Als iemand je zou vertellen dat er een mogelijkheid bestaat om 2,5 tot 3 miljoen levens per jaar te besparen en gelijkertijd global warming een halt toe te roepen, water- en luchtvervuiling te verminderen en om betrouwbare en veilige energiebronnen te ontwikkelen – bijna alles met bestaande techniek en kosten die vergelijkbaar zijn met nu-, waarom zou je dat niet doen?
Volgens een nieuw onderzoek, mede gedaan door Stanford onderzoeker Mark Z. Jacobson, zouden we dit alles kunnen bereiken door over te stappen naar schone, hernieuwbare energiebronnen en af te zien van fossiele brandstoffen. “Gebaseerd op onze bevindingen, zijn er geen technologische of economische obstakels om de hele wereld te laten omschakelen op schone, hernieuwbare energiebronnen,” zegt Jacobson, een professor in civiele-en milieutechniek. “Het is alleen de vraag of we de sociale en politieke wil hebben.”
Hij en Mark Delucchi, van de universiteit van Californie-Davis, hebben een tweedelig rapport geschreven over energiebeleid waarin ze de kosten schatten, en technologische en materiaal benodigdheden, om de wereld te laten overschakelen volgens het plan wat zij bedacht hebben. De wereld die zij voor zich zien draait grotendeels op elektriciteit. Hun plan maakt gebruik van wind- water- en zonne-energie. Wind- en zonne-energie zullen voor 90% voor hun rekening nemen.
Geothermische en hydro-elektrische bronnen zouden ongeveer 4% bijdragen in hun plan. 70% van de hydro-elektrische mogelijkheden wordt reeds benut. De resterende 2% moet van golven en getijden komen. Voertuigen, schepen, en treinen zouden aangedreven worden door elektriciteit en waterstof brandstofcellen. Vliegtuigen zouden vloeibare waterstof gebruiken. Woningen zouden gekoeld en verwarmd worden door elektriciteit -geen aardgas meer of kolen- en water zou worden voorverwarmd door de zon.
Commerciele processen zouden draaien op elektriciteit en waterstof. In alle gevallen zou de waterstof worden verkregen met behulp van elektriciteit. Dus, de wind, water en de zon zouden de wereld van energie voorzien.
De onderzoekers hadden zich tot doel gesteld dat in 2030, alle nieuwe energieopwekking zou komen van de wind, water en de zon. En in 2050 zou de wereld in zijn geheel alleen nog op alternatieve energie draaien. “We willen in kaart brengen wat en hoeveel er nodig is om de volledige elektro-infrastructuur te vervangen-voor alle doeleinden- door een echt schone en duurzame energie-infrastructuur binnen 20 tot 40 jaar,” zegt Jacobson.
1 van de voordelen van het plan is dat resulteert in een wereldwijde 30% afname naar de vraag naar energie omdat er een omschakeling komt van verbrandingsmotor naar elektromotor of brandstofcel. Een elektromotor is veel efficienter dan een verbrandingsmotor.
De terugloop in de gevraagde hoeveelheid energie die nodig is, samen met de levens die gespaard worden door verminderde luchtvervuiling van fossiele brandstoffen, zouden helpen om de omschakelingskosten laag te houden. “Als je alle kosten meerekent voor de samenleving- inclusief medische kosten- van de huidige brandstofstructuur, zijn de kosten van ons plan relatief gelijk aan wat wat we heden ten dage hebben,” zegt Jacobson.
1 van de grootste problemen met wind- en zonne-energie is dat ze beide zeer variabel zijn, wat voor twijfel zorgt of dat ze betrouwbaar genoeg zijn om een basis hoeveelheid energie te kunnen leveren. Deze hoeveelheid houdt een minimum in dat op elk moment van de dag beschikbaar moet zijn voor de consument. Volgens Jacobson is dit probleem te overwinnen.
“Het meest belangrijk is het om hernieuwbare energie te bundelen,” zegt hij. “Als je ze combineert tot 1 artikel en hydro-elektriciteit gebruikt om de pieken op te vangen, is het makkelijker om aan de vraag te beantwoorden.”
Wind en zon zijn aanvullend. Wind is vaak ‘s avonds aanwezig terwijl de zon er overdag is. Als je hydro-elektriciteit gebruikt om de gaten op te vullen zoals dat nu ook al gebeurt, kun je bijna altijd aan de vraag voldoen. Andere hernieuwbare bronnen zoals geothermische energie en getijde-energie, kunnen ook gebruikt worden om zonne-energie en windenergie aan te vullen.
“1 van de meest belovende methodes om aan de vraag te kunnen voldoen is door gebruik te maken van lange afstands transport om verpreide centrales met elkaar te verbinden”zegt Delucchi. Zelfs als je in een bepaald gebied te weinig wind – en of zonne-energie hebt op een bepaalde dag, dan kan de situatie 100 km verder op anders zijn en wel energie leveren.
“Met een systeem dat voor 100% draait op zon, wind en water, kun je geen normale methodes gebruiken om aan vraag en aanbod te voldoen. Je zult, wat ze een supernetwerk noemen, nodig hebben, met langeafstandstransport en een heel goed management,” zegt hij. Een andere methode om aan de vraag te voldoen is om een grotere hernieuwbare energie infrastructuur aan te leggen om aan de pieken te kunnen voldoen en in daluren het energie-overschot te gebruiken om waterstof te produceren voor de industrie en vervoerssector.
Om gebruik te maken van prijsstelling tijdens piekuren, iets dat vandaag ook al gebeurt, zou ook kunnen helpen. Jacobson en Delucchi hebben beoordeeld of hun plan problemen met zich mee brengt ivm met de hoeveelheid materiaal die nodig is om alle turbines zonnepanelen en andere apparaten te bouwen.
Ze ontdekten dat zelfs materialen zoals platina en andere zeldzame metalen, die crusiaal zijn voor het produktieproces, in voldoende mate voorhande zijn. En recycling zou een effectieve bijdrage kunnen leveren aan de bevoorrading. “Voor zonnecellen zijn er verschillende materialen, en er zijn zoveel keuzes mogelijk, dat wanneer het ene schaars is, kune je overstappen,” zegt Jacobson. “De belangrijkste materialen voor windenergie zijn beton en staal, en hier zijn geen tekorten aan.”
Jacobson en Delucchi hebben berekend hoeveel windturbines ze nodig hebben voor hun plan, en ook het aantal zonnecelparken, fotovoltaïsche cellen op daken, hydro-elektrische en geothermische en getijde en golfslag energie installaties. Ze berekenden dat wanneer je de wereld voor 100% wilt voorzien van wind-, water- en zonne-energie, je een oppervlakte van 0,4% van de aarde nodig hebt (het meeste voor zonne-energie) en dat de ruimte tussen de installaties nog eens 0,6% van de aarde in beslag zou nemen (meeste is de ruimte tussen de windmolens).
Een punt van kritiek richting de windparken zou zijn dat ze veel land in beslag nemen, omdat windmolens een bepaalde afstand van elkaar verwijderd dienen te staan om effectief te zijn. “Het meeste land tussen de molens blijft beschikbaar voor ander gebruik, zoals weiden of landbouw,”zegt Jacobson. “De eigenlijke voetafdruk die nodig is om de helft van de wereld van windenergie te voorzien is kleiner dan de oppervlakte van Manhattan. “Als de helft van de windparken op zee zouden liggen dan zou zelfs Manhattan voldoende zijn.” Jacobson zegt dat reeds 1% van de benodigde windmolens in gebruik zijn, en een kleiner percentage voor zonne-energie.
“Voor dit alles is echt een transformatie op grote schaal nodig,” zegt hij. “Het zou een inspanning zijn die gelijk is aan het Apollo maanproject of het aanleggen van het snelwegennetwerk.” “Maar het is mogelijk, zelf zonder over te stappen naar nieuwe technieken,” zegt Jacobson. “We moet alleen collectief het besluit nemen dat dit de richting is die we moeten gaan als samenleving.”
Vertaling Seth