Bij deze, op verzoek, de beantwoording van alle nog openstaande vragen.
Skyaero schreef op vrijdag 9 oktober 2020 @ 12:00:
Je gaat nu een paar stappen te hard. Het merendeel van ons energiegebruik is niet elektrisch. In een gemiddelde woning is 75% van de energievraag aardgas. Ja, die zou je kunnen elektrificeren, maar je kunt ook over andere methoden nadenken. Te beginnen met het uitwisselen van warmte en koude.
Zo ziet onze energiehuishouding er nu uit (bunkers zijn brandstof voor schepen en vliegtuigen):
en dit is het aandeel van de verschillende energiebronnen, bij uitvoering van het klimaatakkoord:
Regionale sturing (2050): de gemeentes beslissen en voeren het uit.
Nationale sturing (2050): de regering beslist en voert het uit.
Europese sturing (2050): de EU beslist en voert het uit.
Internationale sturing (2050): we laten het helemaal over aan de vrije markt.
Zoals je kunt zien, heeft olie in alle scenario's nog steeds een fors aandeel (vooral voor het transport en de industrie), zit aardgas alleen nog in het Europese scenario, is import van energie het belangrijkste aandeel in het laatste scenario en is kernenergie in zijn geheel verdwenen.
Bij regionale en nationale sturing (als we het zelf moeten of gaan doen), moeten we overal drastisch op gaan bezuinigen en is duurzame elektriciteit verreweg de hoofdmoot. En zonder kernenergie moet die opgewekt worden met voornamelijk wind- en zonne-energie. Dan moeten we allemaal zoveel mogelijk gaan isoleren, vloerverwarming aanleggen, een warmtepomp installeren en een elektrische auto kopen, voor zover we dat nog niet gedaan hebben. Ook een accu om je eigen elektriciteit op te slaan (en wijkbatterijen voor openbare voorzieningen, huurwoningen en appartementen) en verbouwings-subsidies voor huurders zijn hier een onderdeel van.
Het spijt me zeer, maar met zo'n statement laat je blijken niet te weten wat de opslaguitdaging is bij zon en wind (hint: seizoensgerelateerd), noch de werking van lithiumbatterijen te begrijpen.
Zoals ik al aangaf in de eerste post, lopen batterijen leeg en zijn dus niet geschikt voor langdurige opslag. De
grootste batterij voor netopslag
heeft een capaciteit van 300MWh. Dat is 20 minuten productie voor een middelgrote elektriciteitscentrale. En die centrale is veel goedkoper. Je hebt iets zoals
dit nodig:
Een medium energiecentrale (900 MWh) produceert in een halve dag 11 GWh. Als je dus 1 zo'n centrale wilt vervangen door zonne-energie heb je dat nodig aan opslag. Orde van grootte: In het filmpje hebben ze batterij-blokken ter grootte van een kwart container, die 1MWh doen. Daar heb je er dus 11.000 van nodig, of 2750 containers. Er gaan 100 containers in een olympisch zwembad, dus 27,5 olympische of 137,5 gewone zwembaden vol met gesmolten metaal.
We zouden wel waterstof kunnen gebruiken, maar het rendement daarvan
met langdurige opslag is bedroevend. Een thermische energiecentrale verhit water en gebruikt stoom om turbines aan te drijven. Het rendement van dat proces is ongeveer 40%. Je kunt de efficiëntie met waterstof wat verhogen door brandstofcellen te gebruiken, maar het membraan van die dingen is kwetsbaar en lastig op te schalen. En ondertussen moet je eerst water ontleden en die waterstof diepgekoeld houden. Een rendement van 30% ga je dus al niet halen, zeker niet als je het een half jaar of langer op gaat slaan.
Waarom zou dat een vraag moeten zijn of we dat willen? Dit is een optimalisatievraagstuk binnen kaders van betrouwbaarheid en betaalbaarheid van de energievoorziening. Je doet alsof overcapaciteit iets slechts is. Ik heb geheimpje voor je: er staat zo'n 25 GW aan regelbare centrales in Nederland, terwijl de hoogste piek in een jaar (rond kerst) tegen de 15 GW aan loopt. We hebben al bakken met overcapaciteit.
Inderdaad. Dus als we deze energievoorziening zover mogelijk CO2 neutraal willen maken, moeten we het vervangen door een oplossing die minstens net zo robuust is. En het verschil tussen "ouderwetse" regelbare centrales (vooral aardgas) en wind- en zonne-energie is, dat die laatste heel slecht regelbaar zijn. Je kunt ze wel uitzetten of terugregelen, maar je kunt ze niet op bevel aanzetten. Daarvoor moet het waaien / moet de zon schijnen.
Je hebt dan wel overcapaciteit, maar geen sturing. Daarom moet je het opslaan of de huidige, regelbare centrales laten bestaan.
Je benaderd het probleem verkeerd. Het is een integraal vraagstuk, waarbij, bron, opslag, infrastructuur en vraag allemaal gelijkwaardig zijn. Dat is weer een optimalisatievraagstuk binnen gegeven kaders. Uitdaging daarbij is datgene wat optimaal kan zijn wordt gehinderd door o.a. (bedrijfs)politiek, regelgeving en sociale draagvlak.
Bij deze een overzichtje van de mogelijkheden:
Hydro:
+ Heel grootschalig, heel efficiënt, groot vermogen
+ Geen brandstof kosten
+ Bruikbaar als accu met beperkte (maar grote) capaciteit
+ Gaat heel lang mee
+ Weinig onderhoud
+ Geen CO2 uitstoot
+ Vrij goed regelbaar (afhankelijk van het aantal turbines)
- Heel duur
- Verandert de natuur op grote schaal over een groot oppervlak
- Weinig goede locaties
- Vermogen afhankelijk van jaargetijde
Kernenergie:
+ Zeer efficiënt
+ Hele lage brandstofkosten
+ Kan bijna continu stroom leveren
+ Schaalt goed
+ Gaat heel lang mee
+ Weinig onderhoud
+ Geen CO2 uitstoot
- Heel duur
- Gevaarlijk (hele kleine kans maar mogelijk groot effect)
- Slechte publiciteit
- Afvalverwerking en afbraak zijn erg duur
(Er zijn betere alternatieven dan de gangbare, zoals Thorium)
Thermische zonne-energie:
+ Efficiënt, eenvoudig
+ Geen brandstof kosten
+ Gaat lang mee
+ Weinig onderhoud
+ Betaalbaar
+ Geen CO2 uitstoot
- Slecht regelbaar
- Vrij groot
- Alleen efficiënt in de buurt van de evenaar
- Werkt maar een gedeelte van de dag, als de zon in de spiegels valt
- Is hoogstens de helft van de tijd ergens beschikbaar
- Vereist veel opslag
Windmolens:
+ Geen brandstof kosten
+ Geen CO2 uitstoot
- Slecht regelbaar
- Vereist veel onderhoud (zeker op zee)
- Korte levensduur (zeker op zee)
- Vereist veel ruimte
- Relatief duur
- Landschapsvervuiling
- De productie is incidenteel en onvoorspelbaar
- Parken op zee zijn moeilijk aan het net te koppelen
- Vereist veel opslag
Zonnepanelen:
+ Eenvoudig
+ Geen brandstof kosten
+ Gaat lang mee
+ Weinig onderhoud
+ Geen CO2 uitstoot
- Slecht regelbaar
- Werkt alleen als de zon voldoende schijnt
- Alleen efficiënt in de buurt van de evenaar
- Vereist heel veel ruimte
- Relatief duur
- Landschapsvervuiling
- Is hoogstens de helft van de tijd ergens beschikbaar
- Vereist veel opslag
Geothermisch:
+ Eenvoudig
+ Geen brandstof kosten
+ Goedkoop
+ Weinig onderhoud
+ Geen CO2 uitstoot
+ Goed regelbaar
- Weinig goede locaties
- Lage efficiëntie
- Kleinschalig
- Niet als massaproduct te maken
- Beïnvloed bodemgesteldheid
- Vermogen afhankelijk van jaargetijde
Getijdenkracht:
+ Geen brandstof kosten
+ Geen CO2 uitstoot
- Slecht regelbaar
- Laag rendement
- Duur
- Heel veel onderhoud
- Weinig goede locaties
- Koppeling met het net is problematisch
- Vermogen afhankelijk van maanstand
Gasgestookte centrales:
+ Simpel
+ Goedkoop
+ Snel te bouwen
+ Schaalt goed
+ Goed regelbaar (afhankelijk van het aantal turbines)
- CO2 uitstoot
- Fluctuerende brandstofkosten
- Redelijk wat onderhoud
Kolengestookte centrales:
+ Simpel
+ Goedkoop
+ Snel te bouwen
+ Kan heel grootschalig
+ Goedkope brandstof
+ Vrij goed regelbaar (afhankelijk van het aantal turbines)
- CO2 uitstoot
- Uitstoot van veel schadelijke stoffen
- Veel onderhoud
Biomassa centrales:
+ Simpel
+ Goedkoop
+ Snel te bouwen
+ Vrij goed regelbaar (afhankelijk van het aantal turbines)
+ Goedkope brandstof (indien afval)
- Dure brandstof (indien hout pellets)
- CO2 uitstoot
- Uitstoot van veel schadelijke stoffen
- Veel onderhoud
We moeten een combinatie hiervan bouwen die er in resulteert dat er altijd elektriciteit uit het stopcontact komt. Dat is de belangrijkste eis.
Je hebt het artikel zeker zelf niet gelezen (of nagezocht wat er in Zwitserland is gebeurd)? Je statement in je vorige post was dat "aardwarmte voor aardbevingen veroorzaken". Dat is een breed generiek statement dat je als feit opschreef. Maar als dat waar zou zijn, waarom zijn er dan geen aardbevingen (als gevolg van geothermie) in bijvoorbeeld IJsland of Nieuw-Zeeland.
Waar het probleem zit met geothermie is dat in sommige landen je 2 tot 3 kilometer moet boren om warm water te krijgen. Er zit op dat niveau geen grondwaterlaag meer. Je moet dan de grond openbreken met fracking (jawel hetzelfde fracking als dat met gas/olie gedaan wordt) en dat geeft vanzelfsprekend gedonder.
Ik had het over het
grootschalige gebruik van aardwarmte. Je hebt een reservoir met heet water nodig, waar je aan de ene kant koud water inpompt en aan de andere kant warm water uithaalt. Als dat al ergens bestaat, de bodem daarboven geen problemen oplevert en je het volume gelijk houd, kun je dat prima gebruiken.
Als je dat overal zou willen gaan toepassen, dan moet je zelf die ondergrondse reservoirs gaan maken. Dat doen ze door dat water onder hoge druk in de grond te pompen. En dat proces heet inderdaad "fracken".
Wat heeft dit met overschot te maken? Maar gezien je het woord "goedkoper" gebruikt heb je weer duidelijk noch van de klok noch van de klepel geweten als het gaat om de complexiteit (en risico's) van financiering van kerncentrales ten opzichte van zonnepanelen. En dat we maar moeten kiezen voor wat op papier "goedkoper" is, zonder alle andere requirements mee te nemen. Waarom hebben we in Nederland aardgasgestookte centrales als kolencentrales "goedkoper" zijn?
Om met dat laatste te beginnen: kolencentrales produceren veel giftige stoffen, waaronder
meer radioactiviteit dan een vergelijkbare kerncentrale. Aardgas is heel schoon (alhoewel er ook wat zwavel in zit) en deze centrales zijn heel goed te regelen.
En de vergelijking is natuurlijk niet tussen een kerncentrale en een paar zonnepanelen. De vergelijking is tussen twee systemen die samen een deel van de elektriciteitsvraag kunnen invullen. Er dus voor kunnen zorgen dat er altijd 230 volt uit het stopcontact komt zodra je de stekker er insteekt. Zonnepanelen voldoen daar niet aan. Als het er om ging dat er soms een ongespecificeerd voltage uit het stopcontact komt, dan was het een betere vergelijking.
Nou hebben kerncentrales op dat vlak ook hun beperkingen. Een kernreactor zet je niet even uit of aan. Als je het vermogen wilt beperken moet je de te veel geproduceerde warmte af gaan voeren en gaat het rendement fors omlaag. Kernreactors zijn vooral heel goed in continu het maximale vermogen produceren.
Weet je wat het werkelijke probleem is? Je gooit generieke statements neer als feiten zonder onderbouwing en/of zonder bron. Je stelt statements met verwijzing naar bronnen die de statements helemaal niet benoemen of ondersteunen. Je lijkt de artikelen e.d. die je linkt zelf niet gelezen te hebben en laat blijken eigenlijk überhaupt maar weinig van de (complexiteit) van het onderwerp te weten. En als je naar de details wordt gevraagd, dan worden die ontweken met generieke one-liners. Inhoud lijkt je niet te boeien en nuance is een woord wat niet je woordenboek voorkomt.
Daar het blijkbaar toch te veel moeite is om op de bijgevoegde links te klikken, heb ik de meeste relevante dingen hier rechtstreeks ingevoegd.

Goed, ik hap. Hoe zie je dit concreet voor je? Hoeveel centrales? Welke technologie? Hoe ga je het financieren? Wat is de tijdslijn van introductie? Hoe ga je maatschappelijk draagvlak creëren. Hoe ga je, indien aanwezig, met radioactief afval om?
Ik ben overigens niet voor of tegen kernenergie, dus de vragen zijn serieus.
Mocht je hier na de uitgebreide uitleg van @
DaniëlWW2 en @
defiant nog vragen over hebben, dan hoor ik ze graag.
Zwerver schreef op zaterdag 10 oktober 2020 @ 00:27:
Ik ben niet tegen kernenergie, maar kan je mij eens uitleggen hoe kernenergie gaat zorgen voor stabiliteit op het netwerk, tegen lagere financiële en milieukosten dan bijvoorbeeld hydro en/of batterijen?
Ik zal je een paar hints geven. Hoe compenseer je de hogere belasting van het milieu bij aanleg (denk stikstof en CO2, maar ook kap van bomen etc.)? En waar laat je je afval? Hoe compenseer je de milieubelasting voor de delving van je bronmateriaal?
Ik denk dat ik dat hierboven allemaal al heb uitgelegd, en anders hoor ik het graag.
Het grote voordeel van kernenergie is gewoon, dat het zo extreem efficiënt is. Zoals je op
het xkcd plaatje kon zien, bevat een kilo Uranium (of Thorium) miljoenen keren zoveel energie als een kilo fossiele brandstoffen. En alhoewel de productie van Uranium en nucleaire brandstofstaven flink wat afval produceert, is dat vele ordes van grootte minder dan een vergelijkbare hoeveelheid van iedere andere brandstof omdat de hoeveelheid zo klein is.
Als je zegt continu laten draaien tegen - relatief - lage kosten, want doe je dan met de energie die opgewekt wordt uit andere bronnen? Of stel je voor om de netwerk stabiliteit volledig vanuit nucleair te halen?
Dat is inderdaad de grote vraag. Want als opslag niet haalbaar en/of te duur is en je die andere centrales toch nodig hebt, is het al snel goedkoper om dan die zonnepanelen en windmolens maar gewoon helemaal niet te bouwen.
Zoals al eerder aangehaald, bestaat de ene helft van de Aarde bijna volledig uit water. HVAC in een ondergrondse kabel is weer een apart probleem en je bent er niet met alleen die ene kabel. Je moet een heel netwerk gaan bouwen, waarvan ieder onderdeel zijn eigen verlies oplevert. Al was het maar om de elektriciteit op die HVAC leiding te krijgen en er weer af te halen zonder dat de spanning te veel gaat fluctueren en je op andere plekken niet meer aan de vraag kunt voldoen.
Met als added bonus geopolitieke stabiliteit door wederzijdse (!) afhankelijkheid.
Dat ben ik met je eens. Dat zou al voldoende reden zijn om er toch mee aan de slag te gaan. Alhoewel dat natuurlijk ook averechts kan werken als iemand toch de levering onderbreekt.
Afgezien daarvan, opslag is realiteit, net als vraagsturing.
Heb je hier ook een goed voorbeeld van?
En het grootste deel van de Sahara is rotswoestijn, geen zand.
Dat wist ik niet. Weer wat geleerd.

Inderdaad. Maar de totale hoeveelheid energie die je per uur als water in het spaarbekken kunt pompen, is beperkt. En ondertussen blijft de rivier er achter ook water aanvoeren. Na een tijdje is het bekken vol en moet je water gaan lozen. Dan krijg je dingen zoals de grote overstromingen in China waar ze dat een paar maanden geleden ook moesten doen.
Een land als Australie gaat opwekking en opslag verplaatsen over een oppervlakte groter dan de EU - daar kan het dus wel?
Australië bestaat voor het grootste gedeelte uit woestijn of vlaktes met een minimale begroeiing en heel veel zon. Je kunt dat rustig volzetten met thermische zonnecentrales, als je een goede oplossing kunt vinden voor de beperkte opslag die dat vereist. Dat blijft nog steeds een lastig punt.
Er zijn zonnecentrales die een groot vat vol gesmolten zout verhitten, waardoor er 's nachts nog voldoende warmte overblijft om aan de vraag te voldoen. Dat is echter nogal corrosief, dus dat levert nog wat opstartproblemen op. Maar het kan dus wel, als je een grote woestijn in je achtertuin hebt.