Het overschatte potentieel van windenergie

De discussie over windenergie laait op. Dat is goed want nu wordt er ook aandacht besteed aan de punten die bij de energieconsumenten minder bekend zijn omdat de projectleiders van grootschalige windparken u dit liever niet vertellen.

Wetenschappers van twee Max-Planck instituten hebben een onderzoek gedaan hoeveel windenergie er nu eigenlijk nodig is voor de opwekking van elektriciteit door windmolens op land en wat de invloed van al die windmolens is op het klimaat.
De Duitse wetenschappers, Muller, Gans en Kleidon schatten de winbare windenergie met vaste windturbines wereldwijd op 18 – 68 TeraWatt terwijl schattingen van klimaatmodellen uitkomen op 18 – 34 TeraWatt.
Beide uitkomsten liggen verrassend dicht bij elkaar, maar zijn toch typisch 15 tot 100 keer zo klein als traditionele schattingen.

Gegeven een huidige globale energievraag van 17 TeraWatt en een geschatte verandering de komende 100 jaar tot misschien wel 120 TeraWatt (berekening van het Internationaal Energie Agentschap) suggereert dit dat windenergie geen haalbare kaart is, tenzij je min of meer al het beschikbare land en alle kustgebieden volplant met windturbines.

Volgens Muller en collegae is de traditionele berekening van beschikbare windenergie (bottom-up of ingenieursbenadering) onjuist omdat ze geen rekening houdt met het feit dat je door winning van windenergie er energie uit het klimaatsysteem onttrokken wordt.
Dan bedoelen ze niet het “wake” –effect, maar letterlijk dat grootschalige windenergiewinning de wereldwijde productie van wind zal doen afnemen.

Omdat in het klimaatsysteem wind evenredig is met drukverschillen welke van invloed zijn op de energietransporten in het klimaatsysteem wordt met grootschalige windenergiewinning ook het klimaatsysteem grootschalig beïnvloed.
De energie balans wordt als het ware ernstig verstoord.
Dat laatste is overigens ook al eerder door anderen gesuggereerd.

Een “populair’ artikel hierover staat in NewScientist.

Hierboven werd gesproken over de bottom-up benadering.

Bottom-up, door de auteurs van het rapport ook wel ingenieursbenadering genoemd, betekent het volgende:

– windsnelheid uit een klimaatmodel of een weermodel op een bepaalde hoogte
– een wind-turbine met een bepaald vermogen
– dichtheid van lucht
– een wind-turbine dichtheid, d.w.z. aantal windturbines per vierkante kilometer
– een geografisch gebied, bijvoorbeeld alleen het ijsvrije land, of ijsvrij land + kustgebieden, of alles (land + zee)
– en bereken uit deze gegevens wat de winbare windenergie is

In deze berekening wordt er nooit energie aan het klimaatsysteem onttrokken (de auteurs spreken van een “perpetuum mobile”).
Windenergie is als het ware tot in het oneindige in dezelfde hoeveelheid beschikbaar, hoeveel windmolens je ook neerzet en hoeveel energie je ook onttrekt. En dus: hoe meer windmolens of hoe groter het gebied of hoe groter de windmolens, hoe meer energie er in deze berekening uit de wind gehaald kan worden.

De top-down berekening van Muller en collegae neemt een ander uitgangspunt.

– begin bij hoeveel zonne-energie door de aarde geabsorbeerd wordt [175000 TeraWatt]
– bepaal vervolgens hoeveel van die energie beschikbaar is voor het creëren van globale temperatuurverschillen (in weer en klimaat geldt als basisprincipe: temperatuurverschil = drukverschil = wind), dus de tropen zijn warm en de polen zijn koud en dat genereert wind van tropen naar de polen [45000 TeraWatt]
– bepaal hoeveel van dat temperatuurverschil vervolgens ook daadwerkelijk omgezet wordt in wind (efficientie, experimenteel blijkt dat maximaal 2% te zijn) [900 TeraWatt]
– bepaal hoeveel daarvan NIET in de atmosfeer door dissipatie verdwijnt. Dissipatie betekent dat grote wervels uiteen vallen in kleinere wervels en nog kleine wervels en daarna hele kleine wervels net zolang tot de wervels zo klein zijn dat ze niet meer als wervels gezien moeten worden maar “temperatuur” zijn geworden. Temperatuur is in feite niets anders dan het gemiddelde van willekeurige bewegingen van moleculen of atomen [450 TeraWatt].
– bepaal vervolgens hoeveel van de overgebleven energie nabij het aardoppervlak NIET verdwijnt door dissipatie aan het aardoppervlak (weerstand, bijvoorbeeld door bomen of gebouw of het generen van golven op zee) [112 TeraWatt].
– bepaal tenslotte de typische de mechanische efficiëntie van het winnen van windenergie met windturbines (60%) [68 TeraWatt].

Een aantal onzekerheden in het oog houdend komen de auteurs dan uit op 18-68 TeraWatt beschikbare windenergie. Klimaatmodelberekeningen suggereren 18-34 TeraWatt, wat van eenzelfde orde van grootte is en dus vertrouwen geeft in bovenstaande simpele schatting. Typische schattingen uit ingeneursbenaderingen zijn in de orde van grootte 1200-1700 TeraWatt, dus tot 15 tot 100 keer zo groot als de schatting van Muller en collegae.
Traditioneel wordt gezegd dat je met niet meer dan 1% van de windenergie de wereld van energie kunt voorzien. Maar volgens Muller en collegae is dat onjuist en in werkelijkheid heb je 25-95% van de windenergie nodig (neem hier even die 18-34 Terawatt als uitgangspunt). Met als bijkomend nadeel dat je dan het klimaatsysteem grootschalig aan het beïnvloeden bent.

Tot slot schrijven de auteurs het volgende:

Toekomstige windenergieplannen moeten accepteren dat het winnen van windenergie samengaat met klimaateffecten en dat bij een grootschalige inzet van windenergiewinning je rekening moet houden met een verminderde windproductie en dus verminderde opbrengsten. Onze schattingen zijn extreem in de zin dat de grenzen van wat winbaar is worden opgezocht, maar ze leveren cruciale informatie voor het begrijpen van de limiteringen van windkracht in het klimaatsysteem en hoe dat bij kan dragen aan de menselijke energiebehoefte.

Het hele rapport kan hier gedownload worden.

Door |2013-10-08T18:20:54+00:0028 juni 2012|31 Reacties

31
Reageer op dit artikel

avatar
  
smilegrinwinkmrgreenneutraltwistedarrowshockunamusedcooleviloopsrazzrollcryeeklolmadsadexclamationquestionideahmmbegwhewchucklesillyenvyshutmouthzonboemokg
Afbeeldingen
 
 
 
Andere bestanden
 
 
 
29 Reacties
0 Discussies
0 Volgers
 
Grootste discussie
Meest gelezen reactie
12 Auteur reacties
JanWaalwijkTCDick R.JWRTurris Recent comment authors

  Abonneren  
Abonneren op
Niek Rodenburg
Gast
Niek Rodenburg
Offline

Aan de grootte van wind turbines zitten natuurlijk ook grenzen (d.w.z. het opschalen naar nog groter, square cube law). Natuurlijk door de technologische ontwikkeling kun je wat winnen, maar een 20 MWatt turbine was toch een beetje de grens. Ik las laatst ergens in een onderzoeksrapport dat er nauwelijks nog hogere prestaties te behalen zijn bij een masthoogte van meer dan 150 meter en een rotordiameter van meer dan 150 meter. Aerodynamisch zijn de rotorbladen helemaal uitontwikkeld. Daar valt nauwelijks… Lees verder »

Turris
Gast
Turris
Offline

Hoe groter/hoger de conventionele turbine-masten/-wings hoe hoger de investeringskosten/belastingverspilling. Huidige masten zitten qua ontwerp/effectiviteit aan een technisch optimum. Het is en blijft "verbeterde 17de eeuwse techniek", Door plaatsing op zee stijgen de al hoge onderhoudskosten van windturbines exponentieel, vergeleken met windturbines op land. Nieuwe ( industriële vormen) ontwerpen/oplossingen zijn nodig. Thans wordt in zeldzame grondstoffen/mineralen als neodinium (metallurgische en composiet vernieuwing) gezocht. Feitelijk is na het technische, nu het politieke en economische einde in zicht van windenergie! Het heeft te… Lees verder »

Niek Rodenburg
Gast
Niek Rodenburg
Offline

Boels 069 schreef: Zou iemand kunnen uitrekenen bij welk aantal windmolens een verdubbeling van dat aantal een mondiale opwarming van 3,5 graad veroorzaakt? (Inclusief de CO2-voetprint van de fabricage Ik denk dat je niet het aantal windmolens moet nemen maar het opgestelde vermogen zoals dat ook hierboven in de top-down berekening is gedaan. Ik moet ze even opzoeken, maar computersimulaties tonen aan dat een door windturbines geleverde elektriciteitsproductie van 4,4 TW (tien procent van het verwachte energieverbruik in 2100) een… Lees verder »

JWR
Gast
JWR
Offline

Waar we nu over moeten praten is dat we die nutteloze investeringen van windmolens zo snel mogelijk stoppen. Op land geven die windmolens 17% in kWh van de geinstalleerde vermogens dwz een kW-wind geinstalleerd geeft per etmaal gemiddeld 0.17*24 kWh. Te veel wind of te weinig. Je hebt dus voor een 24/7 samenleving voor de volle 100% stand-by centrales nodig: kolen, olie, gas, kern, en zeer binnenkort LENR (zie http://www.e-catworld.com/) Windmolens zijn dus een nutteloze dubbele investering.Het CO2 argument is… Lees verder »

Niek Rodenburg
Gast
Niek Rodenburg
Offline

@JWR

Je hebt al vaker dit onderwerp aangesneden. Sindsdien houd ik de ontwikkeling in de gaten.

Op laboratoriumschaal ziet het er leuk en interessant uit, maar hoe gaan straks de grote centrales van 1000 MW werken?

Voordat deze ontwikkeling het laboratorium heeft verlaten en een commercieel verantwoord product is gemaakt zitten we naar mijn inschatting al weer in 2016.

Op zich is dat niet erg, want er is, gezien de enorme gasvoorraden op de wereld, genoeg tijd om deze alternatieven te ontwikkelen.

JWR
Gast
JWR
Offline

@Niek R En dan is 2016 al een heel oportunistische schatting! Waar het om gaat nu, is geen dubbele investering te doen in nutteloze windmolens. En bestaande centrales met een boiler op kolen,olie, gas of nucleair kunnen in de toekomst omgebouwd worden met een boiler op LENR! Het is dus van belang dat meer en meer mensen op de hoogte zijn van LENR en de veelbelovende aspecten ervan. Laat het een rol spelen op 12 september in Nederland. Het zal… Lees verder »

Turris
Gast
Turris
Offline

CO2-uitstoot door piek-schering-gas-centrales ter compensatie van de fluctuerende windenergie is wel degelijk een tegenargument, en juist aan het adres van de AGW-ers. Ook de opwarming die wordt veroorzaakt door de windturbulentie vanaf de turbine wings is een tegenargument. De AGW-ers zijn bijna zonder uitzondering juist vóórstander van windenergie. (Exploitatie-)kosten daarentegen zijn doorgaans geen enkel argument bij de AGW-ers. Bestrijd deze opponent in een debat daarom altijd met haar eigen belangrijkste argumenten. Hoe naïef kan je de windlobby bewijzen te zijn… Lees verder »

Boels069
Gast
Boels069
Online

@Niek Rodenburg:

Dank voor de berekening/schatting!

Ruwweg kan dus gesteld worden dat een verdubbeling van windenergie van 10% naar 20% ongeveer gelijk is aan de CO2-gevoeligheid.

Het schiet aldus niet op met de "duurzaamheid", los van de kapitaalvernietiging waar in vergelijking de hulp aan zuideuropesche landen kinderspel is.

JWR
Gast
JWR
Offline

@turris Ben het niet met je eens. Door met CO2 argumenten te komen, speel je de AGW'ers in de kaart:"Zie je wel, de sceptici vinden het ook dat minder CO2 goed zou zijn". De hele CO2 discussie is trouwens voorbij. Niemand gelooft er nog in, een enkele eenzame ziel bij het KNMI ook wel RvD genoemd. Er is geen CO2 gevoeligheid. Praat me erdan ook niet over. Windmolens zijn eenvoudig weg nutteloze dubbele investeringen. . En daar komt dus nu… Lees verder »

Turris
Gast
Turris
Offline

@JWR: "De hele CO2 discussie is trouwens voorbij"? Waar baseert u dat op? Volgens mijn waarneming zijn alle uitingen in politiek en marketing nog steeds gericht op primair terugdringen van CO2. Ik denk dat u te ver voor de muziek uitloopt met:"Niemand gelooft er nog in, een enkele eenzame ziel bij het KNMI ook wel RvD genoemd."

Laatste nieuwtje : Mei Li Vos (PvdA-kandidaat-2deKamer) verkoopt GroenGas (=CO2-reductie) bij Orangegas.

http://www.meilivos.nl/Wat-doe-ik http://www.orangegas.nl/

JWR
Gast
JWR
Offline

@Turris

Ik dacht te hebben opgemerkt dat Turris ook de mening toegedaan is dat CO2 niet de oorzaak is van klimaatschommelingen.

Mijn punt is dat we dan ook niet de vermindering van CO2 bij nucleaire centrales, en binnenkort LENR centrales, maar ook bij windmolentjes en zonnepaneeltjes als argumenten moeten aanvoeren. Dan speel je in de kaarten van die politici.

CO2 is plantenvoedsel, het helpt eventuele hongersnoden tgv een groeiende wereldbevolking te voorkomen.

Dick R.
Gast
Dick R.
Offline

Hi Nick. Was just reading your blog. Interesting stuff. Still able to read ur language.

You will rember me….say Lampedusa….USCG station?

I'm on transit frm Moscow to Houston, just passing Amsterdam airport. Sorry I'm not able to stay any longer. Say my regards to your wife.

Best wishes Nick and hpe to cuagn soon.

Dick Reijntjens

TC
Gast
TC
Offline

Helemaal gestoord zijn de Friese beleidsmakers en met name de provinciale staten leden die in hun onmetelijke wijsheid een aantal windmolenparken hebben gepland in de meest kwetsbare plaatsen in Friesland. Een daarvan is een megapark aan de de Afsluitdijk waarbij 1/3 van het IJsselmeer verloren gaat. Een groot toeristisch gebied met jachthavens en stranden waar duizenden dagelijks hun vertier zoeken. Op een afstand van 1 tot 2 kilometer komen windmolens met een hoogte van 125 mtr. De ondergaande zon over… Lees verder »

JanWaalwijk
Gast
JanWaalwijk
Offline

Je zienswijze indienen (en dan niet je eerste gedachte: ze zijn volslagen krankzinning, ben dit overigens wel met je eens) bij de Gedeputeerde Staten is een idee waar ikzelf in Zuid-Holland mee zit te spelen, niet dat dat ook maar ene fuck gaat schelen, maar misschien wordt er eens eentje wakker die inziet dat 260 MW aan opgesteld vermogen aan windmolens (zoals waarmee ze het landschap van Goeree-Overflakkee voorgoed mee willen gaan vergallen) qua rendement nou niet echt zoden aan… Lees verder »

Conform ons Privacybeleid maken wij gebruik van Cookies om onze website beter te laten werken. OK