Zonder die handige pakketjes gas, olie en kolen uit de ondergrond kunnen we energie alleen nog aan de oppervlakte halen. Vanwege de 'lage energiedichtheid' vraagt dat om een radicale ommezwaai in de ruimtelijke ordening en ontwikkeling van de gebouwde omgeving.
Weinig mensen beseffen hoe ontzettend luxe de mens het de afgelopen 200 jaar heeft gehad tijdens de grootschalige exploitatie van fossiele energiebronnen. Elke oliemaatschappij weet dat ze bezig is met de laatste fase uit het Fossiele Tijdperk.
Laatste kruimels
Prognoses variëren, nieuwe Noordpoolvelden gaan geëxploiteerd worden, uit de teerzanden kan nog een flinke druppel geperst worden – allemaal waar, maar het gaat nog steeds om de laatste kruimels.
KEMA rekende uit – simpelweg door de wereldvraag naar energie te delen door de geëxploiteerde en bewezen reserves – dat we maximaal 55 tot 75 jaar vooruit kunnen met fossiele bronnen en uranium. 1 mensenleven!
We kunnen lang en kort discussiëren over de exacte termijn waarop we de pijn gaan voelen, maar ik pleit ervoor om het Fossiele tijdperk te beëindigen zoals dat ook met het Stenen tijdperk ging: destijds niet vanwege het opraken van stenen, maar omdat er slimmere middelen waren.
Geconcentreerde zon
Fossiele energie – of dat nu aardgas, aardolie of steenkool is – is een bijzonder prettige energiebron: het heeft een zeer hoge energie-inhoud, je kunt het meenemen, opslaan en voor elke vorm van gebruik inzetten.
Met andere woorden: de exergiewaarde is optimaal. Wat minder bekend is: fossiele energie is geconcentreerde zonne-energie, ooit opgeslagen in bergen biomassa (plantaardig of dierlijk, oerwouden, moerassen of micro-organismen) die onder hoge druk is geperst tot de grondstoffen die we kennen.
Zo heeft verreweg de meeste energie op aarde zijn oorsprong in de zon. Slechts een klein deel gloeit van binnen en is een restant van de oerknal. Die kunnen we deels winnen via geothermie uit diepe aardlagen (2-7 km), maar om meteen een misverstand uit de wereld te helpen: deze bron is bij grote onttrekking niet duurzaam te noemen. Het herstel van een leeggetrokken geothermisch veld kost namelijk doorgaans veel meer tijd dan de periode waarover het geëxploiteerd is.
Energie = ruimte
Ergo, we zullen bij het wegvallen van fossiele energie alles aan de oppervlakte moeten winnen: zon, wind, water, biomassa, menselijke energie…
Niet elke vorm van deze energie is even effectief, waarmee wordt bedoeld dat de potentiële opbrengst per hectare niet altijd even hoog is. Sommige bronnen vragen daarom om een groter ruimtebeslag: energie = ruimte.
Daarmee ontstaat een concurrentie met andere vormen van ruimtegebruik. Denk bijvoorbeeld aan voedsel, natuur en recreatie. Dit is de reden dat we in Nederland, toch al niet het land met het grootste oppervlak per persoon, veel beter moeten gaan nadenken over de ruimtelijke inrichting en daar energie een cruciale rol in geven.
Het vlammetje
Met betrekking tot ruimte hoeft warmte (of koude) geen probleem te zijn in de toekomst: een hectare zonnecollectoren kan een paar honderd huishoudens voorzien in warmte, en dan hebben we het nog niet gehad over passieve zonne-energie en geothermie. Probleem is alleen de kwaliteit en het moment van deze warmte.
Hoe sterk de zon is, blijkt ook wel als we die warmte toch met andere energiebronnen moeten opwekken. Tijdens het Nationaal Congres Energie & Ruimte (22 september j.l. in Delft) maakte emeritus hoogleraar Natuurkunde Jo Hermans duidelijk wat de meest onderschatte vorm van energie is: het vlammetje.
Een kaars of vlam op gas heeft een vermogen van rond 100 Watt. Een geiser met 10 x 10 branders heeft daarom een vermogen van rond de 10 kW; moderne ketels kunnen met iets minder toe, maar ze blijven energieverslinders.
In Engeland is een televisie-uitzending geweest waarin mensen – energieslaven zoals Taeke de jong ze altijd al noemde – de energie moesten opwekken voor een willekeurig individu. Tachtig fietsers stonden klaar, maar dat was niet genoeg om de consument te ondersteunen toen die ging douchen: de twee presentatoren mochten mee gaan fietsen…
Kracht
Kortom, warmte is ruimtematig misschien geen probleem, maar laten we beseffen hoeveel energie de warmtevraag in ons land nog kost: bij een gemiddeld gezin nog altijd 80% van het huishoudelijk gebruik. Moet die later (duurzaam) elektrisch worden opgelost, dan hebben we echter echt een probleem.
Een snelle berekening laat zien dat een huishouden bij gelijkblijvende elektriciteitsvraag voor apparaten, elektrisch vervoer en een efficiënt warmtepompsysteem voor warmte in de toekomst ongeveer 10 MWh per jaar nodig heeft, ongeveer drie keer zoveel stroom als nu. Daar heeft dat huishouden ongeveer 80 m2 zonnepaneel voor nodig.
Overigens is het dan slimmer om de warmte zoveel mogelijk passief te winnen, stedelijk uit te wisselen of met zonnecollectoren op te lossen in plaats van elektrisch – scheelt 25 m2 PV.
kWh/m2
Dan nog wordt een duurzame elektriciteitsopwekking een lastig punt in ons krap bemeten land. Vooral in de stad: steden zullen deals moeten sluiten met hun ommelanden om ruimte te 'kopen' die in de stad onvoldoende voorradig is. Ze kunnen ook windparken bouwen voor de kust of aandelen nemen in Solartec in de Sahara, maar iets moet gebeuren om het energieprobleem ruimtelijk op te lossen. Ik zou zeggen: begin op eigen kracht, zowel figuurlijk als letterlijk.
Niet voor niets heeft landschapsarchitect en hoogleraar Dirk Sijmons aan de universiteiten van Delft en Wageningen afstudeerlabs opgezet met de titel kWh/m2. Studenten en onderzoekers werken aan een EnergieAtlas waarin landschappelijke, stedelijke en architectonische oplossingsrichtingen worden gegeven voor een energetisch veel effectiever Nederland.
Laten we hopen dat onze regering ten aanzien van dit onderwerp de wetenschap wel serieus wil nemen.
Tekst: Andy van den Dobbelsteen
Meer informatie: SREX, Synergie van Regionale Planning en Exergie
Meer informatie: EnergieAtlas en kWh/m2:
Foto's
Foto 1 Andy van den Dobbelsteen
Foto 2 Zonnepanelenlandschap bij Serpa, Portugal [bron: EPA]