à 30 jaar dus. 

Dan maar wind­tur­bines bouwen. Maar dit zijn op zichzelf dure con­struc­ties, die veel energie (lees: olie) kosten om ze te realis­eren. En duizen­den hectaren vol molen­wiek­ende en zoe­mende palen zullen onver­mi­jdelijk lei­den tot protesten van de bevolk­ing om maar te zwi­j­gen van natu­urverenigin­gen. Denk maar aan de Bel­gis­che plan­nen om een wind­molen­park te bouwen 30 kilo­me­ter uit de kust. Al jaren praat men erover maar er komt niets van in huis, alti­jd is er deze of gene die bezwaren heeft.

Lat­en we het even hebben over een energiebron, die gratis elke dag genoeg energie lev­ert om de jaar­lijkse behoefte van de ganse men­sheid 30 maal te dekken. Want dat is wat onze zon nu al mil­jar­den jaren presteert. Deze natu­urlijke fusiere­ac­tor is een onu­it­put­telijke bron van energie, die niet vervuilt, geen afval oplev­ert en kosteloos werkt . Kwest­ie is deze energie te capteren. En dat kan via foto­voltaïsche cellen of zonneboilers. 

Zon­neboil­er
Bron: belde​zon​.nl

Zoals boven­staand schema toont, bestaat een zon­neboil­er uit een col­lec­tor waarin water opwarmt. In een warmtewis­se­laar (boil­er) staat het opge­war­mde water (rood) zijn energie af en stroomt terug naar de col­lec­tor. Het warme water uit de boil­er kan naar behoefte in de cv-ketel tot de juiste tem­per­atu­ur wor­den bijver­war­md. Afhanke­lijk van de zonnes­tral­ing kan in de col­lec­tor een tem­per­atu­ur van 90°C bereikt wor­den en is bijver­war­men dan niet nodig. 

Bron: horus​.buronetwerk​.nl

Hier­boven ziet u de afzet in Ned­er­land van 1994 tot 2005 en in de twee eerste kwartal­en van vorig jaar van zon­neboil­ers met een col­lec­torop­per­vlak van max­i­mum 6 m², m.a.w. sys­te­men geschikt voor een gemid­deld gezin. Uit deze grafiek blijkt, dat er een zekere mate van verzadig­ing optreedt in de markt. De reden kan ook zijn, dat er vanu­it de over­heid geen vol­doende impulsen wor­den gegeven, bij voor­beeld in de vorm van sub­si­dies. Een­zelfde beeld zien we voor de zon­neboil­ers met een col­lec­torop­per­vlak van meer dan 6 m². 

Tegen­over zon­neboil­ers die niets anders doen dan zon­newarmte doorgeven aan water staan zon­nepan­e­len, die het zon­licht omzetten in elek­trische stroom. 

Werk­ing zonnecel
Bron: www​.ecn​.nl/​solar

Een zon­nepa­neel bestaat uit een hele serie zon­necellen, ook foto­voltaïsche cellen genoemd. Hun werk­ing berust op een eigen­schap van zg. halfgelei­ders. Dit zijn chemis­che ele­menten die zich bevin­den tussen met­al­en en niet-met­al­en. Als je de voor- en rugz­i­jde van een plaat­je bestaande uit zo’n halfgelei­der verbindt door een elek­trische draad is, dan merk je dat er een stroom ontstaat zodra er licht valt op het plaatje. 

Bron: Wikipedia

Het hoofdbe­stand­deel van een zon­ne­cel is sili­ci­um, een scheikundig ele­ment dat rijke­lijk aan­wezig is in de natu­ur onder de vorm van zijn oxide. Bek­ende vor­men van sili­ci­u­mox­ide zijn zand en kwarts. Om zuiver sili­ci­um te isol­eren is heel wat energie nodig. Een bijkomende moeil­ijkheid is de juiste kristal­struc­tu­ur van het sili­ci­um te bekomen en er bepaalde ​‘onzuiv­er­he­den’ aan toe te voe­gen, die de pro­duc­tie van elek­triciteit onder invloed van licht begunstigen. 

Het is trouwens het­zelfde ele­ment sili­ci­um dat de basis vormt voor de chipin­dus­trie, waar het leeuwen­deel van de sili­ci­umpro­duc­tie naar­toe gaat.

Het spreekt vanzelf dat de indus­trie van zon­necellen op zoek is naar alter­natieven voor sili­ci­um, naar andere en goed­kopere vor­men ervan enzovoort. 

Maar sili­ci­um werkt behoor­lijk en er zijn meer en meer par­ti­c­ulieren die hun dak­en uitrusten met zon­nepan­e­len, ter­wi­jl ganse ter­reinen wor­den vol gezet met deze pan­e­len voor indus­triële toepassingen.

Wat zijn nu de voor­naam­ste beperkin­gen van deze vorm van energiewin­ning en wat kan eraan gedaan worden?

Ten eerste is er de aard van de stroom. Zon­necellen mak­en gelijk­stroom, ideaal om op te slaan in bat­ter­i­jen (zie verder) maar onbruik­baar voor de heden­daagse toepassin­gen, die alle berusten op wis­sel­stroom. Dus moet je met spe­ciale appa­ratu­ur de gepro­duceerde elek­triciteit omvor­men tot wis­sel­stroom. Dit bezwaart de fac­tu­ur van het installeren van zonnepanelen.

Ten tweede is er het onafwend­bare feit, dat de zon niet alti­jd schi­jnt. Hier­voor zijn twee oplossin­gen. Ofwel sla je overdag de elek­triciteit op in bat­ter­i­jen die ​’s nachts via omvorm­ers wis­sel­stroom lev­eren aan het net. Maar bat­ter­i­jen of accu’s zijn nog alti­jd omvan­grijke toestellen, die spe­ciale opsla­gruimten ver­gen wegens de zware met­al­en (lood, cad­mi­um,…) en de elek­trolyten (zwavelzu­ur, alka­li) die ze bevat­ten. Ook de ruimte die bat­ter­i­jen in beslag nemen is enorm en daar­door lijkt ons deze oploss­ing op grote schaal onaanvaardbaar.

De andere mogelijkheid is een wereld­wi­jd netwerk, dat automa­tisch stroom lev­ert naar daar waar de zon is onderge­gaan. Het lijkt gigan­tisch, maar het komt eigen­lijk neer op het aan elka­ar kop­pe­len van bestaande net­ten. Omzeggens van Vladi­vos­tok tot de Benelux kan je ganse velden zon­nepan­e­len aan elka­ar kop­pe­len en net­jes stroom oost­waarts sturen zodra de zon onder­gaat. Maar aan de Atlantis­che kust is het gedaan met zon­nepan­e­len, ten­z­ij deze in volle zee geplaatst wor­den, net als wind­molens nu. Hier­voor is wel een serieuze inspan­ning qua tech­niek en poli­tiek nodig. Maar het lijkt ons de meest ele­gante oplossing. 

Dan is er de opper­vlak­te die moet vri­jge­maakt wor­den voor zon­nepan­e­len. Nemen we Ned­er­land en Bel­gië als voor­beelden. Tot nad­er order en de kli­maatwi­jzig­ing ten spi­jt lev­en we niet in de zon­nig­ste gebieden op aarde. Maar zon­necellen werken al zodra er licht op valt, zelfs doorheen een grauw wolk­endek. Daar­door lev­eren zon­necellen in onze con­treien toch nog alti­jd 50% van wat ze presteren in Grieken­land. Daarop voort­gaande vol­staat voor Ned­er­land een opper­vlak­te van 1.400 km² en voor Bel­gië 900 km² (telkens 3% van totaal grondge­bied) vol­ge­bouwd met zon­nepan­e­len. Deze pan­e­len hin­deren op geen enkele manier. Er komt geen gelu­id bij te pas, noch geurhin­der of wat dan ook. Als het de bedoel­ing is stroom te lev­eren aan onze oost­er­bu­ren, zijn grotere parken met zon­nepan­e­len nodig. Maar we hebben ook noorder- en zuider­bu­ren met veel meer vri­je oppervlakte…

Hoe is de sit­u­atie op de markt reëel? Wel, op de web­site van de Euro­pean Pho­to­volta­ic Induc­try Asso­ci­a­tion (EPIA) lezen we, dat op het einde van 2005 er voor 1.793.51 megawatt (MW) zon­nepan­e­len opgesteld waren in Europa. Koplop­er is Duit­s­land met 1.537,0 MW (86%). Op de tweede plaats staat Span­je met 57,7 MW (3,2%) en op een neuslengte vol­gt Ned­er­land met 51,2 MW (2,9%). Bel­gië ben­gelt met een 14^de plaats ergens halfweg het pelo­ton met een schamele 1,765 MW (1%). Er is dus nog heel wat weg af te leggen vooraleer zonne-energie echt de rol zal spe­len die ze verdient.

Eve­neens van EPIA komen cijfers van wereld­wi­jde mark­taan­de­len. Het voor­touw neemt het Japanse Sharp. Dan vol­gt het Duitse Q‑Cells en dan komen weer 3 Japan­ners. Ook BP en Shell zijn op deze kar gesprongen.

Wij dur­ven voor­spellen dat over enkele jaren deze markt een explosieve groei zal ken­nen. Zodra effi­ciën­tere en goed­kopere zon­necellen aan de lopende band zullen wor­den gepro­duceerd, staat niets meer een glob­ale toepass­ing van deze vorm van energiewin­ning in de weg. Opeens zullen alle maa­trege­len van zuinigheid of bekom­mer­nis om het milieu (uit­stoot CO2 door elek­triciteits­cen­trales, weg­w­erken van radioac­tief afval) tot het verleden behoren. Met de overvloedig gepro­duceerde stroom kan water ges­plitst wor­den in water­stof en zuurstof voor brand­stof­cellen van elek­trisch aange­dreven voer­tu­igen. Privéper­so­n­en en indus­trie zullen onbeperkt gebruik kun­nen mak­en van een niet afla­tende aan­vo­er van elektriciteit. 

Een utopie? Mits de nodi­ge goede wil van­wege de over­he­den hoeft het grootschalige gebruik van zonne-energie geen utopie te zijn. De dag van van­daag is er van­wege de over­heid zo goed als geen inter­esse voor hernieuw­bare energiebron­nen, zoals zonne-energie. We citeren een studie van de Vri­je Uni­ver­siteit Ams­ter­dam (www​.vu​.nl) met de cijfers van over­hei­dss­te­un voor energiepro­duc­tie. Vol­gens deze studie zal in de EU dit jaar ca 82 mil­jard euro hier­voor wor­den gespendeerd. Het groot­ste deel van dit geld, nl. 68 mil­jard (83%) gaat naar olie en steenkool. Onder­zoek naar kern­spli­jt­ing (klassieke kernen­ergie) en kern­fusie kri­jgt 10 mil­jard (12%) en hernieuw­bare energiebron­nen (vooral wind­tur­bines) ont­van­gen 4 mil­jard, amper 5% dus. In deze con­text zal het nog lang duren vooraleer nieuwe en nog meer effi­ciënte types foto­voltaïsche cellen op grote schaal gepro­duceerd zullen wor­den. De dag dat men op mon­di­aal vlak inzi­et welke kansen men laat liggen, zal de utopie even­wel veran­deren in realiteit.

Jan Van Besauw 
Pub­li­cist voor US Markets
20 maart 2007.
Onder­getek­ende is een gepen­sioneerde mar­ket­ing man­ag­er. Hij schri­jft voor US Mar­kets o.m. columns, nieuws­bericht­en en finan­ciële berichten.
Reac­ties kunt u sturen naar: jan@​usmarkets.​nl