| |
| |
| |
Energie een thema van levensbelang | | | | | | |
| | | Waarde lezers,
Het was niet altijd eenvoudig om in de reeds gepubliceerde bijdragen over energie het complexe probleem ook voor niet specialisten duidelijk te maken. Soms zullen specialisten gezien hebben dat zelfs belangrijke elementen omwille van de verstaanbaarheid onderbelicht bleven. De prijs om een ruimer publiek te kunnen bereiken, zoals we ook schreven in onze filosofie.
Voor de reeks over zowel het klimaat als de energie konden we rekenen op onze huiswetenschapper Gerard De Beuckelaer die naast zijn academische activiteiten (MIT en TU Munchen) ook onderzoek deed bij BASF in Ludwigshafen en daar in 1979 de vraag voorgelegd kreeg welke energiemogelijkheden er waren mocht er ooit een olietekort zijn.
Deze bijdrage over de toekomstmogelijkheden is werkelijk van uitzonderlijk belang. Niet omdat ze oplossingen zou geven, maar omdat ze op een eenvoudige maar wetenschappelijk verantwoorde manier de weg toont die wij, en dat zijn zowel de overheid, als de onderzoekers én de vrijemarkteconomie, samen kunnen gaan om de omslag van fossiele brandstof naar alternatieven tot een goed einde te brengen. We zagen geen betere oplossing dan u de uitgebreide bijdrage als één geheel aan te bieden. Maar we voorzagen wel 'rustpauzes' voor zij die niet de tijd hebben om alles in één keer te lezen. Neem er rustig uw tijd voor, want het is een belangrijke bijdrage aan het debat dat vandaag in een richting gaat die dringend én ingrijpend moet bijgestuurd worden.
. | | | | | | |
| | | Energieomslag: is er nog een uitweg? | | | | | | |
| | Verwarring met ingebouwd systeem We zijn nu aan het einde gekomen van onze verkenningstocht door het energielandschap. De aandachtige lezer, die ons over heel het parcours gevolgd heeft, zal een zekere frustratie voelen. We hebben enige moeite geïnvesteerd en veel aspecten bekeken, maar wat hebben we daarmee bereikt? Alles lijkt verward. Ieder detail schijnt met ieder ander detail verbonden. In heel dat kluwen is geen klare lijn en ook geen zich luid aanbiedende oplossing zichtbaar.
Het zal u nauwelijks kunnen troosten dat ik evenmin als u precies weet wat we in de komende jaren moeten doen om de grote transitie - waartoe we met onze hele energie-infrastructuur in de nabije toekomst gedwongen zullen worden - heelhuids door te komen. Zoals we nog zullen zien, gaat het hier om een organische ontwikkeling die zich zal voltrekken binnen een veranderend kader dat we vandaag nog niet kunnen kennen. Het zou uitermate naïef zijn hier een deterministische oplossing te verwachten. Het gaat immers niet om een algebraïsche vergelijking met een simpele en bewijsbare oplossing. Het gaat hier om een complex, deels chaotisch systeem met talrijke, deels onbekende terugkoppelingsmechanismen dat bovendien in de tijd afloopt. Onze beslissingen van vandaag bepalen mee de randvoorwaarden van morgen en dus ook wat dan juist en fout zal zijn.
Alles wat ik kan doen is dus, samen met u, zo zorgvuldig mogelijk naar de randvoorwaarden kijken. We kunnen daaruit weliswaar niet de oplossing afleiden, maar hopelijk wel besluiten welke maatregelen in ieder geval gunstig zijn en een positieve bijdrage leveren, en welke in ieder geval of met hoge waarschijnlijkheid schadelijk zullen zijn. Voor de rest moeten we een beetje vertrouwen in de evolutie hebben. Die heeft in het verleden – vanuit ons standpunt – niet slecht gewerkt. Ten bewijze waarvan wij vandaag leven. Laten we het aanpakken!
We beginnen nu de enorme dimensies te zien van de problemen die voor ons liggen. Onze energie-infrastructuur nemen we normaal nauwelijks waar, omdat we ze voor vanzelfsprekend houden: ze schijnt gewoon bij onze omgeving te horen. We merken dus niet eens hoe gigantisch ze is, hoe ze ons overal omgeeft en ondersteunt, maar ook in onze flexibiliteit drastisch beperkt. We hebben dat al besproken toen we het hadden over het elektriciteitsnet, maar dat vormt slechts een deel van de infrastructuur, en het geheel is veel omvangrijker dan dat.
Het zal voor sommigen heel teleurstellend zijn, maar heel dat complex van centrales, tankstations, hoogspanningsleidingen, pijpleidingen met compressorstations, havens, tankparken, boorplatformen, olietankers, raffinaderijen… laat zich niet zonder meer sturen. Biljoenen heeft het gekost en meer dan een eeuw is eraan gebouwd, en toch is dit niet het resultaat van een bewuste planning of van een georganiseerd project, maar eerder een artefact gevormd door de evolutie, een ‘wording' gesmeed tussen noodzaak en dwang.
Er is zelfs nooit redelijk en nuchter over gediscussieerd. Ook bij het ontstaan van het elektrisch net waren er emotionele, totaal niet-zakelijke disputen die voor de huidige in geen enkel opzicht moesten onder doen. Op een van die ‘oorlogen' die zich afspeelde aan het einde van de 19e eeuw wil ik een beetje uitvoeriger ingaan omdat we er belangrijke lessen voor de behandeling van de huidige problematiek uit kunnen trekken. Gelijkstroom of wisselstroom
Eerst even de acteurs voorstellen. Thomas Edison, de flamboyante uitvinder, zal voor de meesten van ons een begrip zijn. Hij was de eerste die ‘droomde' van zoiets als een elektrisch netwerk, en dergelijke dingen op toen nog – vanuit het huidige perspectief – vrij kleine schaal begon te bouwen. Al zijn patenten, waarmee hij fortuinen verdiende, gingen over gelijkstroom. Zijn opponent was George Westinghouse, een iets minder flamboyante ingenieur. Die kon echter rekenen op de ondersteuning van Nikola Tesla, een geniale Servische ingenieur en fysicus. Tesla was helemaal ‘een stille figuur', maar zijn werk sprak des te luider! Hij werd aan de universiteit ooit gebuisd omdat zijn professor zijn absoluut correct antwoord op de examenvraag niet kon begrijpen. Tesla drong niet aan! Westinghouse zette op wisselstroom. Tesla had op dit gebied enkele baanbrekende uitvindingen op zijn naam, onder andere de transformator en een meerpolige motor.
Tussen Edison en Westinghouse brak een moordende concurrentie uit. Het ging om heel veel geld en dus was geen enkel middel te vies. Nadat Edison enkele grote uitschrijvingen (onder andere de verlichting voor de wereldtentoonstelling van Chicago in 1893) aan Westinghouse verloren had – omdat wisselstroom werkelijk de elegantere en dus intrinsiek goedkopere oplossing was – begon hij een echte lastercampagne in de pers. Hij beweerde dat wisselstroom gevaarlijker was voor elektrocutie dan gelijkstroom. Net het omgekeerde is waar, maar niemand wist dat toen, ook Edison niet! Hij beweerde bovendien dat de door wisselstroom gevormde elektromagnetische velden schadelijk voor de gezondheid waren. Dat was en is precies dezelfde onzin die ook vandaag ‘bezorgde' activisten via ‘coöperatieve' media en journalisten nog altijd aan de publieke opinie slijten om de bouw van hoogspanningsleidingen te bemoeilijken. De discussiestijl is in die 120 jaar niet echt veranderd. In al die tijd is ook geen spoor van werkelijk wetenschappelijk verdedigbaar bewijs voor enig gezondheidsprobleem gevonden, maar de ‘zogenaamde bezorgdheid' wordt nog altijd zorgvuldig onderhouden en van tijd tot tijd een beetje opgepookt.
De publieke opinie geraakte er toen niet uit, net zomin als vandaag. In ieder geval maakten de door Edison opgeklopte ‘gevaren' grote indruk. Dat zal bij de gemiddeld geringe diepgang van ons weten over technisch-wetenschappelijke aangelegenheden wel altijd het geval blijven. Daarbij komt dat ‘de gewone mensen' de rijken en machtigen ook toen al voor geen haar vertrouwden. Ze doen dat vandaag nog altijd niet; ze hebben er ook niet meer redenen voor dan toen.
Uiteindelijk heeft Westinghouse toen desondanks gewonnen. De technische voordelen van wisselstroom waren gewoon te overweldigend. Een van de winstpunten is dat men wisselstroom, met behulp van Tesla's transformator, kan brengen naar de spanning die in de gegeven omstandigheden de meest efficiënte oplossing biedt. Dat vertaalt zich dan in lagere kosten, en die hebben het pleit beslecht.
De vraag is maar of ook vandaag nog de beste technologie, in dit geval dus wisselstroom, zou winnen. Ik ben daar helemaal niet zeker van. Een eeuw geleden bemoeiden de overheid en de politiek zich niet met die dingen. De uiteindelijke keuze werd gemaakt als resultaat van de praktijk in de vrije markt. De vrije markt, die vandaag uiteraard door allerlei slordig opgeplakte etiketten – rekenfouten van mijnheer Piketty inbegrepen – in het diepste diskrediet is gebracht, biedt inderdaad een zeer effectief selectiemechanisme: het best passende overleeft. Het is niet zo verwonderlijk dat dit systeem uitstekend werkt, omdat het hier om precies hetzelfde mechanisme gaat dat de evolutie stuurt. En de evolutie is het die de volledige wereld zoals wij ze kennen ‘geschapen' heeft. Ze kon en kan dat zonder vooraf uitgedokterd plan, compleet ad hoc! Er is dus toch wel enige reden om de evolutie te vertrouwen!
Onze energie-infrastructuur is door dit mechanisme gevormd doorheen tientallen conflicten die minder bekend zijn dan de wissel-/gelijkstroom controverse, maar daarom niet minder belangrijk zijn. Ook in het niet-elektrisch deel van de energiesector waren er dergelijke concurrentiesituaties, bijvoorbeeld tussen verschillende brandstoffen. Ik beweer niet dat deze ‘arbitragemethode' ideaal is, en zelfs niet dat in alle gevallen de objectief beste techniek zich doorgezet heeft. Ik ken nogal wat gevallen waar dat anders was. Maar in ieder geval heeft zich in al die controversen een oplossing uitgekristalliseerd die zowel technisch als maatschappelijk werkte. Deze situatie is lang niet beperkt tot energie. De volledige economie is door dergelijke processen gevormd.
Tegelijkertijd waren en zijn de mechanismen die onze welvaart mogelijk gemaakt hebben moreel en filosofisch altijd verdacht. We stellen ze doorlopend in vraag en zoeken naar alternatieven. We hebben er grote moeite mee een systeem te vertrouwen waar geen grote ideologie en geen sterk mythisch verhaal achter zit. Vooral de postmoderne mens vertrouwt uitsluitend het collectief oordeelsvermogen van de homo sapiens en wil de loop der dingen zelf in handen nemen, ondanks het feit dat al onze ervaringen ons net daarvoor luid zouden moeten waarschuwen.
Er zijn al veel alternatieven uitgeprobeerd en spectaculair mislukt. Het belangrijkste voorbeeld is het Sovjetcommunisme, dat nog niet zo heel lang geleden onder zijn eigen gewicht geïmplodeerd is. De diagnose was duidelijk. Ook met een bureaucratie van miljoenen ambtenaren is de overheid niet in staat de economie zodanig te plannen en te organiseren dat er volgend jaar schoenveters zijn voor iedereen die er nodig heeft. De vrije markt kan dat wel, zonder daar ook maar één persoon voor te werk te stellen. Uiteraard heeft ook de vrije markt haar scherpe kantjes die niet onder de mat geveegd mogen worden. Maar die vormen hier nu niet het thema.
Nu hebben wij de neiging ook bittere, duurbetaalde lessen snel te vergeten. Daardoor kan zich vandaag iets nogal merkwaardigs afspelen. We bekijken onze overheden en politiek leiderschap met diep en nog toenemend wantrouwen en tegelijkertijd verwachten we er toch alle heil van. We verwachten bijvoorbeeld dat ze de energiecrisis oplossen. Waar halen we eigenlijk het idee dat onze overheid de dingen waarin de Sovjets zo eclatant faalden nu ineens wél zou kunnen? Elektriciteitsbevoorrading is niet echt eenvoudiger dan het voorzien in schoenveters!
Het is eigenlijk nu al overduidelijk dat onze bollebozen dat niet gaan kunnen. Met een onzalig mengsel van belastingen, subsidies, participaties en verboden zijn ze volop bezig de grote crash voor te bereiden. Die zal erger zijn dan die van de Sovjet-Unie, gewoon omdat wij van hoger zullen vallen. Wij willen gewoon niet zien dat ze volledig verkeerd bezig zijn. Hoe zou het anders kunnen dat wij miljardensubsidies in zonnepanelen die voor de aarde niet enkel economisch maar zelfs energetisch een netto verspilling zijn zonder enig gemor laten doorgaan? We kunnen moeilijk beweren dat we dat allemaal niet weten. Kijkt soms niemand ooit eens naar zijn elektriciteitsrekening? De eerste conclusie die wij hier moeten trekken is dus:
‘Als we een oplossing voor het energieprobleem willen vinden, zullen we de overheid en de politiek het roer uit handen moeten nemen en veel meer op de markt vertrouwen.'
Betekent dat dan dat overheid en politiek hier geen rol te spelen hebben? Integendeel, maar daar komen we verder op terug.
We kunnen uit het voorgaande ook nog iets anders afleiden:
‘Pogingen om snel aanzienlijke veranderingen van de infrastructuur af te dwingen zijn gedoemd om te mislukken.'
Verder is het noodzakelijk dat we gaan inzien dat we het hier met een natuurwetenschappelijk-technisch probleem te maken hebben dat we dan ook als dusdanig moeten benaderen. Er is onmiskenbaar een enorme sociale impact. Maar dat betekent niet dat de krachten die normalerwijze in de maatschappij werken, zoals ideologie, mythevorming, opinies, angst en verwachtingen hier ook maar in de geringste mate nuttig kunnen zijn. Ik heb onlangs ergens gelezen dat we ondertussen zo ver zouden moeten zijn dat we kunnen zien dat het beter is dergelijke problemen rationeel te benaderen dan met religieus fanatisme. Maar ik zie eerder het tegendeel gebeuren.
Als we dat voor elkaar zouden krijgen kunnen we ernstig over doelstellingen gaan nadenken.
| | | | | | |
| |
| |
| | | Doelstellingen
We moeten een aantal doelen viseren. Ik zet ze in de volgende tekst vet cursief.
Het primaire doel kan enkel zijn:
Substitutie van fossiele energiedragers door duurzame alternatieven.
Daarbij zijn enkele opmerkingen te maken:
We moeten de huidige CO2 -obsessie afwerpen. Uiteraard, als we de fossiele brandstoffen substitueren zal, als neveneffect, de daarmee verbonden CO2-uitstoot ook verdwijnen. Dat kan in geen geval schaden.
Als we echter fanatiek kortzichtig enkel CO2 najagen, gaan we domme dingen doen, zoals bijvoorbeeld fotovoltaïsche systemen excessief subsidiëren, waardoor we niet enkel fortuinen over de balk gooien maar bovendien, wereldwijd gezien, de CO2-uitstoot doen toenemen.
Dr. Helena Popova, een Russische astrofysicus, die zo dadelijk nog ter sprake komt, formuleert het heel precies, niet politiek maar wel wetenschappelijk correct:
“There is no strong evidence, that global warming is caused by human activity.” (Er is geen solide bewijs dat de opwarming van de aarde door menselijke activiteit veroorzaakt wordt.) Ze sluit de mogelijkheid dat er toch menselijke invloed is ook niet uit, want het tegendeel is evenmin bewezen.
Daarmee is ze een ‘loochenaar', een van de – blijkbaar verbluffend talrijke – zogenaamde ‘drie'(?) procent. Het zal haar hartelijk worst wezen: haar universiteit (Lomonosov in Moskou) is een beetje ‘achter': ze kennen daar het begrip ‘politiek correct' nog niet. Ze doen er nog steeds aan gewoon correcte wetenschap.
We hadden het over alternatieven, in het meervoud. We mogen ons inderdaad niet tot één bron (bv. zonne-energie) beperken.
Het is belangrijk hierbij te bedenken dat wind- en hydro-energie ook – geconverteerde – zonne-energie zijn.
Het is natuurlijk een oude boerenwijsheid die zegt dat je niet alle eieren in één mand mag leggen. Als er dan iets misgaat zijn we alles kwijt. En er kan inderdaad iets vreselijk misgaan, zelfs met de zon.
Prof. Valentina Zharkova, een mathematicus/astrofysicus die aan de Northumbria University werkzaam is, voorspelt, samen met een aanzienlijk aantal andere onderzoekers, op vrij korte termijn een nieuwe mini-ijstijd door geringere zonneactiviteit. Prof. Helena Popova van de Lomonosov Universiteit (Moskou) doet dat, op een iets andere manier, ook. De wetenschapsmensen die achter deze studies staan, zijn niet de eersten de besten. Mevrouw Zharkova bijvoorbeeld heeft haar reputatie in de astrofysica verdiend door patronen te herkennen lang voordat anderen ze ook zagen. Hun analyses zou ik vandaag nog niet helemaal wetenschappelijk bomvrij noemen – dat doen ze zelf trouwens ook niet – maar een volle klasse betrouwbaarder dan de modellen van het IPCC zijn ze heel zeker.
We hebben in de geschiedenis al meerdere dergelijke ‘zonnezwaktes' doorstaan. Hieronder ziet u een schilderij van Abraham Hondius uit 1677 dat de tijdens een dergelijke periode toegevroren Theems voorstelt. | | | | | | |
| |
| | | Nu is dat geen reden tot paniek. Maar prettig is het ook allerminst. Er waren toen jaren achtereen mislukte oogsten, met als gevolg hongersnoden en onlusten.
Mevrouw Zharkova, die tegenwoordig in het Verenigd Koninkrijk werkt, moet natuurlijk wel opletten wat ze zegt en vooral het ‘antropogeen opwarmingsdogma' niet tegenspreken: anders heeft ze in de tempels van verlicht liberaal vrij onderzoek, die onze universiteiten vandaag zijn, plots geen budget meer…
In ieder geval is het nogal waarschijnlijk dat de zon ons gedurende de komende decennia flink in de steek gaat laten.
We mogen de nucleaire technologie niet opgeven
Daar zijn, naast een verzwakkende zonneactiviteit, nog drie sterke redenen voor. Ten eerste hebben we een parallelsysteem naast zonne-energie nodig (noemen we dat het “broeksriem en bretellen”- principe). Ten tweede geraken we de lange transitieperiode niet heelhuids door zonder nucleaire centrales. Ten derde zitten we nog altijd met een aanzienlijke hoeveelheid radioactief afval uit een halve eeuw productie van onze kerncentrales. We kunnen dat afval niet gewoon 20.000 jaar lang ignoreren: we moeten het verwerken. Een oplossing daarvoor is denkbaar, maar we kunnen ze enkel vinden als we intensief nucleaire technologie blijven onderzoeken. Nucleaire energie kan absoluut veilig werken. Daarvan zijn vandaag zelfs heel wat Groenen overtuigd. En hun aantal neemt toe. Het bewijs is trouwens geleverd: de nucleaire sector kan voor de afgelopen eeuw een uitstekende veiligheidsstatistiek voorleggen, zelfs als we die onverantwoordelijke domme streken in Tsjernobyl gewoon mee inrekenen. Meer en meer mensen beginnen dat te zien, maar collectieve angsten zijn uiteraard altijd sterker dan nuchtere feiten.
Dat wordt dus zeer moeilijk. Zoveel rationeler en beter geïnformeerd dan de middeleeuwse mens zijn wij vandaag – ondanks al onze eigendunk – nu ook weer niet. Stel u voor dat in de middeleeuwen iemand had gezegd: “maar mensen toch, de pest wordt niet veroorzaakt door de joden die de bronnen vergiftigen, maar door een bacterie, Yersinia pestis, die in de vlooien van ratten en andere knaagdieren ‘reist'.” Ze hadden hem waarschijnlijk samen met de joden op de brandstapel gezet! En neen, deze vergelijking is er echt niet met de haren bij gesleurd. Het zou zeker wijs en voorzichtig zijn ook op langere termijn een aantal thoriumreactoren in bedrijf te hebben. Voor onze transitieproblemen komt die technologie in ieder geval te laat. Wij zullen ons – voorlopig – met de modernste uraniumtechnologie moeten behelpen. Wij, hier in België, kunnen het thoriumproces ook niet tot industriële rijpheid ontwikkelen. Daar zijn de Chinezen en Indiërs echter al mee bezig. We moeten dat wel op de voet volgen en als het mogelijk is er in de mate van onze mogelijkheden in participeren om knowhow en ervaring te winnen. We moeten ons instellen op een zeer lange transitieperiode
De lichtzinnigheid waarmee onze beleidsmakers de transitie uittekenen – in zover ze zich daar al toe verwaardigen – kan enkel de meest goedgelovige onder ons nog verbazen. In ieder geval zijn hun voorstellingen grotesk optimistisch, zelfs ronduit naïef. Ik begin meer en meer te vrezen dat ze die sprookjes zelf geloven.
Zoals we al konden zien, gaat het hier om een evolutionair proces dat in de details in hoge mate onvoorspelbaar blijft. Desondanks weten we over dergelijke aflopen toch wel enkele dingen.
Wat we hier voor ons hebben is een substitutieproces. We willen iets (fossiele brandstoffen) vervangen door iets anders (alternatieve energievormen). Het is bovendien een proces met aanzienlijke maatschappelijke relevantie.
Professor Cesare Marchetti, een Italiaanse fysicus heeft net dergelijke aflopen grondig bestudeerd. In het artikel 'Society as a learning system' kunt u daar een en ander van opsteken. Hoe verschillend die leerprocessen ook mogen zijn, we zien verbluffende parallellen in hun afloop. Merkwaardigerwijze hangt die blijkbaar meer van eigenschappen van de maatschappij af dan van de karakteristieken van het specifieke project!
Het is dan ook duidelijk dat de conversie weg van fossiele brandstoffen veel langer zal duren dan iemand van de maatgevende politici, opiniemakers en activisten vandaag ook maar durft te denken. We moeten aannemen dat het een eeuw zal duren voor de omschakeling bijna volledig (98%) afgesloten is. Dat lijkt totaal ongeloofwaardig en dat begrijp ik ook wel. Maar als dat niet een beetje onrealistisch was, zou ik u met plezier een weddenschap aanbieden.
Doordat we aan het begin van de operatie, op grond van onrealistische voorstellingen, met grote haast in de verkeerde richting rennen – zoals we momenteel zien gebeuren – wordt het proces niet ingekort: integendeel!
Het is ook van groot belang te begrijpen waar in het leerproces we ons momenteel bevinden. | | | | | | |
| |
| | | Dat verklaart ook veel van de huidige verwarring en onzekerheid: die horen eenvoudig bij de start. | | | | | | |
| | | Tijd voor een tweede pauze | | | | | | |
| | | Een mogelijke Weg
Vooraf moeten we vaststellen dat ik niet wil proberen u hier de oplossing te tonen. Dat kan ik niet omdat er nog te veel onderzoek nodig is. Ik heb dus hoegenaamd niet de pretentie u de weg te tonen, maar ik wil het met u over de navigatiemethode hebben: hoe vinden we onze weg? We gaan dat doen aan de hand van een voorbeeld.
Daar we het hier met een enorm complexe uitdaging te maken hebben, is het van groot belang dat we middelen vinden om de opgave te delen in stukken die we gescheiden van de rest kunnen bewerken. Dat betekent dan dat we tussen de verschillende componenten ‘interfaces' nodig hebben, “verbindingsstukken” die gedurende de transitie constant kunnen blijven terwijl de componenten zelf veranderen.
Laten we, om louter praktische redenen, met het aspect mobiliteit beginnen en van daaruit verder werken.
Om min of meer bruikbare voorspellingen te kunnen doen, moeten we de elementen van het fenomeen ‘mobiliteit' – die in de afzienbare toekomst, ongeacht technologische en maatschappelijke innovaties constant zullen blijven- identificeren.
We zullen ook in de toekomst tuigen nodig hebben die van A naar B kunnen bewegen, waarbij noch A, noch B noch de weg daartussen a priori bekend zijn. Dat betekent dat we de nodige energie voor de reis moeten meenemen.
In ons artikel ‘Elektrische Auto's' hebt u kunnen zien dat we die energie het best in de vorm van chemische energie laden en transporteren, en die dan onderweg, naar behoefte, door middel van een brandstofcel in elektrische energie omzetten waarmee we de motoren aandrijven. Hier hebben we een dergelijke constante. Hoewel deze technologie nog niet op grote schaal toegepast wordt, zien we nu toch al dat ernstige alternatieven ontbreken en deze technologie zich zal doorzetten. Enkel baanbrekende nieuwe ontdekkingen kunnen het doorzetten van deze technologie afbreken. En ook die nieuwe ontdekkingen zullen eerst hun eigen ‘Marchetticyclus' moeten doorlopen, alvorens inzetbaar te zijn. Nu komen de vragen: Welke brandstof? Welke brandstofcel? Hier zijn zonder meer alternatieven mogelijk. De best denkbare brandstof is waterstof, dat met 141 MJ/kg de hoogste reactie-energie van allemaal heeft. Ongelukkigerwijze is waterstof, zoals we hebben aangetoond in ons artikel ‘(Water)stof tot nadenken', te moeilijk en gevaarlijk op te slaan, te transporteren en te behandelen. Maar wat dan wel? Wat gaan we dan in onze brief aan Sinterklaas vragen? We willen graag een vloeistof, die we kunnen pompen en bij normale temperatuur en druk opslaan, in tankwagens en tankschepen vervoeren en via pijpleidingen verdelen. We willen het product het liefst aan een normaal tankstation verkopen en indien mogelijk daarvoor een bestaande benzinepomp gebruiken. Het mag niet al te giftig zijn en bij ongevallen geen ecologische ramp veroorzaken. Het moet biologisch afbreekbaar zijn. We moeten het niet enkel in brandstofcellen kunnen gebruiken maar ook in onze bestaande voertuigen. We moeten het op dit ogenblik industrieel kunnen produceren uit fossiele brandstoffen. We moeten bovendien uitzicht hebben op een latere productie met behulp van zonne-energie. Het zou mooi zijn als het om een product zou gaan dat we al kennen, in grote hoeveelheden gebruiken, en waarmee in de maatschappij een brede ervaring bestaat.
Wat denkt u nu? Zoiets bestaat niet: we gaan Sinterklaas boos maken en niets krijgen? Helemaal integendeel, dat wondermiddel bestaat wel degelijk: methanol (brandspiritus)!
Eigenschappen van methanol
Methanol heeft een kookpunt van 65º C. Benzine is een mengsel van stoffen en het heeft dus geen bepaald kookpunt maar een kooktraject. Het begint al te koken bij 35º C maar pas bij 200º C is alles verdampt. Daarbij vergeleken is methanol niet slecht! Diesel met een kooktraject van boven de 200º C is uiteraard nog veiliger. We kunnen methanol dus in normale drukloze tanks opslaan. We kunnen het pompen en door pijpleidingen verdelen. We kunnen de voor benzine/diesel bestaande apparatuur gewoon verder gebruiken in zoverre die geen aluminium delen bevat: aluminium wordt door methanol gecorrodeerd en die delen moeten vervangen worden.
De verbrandingswarmte is 23 MJ/kg. Dat is dus zevenmaal kleiner dan bij waterstof en de helft van benzine of diesel. Dat hadden we liever hoger, maar het is werkbaar. We moeten daarbij ook niet vergeten dat waterstof zeer licht is, en dat – per volume – methanol meer energie draagt. Als we het – zeer aanzienlijk – gewicht van de druktanks die voor waterstof nodig zijn incalculeren is dat zelfs per gewicht duidelijk het geval.
Methanol wordt door de industrie nu al massaal geproduceerd, als tussenproduct en oplosmiddel: meer dan 110 miljoen ton per jaar.
We hebben bijna een eeuw ervaring met methanol in de chemische industrie, en in de maatschappij, waar we ‘brandspiritus' al heel lang voor alle mogelijke dingen gebruiken, zelfs nog meer.
Methanol is – zoals de meeste chemicaliën – giftig. Maar laten we redelijk zijn: zolang u het spul niet drinkt, is er niet veel aan de hand. Methanol wordt, zowel in de bodem als in water, snel biologisch afgebroken. Methanol vormt met lucht explosieve mengsels. Maar het is veel veiliger dan waterstof, en zelfs veiliger dan benzine. Natuurlijk is diesel nog veiliger…
We kunnen Ottomotoren, mits geringe modificaties (hoogstens enkele honderden Euro) ook op methanol laten draaien. Daarbij wordt de actieradius gehalveerd (door de geringere verbrandingswarmte). Dat is echter nog altijd beter dan de – verschrikkelijk dure – auto met batterij. Met dieselmotoren ging dat tot hiertoe niet, maar ik heb onlangs ergens gelezen dat daaraan gewerkt wordt.
Maar vooral: we kunnen met methanol in een brandstofcel elektriciteit maken. Welke mogelijkheden dat opent weet u van ons artikel over elektrische auto's.
De Methanolbrandstofcel
Chemisch gebeurt in een brandstofcel precies hetzelfde als bij de verbranding van methanol, althans wat de bruto reactie betreft.
Voor de liefhebbers: CH3OH +3/2 O2 à CO2 + 2H2O + 726.7 kJ (1)
Maar de reactie loopt (overigens via totaal andere reactiemechanismen) nu traag af, en slechts een beetje boven omgevingstemperatuur. Dat wordt mogelijk gemaakt door enkele technisch niet-triviale kunstgrepen met membranen en katalysatoren. De techniek staat eigenlijk nog aan het begin. We kijken hier dus ook weer tegen een leerproces aan. Daar dit echter niet de volledige maatschappij beroert maar zich kan afspelen in de beperkte kring van technici kan het veel sneller aflopen dan we bij Marchetti zien.
Het grootste deel van de reactie-energie wordt nu niet afgegeven in de vorm van warmte maar elektrische stroom bij een spanning van 0,4 V.
In dit filmpje kunt u zien hoe het werkt.
De 0,4 V is natuurlijk onpraktisch laag, dus moeten we meerdere cellen in serie schakelen om een praktisch bruikbare spanning te genereren. Dat kunt u in de volgende afbeelding (laboratoriumapparatuur) zien | | | | | | |
| |
| | | Er bestaat nog een variante. We kunnen methanol eerst door een zogenaamde ‘reformer' sturen. Daar wordt methanol gesplitst en genereert een waterstofrijk gas. Dat kunnen we dan in een waterstofbrandstofcel in stroom omzetten. Dat werkt prachtig! Niets tegen waterstof – integendeel! – zolang we het maar niet hoeven te transporteren of op te slaan. Een dergelijke – commercieel beschikbare – apparatuur ziet u hieronder.
| | | | | | |
| |
| | Er is een goede reden om deze omweg te maken. Het rendement van methanolbrandstofcellen zou beter kunnen. Er is een probleem dat we ‘methanol cross-over' noemen: een deel van het methanol gaat door de membranen zonder te reageren. Waterstofcellen zijn al veel efficiënter. Geen wonder: dankzij NASA hebben die al een halve eeuw ontwikkeling achter zich!
Van de andere kant is dit geen ‘sciencefiction' meer. Er rijden in Denemarken auto's met brandstofcellen op methanol.
In dit filmpje kunt u de opening van de eerste methanolpomp in een tankstation in Denemarken zien!
Ik hoop dat het hemelsbreed verschil met de huidige concepten voor elektromobiliteit u opvalt. We moeten hier geen compleet nieuwe infrastructuur bouwen: we kunnen de oude gewoon verder benutten en geleidelijk op methanol overschakelen. We kunnen daar zoveel tijd voor nemen als we willen of geloven te hebben. We hoeven zelfs ons voertuigenpark niet in één klap te vervangen. We kunnen ook dat geleidelijk aan doen, niet zo heel verschillend van wat we altijd al gedaan hebben: de oude wagen ‘oprijden' en dan de nieuwste techniek kopen.
We zien dat methanol de rol van ‘lingua franca' speelt, het universele bindmiddel dat alles aan alles knoopt. Daarbij is ook belangrijk dat we methanol kunnen maken van praktisch alles wat koolstof bevat: van steenkool, aardolie, aardgas, biomassa…
Een ‘methanoleconomie' laat rare dingen toe. De oliefirma's hebben in hun portfolio heel veel aardgasvoorraden die ze niet ontginnen omdat, bijvoorbeeld, de specificatie voor de pijplijn niet vervuld wordt, of ook omdat er geen pijplijn in de buurt ligt en er naar die plek een leiden te duur zou zijn. Welnu, het is vrij gemakkelijk een methanolfabriek op een schip of een boorplatform te bouwen. Dan nog een oude tanker, die uit de vaart genomen is wegens bv. te klein en oneconomisch, ernaast als opslagtank en we draaien! Af en toe moeten we dan eens met een moderne tanker voorbijkomen en de ‘oogst' ophalen.
De rol van methanol in de mobiliteit kan naar andere gebieden geëxtrapoleerd worden. Het is bijvoorbeeld mogelijk een gasturbine die bij een plots elektriciteitstekort gestart moet worden met methanol aan te drijven. Die turbine moet dan wel voor methanol ontworpen zijn.
Het is wel duidelijk dat we dan nog altijd fossiele brandstoffen verbruiken, en dat is niet het uiteindelijke doel: daar willen we vanaf. Er zijn mogelijkheden om uit de fotosynthese, producten te winnen die in methanol omgezet kunnen worden, op voorwaarde dat we het eerste deel van het proces, tot de vorming van glucose, op industriële schaal in vitro aan het lopen krijgen. Dat is minder exotisch dan men zou kunnen geloven: reeds in de vorige eeuw waren we goed daarheen op weg. Uiteraard moet er nog veel gebeuren voor dit een echt industrieel proces kan worden. We moeten dan praktisch, heel grof en oppervlakkig gesteld, de reactievergelijking (1) omgekeerd laten aflopen. Waarschijnlijk hebben we daarbij – afhankelijk van de vraag hoe groot het deel van de fotosynthese is dat we industrieel kunnen doorvoeren – extra waterstof nodig, maar hoe we dat door elektrofotolyse van water met zonlicht kunnen maken, weten we al.
Als we dan toch fotosynthese gaan gebruiken, waarom het dan niet simpel houden en ineens landbouw gebruiken? Twee redenen. Voor een in-vitroproces hebben we enkel zon nodig, en geen landbouwgrond. Dat het gebruik van landbouwgrond voor energiewinning crimineel zou zijn, hebben we al behandeld. Verder zal dat waarschijnlijk voor een goed deel moeten gebeuren in zeer onherbergzame gebieden, bijvoorbeeld woestijnen. Dan is het belangrijk dat we in een chemische fabriek heel wat minder personeel nodig hebben dan voor een landbouwbedrijf.
Slechts een voorbeeld
Is methanol nu de oplossing voor onze problemen? Dat weten we niet. Misschien is een andere molecule wel beter geschikt. Ik wilde enkel een voorbeeld aanhalen om te tonen dat er wel degelijk wegen zijn. Het is niet zo belangrijk welke oplossing gekozen wordt, als er maar een oplossing is. Veel eerder dan een oplossing voorstellen, wilde ik u een denkmodel presenteren. Als er dan concrete oplossingen naar voor gebracht worden, kunnen we die aan dat denkmodel toetsen: u zal in veel gevallen versteld staan! Van de andere kant moeten we methanol als concrete oplossing zeker nog niet afschrijven. | | | | | | |
| | | Uw laatste kans op een pauze | | | | | | |
| |
| | | Nog veel te doen
Het spreekt vanzelf dat we er nog lang niet zijn. Er is nog veel en moeilijk werk nodig. Alleen al bij het thema brandstofcellen is de ‘to-dolijst' frustrerend lang. De methanolcel werkt vandaag weliswaar betrouwbaar, maar er kan nog veel aan verbeterd worden. We moeten de cross-over proberen te verhinderen om het rendement op te drijven. We moeten het gebruik van edelmetalen (platina en ruthenium) minimaliseren. Hier zie ik groot potentieel in een combinatie van elektrisch geleidende polymeren en nanotechnologie, maar het moet nog allemaal gedaan worden.
Heel het complex ‘in-vitrofotosynthese' is goed voor een stevige portie hoofdpijn. Ik wil zelfs niet eens proberen deze lijst volledig te maken. Maar het goede nieuws is: we moeten enkel (!?) een - weliswaar moeilijke – ontwikkelingsperiode doormaken. Fundamentele ontdekkingen, die we niet kunnen voorspellen of sturen en waarop we dus ook nooit mogen rekenen, zijn niet meer nodig. Enkel heel veel zwaar werk. Ik zou zeggen: vooruit maar!
De rol van de overheid
Over de rol van de overheid in het algemeen komt, heel aarzelend, een maatschappelijke discussie op gang. De zogenaamde ‘populisten', die bij de bevolking meer en meer massief instemming krijgen, denken namelijk dat de overheid zich met een groot aantal dingen bemoeit waarvan ze beter af zou blijven. Ik ben voor duidelijkheid en dus zeg ik het maar meteen: ik deel die mening.
Ik denk dat de overheid, ook en misschien vooral op het gebied van energie, beter niet zou proberen de evolutie van de markt te dirigeren, omdat ze dat – in het verleden is dat bij herhaling bewezen – niet kan. Het eerste probleem zal al zijn dat die ‘waarheid als een koe' zich in de maatschappij moet doorzetten. Dat – zeer interessant – thema kunnen we hier onmogelijk uitdiepen.
Er zijn voor de overheid echter in dit verband wel zeer belangrijke opgaven weggelegd.
Onze regeringen moeten voor een wettelijk kader zorgen dat de noodzakelijke grenzen van de vrije markt markeert, maar enkel die. Dat is verre van eenvoudig want dit is een moeilijke evenwichtsoefening. En probeer maar eens rustig en bezonnen te blijven als rond je een furieuze menigte religieus fanatisme scandeert. De overheid mag echter aan de neiging tot heksenjachten – bijvoorbeeld tegen de automobiel – niet toegeven. Die neiging is vandaag in overvloed present. Dat resulteert onder andere in volkomen onrealistische milieu-eisen, die dan door de andere partij met ‘gesjoemel' beantwoord worden: zie het dieselschandaal!
De overheid draagt ook een medeverantwoordelijkheid voor de informatie van het volk. Ze dient ervoor te zorgen dat minstens de openbare omroepen een evenwichtige en zo objectief mogelijke berichtgeving aanbieden. Ze dient iedere vorm van subsidiëring van onze media, die vrijwel volledig in de handen van collectivistische denkers gevallen zijn en daardoor extreem partijdig zijn, te stoppen. Milieu en klimaat worden door die denkers, die ik heel expliciet niet ‘links' wil noemen omdat ze het niet zijn, duidelijk voor een voortschrijdende collectivisering misbruikt. Dat staat een rationele aanpak van het energieprobleem zeer sterk in de weg.
De regeringen dragen ook een overweldigende verantwoordelijkheid voor de kwaliteit van het onderwijs. We moeten ons onderwijs, tegen de ‘verbeteringen' van de laatste decennia in, terug op het kwaliteitsniveau van het midden van de twintigste eeuw brengen. Anders blijven de technische hoogstanden die wij voor de oplossing van ons energieprobleem nodig hebben op de duur pure illusie.
De overheid kan en moet onderzoek bevorderen. Ze doet dat ook, maar ernstige vragen naar wat daarbij onderzocht wordt, zijn niet uit de lucht gegrepen. Over de kwaliteit van die studies zijn zelfs nog meer vragen geoorloofd. Waarom honderden studies over ‘lifestyle' thema's subsidiëren als daar toch nooit iets betrouwbaars uitkomt? Volgend jaar toont namelijk een nieuwe, eveneens door de overheid betaalde, studie net het tegendeel! Het enige dat werkelijk goed werkt, en dat schijnbaar iedereen echt onder de knie heeft, is het aanvraagmechanisme voor subsidies. Geen vragen: heel dat systeem moet ten gronde op de schop!
Ik denk dat we – naast het noodzakelijke onderzoek aan de universiteiten – ook iets nodig hebben in de zin van de Duitse ‘Max Planck Instituten'. Die kunnen dan op bepaalde thema's gefocusseerd zijn: brandstofcellen, fotosynthese, kernfysica, warmteopslag, fotovoltaïsche technieken...
Twee daarvan wil ik verklaren. Het kan u misschien verwonderen, maar ik schrijf fotovoltaïsche technieken lang niet af. Ik denk enkel dat ze, bij de huidige maturiteit – of het gebrek daaraan – geen oplossing bieden. Zolang ze grote hoeveelheden silicium verbruiken, wordt dat niet anders. Maar wie zegt er dat er geen andere mogelijkheden zijn? Daar moeten we echt wel naar zoeken.
Warmteopslag is een zeer interessant thema. Het ziet er enkel oubollig uit. Ik denk wel dat onze huidige zonnepanelen een – zeer duur – dood spoor zijn, maar voor de verwarming van gebouwen is zonnewarmte zeker een optie. Alleen moeten we die warmte kunnen opslaan voor ‘donkere dagen'. Als we dat vandaag doen, gebruiken we daarvoor de zogenaamde ‘voelbare warmte' die warme substanties in zich dragen. Dat is echter onbevredigend. Het leidt ofwel tot onvoldoende opslag of tot onrealistisch grote installaties.
Als we de latente smeltwarmte van, bijvoorbeeld paraffine, gebruiken wordt dat al iets beter. We kunnen bv. een paraffinemengsel met een smeltpunt rond de 20º C in een polyethyleencapsule opsluiten. Als we dergelijke capsules in ons bouwmateriaal mengen krijgt het gebouw zelf de functie van warmteaccumulator. Dat is al zeker een meer belovende piste: smeltwarmte laat toe een veelvoud op te slaan van dat wat met soortelijke warmte mogelijk is.
Nog beter zou het zijn als we de reactiewarmte van omkeerbare chemische reacties, die weer een klasse groter kan zijn, konden gebruiken. Het komt er maar op aan de juiste reactie te vinden met een evenwicht bij de juiste temperatuur en niet al te agressieve componenten. Waarop wachten we? Zoeken maar!
We moeten heel zeker ook intelligente samenwerkingsmethodes tussen openbare onderzoeksinstituten en de industrie vinden, al was het enkel maar om latere commercialisering te faciliteren.
Werk genoeg voor de overheid dus. Maar a.u.b. beste beleidsmakers: een beetje ‘serieus' worden. Dit is bittere ernst en geen dorpskermis!
Conclusies
Er bestaan wel degelijk mogelijkheden om onze ongezonde energiesituatie te saneren. Gemakkelijk gaat dat niet zijn, want veel voorwaarden die vervuld moeten worden om te kunnen slagen staan lijnrecht tegenover de huidige tijdsgeest. Bijna alles zal van ons natuurwetenschappelijk-technisch prestatievermogen afhangen. En natuurwetenschappen zijn vandaag niet meer ‘in'. We hebben al grote moeite met het vinden van de nodige ingenieurs en technici om onze ‘normale' economie in bedrijf te houden. ‘Sociale vaardigheden' zijn veel meer in trek. Ik heb echter een goed deel van mijn leven in onderzoekslaboratoria doorgebracht, en ik kan u verzekeren dat wetenschappelijke innovaties nooit van de mensen met ‘sociale vaardigheden' komen. Die zijn hoogstens uitstekend geplaatst om achteraf het ‘narratief' zo te vormen dat het er dan wél zo uitziet alsof ze iets uitgevonden hebben.
Het is me ook duidelijk dat we, zelfs als we erin zouden slagen die energietransitie succesvol te bemeesteren, niet het belangrijkste van onze problemen opgelost hebben. De wereldbevolking blijft explosief groeien en daarvan moet verschrikkelijke narigheid komen. De energiecrisis en alle andere problemen waar wij vandaag mee worstelen, zoals gebrek aan water en akkerland, milieuvervuiling en zo verder, zijn meer de gevolgen van die groei dan van iets anders. Dit probleem is voor het voortbestaan van homo sapiens bedreigender dan enig ander. Het lijkt merkwaardig dat we ons als maatschappij daarover schijnbaar veel minder zorgen maken dan over een klimaatverandering waaraan we met grote waarschijnlijkheid helemaal niets kunnen doen. Dat wordt natuurlijk ook weer door die omineuze tijdsgeest gedreven: er is voor de overbevolking geen ‘politiek correcte' oplossing en dus raken we dat probleem gewoon niet aan. Het lijkt allemaal uitzichtloos, zelfs dermate dat we ons de vraag moeten stellen: waarom ons afsloven met dat energieprobleem als we toch gedoemd zijn?
Maar : « Point n'est besoin d'espérer pour entreprendre, ni de réussir pour persévérer ». Deze zin wordt – waarschijnlijk ten onrechte – aan Willem van Oranje toegeschreven. We vinden daarvan geen schriftelijk bewijsstuk. En misschien was Willem van Oranje inderdaad te zeer humanist en zijn denken te sterk door Erasmus beïnvloed, om iets dergelijks te kunnen zeggen. Het doet er niet toe. Als we, bewust en met open ogen in de huidige tijd staande, toch nog iets positiefs willen bewerkstelligen gaat er aan die uitspraak geen weg voorbij.
PS:
We beschikken over een Engelse tekst die de transitie tamelijk toegankelijk en plastisch beschrijft in de vorm van een soort ‘sciencefictionverhaal'. We wilden u die hier niet presenteren omdat we denken dat hij niet aan onze kwaliteitsnormen voldoet. Zoals dat met ‘sciencefiction' gaat, staan er nogal wat zaken in die we niet zeker kunnen weten.
Dat werk is al een tiental jaren oud, maar we zien geen noodzaak er iets aan te veranderen: tot hiertoe liggen onze projecties nog juist. Indien u daarvoor interesse hebt, kunt u een e-mail naar de Dwarsliggers sturen. We bezorgen u dan die tekst heel graag. | | | | | | |
| |
| |
