Duurzame energie.
Duurzame energie, voordeel of nadeel.
Een veel gebruikt argument tegen duurzame energie is dat de energiedichtheid veel kleiner is dan bij chemische fossiele bronnen. Een kubieke meter lucht bevat immers minder energie dan een kubieke meter aardgas. En een kilo kolen bevat meer energie dan een kilo zand. Hoe zit dat nou.
Energiedichtheid.
Dit 'nadeel' blijkt niet helemaal relevant. De energiedichtheid wordt belangrijk zodra je energie gaat transporteren of opslaan zoals bij chemische energie ALTIJD het geval is. Chemische energie ligt namelijk opgeslagen in de aardkorst en zal meestal over duizenden kilometers getransporteerd moeten worden naar energieafnemers. Elke kilo aan gewicht telt dan. Duurzame energie heeft dat probleem helemaal niet omdat het overal beschikbaar is. Zonne-energie wordt gratis afgeleverd op uw dak, bodemwarmte ligt opgeslagen in uw tuin en de rest zit in de lucht of het water. De energiedichtheid is dus geen argument.
Duurzame energie is democratisch.
De voordelen van duurzame energiebronnen zijn uiteraard schoon en onuitputtelijk maar er is nog een ander voordeel. Duurzame bronnen zijn overal aanwezig en voor iedereen vrij toegankelijk. De zon, de lucht, de wind, de bodem, het water, allemaal gratis en altijd aanwezig. Dat betekent dus dat iedereen duurzame energie kan en mag produceren. U bent daardoor niet langer afhankelijk van een door fossiele monopolisten gedomineerde 'vrije' energiemarkt. U mag zelf kiezen.
Opslag van duurzame energie.
Discussies over duurzame energie gaan bijna altijd over de vraag hoe je het moet opslaan. Wat als het niet waait. Wat als het bewolkt is. Met duurzame energie heeft dat echter niets te maken. Met chemisch fossiele energiebronnen trouwens ook niet. Opslag (bufferen) van energie is noodzakelijk omdat de vraag naar energie soms groter is dan de bron kan leveren. De meest gangbare oplossing voor dit probleem is het aanleggen van voorraden. Met fossiele energie gebeurt dat in de vorm van bergen met kolen, opslagtanks met olie of vloeibaar gemaakt aardgas. Bij duurzame bronnen voor de productie van electriciteit maak je gebruik van opgepompt water, samengeperste lucht, accu’s, condensators of je gebruikt het voor de productie van waterstof of bio-brandstoffen. Opslag van duurzame warmte kan in de bodem of door faseverandering in materialen of in water. Nogmaals, energieopslag wordt veroorzaakt door een veranderde energievraag.
Energie conversies.
Om energie te produceren is een apparaat nodig dat de energie uit een bron veranderd in een voor ons geschikte vorm (bijv. elektriciteit, warm en heet water, stoom). Die omzetting van de ene vorm van energie in de andere vorm van energie heet energieconversie. Er zijn verschillende mogelijkheden. Bedenk dat bij een energieconversie GEEN energie verloren gaat maar dat NIET ALLE energie wordt omgezet in de gewenste vorm. Dat laatste noemen we het nuttig rendement.
Een paar voorbeelden uit de praktijk:
Aardgas in een verbrandingsketel omzetten in warmte, rendement 95%
Warmte in een stoomturbine omzetten in electriciteit, rendement 50%
Zonnestraling in zonnecellen omzetten in elektriciteit, rendement 12%
Wind met een windturbine omzetten in elektriciteit, rendement 20%
Benzine in een verbrandingsmotor omzetten in beweging, rendement 20%
Elektriciteit met een electromotor omzetten in beweging, rendement 85%
Kwaliteit van energie.
Uit bovenstaande voorbeelden valt op dat sommige conversies een slechter rendement hebben dan andere. Zo is het erg moeilijk om warmte om te zetten in beweging of electriciteit. Omgekeerd verloopt de conversie vaak veel makkelijker (met een hoger rendement). Er is blijkbaar sprake van verschillende kwaliteiten van energie waarbij electrische en mechanische energie een hogere kwaliteit hebben dan thermische energie.
Energieomzetters.
Voor elke energieconversie is een apparaat bedacht. Denk maar eens aan HR-ketels, elektriciteitscentrales, windmolens, zonnepanelen, zonnecollectoren, warmtepompen, koelkasten, auto's, treinen en ga zo maar door. Het type energieconversie is bepalend voor het nuttig rendement.
Duurzame bronnen in de praktijk.
Duurzame bronnen zijn dus vrij toegankelijk, gratis, onuitputtelijk en hebben geen invloed op ons leefklimaat. Je zou dus wel gek zijn om daar geen gebruik van te maken. Voorwaarde is wel dat de energie uit een duurzame bron op elk moment omgezet kan worden in een door ons gewenste vorm en hoeveelheid. We moeten dus beschikken over het juiste apparaat voor de juiste bron. Bij electriciteit is dat de windmolen en het zonnepaneel. Voor warmte is dat de zonnecollector en de warmtepomp. Zowel het zonnepaneel als de zonnecollector gebruiken zonnestraling als bron, de windmolen gebruikt lucht als bron en de warmtepomp gebruikt lucht, bodem of water als bron. Wie veel electriciteit verbruikt heeft dus veel zonnepanelen of windmolens nodig en wie van lekker warm houdt koopt een flinke warmtepomp of zonnecollector.
Productie van duurzame energie voor huishoudelijk gebruik.
Het energieverbruik van huishoudens bestaat uit electrisch energieverbruik en thermisch energieverbruik. Voor het duurzaam opwekken van beide vormen van energie bestaan op dit moment verschillende mogelijkheden.
Electriciteit (elektrische apparaten) mbv zonnepanelen en/of windmolens.
Warmte (warm water) mbv een zonnecollector of warmtepompboiler
Warmte (verwarming + warm water) mbv een warmtepomp.
Warmte (koken) mbv electriciteit.
Koude (koelen van de woning) mbv warmtepomp waarbij afgevoerde warmte wordt opgeslagen in de bodem.
Koude (koelen/vriezen van voedsel) mbv koel- en/of vrieskast.
100% duurzaam energieverbruik.
Wie ALLE benodigde huishoudelijke energie ZELF duurzaam gaat opwekken MOET minimaal beschikken over een aansluiting op het electriciteitsnetwerk. Hierdoor bent u in staat op elk moment electrische energie uit te wisselen met het netwerk zodra uw eigen verbruik niet gelijk is aan uw eigen productie. Het electriciteitsnetwerk gedraagt zich namelijk als een virtuele buffer voor elektrische energie. Een verplichte taak voor de netbeheerders. De benodigde thermische energie ligt opgeslagen in de bodem (of in de lucht) en is dus op elk moment te 'winnen'. Voor het warm tapwater wordt uit praktische overwegingen aangeraden een buffer(vat) beschikbaar te hebben. De jaarlijkse energiekosten zijn dan gelijk aan de afschrijving op de benodigde apparatuur plus het onderhoud. O ja, uw gasaansluiting kan de deur uit. U bent 100% duurzaam zolang u net zoveel energie verbruikt als u duurzaam opwekt.