Over de entropie van Clausius: ∆s≥0 het verbranden van brandstoffen die opgeslagen zonne-energie zijn neemt de entropie toe en voorraad af.

Van links naar rechts: Lazare Carnot 1753-1823, Nicolas Leonard Sadi Carnot 1796-1832, Rudolf Clausius 1822-1888.

Een gastbijdrage van Bert Pijnse van der Aa.

Nicolas Léonard Sadi Carnot, zoon van Lazare Carnot, was gefascineerd door de werking van de stoommachine, waarvan James Watt in 1769 de eerste werkende versie had gebouwd (19 % rendement) en schreef in 1824 een boekje met de titel “Sur la puissance motrice du feu” (Overpeinzingen over de beweegkracht van vuur’). Dat boekje bracht Rudolf Clausius ertoe het begrip entropie te introduceren. Entropie is het Griekse woord voor ‘transformatie’: de echte transformatie van energie.

Bij het verbranden van brandstoffen, die opgeslagen zonne-energie zijn, neemt de entropie toe en neemt de voorraad af.

Vaker noemde ik in mijn reacties het begrip entropie van Clausius alsook in het artikel, ‘De meestribbelaar en de kamikaze economie’, waarin ik duidelijk wilde maken dat mensen in feite al helemaal zijn ingekapseld door het klimaatverhaal en het systeem.

Ik kijk vaak natuurprogramma’s om me te verwonderen over de schoonheid van de natuur en hoe werkelijk alles in de natuur in elkaar past (in natuurprogramma’s van National Geographic en Discovery zit klimaat-propaganda heel geraffineerd verwerkt). Ook kijk ik graag naar programma’s als, ‘How do they make it‘, of over de bouw van megaconstructies om dan als het ware brandstoffen als stromende rivieren voor me te zien. Een van de uitzendingen ging over een fabriek van enkele voetbalvelden groot, waar elke dag enkele miljoenen aardappelwafels worden geproduceerd. Dit soort megafabrieken, waarvan er vele zijn, consumeren enorme hoeveelheden fossiele energie, 365 dagen per jaar, die de voorraad doet afnemen en de entropie doet toenemen.

Deze keer wil ik begrip entropie nog eens voor het voetlicht brengen in combinatie met een enquête.

De zon is de enige bron van energie

Door kernfusie wordt in de kern van de zon elke seconde 700 miljoen ton waterstof omgezet in 695 ton Helium. De energie die daarbij vrijkomt wordt naar de aarde gezonden, die op 150 miljoen kilometer afstand haar rondjes draait. Al 4500 miljoen jaar.

Het begrip entropie leert dat de energie die de zon naar de aarde straalt, en vooral straalde in het Carboon en Perm – de geologische perioden, waarin kolen, olie en gas werden gevormd – haar ‘werk’ op de aarde doet door fotosynthese dat op het land planten en bomen doet groeien en via fytoplankton al het leven in de zeeën doet ontstaan, en ‘warmtemachines’ als motoren en turbines die generatoren aandrijven, te laten draaien door het verbranden van brandstoffen, waarna die als warmte naar het uitdijende heelal verdwijnt.

Het eerste principe van de warmteleer – Thermodynamica – luidt: ‘dat energie noch kan worden gecreëerd, noch kan worden vernietigd ‘.

Daaruit kunnen we gelijk al concluderen dat energie niet ‘hernieuwbaar’ kan zijn. Het is dus zoals Carlo Rovelli schrijft in zijn boek: ‘Het mysterie van de tijd‘, dat het het niet de energie is die de wereld voortstuwt, maar lage entropie.

Energie – mechanisch, elektrisch, chemisch of potentieel – wordt altijd omgezet in thermische energie. Ofwel, warmte gaat over op koude(re) oppervlakken en is dan op geen enkele manier weer terug te halen en opnieuw te gebruiken om planten te laten groeien of een motor te laten draaien. Tijdens die processen blijft de energie gelijk, maar neemt de entropie toe en die toename is onomkeerbaar, zo leert het tweede principe van de thermodynamica. Als er geen hernieuwbare energie kan bestaan dus, dan kan er ook geen energietransitie bestaan en zijn de ‘doelen van Parijs’ onwaar.

De volgende vormen van ‘hernieuwbare energie ‘ worden aan de burgers verkocht:

  • Elektrische energie, afkomstig van windturbines;
  • elektrische energie, afkomstig van fotovoltaïsche PV- installaties;
  • Warmte geleverd door zogenoemde ‘bio’massacentrales;
  • warmte uit ‘bio’gas. (In mijn boek, ‘De Nieuwste Economie‘, ook een hoofdstuk over de keten van biogas. Onlangs nog behandeld ook in de documentaire die Teun van der Keuken maakte over de afvalindustrie.)

Gezien het feit dat al deze vormen afgeleide vormen zijn van directe zonne-energie, opgeslagen in brandstoffen, leveren ze per definitie minder nuttige arbeid of warmte. In het eerste geval wanneer het gaat over omzetting naar elektrische energie en, in het tweede geval; minder warmte wanneer het gaat over verwarmen van gebouwen en woningen.

Warmte is de meest elementaire vorm van energie bij verbranding van brandstoffen (opgeslagen zonne-energie).

Bij het opwekken van hernieuwbare energie wordt in elke stap van de keten warmte omgezet in mechanische arbeid, waarbij verliezen optreden. Dat begint bij de enorme machines in de mijnbouw. Eerder al eigenlijk in de fabrieken waar die machines werden gebouwd en -in het kader van de energietransitie de fabrieken zelf. Denk hierbij aan fabrieken waar wieken van windmolens worden gemaakt die voor de energietransitie niet bestonden.

Op basis van de wetten van de Thermodynamica kunnen we dus theoretisch al weten – berekenen – dat voor de productie van één eenheid ‘hernieuwbare energie’ altijd meerdere eenheden fossiele energie nodig zijn. Oók op basis van logisch beredeneren en waarneming kunnen we weten dat de energietransitie verspilling van energie en grondstoffen betekent.

Verwarmen van gebouwen en woningen met warmte, afkomstig van een biomassacentrale en getransporteerd door een warmtenetwerk, is een van de meest perverse vormen van hernieuwbare energie waar de orgie van verspilling van energie en grondstoffen zichtbaar wordt.

De ronkende brochure over de aanvraag van een vergunning voor de bouw van de biomassacentrale in lage weide Utrecht in 2015, repte van 60.000 huishoudens die verwarmd zouden worden met de warmte die werd opgewekt door houtsnippers te verbranden.

60.000 Huishoudens verwarmen middels warmte van een CV-ketel op gas zou 600 miljoen kWu aan energie vragen.

Uitgaande van een energie-inhoud van 4kWu per kg gedroogd hout, moet dan in de biomassacentrale – theoretisch, zonder verliezen- 150 miljoen kg houtsnippers worden verbrand. Vers gekapt hout echter bevat ongeveer 60 % water dat eerst verdampt moet worden. Uitgaande van 2 kWu /kg die daarvoor nodig zal zijn, zal er nog eens 150 miljoen kg nodig zijn, voordat het op transport gaat vanuit Estland of Zuidoost Amerika met het zeeschip. Aan het begin van de keten is al meer dan de helft van de energie-inhoud van het hout opgebruikt . Het is niet moeilijk meer zich voor te stellen dat uiteindelijk vele malen meer fossiele energie nodig zullen zijn dan hetgeen wordt geleverd. In een CV- ketel wordt gas verbrand met een rendement van ca. 100 % door terugwinning van de warmte uit de condens. De embedded energy in deze keten is nog niet een fractie van die van de keten van het verbranden van houtsnippers.

Hieronder een vergelijking tussen de keten van 60.000 CV-ketels en de keten van een biomassacentrale in combinatie van een warmtenetwerk:

Over de entropie van Clausius: ∆s≥0 het verbranden van brandstoffen die opgeslagen zonne-energie zijn neemt de entropie toe en voorraad af.

De grafiekjes – oranje staven – geven een indruk van de verhoudingen tussen de verliezen in de keten en de levering.

Over de entropie van Clausius: ∆s≥0 het verbranden van brandstoffen die opgeslagen zonne-energie zijn neemt de entropie toe en voorraad af.

 

Over de entropie van Clausius: ∆s≥0 het verbranden van brandstoffen die opgeslagen zonne-energie zijn neemt de entropie toe en voorraad af.

Naar aanleiding van dit verhaaltje aan u de vraag of u – nog – gelooft in de energietransitie.

U hoeft alleen de vragen met ja of nee te beantwoorden. Net als een vrouw niet een beetje zwanger kan zijn, bestaat er ook niet een beetje een energietransitie. Dus bij een totale score van 0 bent u tegen de energietransitie en bij een score van 1 bent u vóór de energietransitie Green Deal.

Over de entropie van Clausius: ∆s≥0 het verbranden van brandstoffen die opgeslagen zonne-energie zijn neemt de entropie toe en voorraad af.

Bert Pijnse van der Aa.

  • Gelooft u dat er zoiets als een energietransitie kan bestaan?
  • Is de Green Deal een construct?
  • Denkt u dat er na fossiele brandstoffen, brandstoffen zullen komen die fossiele brandstoffen zullen vervangen of dat andere bronnen van energie dan de zon zullen komen?
  • Het is evident dat de energietransitie goed is voor de werkgelegenheid. Kijk maar naar het Gemini park waar continu 100 mensen nodig zijn om operationeel te houden, terwijl een centrale die het equivalent aan vermogen heeft en 90 % van het jaar draaien kan, met slechts enkele mensen operationeel gehouden kan worden. Vindt u dat werkgelegenheid moet prevaleren?
  • Vindt u dat de salderingsregeling moet worden afgeschaft?
  • Vindt u dat windmolenparken wel op zee moeten worden gebouwd, maar niet op het land ?
  • Vindt u dat warmtenetwerken zuiniger zijn dan separate CV-ketels?
  • Zijn warmtepompen in combinatie met PV- (all electric) zuiniger dan een CV-ketel?
  • Is een elektrische auto zuiniger met brandstof dan een elektrische auto?
  • Worden met de opslag van energie in waterstofgas de doelen van Parijs wél gehaald ?
  • Kunnen de doelen van Parijs ooit gehaald worden?

***

Bert Pijnse van der Aa: Schrijver van ‘De Nieuwste Economie, Energie vanaf de oerknal tot … de energietransitie?