WAT IS ALTERNATIEVE ENERGIE?

Send

Alternatieve energie is de afgelopen jaren het onderwerp geweest van intense belangstelling en discussie. Dankzij de dreiging van klimaatverandering en het feit dat de gemiddelde wereldwijde temperatuur jaar na jaar blijft stijgen, is de drang om vormen van energie te vinden die de afhankelijkheid van de mensheid van fossiele brandstoffen, steenkool en andere vervuilende methoden zullen verminderen, van nature toegenomen.

Hoewel de meeste concepten voor alternatieve energie niet nieuw zijn, is het probleem pas de afgelopen decennia urgent geworden. En dankzij verbeteringen in technologie en productie zijn de kosten van de meeste vormen van alternatieve energie gedaald terwijl de efficiëntie is gestegen. Maar wat is alternatieve energie precies, en wat is de kans dat het mainstream wordt?

Definitie:

Natuurlijk is er enige discussie over wat "alternatieve energie" betekent en waarop het kan worden toegepast. Enerzijds kan de term verwijzen naar vormen van energie die de koolstofvoetafdruk van de mensheid niet vergroten. In dit opzicht kan het zaken als nucleaire installaties, waterkracht en zelfs zaken als aardgas en "schone steenkool" omvatten.

Aan de andere kant wordt de term ook gebruikt om te verwijzen naar wat momenteel wordt beschouwd als niet-traditionele energiemethoden - zoals zonne-, wind-, geothermische, biomassa en andere recente toevoegingen. Dit soort classificatie sluit methoden zoals waterkracht uit, die al meer dan een eeuw bestaan en daarom vrij algemeen zijn in bepaalde regio's van de wereld.

Een andere factor is dat alternatieve energiebronnen als 'schoon' worden beschouwd, wat betekent dat ze geen schadelijke verontreinigende stoffen produceren. Zoals eerder opgemerkt, kan dit verwijzen naar koolstofdioxide, maar ook naar andere emissies zoals koolmonoxide, zwaveldioxide, stikstofoxide en andere. Binnen deze parameters wordt kernenergie niet beschouwd als een alternatieve energiebron omdat het radioactief afval produceert dat zeer giftig is en moet worden opgeslagen.

In alle gevallen wordt de term echter gebruikt om te verwijzen naar vormen van energie die de komende decennia fossiele brandstoffen en steenkool zullen vervangen als de belangrijkste vorm van energieproductie.

Soorten alternatieve energie:

Strikt genomen zijn er veel soorten alternatieve energie. Nogmaals, definities worden een beetje een knelpunt en de term is in het verleden gebruikt om te verwijzen naar elke methode die op dat moment als niet-mainstream werd beschouwd. Maar als de term breed wordt gebruikt om alternatieven voor steenkool en fossiele brandstoffen te betekenen, kan deze een of meer van de volgende elementen bevatten:

Waterkracht: Dit verwijst naar energie die wordt opgewekt door hydro-elektrische dammen, waar vallend water (dat wil zeggen rivieren of kanalen) door een apparaat wordt geleid om turbines te laten draaien en elektriciteit op te wekken.

Kernenergie: Energie die wordt geproduceerd door langzame splijtingsreacties. Staven uranium of andere radioactieve elementen verwarmen water om stoom op te wekken, die op zijn beurt turbines laat draaien om elektriciteit op te wekken.

Zonne-energie: Energie die rechtstreeks van de zon wordt benut, waar fotovoltaïsche cellen (meestal samengesteld uit siliciumsubstraat en gerangschikt in grote arrays) de zonnestralen rechtstreeks in elektrische energie omzetten. In sommige gevallen wordt de door zonneschijn geproduceerde warmte aangewend om ook elektriciteit te produceren, die bekend staat als zonnethermische energie.

Windkracht: Energie opgewekt door luchtstroming, waarbij grote windturbines door wind worden gedraaid om elektriciteit op te wekken.

Geothermische energie: Energie opgewekt door warmte en stoom geproduceerd door geologische activiteit in de aardkorst. In de meeste gevallen bestaat dit uit het plaatsen van leidingen in de grond boven geologisch actieve zones om stoom door turbines te leiden en zo elektriciteit op te wekken.

Getijdenenergie:Energie die wordt opgewekt door getijdengordels rond kustlijnen. Hier zorgen de dagelijkse getijdenveranderingen ervoor dat water door turbines heen en weer stroomt, waardoor elektriciteit wordt opgewekt die vervolgens wordt overgebracht naar krachtcentrales langs de kust.

Biomassa: Dit verwijst naar brandstoffen die zijn afgeleid van planten en biologische bronnen - dat wil zeggen ethanol, glucose, algen, schimmels, bacteriën - die benzine als brandstofbron zouden kunnen vervangen.

Waterstof: Energie afkomstig van processen met waterstofgas. Dit kunnen katalysatoren zijn, waarbij watermoleculen uit elkaar worden gehaald en door elektrolyse worden herenigd; waterstofbrandstofcellen, waarbij het gas wordt gebruikt om verbrandingsmotoren aan te drijven of wordt verwarmd en gebruikt om turbines te laten draaien; of kernfusie, waarbij waterstofatomen onder gecontroleerde omstandigheden samensmelten om ongelooflijke hoeveelheden energie vrij te maken.

Alternatieve en hernieuwbare energie:

In veel gevallen zijn ook alternatieve energiebronnen hernieuwbaar. De termen zijn echter niet volledig uitwisselbaar, omdat veel vormen van alternatieve energie afhankelijk zijn van een eindige hulpbron. Zo is kernenergie afhankelijk van uranium of andere zware elementen die moeten worden gewonnen.

Ondertussen vertrouwen wind, zon, getijden, geothermische en waterkracht allemaal op bronnen die volledig hernieuwbaar zijn. De zonnestralen zijn de meest voorkomende energiebron van allemaal en, hoewel beperkt door weers- en dagpatronen, eeuwigdurend - en daarom onuitputtelijk vanuit het standpunt van de industrie. Wind is ook een constante, dankzij de rotatie van de aarde en drukveranderingen in onze atmosfeer.

Ontwikkeling:

Momenteel staat alternatieve energie nog in de kinderschoenen. Dit beeld verandert echter snel als gevolg van een combinatie van politieke druk, wereldwijde ecologische rampen (droogte, hongersnood, overstromingen, stormactiviteit) en verbeteringen in technologie voor hernieuwbare energie.

Zo werd in 2015 in de energiebehoefte van de wereld nog steeds voornamelijk voorzien door bronnen als kolen (41,3%) en aardgas (21,7%). Waterkracht en kernenergie vertegenwoordigden respectievelijk 16,3% en 10,6%, terwijl “hernieuwbare energiebronnen” (d.w.z. zonne-energie, wind, biomassa enz.) Slechts 5,7% vertegenwoordigden.

Dit betekende een aanzienlijke verandering ten opzichte van 2013, toen het wereldwijde verbruik van olie, kolen en aardgas respectievelijk 31,1%, 28,9% en 21,4% bedroeg. Nucleaire en waterkracht bedroegen 4,8% en 2,45, terwijl hernieuwbare bronnen slechts 1,2% bedroegen.

Daarnaast is het aantal internationale afspraken over het terugdringen van het gebruik van fossiele brandstoffen en de ontwikkeling van alternatieve energiebronnen toegenomen. Het gaat onder meer om de richtlijn hernieuwbare energie die in 2009 door de Europese Unie is ondertekend, waarin doelstellingen voor het gebruik van hernieuwbare energie voor alle lidstaten voor het jaar 2020 zijn vastgelegd.

In wezen stond in de overeenkomst dat de EU tegen 2020 voor ten minste 20% van haar totale energiebehoefte aan hernieuwbare energiebronnen moet voldoen en dat tegen 2020 ten minste 10% van hun transportbrandstoffen afkomstig is uit hernieuwbare bronnen. In november 2016 heeft de Europese Commissie deze herzien doelstellingen, waarbij wordt vastgesteld dat tegen 2030 minimaal 27% van de energiebehoeften van de EU afkomstig is van hernieuwbare energiebronnen.

In 2015 kwam het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering (UNFCCC) in Parijs bijeen om te komen tot een kader voor de beperking van broeikasgassen en de financiering van alternatieve energie dat in 2020 in werking zou treden. Dit leidde tot de Overeenkomst van Parijs, die aangenomen op 12 december 2015 en opengesteld voor ondertekening op 22 april (Earth Day) 2016 op het VN-hoofdkwartier in New York.

Verschillende landen en staten staan ook bekend om hun leiderschap op het gebied van alternatieve energieontwikkeling. In Denemarken levert windenergie bijvoorbeeld tot 140% van de elektriciteitsvraag van het land, terwijl het overschot wordt geleverd aan buurlanden zoals Duitsland en Zweden.

Dankzij zijn ligging in de Noord-Atlantische Oceaan en zijn actieve vulkanen, kon IJsland tegen 2012 voor 100% vertrouwen op hernieuwbare energie door een combinatie van waterkracht en geothermische energie. In 2016 zorgde het Duitse beleid om het gebruik van olie en kernenergie geleidelijk stop te zetten ervoor dat het land op 15 mei 2016 een mijlpaal bereikte - waar bijna 100% van de vraag naar elektriciteit afkomstig was uit hernieuwbare bronnen.

De staat Californië heeft de afgelopen jaren ook indrukwekkende vooruitgang geboekt wat betreft zijn afhankelijkheid van hernieuwbare energie. In 2009 was 11,6 procent van alle elektriciteit in de staat afkomstig van hernieuwbare bronnen zoals wind, zon, geothermie, biomassa en kleine waterkrachtcentrales. Dankzij meerdere programma's die de overstap naar hernieuwbare energiebronnen aanmoedigen, is deze afhankelijkheid in 2015 gestegen tot 25%.

Op basis van de huidige acceptatiegraad zijn de langetermijnvooruitzichten voor alternatieve energie buitengewoon positief. Volgens een rapport van het International Energy Agency (IEA) uit 2014 zullen fotovoltaïsche zonne-energie en thermische zonne-energie tegen 2050 27% van de wereldwijde vraag vertegenwoordigen, waardoor het de grootste energiebron is. Evenzo gaf een rapport uit 2013 over windenergie aan dat wind tegen 2050 tot 18% van de wereldwijde vraag zou kunnen vertegenwoordigen.

De World Energy Outlook 2016 van de IEA beweert ook dat tegen 2040 aardgas, wind en zonne-energie kolen en olie zullen verduisteren als de belangrijkste energiebronnen. En sommigen gaan zelfs zo ver om te zeggen dat - dankzij ontwikkelingen in zonne-, wind- en fusiekrachttechnologie - fossiele brandstoffen tegen 2050 verouderd zullen zijn.

Zoals met alle dingen, is de adoptie van alternatieve energie geleidelijk gegaan. Maar dankzij het groeiende probleem van klimaatverandering en de stijgende vraag naar elektriciteit wereldwijd, is de snelheid waarmee schone en alternatieve methoden worden toegepast de afgelopen jaren exponentieel geworden. Ergens in deze eeuw kan de mensheid het punt bereiken om koolstofneutraal te worden, en geen moment te snel!

Voor Space Magazine hebben we veel artikelen geschreven over alternatieve energie. Dit zijn de verschillende soorten hernieuwbare energie? Wat is zonne-energie? Hoe werkt een windturbine? Kan de wereld draaien op zonne- en windenergie? Waar komt geothermische energie vandaan? en compromissen leiden tot deal over klimaatverandering.

Als je meer informatie wilt over alternatieve energie, bekijk dan de alternatieve energiegewassen in de ruimte. En hier is een link naar alternatieve energietechnologieën om klimaatverandering te beheersen.

We hebben ook een aflevering van Astronomy Cast opgenomen over de hele planeet Aarde. Luister hier, aflevering 51: aarde.

Bronnen: