Er hangt elektriciteit in de lucht…

Geplaatst op 25 nov 2020

Inderdaad, het zijn spannende tijden, maar toch is deze titel iets meer letterlijk bedoeld. Beweegt de lucht voldoende, dan maakt de mens gebruik van de mogelijkheid om er windenergie mee op te wekken. Nog hoger doet de zon haar werk. Het zonlicht kan omgezet worden in elektrische energie. Beide energievormen onderkennen we als hernieuwbaar, zijn in quasi onuitputtelijke hoeveelheden beschikbaar, en technisch hebben we de captatie ervan en omzetting naar elektriciteit allang onder de knie. We beseffen nog onvoldoende dat daar meer van zou mogen zijn, want de milieu-, klimaat- en gezondheidsschade als gevolg van emissies (fijn stof, CO2, NOx, SOX,…) veroorzaakt door fossiele bronnen zoals bruin- of steenkool, olie en gas, zijn nu al nauwelijks te overzien. Daarom is het de-carboniseren of het koolstofarm maken van de energievoorziening veruit het belangrijkste element van de systemische transitie naar een duurzame samenleving.

Intussen wordt stevig werk gemaakt van de beschikbaarheid van hernieuwbare energie in Vlaanderen, zoals blijkt uit recente en geplande investeringen1,2. Opschaling van de technologie, economy of scale, zal op termijn in steeds meer businessplannen tot een positieve uitkomst leiden. Verstandig gebruik van de technologie komt er grotendeels op neer om de conversie van de ene naar de andere energievorm te vermijden, gewoon omdat er bij elke omzetting energie verloren gaat. Daarom dient, energie eénmaal beschikbaar als elektriciteit, bij voorkeur zoveel mogelijk als elektriciteit gebruikt te worden. Wetende dat 100% rendement bij conversie botst op natuurwetten en verliezen onvermijdelijk zijn,  is de keuze voor géén omzetting prioritair. Daarna pas is omzetting naar de meest geschikte energievorm met een zo hoog mogelijk rendement aan de orde. Onafhankelijk van de uiteindelijke toepassing. En dat brengt ons bij de mogelijkheden en de beperkingen van elektrificatie. 
Het aandeel van  elektriciteit als energieleveringsvector bedraagt voor België momenteel nog slechts 16,6%, vergelijkbaar met Europa (17,8%)3. Waar te beginnen om dat aandeel omhoog te krijgen? Bij mobiliteit en transport? Of bij industriële processen of bij gebouwen? En als niet alles met elektriciteit als energievector mogelijk is, en dat is de realiteit, welke andere energievector is dan te verkiezen? Niet te vergeten dat we energie ook op voorraad willen hebben. Zon en wind zijn immers niet permanent beschikbaar omdat het aanbod fluctueert. Op zonnige dagen met veel wind is er dan weer ten overvloede beschikbaar. Ook is de opslagcapaciteit in de vorm van batterijen (elektrische opslag) vooralsnog erg beperkt en zelfs niet geschikt voor lange termijn opslag van energie. Dan kan een andere vorm van opslag uitkomst bieden. De energie opslaan in de vorm van een chemische verbinding (chemische opslag van energie) is een uitvoerig onderzocht alternatief. Hiertoe wordt momenteel zogeheten Power-to-X (P2X) technologieën ontwikkeld, waarbij (overschot) elektrische energie wordt omgezet wordt en opgeslagen in chemische energie. 

Om de huidige energiebronnen te vervangen door elektriciteit uit hernieuwbare bronnen, is het nodig om te kijken waar en voor welke toepassing die fossiele energiebronnen (olie, gas en steenkool) gebruikt worden3.  Het is nu nog te vroeg om al te kiezen voor een bepaalde molecule en bijhorende fysische toestand. Bijvoorbeeld methanol in vloeibare vorm, of waterstof, ook groene waterstof genoemd, in gasvormige toestand. Of een gas zoals methaan, dat ook in vloeibare vorm beschikbaar kan worden gemaakt. De keuze zal deels bepaald worden door de te bedienen toepassing. 

Onmiskenbaar is de weg naar elektrificatie ingezet. Er zijn voorbeelden te over, denk maar aan elektrische fietsen, steps, scooters en elektrische auto’s. Voor dit soort toepassingen is het  gebruik van waterstof te vermijden omdat er niet-fossiele alternatieven zijn met minder omzettingsverliezen, lees: een hoger rendement. Groene waterstof is daarentegen wel een oplossing voor vergroening binnen bepaalde industrie. Maar ook dat kan enkel bewaarheid worden als we voldoende hernieuwbare energie beschikbaar krijgen. 

Anderzijds is het een gegeven dat als methaan of methanol verbrand worden, er onvermijdelijk CO2 ontstaat (tenzij deze gesynthetiseerd met gecapteerde CO2). Bij het omzetten van waterstof is dat niet het geval, ontstaat er enkel water. Elektriciteit uit hernieuwbare bronnen en groene waterstof, de ultieme tandem voor het koolstof-arm maken van onze samenleving? 

En Vlaanderen? Vlaanderen zit niet stil. De strategische verkenning en analyse die de Vlaamse Adviesraad voor Innoveren en Ondernemen (VARIO) heeft uitgevoerd op vraag van minister Crevits, is hier zeer duidelijk over. De analyse en het advies van VARIO bevestigen dat de keuze voor waterstof als één van de belangrijke projecten  van gemeenschappelijk Europees belang (‘Important Project of Common European Interest of IPCEI) een terechte keuze is. Vlaanderen heeft niet alleen een uniek en divers ecosysteem, maar heeft daarnaast heel wat in huis om een sterke waterstofeconomie uit te bouwen en zelfs toonaangevend in Europa te worden, mits de juiste ondersteuning, aldus het advies. Een bijkomend argument voor waterstof-IPCEI is de duidelijke synergie en complementariteit met diverse andere IPCEI’s, waardoor er onderlinge versterking mogelijk kan worden: de reeds lopende batterijen-IPCEI, de ‘Clean, connected and autonomous vehicles’-IPCEI en de ‘Low CO2 emissions industry’-IPCEI4.7


Frans Snijkers
 
Director Cleantech Flanders 


 
References:

1.    Cleantech rapport editie 2020, Cleantech Flanders, https://indd.adobe.com/view/0ead148b-98f1-4106-a73c-02e472b05940 
2.     https://www.gva.be/cnt/dmf20200908_94740097/eerste-drijvend-zonnepark-is-tien-voetbalvelden-groot-20-van-geproduceerde-energie-komt-op-het-net 
3.    R. Belmans, ‘Geen moleculen, geen energietransitie’, opiniestuk, https://www.energyville.be/pers/opinie-geen-moleculen-geen-energietransitie 
4.    Vlaamse Adviesraad voor Innoveren en Ondernemen, VARIO-advies n°12, juli 2020,  https://www.vario.be/sites/default/files/documents/JULI%202020_VARIO_ADVIES_NR_12_IPCE-WATERSTOF.pdf 
 

Andere interessante artikels

De auto van de toekomst wordt steeds lichter

Geplaatst op 26 jan 2021

Zal goedkopere hernieuwbare energie de groene transitie in 2021 versnellen?

Geplaatst op 19 jan 2021

BOSAQ bezorgt afgelegen locaties proper drinkwater

Geplaatst op 16 dec 2020