De paradox van sustainable energie

De zon zendt ons onafgebroken enorme hoeveelheden energie die het leven op aarde mogelijk maakt. Energie van honderden miljoenen jaren geleden is ooit voor een heel klein deel opgeslagen in turf, bruinkool, steenkool, olie en gas. Het makkelijk te winnen turf en bruinkool gebruikten we in vorige eeuwen al. Fossiele energie is immers veel energiedichter dan windenergie. Intussen zijn we enkele eeuwen bezig met het opsouperen van die kolen, olie en gasvoorraad. Op zich zijn die voorraden wel heel groot, maar als wereldbevolking groeien we ook heel snel. Dus dat er een eindigheid aan die fossiele brandstoffen is, kan iedereen bedenken. Wanneer dat het geval zal zijn, is lastiger te voorspellen en tegen welke kosten ze straks nog te winnen zijn, is nog lastiger. Ook hebben we nog de beschikking over uranium voor kernsplitsing, de meest energiedichte brandstof op aarde, die zelfs ook nog CO2 vrij is.

Zon, maan en aarde
Intussen straalt de zon dagelijks meer energie naar ons toe dan we ooit als mens en natuur kunnen opmaken. We hebben een overmaat aan zonne-energie maar de handicap is die energie efficiënt om te zetten in iets anders dan warmte. Ons zonnestelsel geeft ons nog twee enorme energiebronnen: de getijden in de oceanen door de om ons heen draaiende maan en in de aarde aanwezige aardwarmte. Zon, maan en aarde bezitten op die wijze voldoende sustainable energie om de mensheid lange tijd in stand te houden. Het is de kunst die verschillende energiebronnen om te zetten in voor ons bruikbare vormen. Naast warmte is dat vooral elektriciteit als perfecte energiedrager. Maar ook de omzetting in gas zoals waterstof is een serieuze optie.

Energiezuinig
We hebben de uitdaging om met zo min mogelijk energie onze huidige welvaart en welzijn mogelijk te maken en te houden. Immers hoe energiezuiniger iets kan, hoe makkelijker we die energie sustainable kunnen aanbieden. Een optimaal geïsoleerd huis heeft zelfs op de ijskoude en windstille kerstnacht weinig meer warmte nodig dan de mensen die erin wonen zelf genereren. Zo weinig energie dat we dat technisch al weken kunnen opslaan. Woningisolatie zou eigenlijk nummer één op elke lijst van energietransities moeten staan. Overeenkomstig de oude reclamekreet: ‘wat er niet aankomt, hoeft er ook niet af’. Isolatie helpt ons in winter én zomer op energiezuinige wijze aan een goed leefklimaat.

Decentraal
Ik was tien jaar geleden intensief betrokken bij het Ozzo-project. De ideeën voor dit project komen voort uit een initiatief dat in 2008 in Nederland is gestart in het kader van het Green-IT initiatief van de gemeente Amsterdam. De uitdaging was om datacenters te voorzien van sustainable energie. Het grote probleem is dat datacenters normaal gesproken enorm veel energie nodig hebben die continu geleverd moet kunnen worden. En daar gaan veel van de huidige sustainable oplossingen juist mank aan. Het is en blijft toevalstroom die er toevallig is als de zon schijnt of de wind waait. En deze enorme hoeveelheden energie opslaan, is technisch absoluut nog niet mogelijk.

Daarom werd in dit project de vraag omgedraaid: hoe klein moet een datacenter zijn om het sustainable en betrouwbaar te kunnen voeden? Dus welke energie kunnen we op de kortste dag van het jaar opwekken en daarbij nog voldoende energie opslaan om 24 uur te kunnen draaien. Als je hieraan gaat rekenen met bestaande techniek kom je op vermogens van 5 tot 10 kW uit die je 24 uur kunt leveren. Dat beperkt natuurlijk de grootte van het datacenter, maar deze datacenters zijn juist klein en kunnen prima lokaal worden geplaatst. Juist daar waar we makkelijk sustainable energie kunnen opwekken. En data kunnen we via glasvezel met weinig energieverlies verplaatsen, terwijl voor elektriciteit altijd nog I2R geldt voor het energieverlies. Dus het idee was een mash van kleine datacenters in een stedelijke regio van Amsterdam, waarbij de energie lokaal sustainable werd opgewekt en de (beperkte) warmteafgifte van de datacenters werd gebruikt in aanwezige koude- en warmtesystemen.

Hybride systemen
In de wereld van sustainability lijkt klein fijn te zijn. Lokaal opgewekte toevalstroom kan vaak direct in de aanwezige systemen worden opgenomen. Of al effectief worden opgeslagen in batterijen of bij het gebruik van warmtepompen in de vorm van warmte. Ik heb eerder over mijn in 2008 geïnstalleerde warmtepomp geschreven en hoe fantastisch het is dat je niet alleen warmte uit de grond naar je huis kunt halen, maar ook kunt koelen en warmte in de grond kunt opslaan. Dat is makkelijk mogelijk omdat het een beperkte huisinstallatie betreft. En de hybride oplossing zorgt dat mijn aardgas CV altijd kan bijspringen als dat onverhoopt nodig is. Mijn gasverbruik daalde met 80% maar ondanks diverse isolatie-projecten is het vrijwel onmogelijk om mijn 100 jaar oude huis nul op de meter te laten worden.

De ironie van de grootschalige sustainability projecten is dat er altijd een moment zal zijn dat die energie niet aanwezig is: die ijskoude kerstavond als het niet waait. En dan moet je een reserve opvang hebben die op dat moment absolute piekcapaciteit moet kunnen leveren. Wellicht één keer per jaar, maar op die piekmomenten moet er dus óók een klassieke energievoorziening zijn. En die infrastructuur kost net zoveel als iedereen elke dag op de klassieke fossiele wijze van energie te voorzien. Daarom lopen de projecten en Duitsland en California zo enorm uit de hand: er moeten twee volledige infrastructuren naast elkaar bestaan met alle kosten van dien. En voor die grootschalige opwekking zijn absoluut nog geen opslagtechnieken voorhanden. Dat kan immers alleen (nog) maar in de kleinschaligheid.

Klein is fijn
Dus in mijn ogen moeten we voor de toekomst op korte termijn (20 – 30 jaar) ons vooral richten op kleinschaligheid. Isolatie en lokale energieopwekking per woning of groep van woningen. Die oplossingen zijn technisch haalbaar en zeker prijs-efficiënt. En zorgen dat de centrale vraag naar gas en elektriciteit zal afnemen. En dan niet alleen voor nieuwe woningen: we bouwen slechts 50.000 woningen per jaar en natuurlijk moeten die energiezuinig zijn. Maar de nieuwbouw is een minimale druppel op de gloeiende plaat van de 7,4 miljoen bestaande woningen. Juist daar is een enorme winst te behalen. Honderdduizenden kleinschalige projecten die de nationale energievraag per woning al snel met 20 tot 40% zouden kunnen verlagen. Dat is pas echt een slok op een borrel.

Daarnaast een betrouwbare basisvoorziening voor elektriciteit die perfect op kleinschalige kernenergie en snel schakelende aardgascentrales kan draaien. Let eens op hoeveel CO2 we daarmee zou kunnen besparen tegen relatief beperkte kosten. Komend jaar start de Doe-het-Zelf branche een campagne ‘doe het zelf, doe het duurzaam’ waarbij wij als Fortierra zijn betrokken om per woning te kunnen aangegeven wat de potentiele energierendementen kunnen zijn. En die vergroening vervolgens als eigenaar of bewoner individueel bijhouden met de digitale vastgoedpas. Dat laatste vinden de groenhypotheekbanken ook handig. Of de woningcorporaties die hiermee meer grip op de energie labels van hun woningen krijgen. Als we vanuit de woning gaan denken bij de energietransitie, zouden we wel eens veel sneller en veel goedkoper kunnen gaan, dan alles alleen maar grootschalig te willen oplossen. Klein is ook bij de energietransitie fijn. Heel fijn ook voor ieders eigen portemonnee.

Door: Hans Timmerman