Een bijdrage van David Dirkse.

In gesprekken over onze toekomstige energievoorziening vallen mij steeds dezelfde misvattingen op. Tijd derhalve voor wat verduidelijking.

1. Elektrische energie

Elektriciteit is geen energie maar een overbrengingsmechanisme zoals een fietsketting.

Op elk moment zijn opwekking en afname exact aan elkaar gelijk.

Als de generator in de centrale er mee stopt dan volgen uw wasmachine en stofzuiger dit voorbeeld onmiddellijk. Elektrische energie kan niet worden opgeslagen (nou ja, heel klein beetje in elektrische- of magnetische velden), gas wel.

Energie opslag kan mechanisch, thermisch, chemisch of nucleair. Dit met toenemende energiedichtheid. Bij conversie van de ene soort naar de andere gaat altijd wat energie verloren in de vorm van warmte.

2. Vraag- en aanbodsturing

Stel eens dat iemand zijn drinkwater betrekt uit een bron die gemiddeld per jaar 1000 liter levert.

Dat is zo’n drie liter per dag dus ruim voldoende voor één persoon. Een opslagvat is echter van levensbelang omdat de ene dag misschien 10 liter water instroomt maar de volgende vijf dagen geen druppel. Een mens kan maar drie dagen zonder water.

Ons hart maakt gemiddeld 32 miljoen slagen per jaar maar die eis is niet voldoende omdat vijf minuten uitval fataal is.

Onze welvaart is mogelijk door een continue vraag-gestuurde energievoorziening. Die berust op kolen, olie en gas. Dat zijn energievoorraden en die leveren energie wanneer er om gevraagd wordt.

Het hiervoor genoemde opslagvat met kraantje transformeert een aanbod- naar een vraaggestuurd drinkwater systeem.

Energietransitie is daarom voorraadtransitie. Pas als er voor enkele maanden strategische energievoorraden zonder kolen, olie of gas zijn aangelegd zal de transitie zijn voltooid. De technologie hiervoor moet echter nog ontwikkeld worden. De vraag is trouwens of die er ooit komt.

Een nieuw groot windpark of een zonneweide alleen voegt niets aan de energietransitie toe omdat het aanbod-sturing betreft.

Bij een aanbod-gestuurde energievoorziening leeft men noodgedwongen dichter bij de natuur: met de kippen op stok, schepen die weken op de rede dobberen wachtend op wind, houtjes hakken.

Het kan natuurlijk dat het lekker waait terwijl ik met een boormachine mijn tuinhek repareer.

In dat geval levert een windmolen de power, maar dat is puur toeval. Het gaat om de met zekerheid te leveren stroom.

Er zijn wel mengvormen mogelijk van vraag- en aanbodsturing: smart-grids (wasmachine wacht op wind of zon). Stadsdelen om beurten van stroom voorzien kan ook, niet ongebruikelijk in derde wereldlanden. Of mensen met namen A….E mogen alleen tussen 18:00 en 18:45 uur hun potje koken.

Zo’n maatschappij zal minder stress kennen want beneden windkracht 5 rijden er geen treinen en internet toegang is pas mogelijk vanaf windkracht 4. Mooi rustig.

Nogmaals: op willekeurige momenten geleverde stroom heeft niets met energietransitie te maken zolang tenminste een vraag-gestuurd systeem het doel is.

Daarom zijn deze uitspraken onjuist:

‘Het windpark zal 20.000 huishoudens van stroom voorzien.’

Het goede antwoord is nul huishoudens (zonder opslag).

Invoegen van ‘af en toe’ (van stroom voorzien) zou weer wel correct zijn.

‘De zon is al onze oneindige fusiereactor.’

Bekend verweer tegen de aanbeveling van kernenergie.

‘Hernieuwbare bronnen leveren al 14% van …..’

Percentages slaan op (rekenkundige) gemiddelden en daarmee kan je alleen rekenen als de bewerking optellen bestaat. Optellen is hier natuurlijk ‘opslag’.

Alle retoriek ten spijt is de energietransitie nog niet begonnen. Dek de zonnepanelen af, zet de windmolens uit en niemand merkt er wat van. Schakel de centrales uit en de economie komt volledig tot stilstand.

Bij het ontwerp van onze dijken telt niet de gemiddelde waterhoogte maar een eens in de 10.000 jaar verwachte extreme waarde.

Een veilig energiesysteem moet tijdens weken durende strenge vorst nog steeds voldoende kunnen leveren.

3. Over windenergie en stilstaande molens:

‘Het waait altijd wel ergens.’

Dat is op zich geen onjuiste constatering maar het veronderstelt dat windparken genoeg energie leveren om de buurlanden erbij te bedienen en dat het transport van die energie geen onoverkomelijke problemen oplevert.

Het totale energieverbruik van Nederland is 3TWh (tera = 10^12) per dag. Dat is inclusief industrie en transport. Wegens hogere efficiëntie van o.a. elektrische motoren verlagen we dat naar 2TWh.

Bij een productiefactor van 40% voor wind op zee moet hiervoor ruim 300GW (giga=10^9) windvermogen geïnstalleerd worden. Dat zijn 37.500 zeer grote molens. (Vestas V164, 8MWatt).

Hierbij ga ik uit van conversieverliezen (stroom waterstof 30%, waterstof stroom 40%) en een gebruik van 1TWh stroom en 1TWh gas per dag.

De aanbeveling is om molens zes maal de rotordiameter uit elkaar te plaatsen, dan nemen ze een oppervlakte in van 36.000km2. Nederland kan wellicht aanspraak maken op 150.000 van de 750.000km2 Noordzee. Bij een realistisch derde deel voor windparken kunnen er dus nog 15.000 molens bij voor de buren.

Een hoogspanningsmast transporteert (zeer optimistisch) met een vermogen van 1GW. De masten staan minstens 50 meter uit elkaar.

Als Nederland al zijn energie aan Duitsland levert dan vereist dat 300 parallelle hoogspanningsleidingen. Zo’n tracé heeft een breedte van 15km.

Wat zal dat worden als het in Spanje hard waait en in België, Duitsland en Nederland niet?

Weergebieden strekken zich geregeld over 1000 km. uit.

Bij 40% kans op wind is de kans op geen wind in twee aangrenzende gebieden 0,6^2 = 36%.

Bij drie onafhankelijke weergebieden is de kans op ergens wind 1-0,6^3 = 78%. In dat geval moet in elk weergebied de totaal benodigde capaciteit voor alle gebieden geïnstalleerd zijn. Gedurende 22% van de tijd heeft dan nog steeds niemand stroom.

Ons elektriciteitsnet heeft een betrouwbaarheid van 99,5%.

Sprekend met medewerkers van onze energiemaatschappijen valt geregeld de term challenge wat een marketing-technisch eufemisme is voor onzekerheid en onwetendheid.

David Dirkse.

Men realiseert zich dat massale energieopslag cruciaal is voor een energietransitie. Nog totaal onbekend is echter op welk niveau deze opslag zal plaatsvinden: bij een windpark, bij bestaande elektriciteitscentrales, bij zonneweiden, in woonwijken? Waar moet netverzwaring plaatsvinden?

Geen mens die het weet. De ervaring in Amsterdam is dat plaatsing van een nieuw onderstation vijf jaren buurtinspraak vergt omdat niemand zijn parkeerplek wenst af te staan. Daarna duurt de bouw van zo’n peperbus nog eens twee jaar. Geschoold personeel is amper te vinden.

Print Friendly, PDF & Email