Tagarchief: David Mackay

Energietransitie gaat niet zonder slag of stoot

Terecht heeft Stichting Urgenda de Nederlandse staat gehouden aan haar eigen klimaatbeleid zoals Nederland dat heeft onderschreven op de klimaattop in Cancun in 2010. Want hoe gaan die dingen: Politici vertrekken met een ransel vol goede bedoelingen naar zo’n internationale topconferentie en als dan het licht van de schijnwerpers is gedoofd dan begint thuis het moeizame handwerk: Het in wetgeving gieten van die beloftes en het de handhaving ervan. Daar gaat het vaak fout want populair bij de kiezers word je er niet mee. Dat bewijst het groeiende verzet van burgers in Duitsland tegen de via hun stroomrekening doorbelaste kosten van de Energiewende, vorig jaar 23 miljard euro. In zijn laatste jaarverslag velt de EFI, de Expertenkommission für Forschung und Innovation (vergelijkbaar met onze Wetenschappelijke Raad voor het Regeringsbeleid, WRR) een vernietigend oordeel over vijftien jaar Energiewende, evenals de Duitse Rekenkamer.

Dat is belangrijk omdat Duitsland het enige voorbeeld is van een doortastend ter hand genomen energietransitie, in een alomvattende wet gegoten. Het wordt door Urgenda, haar directeur Marjan Minnesma, graag aangehaald als het goede voorbeeld. In Nederland lieten de politici na ‘Cancun’ eenmaal uit het zicht van de camera de teugels gemakkelijk wat vieren. Zo gaan we dat moeizame compromis van vijf jaar geleden van geen kanten halen.

Maar toen was daar opeens Urgenda. Je kunt er heel erg bezeerd over doen dat dankzij Urgenda de rechter op de stoel van de politiek gaat zitten, maar als de Duitse rechters in 1933 ook eens op de stoel van de politici waren gaan zitten, dan had de geschiedenis misschien een hele andere wending genomen.

Want in die termen duiden op allerlei webfora de aanhangers van Urgenda het klimaatbeleid van de Nederlandse regering. Dat is misdadig, immoreel. En nu is er, goddank, een rechter die dat perspectief deelt: de klimaatverandering levert een reël gevaar op van catastrofale proporties: het staat er echt, in het vonnis. Wat die catastrofe behelst, dat legt het vonnis dan weer niet uit maar dat doet Marjan Minnesma: droogte, honger, een volksverhuizing en vervolgens oorlogen.

Daarom biedt het vonnis hoop: ‘De uitspraak betekent dat mensen over de hele wereld hun staat gaan aanspreken op het terugdringen van de uitstoot van CO2’, aldus de Urgenda-directeur tegenover de NOS. De vraag is natuurlijk wat er gebeurt als die staat de kosten van het een en ander komt innen bij haar burgers. Want ‘hun staat’, dat zijn zij uiteindelijk zelf.

Maar voor dat gat is Minnesma niet te vangen. Zie het Urgendarapport ‘Het kan als je het wilt!’ De strekking is im grossem Ganzen, dat de techniek om al onze energie zonder fossiele brandstoffen op te wekken er is. En economisch kan het allemaal ook uit. Waar het eigenlijk nog aan ontbreekt is een soort activisme, een brede maatschappelijke mobilisatie: bewustzijn. We moeten het gewoon doen!

Hoe een 100% duurzame energievoorziening er uit ziet, is uitgerekend door professor David Mackay (universiteit Cambridge, VK). In A reality check on renewables – op Youtube – rekent deze eminente natuurkundige (en tot vorig jaar de adviseur van de Britse regering op energie- en klimaatgebied) uit dat uitgedrukt in windparken de Britse energieconsumptie de helft van het grondoppervlak vergt. Mackay’s exercitie is voor Nederland overgedaan door de Delftse energiedeskundige Chris Hellinga. Zijn bevindingen staan in een publicatie van het Koninklijk Instituut van Ingenieurs die je kunt downloaden (De Rekening Voorbij) In Nederland zou, om zijn energiebehoefte volledig duurzaam (zon, wind en biomassa) te maken een oppervlakte nodig hebben van 125.000 vierkante kilometer, drie keer Nederland. Maar het kan dus wel – als we het willen.

De Erneuerbare Energie Gesetz (EEG) heeft volgens de EFI op de drie technologiegebieden, windenergie, zonne-energie en energie uit biomassa, geen enkele innovatie gebracht en heeft evenmin geleid tot reductie in de uitstoot van broeikasgassen. Volgens de Duitse Rekenkamer is het een geldverslindend bureaucratisch monster geworden, een bodemloze put voor de belastingbetaler.

Zo’n politiek en juridisch geborgde ‘transitie’ stuit kennelijk op grenzen van technologische en economische realiteit. De Energiewende veroorzaakt inkomensdenivellering want modale gezinnen brengen via hun stroomrekening de meeste kosten op van de operatie.

Geen zinnig mens kan redelijkerwijs tegen verduurzaming van de energievoorziening zijn, maar de vraag die zich hier opdringt is of nu door Urgenda afgedwongen verduurzaming wel echt duurzaam is. Windenergie, zonne-energie en biomassa zitten wat betreft opbrengst per oppervlakte-eenheid op dood spoor. Hun beslag op het landschap, de ruimte, is als we er onze behoefte volledig mee zouden willen dekken, immens en dat roept verzet op. Ook bij maximale inzet blijft het probleem van de discontinuïteit, het schommelende aanbod, dat alleen valt op te lossen als overschotten kunnen worden opgeslagen – en die technologie staat nog in de kinderschoenen.

Het klinkt cru, maar de technologie voor een werkelijk duurzame samenleving bestaat nog niet. Die komt er heus wel, maar daar op een activistische manier, per decreet zoals nu, een termijn voor afdwingen bergt het gevaar in zich dat je gaat proberen supersonisch te vliegen met een stoomlocomotief. Technologie heeft tijd nodig om te ontstaan. Het vergt een maatschappelijk klimaat waarin innovatie gedijt en dat de Energiewende innovatie juist stopt, is de kern van de kritiek van de EFI. Zo kan urgentie het tegendeel bewerkstelligen van wat je beoogt. Dat heeft de rechter niet overwogen in zijn vonnis.

(Dit artikel verscheen op 31 oktober 2014 in De Volkskrant) download hier 278632541-deVolkskrant31okt2014-kopie

Verduurzaming als paniekvoetbal

 

 

Het Energieakkoord, dat inzet op een forse groei van windmolens op zee, is politiek paniekvoetbal, stelt Erwin van den Brink, oud-hoofdredacteur van De Ingenieur. ‘Technologiepreferent beleid schiet zijn doel altijd voorbij en ontmoedigt nieuwe experimenten.’

 

De Hisarnaproeffabriek arriveert bij Tata in IJmuiden, 2012
Een nieuw smelt- vat en een gerenoveerde smelt- cycloon op weg naar de proefinstallatie bij Tata Steel voor het produceren van ruwijzer volgens het Hisarna- procedé, dat zorgt voor minder energiegebruik en een lagere CO2- uitstoot.

 

Als één thema in de twintig jaar dat ik als redacteur en als hoofdredacteur aan dit tijdschrift verbonden ben geweest, de boventoon heeft gevoerd, dan is het wel de rol van technologie in het streven naar een duurzame samenleving, in het bijzonder energiegebruik en meer in het bij- zonder het terugdringen van de uitstoot van broeikasgas door het verstoken van fossiele brandstoffen. In 1996 organiseerde ik het eerste klimaatdebat binnen het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI).

Centraal in het klimaatbeleid staat de rol van ingenieurs, omdat de echte, blijvende oplossingen technisch van aard zullen zijn. Zeker nu steeds meer blijkt
dat regulerende, juridische oplossingen, zoals verhandelbare emissierechten, perverse neveneffecten hebben en in feite niet werken.

De samenleving met zijn democratie
sche instituties doet een beroep op ingenieurs om met snelle oplossingen te ko-
men. Die zijn er echter niet. Verleid door
subsidies proberen bedrijven het met
‘technologie van de plank’. Maar, zoals
David Mackay ons in zijn boek Sustainable
 Energy Without The Hot Air voorrekent, is met
windparken en zonnepanelen niet bij be
nadering te voorzien in onze huidige energieconsumptie (zie ook de KIVI-pu
blicatie De rekening voorbij). Uit een uitvoerige studie van de Amerikaanse National Academies of Science blijkt dat de milieubelasting van een elektrische auto groter is dan die van een conventionele dieselauto. De technologie voor een duurzame samenleving bestaat nog niet.

Hoe taai en complex het vestigen van een werkelijk nieuwe technologie is, laat de ontwikkeling van de Cyclone Converter Furnace zien. Eind jaren zestig opperde een ingenieur bij Hoogovens in IJmuiden, tegenwoordig Tata Steel, het idee om ijzer te gaan produceren in een reactiecycloon in plaats van in een hoogoven, zoals we al eeuwen gewend zijn. Moderne hoogovens worden geladen met ijzeroxidepellets, een soort gebakken kleine ertsknikkers, en cokes, een even- eens in een cokesoven ‘hardgebakken’ steenkool. Die gehardheid is nodig om te voorkomen dat de ijzererts- en kolen- massa in de hoogoven onder de hoge temperatuur en druk wordt geplet. Als er geen lucht meer door de massa zou kunnen, stopt het proces. Die voorbewerking van erts en kolen kost veel energie en veroorzaakt een aanzienlijk deel van de CO2-uitstoot die met ijzerproductie gepaard gaat.

Die voorbewerkingen zijn voor ijzerproductie in een reactiecycloon niet nodig. In zo’n cycloon wervelt poederkool en poedererts in een loeihete wervelwind en reageren zij met elkaar met als resultaat ruwijzer, dat als het ware tegen de wand ‘condenseert’ en naar beneden druipt. De CO2-uitstoot is 20 % minder en in het uiterste geval mogelijk 80 %, omdat CO2 bij dit proces gemakkelijker in zuivere vorm is af te vangen voor een andere herbestemming.

Een uit oogpunt van klimaatbeleid geweldig perspectief en technisch appeltje- eitje, zou je denken. Niet dus. Sinds de ‘incubatie’ van het idee eind jaren zestig is de ontwikkeling van de Cyclone Converter Furnace een aantal malen in de mottenballen gelegd. Dat had te maken met fusies en dus veranderend bedrijfs- beleid, met schommelingen in grondstoffenprijzen en economische recessies, waardoor het project economisch perspectief verloor. Maar ook met grilligheid in overheids- en subsidiebeleid. Allerlei externe factoren de- den het project tussentijds ‘struikelen’. Sinds enkele jaren lijken de economische en politieke randvoorwaarden voor Hisarna, zoals het precompetitieve project van meerdere staalbedrijven nu heet, blijvend gunstig.

De Hisarna-staalfabriek die nu proefdraait in IJmuiden, is voorbij het proof of principle, maar in de opschaling zijn nog allerlei problemen te overwinnen. Het is zeker 2030 voordat het nieuwe proces op industriële schaal bruikbaar is. Dat betekent dat de nieuwe technologie zo’n zeventig jaar nodig had om zich te bewijzen.

Daarmee is Hisarna geen uitzondering, maar eerder de regel: grote technologische doorbraken doen er ergens tus- sen de vijftig en honderd jaar over om brede toepassing te vinden. Het eerste idee voor een inwendige verbrandingsmotor- tor met bougie is van de Belg Etienne Lenoir en stamt uit 1860. Pas veertig jaar later was die massaal produceerbaar en pas na de Tweede Wereldoorlog kwam de auto in Noord- Amerika en Europa binnen ieders financieel bereik – dat duurde dus zo’n tachtig jaar. De eerste kunststof, celluloid, werd in 1862 uitgevonden in de Verenigde Staten. Die vond vooral toepassing in de filmindustrie. Pas na de Tweede We- reldoorlog brak kunststof door als een breed toegepaste materiaalsoort in talloze alledaagse voorwerpen.

HORDES

Vooral in retrospectief lijkt zulke nieuwe technologie de wereld stormenderhand te hebben veroverd. Wie zo’n wordingsproces echter meemaakt, ziet vooral de talloze hordes die moeten worden overwonnen. Ga er maar van uit dat je geen enkele technologie die je tijdens jouw tijd van leven ge- boren ziet worden, tot wasdom zult zien komen. Behalve technologische zijn er ook sociologische hordes. Het duurde bijna een eeuw om nuttige toepassingen te vinden voor de stoommachine en in de automatisering en computerisering deed jarenlang de productiviteitsparadox opgeld: het toenemende aantal computers leidde niet tot hogere productiviteit.

Nu gaat het bij de genoemde voorbeelden nog om op zich- zelf staande uitvindingen. Bij wat ook wel te boek staat als ‘de transitie naar een duurzame samenleving’ gaat het om niet minder dan het ‘overdoen’ van de Industriële Revolutie vanaf pakweg 1750, omdat alle sindsdien ontwikkelde technologie is te herleiden tot het verbruik van grondstoffen en het verbruiken van steenkool, olie en gas. Of het nu gaat om materiaal, zoals staal, voedselproductie, geneesmiddelen of ver- voer, elke vorm van technologie is te herleiden tot arbeid of warmte of synthetische stoffen gemaakt uit fossiele koolwaterstofverbindingen met als bijproduct broeikasgassen.

De pleitbezorgers van deze transitie doen het voorkomen alsof het bereiken van een duurzame samenleving een kwestie is van besluitvaardigheid. Het vereist politiek activisme. ‘Ge- vestigde belangen’ die zich hier tegen verzetten, worden dan ontwaard in ‘de industrie’. Hoewel zij tot op zekere hoogte gelijk hebben, zien zij over het hoofd dat de hordes in de juiste volgorde moeten worden genomen: eerste de technologische en dan de sociologische, institutionele belemmeringen.

Wie naar voren vlucht, zoals de Duitse bondskanselier Merkel in 2011 vanwege electorale redenen deed door de Energie- wende te omarmen, loopt vrijwel zeker een doodlopende steeg in en moet op zijn schreden terugkeren, zoals nu ook inderdaad gebeurt. Want in feite ontbreekt de technologie voor een duurzame opwekking van elektriciteit, gegeven het niveau van energieconsumptie waaraan wij zijn gewend. Wind en zon zullen bovendien niet de ruggengraat worden van een betrouwbare stroomvoorziening zolang we deze niet vraaggestuurd, maar alleen aanbodgestuurd kunnen inzetten. Een democratische samenleving is slechts in hoge uitzondering bij machte zoiets enorms als 250 jaar op fossiele energie gebaseerde technologie in enkele decennia te vervangen. Dat vergt een oorlogseconomie. Dat het wetenschappelijk inzicht dat materie is om te zetten in energie door kernsplijting binnen twee jaar tot een bruikbare atoombom leidde, is zonder precedent. Het Manhattanproject kostte 2 miljard toenmalige dollars en er werkten 130 000 mensen aan. Het resultaat was niettemin een tamelijk bot stuk gereedschap. Maar het dwong Japan in elk geval tot capitulatie.

Het stranden van de Energie wende door de laatste Duitse verkiezingen en het eindeloze diplomatieke gepalaver over klimaatverdragen laten zien dat klimaatverandering kennelijk niet urgentie op- roept in die mate zoals werd gevoeld in de geallieerde landen toen zijn werden aangevallen door de totalitaire regimes van Japan en Duitsland – hoewel het geschetste toekomstbeeld niet minder apocalyptisch is. Elke manifestatie van extreem weer wordt ons voorbehoud- den als ‘klimaatverandering’.

Dat leidt tot politiek paniekvoetbal, zoals het Energieakkoord met 4000 MW aan windparken. Die moeten dan wel 40 % goedkoper dan nu, dat dan weer wel – de achilleshiel van het Energieakkoord is er veiligheidshalve ingeschreven, zodat iedereen ook direct weer is gerustgesteld dat die windparken er niet direct komen.

Beleid per decreet werkt niet. Technologiepreferent beleid schiet zijn doel altijd voorbij en ontmoedigt nieuwe experimenten. Beleid moet gunstige voorwaarden scheppen voor verduurzaming, om te beginnen ontfossilisering. Fiscaliseer energieverbruik tegen gelijktijdige belastingverlaging op arbeid en inkomen, geleidelijk en in Euro- pees verband. Dat is nou een van de weinige zinnige ideeën uit de koker van GroenLinks. Vooral omdat het creativiteit, innovatie en ondernemerschap van onderop bevordert en daar heeft de samenleving als totaal veel meer baat bij dan bij het spekken van het grootkapitaal van de windindustrie.

Geen zinnig mens is tegen verduurzaming zolang maar niet specifieke technologie als duurzaam wordt geframed, terwijl die dat niet is, alleen maar omdat die nu eenmaal ideologisch zo is ingekaderd in een bepaald beleidsdenken. Behalve klimaatverandering zijn er nog honderden andere, vaak betere, redenen om niet afhankelijk te willen zijn van fossiele energiedragers. Om te beginnen: ons consumptieniveau is bij de huidige stand der techniek niet vol te hou- den met een miljard Indische en een miljard Chinese middenklasseburgers erbij.

TERRASVERWARMING

Het mooie is: die zijn er morgen en ook overmorgen nog niet. We hebben dus nog even de tijd en de geschiedenis heeft ons geleerd dat er dan ook wel raad komt. Hoe? Dat weten we niet. Resultaten uit het verleden bieden geen garantie voor de toekomst. De essentie van een innovatieve samenleving is dat we de toekomstige oplossingen nog niet kennen. Zou dat wel het geval zijn, dan viel er niets te innoveren. Wie niet met die onzekerheid kan leven, fnuikt innovatie.

Innovatief, dat is die jonge ingenieur Industrieel Ontwerpen die ’s winters langs horecaterrassen fietste die met straalkachels werden verwarmd. Dat kan beter, bedacht hij, door die terrassen uit te rusten met verwarmde stoelen. En dus ontwikkelde hij een verwarmde terrasstoel. Een druppel op een gloeiende plaat? In een samenleving waarin iedereen via bijvoorbeeld fiscale regels wordt geprikkeld om kritisch na te denken over energiegebruik, ontstaan duizenden, tien- duizenden en uiteindelijk talloze van dit soort kleine projecten.

Erwin van den Brink is oud-hoofdredacteur van De Ingenieur.

 

David Mackay: Duurzaamheid zonder al het gebladibla (De Ingenieur 2009, nr. 20/21)

Mackay (PDF recensie, hier klikken)

David Mackay
David Mackay

 

Met juichende recensies in vooraanstaande bladen zoals The Economist, The Financial Times, Science en de Guardian en aanbevelingen van prominenten uit zowel de milieuhoek als de kernenergie-industrie heeft David J.C. Mackay een Britse bestseller geschreven over wat toch niet meer is dan een heleboel sommetjes. Sustainable Energy – without the Hot Air (Duurzame Energie zonder Gebakken Lucht).

Mackay is fysicus en professor aan de universiteit van Cambridge in Groot Brittannië. Hij is lid van de Britse Royal Society en van World Economic Forum Global Agenda Council on Climate Change. Na het verschijnen van dit boek is hij benoemd tot Chief Scientific Advisor van het departement van Energie en Klimaat.

De reden om het boek te gaan schrijven is dat wetenschappers van naam en faam ten aanzien van onze energie- en milieuvraagstukken vaak tot compleet tegengestelde zienswijzen komen. Mackay probeert zonder vooringenomenheid, op basis van vaststaande feiten en inzichtelijke, plausibele aannames uit te rekenen hoe de wereld zou toe kunnen zonder fossiele energie. Hij doet zijn berekeningen voor Groot Brittannië en in tweede instantie voor Europa en dan voor de hele wereld. Ir. Jos Wassink heeft op basis van Mackay’s methode een aantal sommetjes overgedaan voor de Nederlandse situatie en zijn bevindingen worden gepubliceerd in het januarinummer van Natuurwetenschap & Techniek.

De mythe die Mackay – en ook Wassink – ontzenuwen is dat er onnoemelijke hoeveelheden duurzame energie zijn – en dus geen schaarste. Zo ‘levert’ de zon dagelijks 10.000 keer zoveel aan de aarde als de mensheid verbruikt. Hartstikke mooi, maar of wij daar wel of niet wat mee kunnen (computeren, autorijden, eten en ons verwarmen) hangt af van de technologie waarmee we alle duurzame energie invangen: zonnecollectoren maar ook windturbines, getijde- en andere waterkrachtcentrales. En de efficiëntie waarmee we de ene vorm van energie, bijvoorbeeld elektriciteit, kunnen omzetten in een andere, bijvoorbeeld waterstof. In die conversie gaat vaak veel energie verloren.

Mackay gaat bijvoorbeeld uit van een energieconsumptie van 125 kWh per dag per hoofd van de Britse bevolking. Indien de 3000 kilometer Britse kustlijn wordt volgebouwd met een windpark van 44.000 turbines in een kuststrook van vier kilometer breedte, dan levert dat 16 kWh per dag per persoon op. Door dit ijzeren gordijn te verbreden tot negen kilometer is het vermogen theoretisch te verhogen tot 48 kWh per dag per persoon. Niet alleen het ruimtebeslag van ‘duurzame-energie’ is gigantisch, het systeem zou vastlopen door de enorme claim op grondstoffen als staal en beton en op de onderhoudskosten. Mackay laat vervolgens zien dat zijn berekeningen veel optimistischer zijn dan die van alle officiële instanties. Die houden een fractie aan van 48 kWh per dag per persoon. Als hij hun aannames meeneemt in zijn sommen blijft na alle afboekingen (bezwaren zoals ‘not in my backyard’, zonde van de natuur, scheepvaartroutes, e.d.) er niet veel meer over dan 3 kWh per dag per persoon. Dan is er inderdaad een hoop gebakken lucht weggeblazen.

 

Mackay, David. Sustainable Energy – without the hot air. 370 pagina’s, full colour, veel grafieken en tabellen. 2009, UIT Cambridge. ISBN 978-0-9544529-3-3 (paperback) £19,99 of ISBN 978-1-906860-01-1 (hardback) £45, -. Het is gratis te downloaden op www.withouthotair.com.