Nieuwe Energie, wat als de olie op is?

zondag 15 januari 2006 00:04 | Frank | 4770 keer bekeken | 0 reacties | 0 x aanbevolen
Het excellente artikel uit de Augustus editie van National Geographic 2005 over alternatieve energiebronnen kunt u nu hieronder vinden. Geschreven door Michael Parfit en uiteraard met dank aan National Geographic. Ter introductie van de grote spelers als alternatief voor olie. Meer gedetailleerde informatie volgt ter zijner tijd.

Het is een rommeltje in de kamer waarin ik mij bevind. De ruimte ligt vol restjes gestript isolatieband, eindjes koperdraad, gele lasdoppen, tangen met geïsoleerde grepen. Het zijn de overblijfselen van een energieke krachtinspanning waaraan ik mijn nieuwe vrijheid dank. Net heb ik twaalf zonnepanelen op mijn dak geplaatst. Ze doen het! Op een metertje zie ik dat er 1285 watt aan stroom direct van de zon mijn systeem in blaast, de accu’s oplaadt en de computer voedt. Het euforische gevoel dat ik van deze energievrijheid krijg, is verslavend.

Begrijp me niet verkeerd: ik heb niets tegen fossiele brandstoffen. Hoewel ik op een eiland zonder water, gas en elektra woon, leiden mijn vrouw en ik een normaal bestaan. We hebben geen composttoilet, ijskast op propaangas of petroleumlampen, maar gewoon een flinke hoeveelheid stopcontacten en een espressoapparaat. Voortaan hoef ik mijn panelen maar aan te zetten…

Zoals National Geographic magazine in de editie van juni 2004 uiteenzette, is olie allang niet goedkoop meer en dreigt de voorraad op te raken. Instabiliteit in belangrijke oliegebieden als Nigeria, Venezuela en de Perzische Golf maakt onze afhankelijkheid van deze fossiele brandstof nog kwetsbaarder. Aardgas, een van de alternatieven, is vaak moeilijk te transporteren en de voorraden zijn beperkt.

De kolenreserves en de nog nauwelijks geëxploiteerde teerzand- en olieschalieafzettingen zullen voorlopig niet opraken, maar deze produceren net als andere fossiele brandstoffen kooldioxide, het broeikasgas dat de aarde opwarmt. Met mijn panelen kan ik vanaf nu genieten van een onbeperkte energietoevoer, zonder last te hebben van energiebedrijven, olielanden of schuldgevoelens over het broeikaseffect. Energievrijheid werkt verslavend. Wie er een beetje van heeft gehad, wil meteen meer. In mijn kleine wereldje ervaar ik hetzelfde als overal op aarde wordt ervaren bij overheden, bedrijven en in privé-levens: wie eenmaal van deze vreemde, fascinerende vorm van vrijheid heeft geproefd, wil niets anders meer.

Sommige experts stellen dat de zucht naar een onafhankelijke energievoorziening, energievrijheid, belangrijker is dan de oorlog tegen het terrorisme. :Het terrorisme vormt geen rechtstreekse bedreiging voor onze op moderne technieken gebaseerde levensstijl,” zegt Martin Hoffer hoogleraar natuurkunde aan de New York University. “het energieprobleem wel.”

Door zuinig om te springen met olie en gas kunnen we het moment waarop beide energiebronnen opraken nog even voor ons uitschuiven, maar er komt een moment dat spaarzaamheid met energie niet meer helpt. Wetenschappers zijn het erover eens; het is hoog tijd om op zoek te gaan naar de volgende ultieme brandstof voor de naar energie hongerende mensheid ter vervanging van olie en gas. Bestaat een dergelijke brandstof? Het korte antwoord luidt: nee. Experts roepen eensgezind dat er geen nieuwe superbrandstof in de grond zal worden gevonden of door de wetenschap kan worden ontwikkeld. Het enthousiasme voor waterstofauto’s is groot ,maar niet helemaal terecht. Waterstof is namelijk geen energiebron, maar een energiedrager. Het gas zit, samen met zuurstof, in gewoon water en moet daar eerst van worden gescheiden voor we er iets mee kunnen, wat meer energie kost dan de waterstof oplevert. En die energie komt op dit moment vooral van fossiele brandstoffen. De gezochte superbrandstof is waterstof dus zeker niet.

Het lange antwoord op de vraag of er een alternatieve brandstofsoort is die in onze groeiende vraag zou kunnen voorzien, is minder somber. Wind, zon en ook kernenergie worden genoemd als ‘pretendenten’ op de energietroon. Zeker is wel dat er niet een alternatieve energiebron is met dezelfde potentie als fossiele brandstoffen. “We hebben alles nodig wat we uit biomassa kunnen halen, alles wat we met zonne-energie winnen, alles wat we met wind opwekken,” zegt Michael Pacheco, directeur van het National Bioenergy Center dat deel uitmaakt van de National Renewable Energy Laboraties (NREl) in Golden, Colorado. “En dan is het nog maar de vraag of we genoeg hebben.”

Het probleem is ons enorme verbruik. De wereld verstookt per dag zo’n 320 miljard kilowattuur, de hoefveelheid die nodig is om voor ieder mens een etmaal lang 22 lampjes van honderd watt te laten branden – geen wonder dat de schittering vanuit de ruimte te zien is. Binnen honderd jaar zal de mensheid nog eens drie keer zoveel energie nodig hebben, schat Hoffert. Enthousiast geworden door mijn eigen energievrijheid ging ik onderzoeker of er technologieën bestaan die aan deze vraag kunnen voldoen. “Wie een groot probleem heeft, moet het ook groots aanpakken.” Zegt energiegoeroe en Duits parlementslid Hermann Scheer. “Anders vinden mensen het niet geloofwaardig.”

Voor niets gaat de zon op


Op een bewolkte dag liep ik in de buurt van Leipzig in het voormalige Oost-Duitsland over een veld langs een vijver vol wilde zwanen. Het veld staat vol met 35.000 fotovoltaische panelen, die langs de contouren van het landschap golven als rijen naar de zon toe gedraaide zilveren bloemen. Het is een van de grootste verzamelingen zonnecelen ter wereld. Als de zon schijnt, produceert dit zonnepark tot vijf megawatt. Gemiddeld voorziet het 1800 huishouden van stroom.

Dichtbij liggen de groeven waaruit generaties lang bruinkool werd gedolven als brandstof voor elektriciteitscentrales en fabrieken. De lucht was er vroeger bruin van de rook en scherp van de zwavel. De groeven worden nu omgetoverd in meren. Fotovoltaische zonnesysteem zetten energie die ze van de zon opvangen om in elektriciteit zonder vuur of uitstoot. In laboratoria en bij bedrijven worden volwassen versies uitgeprobeerd van het vergrootglas dat kinderen wel gebruiken: door enorme spiegelende kommen of troggen worden zonnestralen geconcentreerd om warmte te produceren die een generator kan aandrijven. Maar voorlopig wordt zonne-energie vooral opgewekt met behulp van zonnecellen. Het idee is eenvoudig: zonlicht dat op een laag halfgeleidend materiaal valt, brengt elektronen in beweging, zodat er een elektrische stroom ontstaat. Maar zonnecelen zijn duur. Mijn bescheiden systeem kost meer dan vijftienduizend dollar, ongeveer tien dollar per watt vermogen.

De prijs is de afgelopen jaren wel gedaald,zoals van de meeste elektronische apparatuur. “Dertig jaren geleden waren zonnecelen alleen lonend voor satellieten,” zegt Daniel Shugar. Hij is directeur van PowerLight corporation, een snelgroeiend bedrijf in Californië dat zonne-energiesystemen bouwde voor onder meer Toyota. “ Nu zijn ze soms al rendabel voor woonhuizen en bedrijven. “ En in de toekomst, voegt hij eraan toe kan het voor vrijwel iedereen lonend zijn om zijn energie uit zonnecellen te halen. Martin Roscheisen, topman van het bedrijf Nanosolar, stelt zijn hoop op een aantal rode flesjes vol uiterst kleine deeltjes halfgeleidend materiaal. Hij wil niet zeggen waaruit de deeltjes precies bestaan, maar uit de naam van het bedrijf blijkt al dat ze minuscuul zijn: minder dan honderd nanometer in doorsnede, zo klein dat ze door de huid heen dringen. “Ik deed er wat van op mijn vinger en ze verdwenen meteen in mijn huid,” vertelt hij. Roscheisen denkt dat hij de deeltjes kan gebruiken om goedkoop zonnecelen te produceren.

Tegenwoordig worden de cellen van schijfjes silicium gemaakt. Nanosolar wil de deeltjes als een coating op een folieachtig materiaal aanbrengen. Zo ontstaat een flexibele, halfgeleidende laag die vijftig keer dunner is dan de huidige zonnepanelen. ROscheisen hoopt het materiaal in folievorm te verkopen, voor ongeveer vijftig dollarcent per watt vermogen. “Vijftig dollarcent per watt is de prijs waarnaar iedereen streeft,” zegt topman David Pearce van Miasole, een van de vele andere bedrijven die zich bezighouden met de ontwikkeling van zonnecellen in de vorm van een dunne laag. Met zo’n concurrerende prijs kan er een grote markt worden veroverd. Als de prijzen verder dalen, wordt het voor de consumenten makkelijk en goedkoop zelf stroom op te wekken, waardoor het hele idee van energie ingrijpend verandert.

Techneuten spreken in zulke gevallen van een ‘revolutionaire technologie’. “De auto zorgde voor een revolutie in de wereld van paard en wagen’” legt Dan Shugar uit. “De computer gracht een omwenteling teweeg in de schrijfmachinebranche. En wij menen dat de nieuwe zonne-energiesystemen de energiesector op zijn kop zal zetten.”

Maar behalve de prijs zijn er nog meer hobbels die moeten worden genomen. Omdat de zon nu eenmaal niet altijd schijnt, moet er een betere manier worden gevonden om energie op te slaan dan de grote loodaccu’s die mijn systeem gebruikt. Maar zelfs als voor dit probleem een oplossing is gevonden, is het nog maar de vraag of zonnesystemen kunnen voldoen aan de enorme energiebehoefte.

Zonnesystemen leveren momenteel wereldwijd minder dan 1 procent van de energie, dus zou er een ‘gigantische (maar niet onmogelijke) toename’ nodig zijn, betoogden Hoffert en een aantal collega’s in een artikel in het tijdschrift Science. Bij het huidige rendement houdt dat in dat een gebied van zo’n 26.000 vierkante kilometer – bijna de oppervlakte van België – moet worden volgezet met zonnepanelen om aan de Amerikaanse elektriciteitsbehoefte te kunnen voldoen. Dat lijkt veel, maar eigenlijk valt dat wel mee, want de panelen hoeven geen open land te bezetten. Het Amerikaanse ministerie van Energie heeft berekend dat nog geen kwart van het vrije oppervlak hoeft te worden bedekt om het hele land van stroom te kunnen voorzien.

Wind: Stilte of storm


Aangezien wind ontstaat doordat de zon de lucht opwarmt, is windenergie feitelijk ook een vorm van zonne-energie – maar dan wel een die ook op bewolkte dagen en na zonsondergang beschikbaar is. Ik stond op een middag in een veld bij de Deense westkust, waar het zo bewolkt en donker was dat mijn zonnepanelen thuis ervan in coma zouden raken. Toch haalde een windturbine boven mijn hoofd de ene na de andere megawatt aan schone energie binnen. Telkens wanneer een veertig meter lange wiek langskwam, was te horen hoe deze met een suizend geluid de lucht doorkliefde. Deze ene turbine heeft een capaciteit van twee megawatt – bijna de helft van het totale vermogen van het zonnepark bij Leipzig.

In europa heeft windenergie een hoge vlucht genomen, mede dakzij ruimhartige subsidies. Nederland telt momenteel bijna 1700 windturbines. Samen hebben die een vermogen van ruim 1096 megawatt, wat gelijkstaat aan de capaciteit van een grote kolengestookte elektriciteitscentrale. België blijft op windenergiegebeid ver achter bij Nederland, maar volgens ODE, een organisatie die zich sterk maakt voor duurzame energie in Vlaanderen, neemt het aantal turbines de laatste tijd sterk toe. In Vlaanderen staan op dit moment 93 windturbines, samen goed voor 102 megawatt. Nog dit jaar komen er zeker 10 turbines bij. De 28 turbines in Wallonië hebben een gezamenlijk vermogen van niet meer dan 39.7 megawatt. Voor de bouw van nog eens 53 turbines is toestemming aangevraagd.

In Denemarken draaien er overal grote of kleine groepen wieken aan de horizon. De totale capaciteit van de Deense windparken bedraagt nu drieduizend megawatt, zo;n 20 procent van de nationale stroombehoefte. “Toen ik in 1987 begon, zat ik vaak tot middernacht bij boeren thuis met de buren te praten om een turbine te verkopen.” Zegt Hans Buus van het Deense energiebedrijf Elsam. “Ik had me toen onmogelijk de huidige situatie kunnen voorstellen.” Niet alleen het aantal windmolens overtreft de verwachtingen, ook hun toenemende hoogte blijft verbazen. In Duitsland zag ik een prototype van fiberglas en staal dat 183 meter hoog is, wieken van 61,5 meter lang heeft en vijf megawatt kan leveren. Deze turbine is een technisch hoogstandje, dat mogelijk een oplossing biedt voor een andere belemmering bij de ontwikkeling van windenergie: landschapsvervuiling.

Het landschap in het Engelse Lake District – met varens bedekte heuvels afgewisseld met diepe valleien – is spectaculair mooi en bestaat grotendeels uit beschermd nationaal park. Op een heuvel net buiten het beschermde gebied, maar nog binnen het natuurschoon, zijn 27 torens gepland van dezelfde grootte als de turbines van twee megawatt uit Denemarken. Veel mensen uit de omgeving protesteren. “Dit is een landschap van hoge kwaliteit,” zegt een van heen. “ Ze moeten die dingen hier niet neerzetten.”

De oplossing ligt mogelijk in zee. Hoewel er nog geen begin is gemaakt met de aanleg van windparken voor de Nederlandse en Belgische kust, moeten de eerste turbines er al eind 2006 hun eerste stroom opwekken. Belgische energieconsortia hebben hun oog laten vallen op de Thorntonbank, zo’n dertig kilometer uit de kust bij Oostende. Een dichter bij de kust gelegen windpark bleek vanwege de vele protesten van kustbewoners onhaalbaar. Het eerste windmolenpark in de Nederlandse territoriale wateren komt op tien tot achttien kilometer voor de kust van Egmond aan Zee. Op zee staat in de regel meer wind dan aan land. Bovendien kunnen er grotere windmolens met een hoger rendement worden geplaatst. Maar ook de rotoren van deze megaturbines – zoals voor het zeepark bestemde Duitse prototype – staan stil als het niet waait. Om het elektriciteitsnet draaiende te houden, dienen er dus andere energiebronnen, zoals kolengestookte krachtcentrales, klaar te staan om in te springen. Als er daarentegen een stevige wind staat en de windmolens veel elektriciteit het netwerk in pompen, moeten de andere generatoren snel kunnen worden afgezet – en dat is lastig voor fossiele centrales. Overvloed leidt al snel tot verstopping.

Denemarken moet elektriciteitsoverschotten soms tegen dumpprijzen aan buren als Noorwegen en Duitsland verkopen. Er is dus voor wind- en zonne-energie een methode nodig om grote overschotten op te slaan. Er bestaan al technieken waarmee surplusvoorraden kunnen worden omgezet in brandstoffen als ethanol en waterstof, of gebruikt om lucht samen te persen of een vliegwiel te laten draaien, methoden om later alsnog elektriciteit op te wekken. Maar deze systemen zijn misschien pas over tientallen jaren rendabel. Een pluspunt is dat er met windmolens (net als met zonnecellen) op kleine schaal, dicht bij de stroomverbruiker, energie kan worden opgewekt.

Een privé kolencentrale is niet mogelijk, maar een eigen windmolen, met accu’s voor windstille dagen, wel. En hoe meer huizen elektriciteit van een eigen molen gebruiken, des te kleiner en goedkoper de traditionele krachtcentrales en het bijbehorende netwerk kunnen zijn.
In Europa worden windturbines steeds groter. Het bedrijf Southwest Windpower uit Flagstaff, Arizona maakt daarentegen turbines met wieken die zo klein zijn dat ze met een hand zijn op te tillen. Het bedrijf heeft al zo’n zestigduizend kleine turbines verkocht, de meeste bestemd voor zeilboten, niet op het elektriciteitsnet aangesloten woonhuizen en afgelegen plekken als vuurtorens en weerstations. De capaciteit aan de miniturbines bedraagt 400 watt, net genoeg om een paar lampen te laten branden. Als zowel op grote als op kleine schaal forse inspanningen worden verricht, lijkt ook windenergie in een flink deel van onze energiebehoefte kunnen voldoen.

Biomassa: stroom oogsten


Toen ik in Duitsland van de gigantische windturbines in de bruut van Hamburg naar berlijn reed, rook ik af en toe een vreemde geur als die van fastfood. Het was me een raadsel waar de lucht vandaan kwam, tot er een tankauto passeerde waarop met grote letters ‘biodiesel’ stond. Het was de geur van verbrande plantaardige olie. Duitsland verbruikt per jaar 1,7 miljard liter biodiesel, wat neerkomt op ongeveer 3 procent van het totale dieselverbruik. Al lang wordt energie uit biomassa gehaald zie de houtblokken in de open haard. Tegenwoordig denken we bij biomassa aan bioethanol, biogas en biodiesel: stoffen waarop motoren even makkelijk lopen als op olie of gas, maar die van planten zijn gemaakt.

Het gaat om technieken die zich al hebben bewezen. In de Verenigde Staten wordt van maïs gemaakte ethanol gebruikt in benzinemengsels, in Brazilie komt de helft van alle autobrandstof uit ethanol die uit suikerriet is gewonnen. In de Verenigde Staten en andere landen wordt in gewone motoren biodiesel van plantaardige olie gebruikt, puur of als bestanddeel van een mengsel. “Biobrandstoffen zijn makkelijk in te passen in bestaande brandstofsystemen.” Zegt Michael Paceco van het National Bioenergy Center.

De beperkende factor voor het gebruik van biomassa is land. Fotosynthese, het proces waarmee de zonne-energie in planten wordt opgeslagen, is per vierkante meter veel minder efficiënt dan bij zonnepanelen, dus is er veel meer land nodig om een zelfde hoeveelheid energie op te vangen met behulp van planten. Volgens berekeningen zou de hoeveelheid landbouwgrond op aarde moeten verdubbelen als alle voertuigen op biobrandstof reden. Wetenschappers van het Bioenergy Center proberen efficiëntere methoden voor de productie van biobrandstoffen te vinden. Op dit moment worden de brandstoffen gemaakt van plantaardige olie-, zetmeel- en suikersoorten, maar het centrum test organismen die cellulose – rijkelijk in planten aanwezig – kunnen verteren, om ook daarvan vloeibare brandstof te maken. Het gebruik van productievere brandstofgewassen is ook een optie. “We kunnen uit heel veel gewassen kiezen,” zegt Pacheco, “en elk gewas heeft weer zijn eigen belangengroep. Een van de grootste problemen met biomassa is dat er zo veel keuzemogelijkheden zijn.”

Kernenergie: nog steeds een optie

Kernsplijting leek op weg de alternatieve energiebron van de toekomst te worden toen enkele decennia geleden de eerste reactoren werden gebouwd. Wereldwijd zijn er zo’n 440 kerncentrales, die samen 16 procent van het totaal aan elektriciteit genereren. Frankrijk haalt maar liefst 78 procent van zijn stroom uit kernenergie. De pluspunten van kernsplijting zijn duidelijk: de methode levert veel energie op en geen broeikasgassen of landschapsvervuiling (op een enkele reactorkoepel na). De nadelen zijn ook bekend: hoge kosten, moeilijk kwijt te raken afval en de kans op rampen as in Tsjernobyl. Kernenergie is bovendien verre van duurzaam. Over een jaar of vijftig zijn de goed bereikbare uraniumvoorraden uitgeput [redactie peakoil Nederland: bij huidig gebruik wat momenteel 5% van de wereldwijde elektriciteitsopwekking bedraagt].

Ondanks deze nadelen neemt het enthousiasme over kernenergie de afgelopen tijd weer toe. China, dat een tekort heeft aan elektra, bouwt jaarlijks een of twee nieuwe reactoren. In de Verenigde Staten vinden sommige voorstanders van waterstofauto’s dat kerncentrales moeten worden gebruikt voor het winnen van waterstof uit water. Vice-president Dick Cheney heeft gepleit voor een ‘frisse blik’ op kernenergie. Japan, dat geen eigen olie, gas of kolen heeft, houdt er een eigen kernsplijtingsprogramma op na. In het stadje Rokkasho op de noordpunt van het eiland Honshu proberen onderzoekers te ontdekken hoe er ook in de toekomst, als het uranium op is, splijtstof kan worden geproduceerd. In het nieuwe complex, dat zestien miljard euro heeft gekost, wierp ik een blik in de cilindrische centrifuges waar uranium wordt verrijkt en in een bassin dat deels is gevuld met staven opgebruikte, afkoelende kernbrandstof. Afgewerkte brandstof, waarin nog veel plutonium en uraniumresten zitten, is kwetsbaar radioactief materiaal dat in deze speciaal daarvoor gebouwde reactor wordt gerecycleerd. De brandstofresten worden opgewerkt tot MOX gemengde oxide), een mengsel van verrijkt uranium en plutonium. Er is nog voor minstens enkele decennia voldoende kernbrandstof als er met MOX wordt gewerkt [redactie Peakoil Nederland: bij huidig gebruik], zoals een aantal moderne reactoren nu al doet.

Ook in andere landen maken opwerkingsfabrieken MOX van afgewerkte brandstof. Maar die centrales maakten oorspronkelijk plutonium voor kernwapens, dus zeggen de Japanners dat hun fabriek, die in 2007 moet gaan draaien, de eerste is die uitsluitend voor vredelievende doeleinden is gebouwd. Om de wereld te verzekeren dat dit zo zal blijven, staat er op het complexen gebouwtje voor inspecteurs van het Internationale Atoomenergie Agentschap (IAEA), de nucleaire waakhond van de Verenigde Naties. Zij moeten erop toezien dat er geen plutonium wordt achtergehouden om wapens van te maken.

Toch zijn de tegenstanders van kernenergie er niet gerust op. In Japan groeide het verzet tegen kernenergie na een aantal ernstige ongelukken in centrales. Bij een daarvan kwamen twee werknemers om.

Nog meer tegenstand valt te verwachten als er wordt overgeschakeld op kweekreactoren, wat volgens voorstanders van kernenergie de cruciale volgende stap is. Een kweekreactor maakt plutonium door afgewerkte brandstof te verrijken en produceert zodoende meer brandstof dan hij verbruikt. Maar de experimentele kweekreactoren bleken kuren te vertonen, en bovendien komt er veel plutonium in omloop als er op grote schaal kweekreactoren zou worden overgeschakeld – een nachtmerrie vanuit het oogpunt van wapenbeheersing.

De eerbiedwaardige staatsman en atoomexpert Yumi Akimoto zag als jongen met eigen ogen de flits van de kernbom op Hiroshima. Toch beschouwt hij kernenergie als ‘de steunpilaar voor de volgende eeuw’. Akimoto stelt dat als de maatschappij voor kernenergie kiest, er ook voor het hergebruiken en verrijken van afgewerkte splijtbrandstof moet worden gekozen. Hij praat via een tolk met me, maar om dit punt te benadrukken gaat hij verder in het Engels: “Als we kernenergie willen, dan moeten we het hele systeem aanvaarden. Soms richten we ons alleen op de eerste fruitoogst, en vergeten we hoe we bomen moeten kweken.”

Kernfusie: vuur van de toekomst

Kernfusie is de meest veelbelovende alternatieve energiebron, maar wel een die nog in de verre toekomst ligt. Fusie-energie, die wordt opgewerkt door samensmelting van twee atoomkernen, kan wellicht voor een groot deel aan de toekomstige vraag voldoen. De brandstof gaat duizenden jaren mee en levert geen moeilijk afbreekbaar radioactief afval op, noch restproducten die door terroristen en overheden als wapen kunnen worden gebruikt. Maar er is wel een buitengewoon gecompliceerd soort reactor voor nodig. Een aantal wetenschappers dacht dat ook koude kernfusie, waarbij de energie in een eenvoudig soort emmers wordt opgewekt in plaats van een hightech smeltkroes, tot de mogelijkheden behoorde. Het oordeel luidt tot dusver: helaas niet. Hete kernfusie heeft meer kans van slagen, al zal de ontwikkeling nog tientallen jaren en miljarden euro’s vergen [redactie Peak Oil Nederland, meer dan 45 jaar].

Hete kernfusie is problematisch omdat de brandstof – een soort waterstof – tot ongeveer honderd miljoen graden moet worden verhit om de atomen te laten samensmelten. Bij die temperatuur vormt de waterstof een plasma, een heet en kolkend gas van elektronisch geladen deeltjes. “Plasma is de meest voorkomende toestand van materie in het universum,” zegt een natuurkundige, “maar tevens de meest chaotische en moeilijk beheersbare.” Het is zo lastig dit plasma te maken en vast te houden dat nog geen enkel fusie experiment meer dan 65 procent van de energie heeft opgeleverd die het kostte om de reactie te starten. [Redactie Peak Oil Nederland: JET heeft een netto energie balans opgeleverd].

Wetenschappers in Europa, Japan en de Verenigde Staten werken aan de verfijning van het proces. Ze ontwikkelen methoden om het plasma te beheersen en grotere hoeveelheden energie op te wekken. Een 4,8 miljard euro kostende testreactor genaamd ITER moet het fusievuur laten ombranden. De volgende stap is waarschijnlijk de bouw van een testfabriek waar stroom wordt opgewekt, waarna over een jaar of vijftig de commerciële fabrieken volgen.

“Ik weet 100 procent zeker dat we het plasma kunnen ontsteken,” zegt Jerome Pamela Projectmanager van de fusieractor JET (Joint European Torus) op het Culham Science Center in Groot-Brittannië. “Het grootste probleem is de overgang tussen het plasma en de buitenwereld.” Hij bedoelt dat het niet eenvoudig is om de juiste materialen te vinden voor de binnenkant van het plasmavat van ITER, dat een bombardement van neutronen moet weerstaan en warmte moet overbrengen aan elektrische generatoren.

In Culham zag ik een experiment in een tomakak, een apparaat dat plasma gevangen houd in een cirkelvormig magnetische veld. Dit is de standaardvorm voor fusiereactoren als ITER. Onderzoekers stuurden een enorme elektrische lading de met gas gevulde reactor in. De temperatuur werd vervolgens verhoogd tot tien miljoen graden. Dat is niet voldoende om een fusieproces op gang te brengen, maar wel om plasma te vormen.

Het experiment duurde een kwart seconde en werd vastgelegd door een camera. Tijdens het vertraagd terugspelen van de opname was te zien hoe in de reactor een zwakke gloed ontstond die even flakkerde, toen in een soort nevel veranderde die alleen bij de afkoelende randen zichtbaar was, en vervolgens verdween. Ik vond het eigenlijk een beetje teleurstellend. Ik had verwacht dat het plasma eruit zou zien als de filmbeelden van een exploderende auto. Dit leek meer op een spook in een kachel.

Maar dit spook was het summum van energie – van die universele maar ongrijpbare magie die we proberen te bedwingen en voor ons te laten werken met al die groot – of kleinschalige, maar algemeen geaccepteerde of buitenissige technologieën voor het winnen van zonne-, wind, biomassa- en kernenergie.

Het ITER-project heeft vertraging opgelopen doordat de deelnemende landen (de Verenigde Staten, China, Japan, Zuid-Korea, Rusland en de EU) het er maar niet over eens kon worden of de fusiereactor nu in Frankrijk of in Japan moet komen. Na jaren van discussie hakten politici in juni van dit jaar de knoop door: het wordt Frankrijk. De langdurige onenigheid over de vestigingsplaats bewijst volgens energie-experts een oude theorie, namelijk dat de politiek een moeilijker te beheersen kracht is dan plasma.

Hoewel sommige politici vinden dat de ontwikkeling van nieuwe energietechnologie aan marktkrachten moet worden overgelaten, zijn de meeste experts een andere mening toegedaan. Het is voor commerciële ondernemingen niet alleen duur om nieuwe technologieën van de grond te krijgen, er zijn ook vaak risico’s aan verbonden die zij niet en overheden wel kunnen nemen.

“Veel van de moderne technologieën die de Amerikaanse economie voortstuwen, zijn niet door spontane marktkrachten ontstaan,” zegt Martin Hoffert van de New York University. Als voorbeelden noemt hij straalvliegtuigen, communicatiesatellieten en computers. “internet werd twintig jaar lang door het leger, en vervolgens nog eens tien jaar door de National Science Foundation ontwikkeld voordat het door Wall Street werd ontdekt.”

Als de overheid ons niet een andere richting induwt, zullen we volgens Hoffert steeds vuilere fossiele brandstoffen gaan gebruiken, zodra schonere als olie en gas opraken. En dat zou volgens hem treurige gevolgen voor het klimaat kunnen hebben. “Zonder een vooruitstrevend energiebeleid,” zegt hij, “zullen we steenkool gaan verbruiken, en vervolgens olieschalie en teerzand. We halen steeds minder energie uit onze brandstoffen en ten slotte zal onze beschaving instorten. Maar zo hoeft het niet te eindigen. We kunnen een andere weg inslaan.”

Volgens het Duitse parlementslid Hermann Scheer is het uiteindelijk een kwestie van eigenbelang. “Ik doe geen beroep op het geweten van mensen,” zegt hij in zijn kantoor in Berlijn, waar in het raam een traag wiekend schaalmodel van een windturbine staat. “Je moet niet het evangelie gaan verkondigen.” Wat hij wel uitdraagt, is dat nieuwe vormen van energie in de toekomst onontbeerlijk zijn voor een gezonde economie en leefwereld. “Er is geen alternatief.”

Lokaal zijn er al veranderingen merkbaar. Geleidelijk dringen die door tot de landspolitiek. In de Verenigde Staten worden alternatieve energievormen gestimuleerd door staten en lokale overheden die subsidies verstrekken en van energiebedrijven wordt geëist dat ze ook duurzame energie aanbieden. En in Europa bestaat brede steun voor het subsidiëren van wind- en zonne- energie, ook al betekent dat voor de consument dat die wat meer moet betalen.

Alternatieve energie slaat ook aan in derde wereld landen. Zonne-energie wordt bijvoorbeeld steeds populairder in gebieden in Afrika die niet over een elektriciteitsnet of over generatoren beschikken. “Wat hebben mensen die zich aan de armoede willen ontworstelen het hardst nodig?” vraag Jurgen Trittin, de Duitse minister van milieu. “Water en energie. En duurzame energie is voor afgelegen dorpen vaak de voordeligste keuze.”

In ontwikkelde landen worden alternatieve energievormen niet langer gezien als iets wat louter bij een alternatieve cultuur hoort. Ze beginnen gewoon te worden. Het enthousiasme over de vrijheid van energie lijkt aanstekelijk.

In een dorp even ten noorden van Munchen hield een handvol inwoners en werknemers vorig jaar een inwijdingsfeestje voor een nieuw zonnepark. Met een capaciteit van zes megawatt overtrof het park dat van Leipzig als het grootste ter wereld.

Zo’n vijftien mensen stonden bijeen op een kunstmatig heuveltjes naast het zonnepark. Waar ze vier kersenbomen plantten. De burgermeester van het nabijgelegen stadje kwam met een paar souvenirflesjes schnaps aanzetten. Bijna iedereen nam een slok, ook de burgemeester zelf.

Hierna kondigde hij aan dat hij een lied zou zingen voor twee Amerikaanse vrouwen in het gezelschap, de opzichter en een landschapsarchitecte. De vrouwen stonden grijnzend naast elkaar, met achter zich het veld vol energieabsorberende zonnepanelen.

Terwijl de burgemeester zijn donkere pak rechttrok, dwaalden mijn gedachten af naar vijftig jaar geleden, toen de gebombardeerde Europese steden nog vol ruines stonden. We hebben nog hoogstens vijftig jaar om de volgende nieuwe wereld op te bouwen. Maar mensen zijn goed in staat zich aan te passen, ervoor te zorgen dat vreemde nieuwe dingenwerken. Ik dacht aan wat Dan Shugar opmerkte over het ontwikkelen van revolutionaire technologieën. “Dat gaat gepaard met een gevoel van opwinding,” zei hij. “Het gevoel dat het hoognodig is en niet kan mislukken.”

De burgemeester op de heuveltop haalde diep adem en zong met krachtige tenorstem het hele ‘O solemio,’ zonder ook maar een noot te missen. Iedereen applaudisseerde.

Copyright National Geographic Society
Bron: National Geographic Society
Externe link: http://www.peakoil.nl