De rode stapel in figuur 18.1 is goed voor 195 kWh per dag per persoon. De groene stapel komt uit op ongeveer 180 kWh / d / p. Een photo finish! Maar onthoudt u alstublieft: bij het berekenen van onze productiestapel gooiden we alle economische, sociale en milieu beperkingen aan de kant. Ook is een gedeelte van onze groene energiebronnen waarschijnlijk onderling niet te combineren: onze pv panelen en warmwaterpanelen zouden op het dak met elkaar botsen; en onze pv zonneboerderijen die 5% van het land gebruiken, zouden concurreren met de energiegewassen waarmee we 75% van het land bedekken. Als we slechts een deel van onze grotere groene bijdragen zouden verliezen, bijvoorbeeld doordat we zouden besluiten dat wind op diepe zee geen optie is, of dat het volzetten van  5% van het land met pv panelen voor 250 000 euro per persoon te duur is – dan komt de productiestapel niet langer overeen met de verbruikstapel.

Bovendien, zelfs als onze rode consumptiestapel lager was dan onze groene productiestapel, dan zou dit niet per se betekenen dat onze energievraag en energieaanbod kloppen. Je kunt een tv niet voeden met kattenvoer en je kunt ook geen kat voeren met een windturbine. Energie bestaat in verschillende vormen — chemisch, elektrisch, kinetisch en warmte, bijvoorbeeld. Om een duurzaam energieplan kloppend te maken, moeten zowel de hoeveelheden als de soorten van energieverbruik en energieproductie bij elkaar passen. Bij het omzetten van energie van de ene vorm naar de andere – van chemicaliën naar elektriciteit, zoals in een energiecentrale met fossiele brandstof of van elektrisch naar chemisch, zoals in een fabriek die waterstof maakt uit water – is er een substantieel verlies van nuttige energie. We komen terug op dit belangrijke aspect in Hoofdstuk 27, waarin enkele energieplannen worden beschreven die wel kloppen. Hier zullen we nadenken over onze schattingen van consumptie en productie, ze vergelijken met officiële gemiddelden en met schattingen van andere mensen, en bespreken hoeveel  energie hernieuwbare energiebronnen op plausibele wijze zouden kunnen leveren in een land zoals Groot-Brittannië.

De vragen die we in dit hoofdstuk zullen behandelen zijn:

1 Is de grootte van de rode stapel ongeveer correct? Wat is de gemiddelde consumptie in Groot-Brittannië? We zullen kijken naar de officiële cijfers van energieverbruik in Groot-Brittannië en een paar andere landen.

2 Ben ik oneerlijk tegenover hernieuwbare energie geweest, en heb ik hun potentieel onderschat? We vergelijken de schattingen in de groene stapel met schattingen van organisaties zoals de Commissie voor duurzame ontwikkeling,  het Institute of Electrical Engineers en het Centrum voor Alternatieve Technologie.

3 Wat gebeurt er met de groene stapel als we rekening houden met sociaal en economische beperkingen?

Rode reflecties

Onze schatting van het verbruik van een typische welgestelde persoon (figuur 18.1) komt op 195 kWh per dag uit. Het is inderdaad waar dat veel mensen zoveel energie gebruiken, en dat veel meer mensen naar een dergelijk niveau van consumptie streven. De gemiddelde Amerikaan verbruikt ongeveer 250 kWh per dag. Als we allemaal onze standaard van consumptie naar het gemiddelde Amerikaanse niveau zouden laten stijgen, dan zou de groene produktiestapel zeker in de schaduw komen te staan van rode verbruiksstapel. Hoe zit het met de gemiddelde Europeaan en de gemiddelde Brit? Het gemiddelde Europese verbruik van “primaire energie” (wat betekent de energie in fossiele brandstoffen, plus wind en waterkracht) is ongeveer 125 kWh per dag per persoon. Het VK-gemiddelde is ook 125 kWh per dag per persoon. In deze officiële gemiddelden ontbreken twee energiestromen. Ten eerste, de “belichaamde energie” in geïmporteerde spullen (de energie die wordt besteed aan het maken van de dingen) is helemaal niet inbegrepen. We schatten in hoofdstuk 15 dat de ingebedde energie in geïmporteerde spullen minimaal 40 kWh / dag per persoo

n is. Ten tweede, officiele schattingen van “primair energieverbruik” omvatten alleen industriële energiestromen – dingen zoals fossiele brandstoffen en hydro-elektriciteit – en houden geen rekening met  de natuurlijke ingebedde energie in voedsel: energie die oorspronkelijk is vastgelegd door fotosynthese.

Nog een verschil tussen de rode stapel die we samen hebben opgebouwd en het nationale gemiddelde is dat we in de meeste consumptiehoofdstukken tot nu toe de energieverliezen bij het omzetten van energie van de ene vorm naar de andere hebben genereerd, alsook de energie nodig voor het transport. Bijvoorbeeld de ‘auto’-schatting in Deel I dekt alleen de energie in de benzine, niet de energie die door de olieraffinaderij wordt gebruikt om  de benzine te maken, noch de energie die wordt gebruikt voor het transporteren van de olie en benzine van A naar B. Het nationale totaal geeft alle energie weer, vóór eventuele conversieverliezen. Conversieverliezen zijn in feite goed voor ongeveer 22% van het totale nationale energieverbruik. De meeste van deze conversieverliezen vinden plaats in elektriciteitscentrales. Verliezen in het elektriciteitsnet gooien 1% van het totale nationale energieverbruik weg.

Bij het bouwen van onze rode stapel, probeerden we ons voor te stellen hoveel energie een typisch welgestelde persoon gebruikt. Heeft deze benadering onze kijk op het aandeel van verschillende activiteiten vertekend? Laten we een paar officiële cijfers bekijken. Figuur 18.2 toont de uitsplitsing van het energieverbruik naar eindgebruik. De top twee categorieën zijn transport en verwarming (warme lucht en warm water). Die twee categorieën domineerden ook de rode stapel in Deel I. Goed.

Wegtransport	Petroleum	22.5
Trein	Petroleum	0.4
Water transport	Petroleum	1.0
Luchtvaart	Petroleum	7.4
Ander transport	Electriciteit	0.4
Totale energie voor transport		31.6

Tabel 18.3. 2006 uitsplitsing van het energieverbruik per vervoerswijze, in kWh / dag per persoon. Bron: Dept. voor Transport (2007).

Laten we transport nader bekijken. In onze rode stapel vonden we dat  50 km per dag autorijden ongeveer dezelfde de energetische voetafdruk had als  één keer per jaar met het vliegtuig op en neer naar Kaapstad. Tabel 18.3 toont de totalen van de verschillende vervoerswijzen in de nationale balans. In het nationale gemiddelde is luchtvaart kleiner dan wegvervoer. Hoe verhouden de officiële verbruikscijfers van Groot-Brittannië zich tot die van andere landen? Figuur 18.4 toont het vermogensverbruik van veel landen of regio’s, in vergelijking met hun bruto binnenlands product (BBP). Er is een duidelijke correlatie tussen het vermogensverbruik en het bbp: hoe hoger het bbp van een land (per hoofd van de bevolking), des te meer vermogen per hoofd van de bevolking wordt verbruikt. Het VK is een vrij typisch land met een hoog BBP, omringd door Duitsland, Frankrijk, Japan, Oostenrijk, Ierland, Zwitserland en Denemarken. De enige opvallende uitzondering op deze regel  “Een hoog BBP impliceert een hoog energieverbruik” is HongKong. Het BBP per inwoner van Hong Kong is ongeveer hetzelfde als dat van Groot-Brittannië, maar het vermogensverbruik in Hong Kong is ongeveer 80 kWh / d / p. De boodschap die ik uit deze landenvergelijkingen destilleer is dat het VK een redelijk typisch Europees land is, en daarom een goede case study is voor het stellen van de vraag “Hoe kan een land met een hoge levensstandaard zijn energie duurzaam maken? ”

 

Groene reflecties

Mensen zeggen vaak dat Groot-Brittannië genoeg hernieuwbare bronnen heeft. Was ik oneerlijk tegenover groen? Zijn mijn cijfers kletskoek? Heb ik duurzame energieproductie onderschat? Laten we mijn groene cijfers eerst vergelijken met verschillende schattingen die te vinden zijn in de publicatie van de Sustainable Development Commission. De rol van kernenergie in een koolstofarme economie. CO2 enemissies verminderen – kernenergie en de alternatieven. Opmerkelijk is dat, hoewel de Commissie voor Duurzame Ontwikkeling  zeer positief staat ten opzichte van duurzame hulpbronnen (“We hebben enorme getij-, golf-, biomassa- en zonne-energiebronnen”), alle schattingen in het document van de Sustainable Development Commission kleiner zijn dan de mijne! (Om precies te zijn, alle schattingen van het totaal aan hernieuwbare energieen zijn kleiner dan mijn totaal.) De publicatie van de Commissie Duurzame Ontwikkeling geeft schattingen van vier bronnen die hieronder gedetailleerd (IEE, Tyndall,IAG en PIU) zijn. Figuur 18.6 toont mijn schattingen naast de cijfers van deze vier bronnen en cijfers van het Centre for Alternative Technology(KAT). Hier is een beschrijving van elke bron.

• IEE The Institute of Electrical Engineers publiceerde een rapport over hernieuwbare energie in 2002 – een samenvatting van mogelijke bijdragen van duurzame energiebronnen in het VK. De tweede kolom van figuur 18.6 toont het “technische potentieel “van een verscheidenheid aan hernieuwbare technologieën voor de Britse elektriciteitsproductie – “een bovengrens die waarschijnlijk nooit zal worden overschreden zelfs met vrij dramatische veranderingen in de structuur van onze samenleving en economie.” Volgens het IEE is het totale potentieel van hernieuwbare energiebronnen door alle technische vernieuwingen ongeveer 27 kWh / dag per persoon.
• Tyndall De schatting van het Tyndall-centrum van het totaal van de uitvoerbare hernieuwbare-energiebronnen is 15 kWh per dag per persoon.
• IAG De schattingen van hernieuwbare energiebronnen van de Interdepartementale Analisten Groep, houden rekening met economische beperkingen. Hun totaal voor praktische, milieuvriendelijke en economische hulpbronnen (tegen een verkoopprijs van 0,10 euro / kWh) is 12 kWh per dag perpersoon.
• PIU De kolom “PIU” toont het “indicatieve potentieel van verschillende mogelijkheden van duurzame elektriciteitsproductie” uit de bijdrage van het DTI in de PIU-beoordeling in 2001. Voor elke technologie laat ik hun “praktische” maximum zien, of, als er geen praktisch maximum was gegeven, hun “theoretische maximum.”
• CAT De laatste kolom toont de cijfers uit het rapport “Island Britain” van het Centrum for Alternatieve Technologie Helweg-Larsen en Bull (2007).

Bio-energie in Europa

Soms vragen mensen me: “Maar we leefden toch gewoon op duurzame bronnen, vóór de Industriële Revolutie?” Ja, maar vergeet niet dat toen twee dingen anders waren dan nu: levensstijl en bevolkingsdichtheid. De klok meer dan 400 jaar terug draaiend, leefde Europa bijna geheel op duurzame bronnen: voornamelijk hout en gewassen, aangevuld met een beetje windenergie, getijdenenergie en waterkracht. Er wordt geschat dat de levensstijl van de gemiddelde persoon een vermogen van 20 kWh per dag verbruikte. Het houtgebruik per persoon was 4 kg per dag, waarvoor 1 hectare (10 000 m2) aan bos per persoon nodig was. Het landoppervlak per persoon in Europa in de 18e eeuw was 52 000 m2. In de regio’s met de hoogste bevolkingsdichtheden was het landoppervlak per persoon 17 500 m2 aan bouwland, weiden en bossen. Vandaag de dag het is landoppervlak per persoon  in Groot-Brittannië slechts 4000 m2. Dus zelfs als we terug willen gaan naar de levensstijl van de Middeleeuwen en het land volledig zouden herbebossen, dan nog zouden we hier niet duurzaam kunnen leven. Onze bevolkingsdichtheid is veel te hoog.

Groene ambities ontmoeten de sociale realiteit

Figuur 18.1 is somber nieuws. Ja, technisch gezien heeft Groot-Brittannië “enorme” hernieuwbare energiebronnen. Maar realistisch gezien, denk ik niet dat Groot-Brittannië op zijn eigen hernieuwbare bronnen kan leven -tenminste niet zoals we nu leven. Ik ben ten dele tot deze conclusie gekomen door de oppositie

tegen ieder groot voorstel voor hernieuwbare energie. Mensen houden van hernieuwbare energie, maar het moet niet groter zijn dan een vijgeblad.

Als de Britten zijn goed in één ding, dan is het “nee” zeggen.

Windparken? “Nee, het zijn lelijke en lawaaierige dingen.”

Zonnepanelen op daken? “Nee, ze zouden de visuele belevingswaarde van de straat bederven.

Meer bosbouw? “Nee, het ruïneert het platteland.”

Afvalverbranding? “Nee, ik maak me zorgen over de gezondheidsrisico’s, de verkeershinder, het stof en geluid.

“Waterkracht?” Ja, maar geen grote installaties –  die zijn schadelijk  voor het milieu.

Offshore wind? “Nee, ik ben nu meer bezorgd  over het aan land komen van super lelijke electriciteitsleidingen dan dat ik vroeger bang was voor een nazi-invasie”

Golf of geothermische energie?” Nee, veel te duur.

Na al deze bezwaren vrees ik dat het maximal haalbare dat Groot-Brittannië ooit zou kunnen produceren met hernieuwbare energie overeenkomt met wat onderaan rechts in figuur 18.7 wordt getoond.

Figuur 18.8 biedt een leidraad voor iedereen die wil proberen windmolenparken op te zetten in Groot Brittannië. Op een kaart van het grootste Britse eiland heb ik in het wit een uitsluitingszone met een straal van 2 km  rond elk gehucht, dorp en stad getekend. In deze witte gebieden zouden vermoedelijk geen windparken worden toegestaan omdat ze te dicht bij de mensen staan. Ik heb alle regio’s in het zwart ingekleurd die zich op meer dan 2 km van een menselijke nederzetting bevinden. Deze gebieden zijn grotendeels uitgesloten van de ontwikkeling van windparken, omdat het er rustig is en dat het essentieel is om rustige plaatsen te beschermen tegen industrialisatie. Als u bezwaren tegen uw windpark wilt vermijden, kies dan een stuk land dat niet zwart of wit is ingekleurd.

Sommige van deze milieuactivisten die een goed hart hebben maar een verwarde geest zijn bijna een barrière om klimaatverandering aan te pakken.

Malcolm Wicks, Minister van Staat voor Energie

We komen aan het einde van Deel I. De veronderstelling was dat we van fossiele brandstoffen af willen komen, om een of meer van de redenen genoemd in hoofdstuk 1 -klimaatverandering, bevoorradingszekerheid, enzovoort. Figuur 18.9 laat de bijdrage van hernieuwbare energie en kernenergie zien. Het gaat om slechts 4% van ons totale stroomverbruik. De twee conclusies die we uit Deel I kunnen trekken zijn:

Om een verschil te maken, moeten installaties voor duurzame energie installaties op zeer grote schaal worden toegepast.

Iedere hernieuwbare energiebron moet om een bijdrage te leveren die vergelijkbaar is met onze stroomverbruik, op zeer grote schaal worden toegepast. Om een grote bijdrage te krijgen uit windenergie gebruikten we windparken met een totaal oppervlak van Wales. Om dezelfde bijdrage met pv zonneparken te realiseren, hadden we de helft van Wales nodig. Voor een grote bijdrage van golfenergie, dachten we aan 500 km kustlijn met golfslagcentrales. Voor een grote bijdrage van Energiegewassen reserveerden we 75% van het hele land.

Installaties voor duurzame energie moeten een groot deel van het land beslaan, omdat alle vormen van hernieuwbare energie zo diffuus zijn. Tabel 18.10 geeft de vermogens per oppervlakte eenheid van de meeste soorten duurzame enegie die we in Deel I hebben besproken.

Het zal heel erg moeilijk worden om de huidige levensstijl van Groot-Brittannië alleen met z’n eigen hernieuwbare energiebronnen te voeden. Een op hernieuwbare energie gebaseerde energieoplossing zal noodzakelijkerwijs groot en indringend zijn.

2. Het zal niet gemakkelijk zijn om met alleen hernieuwbare energie een plan te maken dat klopt. Als we serieus van fossiele brandstoffen af willen, dan zullen Britten moeten leren om ergens ‘ja’ tegen te zeggen. En zelfs ja tegen meerdere dingen.

In deel II zal ik proberen een antwoord te vinden op de vraag, “Ervan uitgaande dat we met duurzame energie niet het niveau van onze huidige consumptie kunnen halen, wat zijn de andere opties? “

 

VERMOGEN PER LAND- OF WATEROPPERVLAK
Wind	2 W/m2
Wind op zee	3 W/m2
Tidal pools	3 W/m2
Tidal stream	6 W/m2
PV panelen	5-20 W/m2
Planten	0.5 W/m2
Regenwater (Highlands)	0.24 W/m2
Waterkracht centrale	11 W/m2
Geothermie	0.017 W/m2

Tabel 18.10. Hernieuwbare faciliteiten moeten qua grootte dezelfde schaal als het land hebben, omdat alle hernieuwbare energiebronnen zo diffuus zijn.

Aantekeningen en verdere lectuur

UK gemiddeld energieverbruik is 125 kWh per dag per persoon. Ik heb dit getal overgenomen van de UNDP Human Developmentopment Report, 2007.

Het DTI (nu bekend als DBERR) publiceert elk jaar een Digest of United Kingdom Energy Statistics. [Uzek2]. In 2006, bedroeg volgens DUKES de totale vraag naar primaire energie 244 miljoen ton olie-equivalent, wat overeenkomt met 130 kWh per dag per persoon. Ik weet niet wat de reden is voor het kleine verschil tussen het UNDP-resultaat en het DUKES-getal, maar ik kan het uitleggen waarom ik het iets lagere aantal koos. Zoals ik al zei, gebruikt DUKES dezelfde regels voor het tellen van energie als ik, waarbij één kWh chemische energie gelijk staat aan één kWh elektriciteit. Maar er is één kleine uitzondering: DUKES definieert de “primaire energie” die wordt geproduceerd in kerncentrales als de thermische energie, die in 2006 9 kWh / d / p was; dit werd omgezet (met een rendement van 38%) tot 3,4 kWh / d / p geproduceerde elektriciteit; in mijn berekeningen, heb ik me gericht op elektriciteit geproduceerd door hydro-elektriciteit, andere hernieuwbare energiebronnen en kernenergie; deze kleine verandering in de berekening vermindert de nucleaire bijdrage met ongeveer 5 kWh / d / p.

– De verliezen in het elektriciteitstransmissienet hebben een omvang van 1% van het totale nationale energieverbruik. Om het op een andere manier te zeggen, 8% van de opgewekte elektriciteit gaat verloren in het electriciteitsnet. Dit verlies van 8% kan als volgt worden opgesplitst: ongeveer 1,5% gaat verloren in het hoogspanningsnet over lange afstanden, en 6% in het lokale openbare voorzieningssysteem. Bron: MacLeay et al. (2007).

Afbeelding 18.4. Gegevens van het Human Development Report van het UNDP, 2007. [3av4s9]

In de Middeleeuwen verbruikte de gemiddelde persoon een vermogen van 20 kWh per dag. Bron: Malanima (2006).

“Ik maak me meer zorgen over de lelijke krachtlijnen die aan land komen dan over een nazi-invasie.” Bron: [6frj55].