Grenzen aan de groei, maar ook de vergroening...

Energietransities zijn van allen tijde.

Eeuwenlang stookten we kachels, haarden en fornuizen op turf, hout en houtskool. De industriële revolutie was de eerste transitie naar steenkool en olie. Kaarsen – die nachts licht en veiligheid brachten – werden vervangen door ‘stadsgas’ uit steenkool. De gasnetten waren bedoeld voor nachtelijke veiligheid. Pas later gingen we er mee koken en verwarmen. Geconcentreerde energie in brandstoffen als steenkool, olie en gas creëerden een welvaartsexplosie die zijn weerga niet kende. De basis voor onze moderne welzijnsmaatschappij. Energietransities duren decennia, omdat bouwen van infrastructuren veel ingenieurskennis, specifieke grondstoffen en heel veel energie vraagt. Die is altijd beperkt aanwezig, dat is nu niet opeens anders . . .

Club van Rome

De Club werd in 1968 opgericht en kwam voor het eerst samen in Rome. De leden maakten zich zorgen om het milieu. Doel was de samenhang van ontwikkelingen zoals bevolkingsgroei, voedselproductie, industrialisatie, vervuiling en uitputting van natuurlijke hulpbronnen te onderzoeken. In 1972 kwam hun eerste rapport uit: ‘Grenzen aan onze groei’, waarin verband werd gelegd tussen economische groei en de gevolgen hiervan voor het milieu. Het gaf een prognose van grondstof– en voedselverbruik in de wereld voor de komende jaren, waarin een indringend beeld werd geschilderd van in enkele decennia oprakende grondstofvoorraden.

Vijftig jaar later ging een artikelenreeks ‘ Vijftig jaar Club van Rome: vijftig jaar fout’ in op de foute voorspellingen van de grondstof- als voedseltekorten. Ze voorspelde toen een catastrofe van armoede die schreeuwde om revolutie. Maar door forse economische groei dáálde juist wereldwijd het percentage mensen in extreme armoede: van vier op de tien naar een op de tien. De vooruitgang sinds ‘Grenzen aan de groei’ bleek enorm. Achteraf had de Club van Rome het fundamenteel fout in haar belangrijkste stelling dat de meest relevante grondstoffen het snelst uitgeput zouden raken. Goud in 1981, kwik in 1985, zink in 1990, aardgas in 1994, enzovoorts. Rond 2015 zou ook de daling inzetten van onze mondiale voedselproductie. Niets daarvan kwam uit. Al deze grondstoffen zijn er nog. Bovendien in heel ruime hoeveelheden.

Grenzen aan de groei

Toch was de voorspelling ‘Grenzen aan de groei’ in wezen correct omdat ‘eens’ die voorraden zullen opraken en ‘eens’ een einde aan de aanhoudende economische groei moet komen. We produceren op deze aarde voedsel in overvloed, maar nog steeds hebben miljarden mensen onvoldoende geld om gezond te eten. Welke oplossing we ook bedenken om dit probleem voor hen op te lossen, economische groei blijft hiervoor noodzakelijk. In 2022 passeerde de wereld de mijlpaal van 8 miljard mensen en bereikt midden deze eeuw een hoogtepunt van 8,5 miljard mensen. En zal dan weer langzaam dalen.

Niet alleen onze brandstoffen zijn ‘eens’ eindig, ook allerlei grondstoffen die we voor onze techniek in industrie en maatschappij nodig hebben, zijn eindig. Niet alleen goud, zilver, koper en aluminium, maar ook bijzondere metalen voor elektronica, batterijen en magneten. Onze gewenste verdere elektrificatie doet een buitengewoon zwaar beroep op de beschikbaarheid van al die grondstoffen. De groei van de wereldwijde welvaart en de gewenste groei in elektrificatie, vraagt bijna onmogelijke hoeveelheden nieuw koper, aluminium, goud en zilver. De winning van die grondstoffen is geenszins energie-arm. Integendeel. Dus winning van die eindige grondstoffen is zelf al eindig door de enorme energiehoeveelheden die daar voor nodig zijn. Een slang die in zijn eigen staart bijt.

Grenzen aan de vergroening

In het Solar Magazine van afgelopen maand werd gemeld dat er alleen al bij Enexis 4.917 aanvragen zijn voor in totaal 16,5 Gigawatt in aanbod van wind- en zonne-energie. Voor de (terug-)levering van de aangeboden duurzame energie is ons elektriciteitsnet nu al volkomen ontoereikend. Ook de wachtlijst voor ‘duurzame afname’ is enorm. Als we dit extrapoleren op basis van de plannen die politici hebben, is dat op lange termijn een onmogelijke opgave.

De congestie op ons huidige net is gigantisch. Toch verplicht de politiek dat per 1 juli bedrijven en instellingen voor wie de terugverdientijd korter dan 5 jaar bedraagt, zonnepanelen moeten installeren. De ironie kan straks zijn dat de terugverdientijd korter is dan vijf jaar, maar de aansluit-tijd langer dan vijf jaar is geworden. Terwijl we in 2025 ook nog de salderingsregeling gaan afbouwen en we nu al negatieve energieprijzen hebben bij overbodig aanbod van groene energie. Een oplossing is het terugregelen van de omvormers van panelen als wapen om ‘overhitting’ van het elektriciteitsnet tegen te gaan. Alleen nog ‘mogen’ terugleveren als er echt behoefte aan is.

Leveringszekerheid stroom afgeschaft

Afgelopen maand heeft de ACM toegestaan dat netbeheerders voortaan in hun contracten niet meer hoeven te garanderen ‘dat stroom altijd beschikbaar is’. Een unicum in onze elektriciteits-historie sinds het ontstaan ruim 100 jaar geleden. Ooit opgebouwd om iedereen bedrijfszeker elektriciteit te kunnen leveren. Met één pennenstreek veegde ACM-bestuurster Manon Leijten deze garantie van tafel, waardoor bedrijven hun energieaansluiting voor een bepaald deel van de dag kwijtraken, als ze deze langdurig gedurende dat dagdeel niet gebruiken. Ongekend voor Nederland: leveronzekerheid van elektriciteit. Mijn ingenieurshart doet er zeer van.

Energieopwekking uit zonnepanelen om terug te leveren, stelt heel andere eisen aan het net. Op zonnige dagen ontstaan grote pieken aan energie terwijl dan weinig elektriciteit nodig is. Het net is daar nooit op gebouwd. Er kunnen gevaarlijk hoge spanningen ontstaan, waardoor apparatuur kapot gaat. Daarom moeten omvormers van zonnepanelen boven en onder een bepaalde spanning direct uitschakelen om het elektriciteitsnet veilig voor gebruikers (defecte apparatuur) en onderhoudsmonteurs (werken aan een spanningsloos net) te houden. Dat beperkt de teruglever-capaciteit en daar zit juist de pijn. De meeste zonnepanelen worden niet geplaatst om energie te besparen, maar om er op te verdienen. Mede door ‘onbetaald’ gebruik te maken van de nationale elektriciteitssnelweg waar we collectief steeds meer voor moeten betalen. Ook hier zou ‘rekeningrijden’ een oplossing zijn: geld betalen om energie te mogen leveren.

Onze elektriciteitssnelweg is duur

Het verplaatsen van elektrische energie kost energie en is duur. In mijn jonge ingenieursjaren was ik (mede-)ontwerper van Haagse Tram en NS intercity-materieel. Vermogenselektronisch aangedreven, elektrisch remmend en energie terugleverend. Heel modern in 1980. Maar energie terugleveren was alleen interessant in een dicht net van 150 tramstellen in Den Haag. Voor het landelijke intercity materieel was elektrisch remmen interessant (fijnstof-reductie) maar recuperatie leverde door de energieverliezen (I2R) in de bovenleidingen nauwelijks extra energie op. Die energie ‘verbrandde’ al in de bovenleiding voor een andere trein werd bereikt.

Elektrische energie moet je niet over grote afstanden willen verplaatsen, maar het liefst lokaal opwekken en aldaar gebruiken. Hooguit voor stabiliteit, synchronisatie, incidentele uitwijk en bedrijfscontinuïteit is een groot elektriciteitsnetwerk interessant, energie-technisch niet. Elektriciteit is geen ‘brandstof’ die je makkelijk en goedkoop kunt vervoeren, zoals steenkool, olie, gas en uranium. Het is een fantastische hoogwaardige energiedrager maar niet bedoeld om ‘simpel’ te verstoken en brandstoffen te vervangen. Het vervoer en vooral opslag is peperduur, het is instantaan – dat wil zeggen dat levering en gebruik altijd in het hele net gebalanceerd moeten zijn – en haar infrastructuur is gebaseerd op eindige grondstoffen. Als elektrotechnisch ingenieur vind ik elektrificatie geweldig, maar helaas niet op de manier hoe het nu gebeurt.

Door: Hans Timmerman