Energyfuture.nl is een initiatief van
mede mogelijk gemaakt door museum boerhaave en nrc media
Š jason hawkes
Energy Future
voorwoord Beste lezer, Een van de grote vraagstukken van de 21e eeuw is of er wel genoeg betaalbare en schone energie beschikbaar zal zijn voor 9 miljard mensen in 2050. Onlangs hebben wij de 7 miljardste wereldburger mogen begroeten en het duurde slechts twaalf jaar om de wereldbevolking van 6 naar 7 miljard te laten groeien. In Nederland, waar weinig bevolkingsgroei is, is dit maar moeilijk voor te stellen. Van deze 7 miljard mensen komen er steeds meer in steden te wonen. Nu leeft ongeveer de helft van de wereldbevolking in de stad, straks zo’n drie kwart. Vrij vertaald kan je zeggen dat er elke week een stad met 1 miljoen mensen bijkomt in de wereld. Het goede nieuws is dat steeds meer mensen onder de armoedegrens vandaan komen en tot de middenklasse in hun land gaan behoren. Dat is duidelijk zichtbaar in China en India en hopelijk straks ook steeds meer in Afrika. Deze mensen kunnen zich nu ook een brommer, koelkast en later een auto veroorloven. Consequentie is wel dat de vraag naar energie (en naar voedsel en water) hierdoor enorm toeneemt en tussen nu en 2050 op z’n minst zal verdubbelen. Maar kunnen wij wel aan deze vraag naar energie voldoen en ook op een manier die het klimaat verdraagt? Alle studies en scenario’s maken duidelijk hoe moeilijk het zal worden om hieraan te voldoen. In de afgelopen tien jaar was de groei in kolengebruik in de wereld even groot als de groei in wind, zon, nucleair, olie en gas bij elkaar! Om in 2050 over voldoende betaalbare en duurzame energie te beschikken, moeten wij nu in actie komen. In deze fotobijlage laten wij graag zien wat de mogelijkheden zijn en aan welke technologieën wordt gewerkt om vraag en aanbod in de toekomst met elkaar in evenwicht te houden. Naast de traditionele energiebronnen die voorlopig belangrijk blijven, komen er steeds meer hernieuwbare energiebronnen. In de komende decennia zullen deze steeds belangrijker worden.
Het eerste wat helpt, is het zuiniger en efficiënter omgaan met energie. Alles wat wij aan verspilling kunnen tegengaan, is goed. Wij moeten bewuster en zuiniger omgaan met onze kostbare grondstoffen en energiebronnen. Technologie helpt daarbij, maar het gaat ook om ons eigen gedrag. Hernieuwbare energiebronnen, zoals zon, wind en biobrandstoffen, doen op grote schaal hun intrede, maar zij zullen niet alleen aan de energievraag kunnen voldoen. Een van de belangrijkste ontwikkelingen van de laatste jaren is het vinden van nieuwe voorraden aardgas. Aardgas als de schoonste fossiele brandstof heeft een reserve voor 250 jaar gebruik – en mogelijk meer. Het gebruik van aardgas in een elektriciteitscentrale vermindert de uitstoot van CO2 met de helft in vergelijking met kolen. Op de wereldwijde verstedelijking: dit zou weleens een van de meest positieve ontwikkelingen kunnen worden. Mensen leven compact in steden, met korte vervoersafstanden en een groot potentieel voor efficiënt energiegebruik, zoals stadsverwarming. Langs de A20 bij Rotterdam zie ik altijd die gasgestookte elektriciteitscentrale staan, midden in de gebouwde omgeving. Veilig en schoon voorziet hij Rotterdam van elektriciteit en verwarming voor de woningen, en stroom voor de tram, metro en straks de elektrische auto. Prachtig, die technologie van gecombineerde elektriciteit en verwarming, voor slim ontworpen steden. Bij Shell zijn we optimistisch over de mogelijkheden van technologie (waar wij hard aan werken), maar er is meer nodig. De energietransitie is een grote opgave en het raakt ons allemaal. Ik wens u veel plezier toe bij de prachtige beelden van ons energiesysteem en de innovaties die worden ontwikkeld. Dick Benschop President-directeur Shell Nederland
2
Energy Future
AARDGAS in overvloed
De overgang van traditionele fossiele brandstoffen naar duurzame energie zal vele decennia duren. Aardgas kan in dit overgangstraject een belangrijke rol spelen, want van alle fossiele brandstoffen is het verreweg de schoonste. Er zit bovendien nog meer dan voldoende aardgas in de
grond, ook in Nederland. Het gasveld in Slochteren (Groningen) heeft vijftig jaar na ontdekking nog bijna 1.000 miljard kubieke meter gas. Internationaal zijn de toch al enorme voorraden verder gestegen door de opkomst van onconventioneel gas dat is opgeslagen in steenlagen. Aardgas
wordt vervoerd via pijplijnen of in vloeibare vorm in speciale schepen naar LNG-terminals in Europa, Japan en de Verenigde Staten. Met behulp van geavanceerde technologieĂŤn kan aardgas tegenwoordig ook al diesel of vliegtuigkerosine vervangen.
4
het zwarte goud Olie is de grootste energiebron die in gebruik is. Een derde van de wereldbehoefte aan energie wordt door olie voorzien, zo’n 85 miljoen vaten van 159 liter per dag. Schoonebeek is het grootste olieveld op het Europese vasteland. De Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM) heeft in 2011 dit veld in Drenthe weer in productie genomen. De traditionele jaknikkers zijn inmiddels vervangen door moderne installaties die onder meer stoom injecteren. NAM verwacht in de komende 25 jaar zo’n 100 tot 120 miljoen vaten in Schoonebeek te produceren.
6
Š ernst bode
Energy Future
© TOBY SMITH
Energy Future
kolen koning china De Chinese economische groei is momenteel een belangrijke pijler waarop het herstel van de wereldeconomie balanceert. De inspanning die nodig is om de Chinese economie te laten groeien, is echter vooral gebaseerd op het gebruik van steenkool. De Chinese regering wil daar wat aan doen en heeft onlangs gezegd dat de toename van CO2-uitstoot in 2020 met 40 tot 45 procent gereduceerd moet zijn. Ook stelt China dat in 2020 15 procent van de energie uit alternatieve energiebronnen zou moeten komen.
8
elektriciteit ongekend populair
Š tyrone turner
In Nederland geproduceerde elektriciteit wordt voornamelijk opgewekt met behulp van aardgas. In elektriciteitscentrales staan turbines, te vergelijken met een fietsdynamo, die worden aangedreven door stoom. Deze stoom wordt opgewekt door
verbranding van aardgas. Afhankelijk van de vraag zullen de generatoren gas bij moeten geven of terugnemen. Dat vergt enige coĂśrdinatie van de centrales, die van Polen tot Portugal met elkaar zijn verbonden. Er is steeds meer behoefte aan elektriciteit, dus moeten
we er zuinig mee omspringen. In en om het huis valt al een hoop te besparen door bijvoorbeeld te kiezen voor ledverlichting en apparaten uit te zetten in plaats van op stand-by te laten staan.
Energy Future
10
Š toby smith
Energy Future
schone energie is niet altijd voordelig Kernenergie staat al jarenlang ter discussie, want het heeft grote vooren nadelen. Kernenergie op zich is een bijzonder schone energievorm, er komt immers geen broeikasgas bij vrij. Bovendien kan een kerncentrale honderdduizenden huishoudens tegelijk
van elektriciteit voorzien. Uranium, de grondstof van kernenergie, is ook nog eens relatief goedkoop. Het is voorradig in verschillende landen met een laag geopolitiek risico. Een belangrijk nadeel blijft echter het radioactieve afval. En hoewel het risico van een
‘meltdown’ van een kerncentrale zeer klein is, hebben de gebeurtenissen bij Fukushima in Japan de discussie omtrent de veiligheid van kernenergie weer op scherp gezet.
12
Š jason hawkes
Energy Future
hoe groen is groen Elektriciteit wordt ook opgewekt door waterkrachtcentrales, die stromend of neerstortend water gebruiken om een turbine in beweging te brengen. Deze hydraulische centrales bevinden zich in stromen en rivieren, met een al dan niet kunstmatige dam. Aangezien waterkrachtcentrales geen CO2 uitstoten, worden ze gezien als opwekkers van
‘groene energie’. Echter, in natuur- en milieukringen bestaan bezwaren tegen deze vorm van stroomopwekking, met name wanneer een stuwmeer bij de centrale is aangelegd. Een van de negatieve factoren hierbij is dat het ecosysteem van waterdieren flink verstoord wordt.
14
Š cameron davidson
Energy Future
wie verbruikt het meest
© Kevin kooley
Iedereen – gezinnen en bedrijven – die elektriciteit en gas gebruikt, betaalt energiebelasting. Het doel van deze belasting is om energie duurder te maken, waardoor er zuiniger mee wordt omgegaan. Maar niet iedereen betaalt evenveel; zo is kerosine bijvoorbeeld
vrij van accijns. Grootverbruikers van energie in industrie en landbouw betalen ook minder. Huishoudens gebruiken ‘slechts’ 20 procent van de totale elektriciteitsproductie, maar betalen gemiddeld wel meer energiebelasting per kilowattuur
(kWh) dan groot- verbruikers zoals de staalindustrie. Zal het afschaffen van deze en andere subsidies een schoner en innovatiever bedrijfsleven stimuleren?
16
in 2050 60% minder co2-uitstoot Een goede doorstroming van wegen waterverkeer is nodig om te komen tot een efficiĂŤnt energietransport. Energietransitie is daarbij het sleutelwoord. Als gevolg van verduurzaming zullen andere eisen worden gesteld en gelden andere uitgangspunten dan in het verleden. Zoveel is zeker, maar hoe energietransitie precies vorm gaat krijgen, staat nog allerminst vast. Het is lastig te voorspellen hoe die verduurzaming zich in Nederland laat vertalen. Neemt bijvoorbeeld elektrisch rijden een grotere vlucht dan voorzien? Andersom kan natuurlijk ook. De groei van elektrisch vervoer blijft achter bij de doelstelling, en de aangelegde infrastructuur wordt daardoor onvoldoende benut. Toch zullen we de energie-infrastructuur nu al gereed moeten maken voor de komende veertig jaar.
© CHRISTOPH GIELEN
Energy Future
18
© Alex MacLean
Energy Future
in 2050 2 miljard auto’s We gaan met z’n allen naar alle waarschijnlijkheid niet minder rijden: in 2010 reden er wereldwijd ongeveer 1 miljard auto’s, naar verwachting zijn dat er ongeveer 1,5 miljard in 2030 en 2 miljard in 2050. Tegen die tijd moeten alle auto’s op benzine en diesel uit de stedelijke gebieden van de weg, zo wil de Europese Commissie. Het doel is om de CO2-uitstoot in de komende decennia met 60 procent terug te dringen. Elektrische auto’s zouden dan een goed alternatief kunnen zijn, maar om de groei van het aantal ‘nul-emissie’ auto’s sneller op gang te brengen, moet ook worden gewerkt aan een passende infrastructuur. Afhankelijk van deze ontwikkelingen schatten onderzoekers het percentage elektrische auto’s in 2030 tussen de 7 en 33 procent.
20
in 2050 9 miljard mensen Urbanisatie is niet nieuw, maar nooit groeide de bevolking in stedelijke gebieden sneller dan de afgelopen decennia. Sinds 2007 wonen er meer dan 3,3 miljard mensen in stedelijke gebieden. In grootte is dit slechts 3 procent van het totale aardoppervlak. Uitgaande van het huidige geboortecijfer zal rond 2050 drie kwart van de wereldbevolking in steden wonen. Steden zijn plekken die kansen bieden en ontnemen, die het milieu belasten én ontlasten. Mits er efficiënt wordt gebouwd, compact en zo veel mogelijk de lucht in, is veel energiebesparing mogelijk door korte vervoersafstanden, massatransportmiddelen, stadsverwarmingssystemen en compact wonen en werken. Er bestaan ook toekomstbeelden waarin de verticale stad zijn eigen voedsel produceert in wolkenkrabbers die zo het ‘landoppervlak’ verveelvoudigen.
22
Š jason hawkes
Energy Future
Š cameron davidson
Energy Future
24
duurzaam door groei Inmiddels delen we de aarde met meer dan 7 miljard anderen. Meer dan een derde daarvan leeft in India en China. Elk van deze landen telt meer inwoners dan BraziliĂŤ, Pakistan, Bangladesh, IndonesiĂŤ en de Verenigde Staten bij elkaar. Hoewel India en China te boek staan als de grootste vervuilers, zetten ook zij in op grootschalig gebruik van duurzame energie. In India is zelfs een ministerie dat zich bezighoudt met de ontwikkeling en financiering van duurzame energie, een unicum in de wereld. De laatste jaren zet India vooral in op de industriĂŤle toepassing van zonne-energie: met 250 tot 300 zonnige dagen per jaar is zonne-energie erg belangrijk voor India. Daarnaast stimuleert de Indiase overheid buitenlandse investeerders in het opzetten en beheren van duurzame energieprojecten.
Š martin roemers
Energy Future
26
Š alex maclean
Energy Future
efficiĂŤnter maar meer Apparaten worden steeds zuiniger, toch moet meer dan 50 procent van de beperking van CO2-uitstoot van energiebesparing komen, willen we de internationale klimaatdoelen van 2030 halen. Met die besparing is de (Europese) politiek al een hele tijd bezig, terwijl het totale energiegebruik van Europese huishoudens de afgelopen jaren alleen maar verder is gestegen. Zowel de bevolkingsgroei als de toename van kleinere huishoudens zorgt voor een explosieve groei in het aantal huishoudelijke apparaten. De overheid stimuleert daarom efficiĂŤnter energieverbruik. Huishoudens en andere kleinverbruikers kunnen onder andere door middel van slimme energiemeters meer inzicht krijgen in hun energieverbruik.
28
IJSLANDS GLORIE
© Kevin kooley
Bij geothermie wordt warmte gewonnen uit het binnenste van de aarde. Vooral in vulkanische streken, zoals IJsland, liggen deze gebieden op zo’n geringe diepte dat winning economisch lonend is. Zo levert de geothermale energiecentrale
Nesjavellir het merendeel van de stroom voor Zuidwest-IJsland en warm water voor de voorsteden van Reykjavík. Aardwarmte kan direct gebruikt worden om te verwarmen, maar kan ook elektriciteit opwekken.
Ook in Nederland en België is deze techniek in opkomst, met name voor de verwarming van tuinbouwkassen en stadsverwarming.
30 Energy Future
Š blaine harrington
auto’s op alcohol BraziliÍ haalt 45 procent van zijn energie uit duurzame bronnen. Wereldwijd is dit slechts 14 procent. BraziliÍ is wereldwijd de grootste producent en consument van ethanol, gemaakt uit suikerriet. Mits er geen bos moet worden gekapt om dit gewas te kweken, heeft suikerriet een uiterst gunstige broeikasgasbalans. Uit suikerriet wordt alcohol gewonnen dat als bio-ethanol wordt bijgemengd in benzine. In Nederland ligt dit anders. In 2010 waren wij voor 96 procent afhankelijk van de import van brandstoffen. Ondanks dat onze landbouwgronden al intensief gebruikt worden, staan er in Nederland momenteel wel al enkele bio-energiecentrales die stroom opwekken uit snoei- en afvalhout. In 2007 bedroeg de totale oppervlakte aan energiegewassen in Nederland 1.500 hectare, echter volgens schattingen zal dit op termijn groeien naar 20.000 tot 300.000 hectare.
Energy Future
32
Š robert clark
Š alex maclean
Energy Future
niet veeleisende micro-algen Micro-algen kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan de wereldwijde behoefte aan bio-energie. Algen groeien door middel van fotosynthese en bestaan voor de helft uit olieachtige stoffen waaruit biodiesel kan worden gewonnen. Ook bevatten algen veel eiwitten die kunnen worden gebruikt als grondstof voor voedingsmiddelen. Algen kunnen vrijwel overal groeien en de potentiĂŤle opbrengst per hectare ligt een stuk hoger dan die van energiegewassen als koolzaad of palmolie. Volgens sommige schattingen kan met ‘slechts’ 4 miljoen hectare kweekgrond genoeg biodiesel geproduceerd worden om het huidige wagenpark in de Verenigde Staten van brandstof te voorzien. Dit is een fractie van de 1,2 miljard hectare die nodig is om dezelfde 530 miljard liter biodiesel uit sojabonen te winnen.
34
Š alex maclean
Energy Future
actieve citrus-pulp
Š alex maclean
Kan eendenkroos (ook wel lemna) een volwaardige energiebron zijn? In hoeverre zal citrus-pulp een alternatief zijn voor maĂŻs als producent van ethanol? Het zijn vragen waar de wetenschap zich momenteel over buigt. In Amerika wordt onderzoek gedaan naar de haalbaarheid van grootschalige kweek van alternatieve biobrandstoffen.
Eendenkroos, een plantje van hooguit 5 millimeter in omtrek dat in gematigde en tropische gebieden op stilstaand water drijft, kan naast veevoer ook dienen als biobrandstof. Hetzelfde geldt voor citrus-pulp, ondanks dat citrusvruchten seizoensvruchten zijn en niet langer dan acht maanden per jaar groeien.
36
hoge molens vangen veel wind De windmolens in een windpark zijn steeds meer gaan opvallen. In het begin stonden ze in hun eentje bij een boerderij en waren ze min of meer zo hoog als omliggende bomen. Inmiddels lopen de masthoogtes op tot bijna 200 meter, hoger dan de Rotterdamse Euromast. Windmolenparken bepalen in belangrijke mate het landschap en mogen in Nederland daarom niet zomaar worden geplaatst. Een alternatief is het bouwen van windmolenparken in zee. In Nederland zijn er op dit moment windmolenparken bij Egmond aan Zee en IJmuiden. Hoe verder van de kust, des te minder horizonvervuiling zou je denken, maar hoe langer de hoogspanningskabel naar de kust, hoe minder rendabel het park is.
Š cameron davidson
Energy Future
38
Š kacper kowalski
Energy Future
40
Š alex maclean
Energy Future
elk uur energie voor 1 jaar
© toby smith
Als het aan de zon ligt, hebben we geen energieprobleem. Per uur straalt ze voldoende energie naar de aarde om de gehele wereldbevolking een jaar van energie te voorzien. Zonne-energie is nog niet grootschalig doorgebroken, omdat het een relatief dure vorm van energie is. Wel zakt de prijs van zonne-energie elk jaar drastisch en
valt te verwachten dat de aanschaf van zonnepanelen en –boilers steeds aantrekkelijker wordt. Duitsland is koploper op het gebied van zonneenergie, in 2007 produceerde het 46 procent van het wereldtotaal. Dat klinkt als ‘veel’, maar was slechts 0,3 procent van de totale Duitse elektriciteitsproductie. De huidige
opbrengst van zonne-energie in Nederland bedraagt slechts 0,03 procent van het totale elektriciteitsgebruik. Met behulp van nieuwe technologieën en door stijgende prijzen van fossiele brandstoffen zal zonne-energie naar verwachting zo rond 2040 een rendabel alternatief zijn.
42
Š alex maclean
Energy Future
eeuwige energie De eindeloze beweging van golven op zee kan worden gebruikt om milieuvriendelijk energie te produceren. Er zijn verschillende methoden om golfslagenergie op te wekken, bijvoorbeeld met drijvers in het water of door golven op te vangen in een reservoir. Ook eb en vloed kunnen gebruikt worden om energie op te wekken. Het getijdenverschil kan op sommige plaatsen ter wereld wel 10 meter zijn. Hiermee kan getijdenenergie of maanenergie worden geproduceerd. Helaas zijn de kostbare onderdelen van de apparaten niet goed bestand tegen zeestormen en het zoute zeewater, waardoor ze vaak vervangen moeten worden.
44
nawoord In de tentoonstelling Verborgen krachten: Nederlanders op zoek naar energie, op dit moment te zien in Museum Boerhaave, staat een model van een lepelbaggermachine uit het eind van de achttiende eeuw. Turfwinning was van vitaal belang voor onze Gouden Eeuw, belangrijker dan wind- en waterkracht, maar al dat gegraaf in hoogen laagveen had uitdijende plassen en onvoorspelbare rivierstromen tot gevolg. Talloze uitvindingen beloofden de waterhuishouding op orde te krijgen, de lepelbaggermachine via een draaiende baggerschep (lepel) die met een tredmolen door menskracht werd aangedreven. Het voorstel – dat het nooit heeft gehaald – illustreert een gang van zaken die ons bekend zal voorkomen. Een bloeiende economie kan niet zonder voldoende energie, energiewinning kan tot ongewenste neveneffecten leiden, waarna wetenschap en techniek voor oplossingen mogen zorgen. Of het nu de verzakkende bodems boven de Groningse gasvelden zijn, of radioactief afval van kerncentrales, het gaat om soms koppige problemen waarmee niet of onvoldoende is gerekend en die een beroep doen op ons vernuft. De zoektocht naar energie is van alle tijden en heeft geweldige hoogstandjes en daverende mislukkingen opgeleverd. Zonder onderzoek gaat dat niet. Onderzoek is mensenwerk en kan niet buiten nieuwsgierigheid
en verbeeldingskracht. Achteraf mislukkingen aanwijzen is geen kunst. Altijd hebben geleerden en gelukzoekers in hun zucht naar roem en rijkdom uit volle overtuiging geprobeerd energetische processen te doorgronden of brandstoffen op te sporen. De pioniers die rond 1900 met gravimeters en seismografen op Sumatra naar olie zochten, en zo de weg effenden voor Koninklijke Olie en Shell, beseften het doorslaggevende belang van een wetenschappelijk instrument. Ingenieur Dijkhuis, die een eeuw later in een Rotterdamse loods met een batterij accu’s bolbliksems wilde opwekken, was minder fortuinlijk, maar aan passie geen gebrek. Het aardige van het verleden is dat het sporen nalaat in het heden. Geen land is zo ingrijpend omgeploegd, geëxploreerd en doorboord als het onze. Ging het goed met de brandstofwinning, dan ging het goed met Nederland. Het landschap getuigt van die zoektocht. De strakke polders van het Westland verwijzen naar de turfwinning in de Gouden Eeuw, de kassenbouw aldaar kon floreren dankzij Gronings aardgas. Intussen is de kweekreactor van Kalkar, symbool van het maatschappelijke verzet tegen kernenergie, omgebouwd tot pretpark Wunderland: de lepelbaggermachine van de 21ste eeuw.
Dirk van Delft directeur Museum Boerhaave
Energy Future
46
colofon Door dit samen met anderen te doen, wil Shell helpen helderheid te scheppen in het energievraagstuk en benadrukken dat we alle oplossingen en besparingen nodig hebben om aan de toenemende vraag naar energie te voldoen. Naast deze fotobijlage bestaat het Energy Future programma uit de website www.energyfuture.nl, de informatieve film Energy Future,
de online tool Energy Mixer, en de Energy Future Circles. Dit is een serie conversaties met experts en publiek op verschillende locaties in Nederland.
Initiatief Shell Nederland
De foto’s in deze bijlage zijn ook te zien in de fotoexpositie Energy Future. U vindt meer informatie over deze rondreizende outdoor expositie op www.energyfuture.nl.
Realisatie Brandbase
Concept Brandbase Edelman
Ontwerp & Redactie x-publishers.com Met medewerking van Museum Boerhaave
Š jason hawkes
Deze fotobijlage wordt u aangeboden door Shell Nederland en is mede mogelijk gemaakt door Museum Boerhaave en NRC Media. De fotobijlage is een onderdeel van het Energy Future programma, dat draait om onze toekomst op het gebied van energie. Het programma is een initiatief van Shell en wil mensen met interesse in onze huidige en toekomstige energievoorziening inspireren, betrekken en informeren.
© KEVIN COOLEY
Energyfuture.nl