Duurzame Energie

Introductie

In dit werkstuk zullen we een aantal duurzame energie vormen bespreken en daarvan alle voor- en nadelen en waar mogelijk de kosten noemen. Aan het einde zullen we de energievormen gaan vergelijken en vertellen wat de meest rendabele vorm is van duurzame energie.

Onze hoofdvraag is hierbij:
Welke duurzame energie moet in Nederland worden gestimuleerd?

Wat is duurzame energie?

Duurzame energie is energie die milieuvriendelijk wordt opgewekt. Hierdoor wordt het leefmilieu voor de toekomstige generaties niet aangetast door het opwekken van energie.
Duurzame energie heb je in allerlei vormen: je hebt bijvoorbeeld zonne-energie, windenergie, bio-energie, aardwarmte-energie en waterkrachtenergie. Bij al deze voorbeelden wordt er gebruik gemaakt van natuurlijke verschijnselen die in het proces geen schade veroorzaken aan de natuur. Ook zijn de bronnen voor het opwekken van dit soort energie nog miljarden jaren beschikbaar, zoals: de zon, wind, water en plantaardige grondstoffen.


Van alle hierboven genoemde soorten duurzame energie zijn op dit moment maar een paar soorten relevant voor de bestrijding van het broeikas effect. Dit zijn windenergie, bio-energie en zonne-energie. Wij zullen in dit werkstuk deze 3 soorten duurzame energie bespreken en uiteindelijk een conclusie trekken welke van de drie het meest rendabel is.

Voordelen van alle duurzame energiebronnen zijn:

- Het gebruik van fossiele brandstoffen wordt verminderd, zodat er meer fossiele brandstoffen overblijven (deze kunnen namelijk op).
- Er is minder CO2-uitstoot.
- Landen met een duurzame energiebron worden minder afhankelijk van olieproducerende landen. Zij hebben namelijk minder olie nodig, en zorgen voor hun eigen energie.

Deze voordelen zullen we hierna niet meer bespreken bij de 3 verschillende soorten duurzame energie.

Windenergie

Windenergie is energie die wordt opgewekt door middel van de wind. Iedereen herkent vast wel die grote windmolens langs de weg. Dit zijn windturbines. Deze windturbines werken als een soort dynamo: op het moment dat de wind waait, waait deze langs de wieken van de turbine, die gaan draaien, en door deze draaiende beweging wordt energie opgewekt.

Voordelen van windenergie

Windenergie is duurzaam, het gaat dus heel lang mee.
Windturbines zijn op veel plekken te plaatsen.


Nadelen van windenergie

Wind heeft een lage massadichtheid, zodat de energiedichtheid beperkt is.
Het is van te voren niet in te schatten hoeveel een windmolen opbrengt. Windsnelheid is namelijk zeer veranderlijk en moeilijk in te schatten.
Ook kan het plaatsen van windturbines in landelijk gebied als nadelig worden gezien: veel mensen vinden het niet mooi (horizonvervuiling).
Voor het produceren van windmolens zijn staal en kunststof nodig, maar het winnen van deze grondstoffen is een vervuilend en energievretend proces. De energie die nodig is staat gelijk aan ongeveer 6 maanden gebruik van een windmolen.
Een ander nadeel van windmolens is dat vogels uit de lucht kunnen worden geslagen. Een rij windmolens is voor vogels net zo gevaarlijk als een snelweg voor een eend. Door de windmolens worden ze uit dat gebied weggedreven en zo wordt hun territorium verkleind.
Omdat de molens vaak heel groot zijn kunnen omwonenden last hebben van geluidsoverlast en slagschaduw.
Als laatste kost een windmolen natuurlijk heel veel geld, ongeveer anderhalf tot drie keer zo veel als grijze stroom. Deze kosten worden momenteel door subsidies opgevangen.

Financieel

“Als de gunstigste locaties het eerst worden gebruikt, kan de helft van het wereldwijde elektriciteitsverbruik voor 6 dollarcent per kWh of minder worden opgewekt. Voor 7 dollarcent per kWh of minder kan het hele wereldelektriciteitsverbruik worden geleverd. Uiteraard moet er dan wel technologie zijn om die energie op de gewenste manier over tijd en plaats te spreiden, omdat het niet altijd overal hard genoeg waait. Anno 2006 kost het opwekken van stroom door windenergie 8,8 tot 10,3 eurocent per kWh, afhankelijk van de locatie. Het opwekken van fossiele elektrische energie (grijze stroom) kost 2,9 tot 5,8 eurocent per kWh.” Bron: Hoogwijk 2004

Zonne-energie

Zonne-energie is energie van de zon in de vorm van warmte en licht.

Met zonne-energie wordt tegenwoordig meestal bedoeld: de energie die mensen zelf met hun technologie opwekken direct vanuit zonnestraling. De meest gebruikte toepassing is thermische zonne-energie waarbij zonlicht wordt omgezet in warmte. Dit gebeurt door bijvoorbeeld zonnepanelen en zonnecollectors.

Voordelen en nadelen van zonne-energie

Een groot voordeel van zonnepanelen is het feit dat men elektrische energie kan verkrijgen op plaatsen waar het moeilijk, of onmogelijk is, om elektrische leidingen te leggen.
Het grote probleem bij het praktisch gebruik van zonne-energie is dat de maximale hoeveelheid energie die per vierkante meter per tijdseenheid op het oppervlak valt niet erg groot is. Daarom zal je, om zonne-energie economisch rendabel te maken, hele grote oppervlakten met zonnepanelen moeten maken.
Er bestaat een oplossing hiervoor. Er is een goede technologie om zonne-energie op te wekken: geconcentreerde zonne-energie. Hierbij worden de zonnestralen door middel van spiegels samengebracht op een klein oppervlak, waar een hoge temperatuur ontstaat. Met die hoge temperatuur wordt stoom gemaakt, waarmee net als in een gewone centrale elektriciteit wordt opgewekt. Deze methode is helaas alleen geschikt voor landen waar de zon de hele dag schijnt.

Financieel

Het energiegebruik van Europa bedraagt ca. 1020Joule/jaar. Op basis van een energieopbrengst met een rendement van ca. 15% zou een gebied in de Sahara met een oppervlak van netto ca. 50.000 vierkante kilometer voldoen voor alle energie die in Europa wordt gebruikt. Voor een dergelijke zonnecentrale in Zuid-Europa (bijvoorbeeld Spanje) zou grofweg het dubbele oppervlak nodig zijn. Bij noordelijker gelegen centrales gaat het verschil tussen de seizoenen een grotere rol spelen.
De aanschaf van zonnepanelen is duur. Voor kleine systemen (dak van een woning) liggen de prijzen voor een compleet geïnstalleerd systeem op ca. € 5,50 per Watt-Peak vermogen. Op een gemiddeld woningdak past zo'n 3 kilowatt-peak, dat kost dan € 16.500. In Nederland levert iedere kilowatt-peak per jaar zo'n 800 - 950 kWh. Bij een vergelijking van energiewinst, aanschafkosten en levensduur van de zonnepanelen speelt men tot nu toe nagenoeg quitte, maar alleen op lange termijn (terugverdientijd minstens 30 jaar). Sinds 2008 is er in Nederland subsidie voor zonnepanelen (de SDE) die ondanks haar beperkingen de terugverdientijd ongeveer halveert. Ook in veel andere landen (o.a. Duitsland, Spanje, Italië, Frankrijk, België) zijn er terugleververgoedingen: als men een kWh zonnestroom aan het net levert wordt daarvoor een vergoeding betaald die hoger ligt dan de prijs van "gewone" stroom, meestal € 0,40 tot € 0,50 per kWh. Daarmee kan een investeerder zijn zonne-energiesysteem terugverdienen in een jaar of 10. Zo wordt een groeiende markt gecreëerd. De innovatie die hierdoor gegenereerd wordt, brengt de kosten van zonne-energiesystemen met 5 tot 7% per jaar omlaag. Hierdoor komt het punt waarop ze kunnen concurreren met gewone stroom uit het net (voor consumenten nu ca. € 0,23 per kWh) steeds dichterbij. Sinds 2004 groeit de markt zó sterk (wereldwijd circa 50% per jaar), dat er een tekort is aan het benodigde zeer zuivere silicium, met prijsstijgingen van de systemen tot gevolg. Sinds 2006 wordt er veel productiecapaciteit voor silicium bijgebouwd, zodat naar verwachting tussen 2008 en 2010 de prijs dankzij deze schaalvergroting weer omlaag kan.

Biobrandstof

Biobrandstof is een verzamelnaam voor verschillende soorten brandstoffen die gemaakt worden uit biomassa zoals planten. Voorbeelden van biobrandstoffen zijn biodiesel en plantenolie.

Voordelen van biobrandstoffen
Voordelen van biobrandstoffen zijn dat landbouwgronden die voorheen moesten worden braakgelegd om voedseloverschotten te voorkomen, nu kunnen worden gebruikt voor het opwekken van biobrandstof. Via de inzet van deze braakliggende landbouwgebieden en teelt van energiegewassen wordt tevens veel CO2 aan de lucht onttrokken.
Ook bestaan er door biobrandstoffen nieuwe mogelijkheden voor boeren over de hele wereld, die twee afnemers voor hun oogsten krijgen, namelijk de voedselmarkt en de energiemarkt. Ook boeren in ontwikkelingslanden krijgen nieuwe kansen en mogelijkheden.

Nadelen van biobrandstoffen

Biobrandstoffen zijn gebaseerd op dezelfde energieopwekking (fotosynthese) als land- en bosbouw. Daardoor kan concurrentie ontstaan tussen landbouw voor voedsel en landbouw voor energie om de beschikbare productiemiddelen, zoals landbouwgrond, water en kunstmest.
Vaak wordt kunstmest gebruikt om biobrandstoffen te telen. Het gebruik van kunstmest leidt echter tot de uitstoot van lachgas (N2O). Dit is heel nadelig voor het milieu, want lachgas heeft een 310 keer sterkere broeikaswerking dan CO2.

Financieel

De kosten voor biobrandstof zijn op dit moment nog een stuk hoger dan die voor fossiele brandstoffen, ondanks de hoge olieprijs. Daarom financiert de overheid al een groot deel van de biobrandstoffen.

Conclusie

Welke van deze 3 energiebronnen zou het meest gestimuleerd moeten worden door de Nederlandse overheid? Wij kwamen tot de volgende conclusie:

De Nederlandse overheid zou volgens ons geen extra subsidie moeten geven voor de biobrandstof. Sommige biobrandstoffen, zoals biodiesel, worden nu al gesubsidieerd. Maar biobrandstof heeft momenteel nog teveel nadelen t.o.v. de voordelen. Er zijn opwekkingsmethoden met een veel hogere opbrengst en die geen goede grond, water of kunstmest behoeven, zoals zonne- en windenergie.

In Nederland is zonne-energie helaas geen rendabele energiebron, omdat in Nederland de zon te weinig schijnt, en er daardoor dus te weinig stroom opgewekt kan worden. Om genoeg stroom op te wekken zou je enorme oppervlakten moeten vullen met zonnepanelen, en dat is vrijwel onmogelijk.


De energiebron die overblijft is dus de windenergie. Ondanks de hoge kosten, zal deze soort van duurzame energie op den duur het meest rendabel zijn, mits de windmolens op plekken worden geplaatst waar veel wind is. Het is natuurlijk niet handig om de windmolen ergens te plaatsen waar geen wind is. In Nederland is veel plek voor windmolens en daarbij zijn de weersomstandigheden prima.

Kortom: windenergie is de meest rendabele duurzame energiebron voor Nederland en moet daarom worden gestimuleerd door de overheid.