Menu Sluiten

Trends

Trends

Van de (174000 TW) energie die de aarde van de zon ontvangt ‘oogst’ ze een deel als warmteopslag in oceanen en een ander deel als biomassa door middel van fotosynthese. De mens heeft daar een leefbaar klimaat aan te danken en oogst de energie allang ook zelf indirect door middel van watermolens, windmolens en zeilschepen. En behalve van de bestaande biomassa maakt de mens sinds de laatste anderhalve eeuw ook steeds meer gebruik van de in miljoenen jaren opgeslagen oogst aan fossiele biomassa. 

Atoomstroom
Na de tweede wereld oorlog is er een unieke energiebron bijgekomen die, voor het eerst niet vanuit de oogst aan zonne-energie, maar uit het splitsen van elementen van de aarde zelf komt. Voor de vreedzame toepassing ervan werd in 1957 op Schiphol de tentoonstelling Het Atoom gehouden. Dat was als succesvol vervolg op een rijdende Amerikaanse tentoonstelling “Het Atoom – hoop voor de toekomst”. De aanvankelijke belofte van de Amerikanen was, dat atoomstroom de energiemarkt totaal zou overnemen en “te goedkoop zou worden om te bemeteren”. Die belofte is niet uitgekomen. De groei is na een aantal ongelukken afgevlakt, terwijl de kosten voor nieuwbouw zijn blijven stijgen en bestaande centrales veelal met verlies in bedrijf worden gehouden. Nederland heeft, ondanks de miljoenen aan nucleair onderzoek, nooit een industriële voet aan de grond kunnen krijgen, met als gevolg dat ook de groei in expertise is uitgebleven. 
https://www.kernenergieinnederland.nl

Groene stroom
Wat de laatste jaren wel exponentieel groeit is de directe oogst uit zonne-energie middels steeds efficiënter en goedkoper wordende fotovoltaïsche modules en de indirecte oogst via steeds meer en steeds grotere windturbines. Voor het opslaan van de ‘groene stroom’ ontwikkelt zich een concurrentie tussen batterijen en waterstof. De batterij geeft relatief weinig energieverlies bij opslag en toepassing, maar is in de verhouding tussen gewicht en energie-inhoud minder gunstig. Bij waterstof ligt het andersom. Het heeft een betere energie/gewicht verhouding, maar verliest relatief veel energie in het elektrolyse-proces waar elektriciteit en water wordt gesplitst in waterstof, zuurstof en restwarmte. De productie van waterstof is daarom alleen renderend als het uit locaties komt met een groot overschot aan zon en/of wind en/of bij grote afstanden tot de afzetmarkten. Dat laatste is ook de reden voor grootschalige projecten in landen als Saudi Arabië, Marokko, Australië, Chili en Suriname. En het verklaart de groeiende aandacht van de olie- en gasindustrie voor het produceren, verwerken en transporteren van de uit zon en wind verkregen ‘groene’ waterstof. De toepassing ervan in industriële processen geeft de kans om bijvoorbeeld de staalproductie ‘groen’ te maken. Het vereist echter opschalingsinvesteringen die grotendeels uit belastingen moeten komen.
Voor mobiele toepassingen nemen (lithium-ion) batterijen in apparaten en auto’s een steeds prominenter plaats in. Na Tesla’s succes geldt nu ook vrijwel de gehele auto-industrie als aanjager van meer, betere en vooral veel goedkopere batterijen. 

High tech push
Met de ontwikkelingen van batterijen en PV-cellen tekent zich een wezenlijk andere richting af ten opzichte van de R&D voor kernenergie. Bij kernenergie gaat het om unieke grootschalige systemen voor het opwekken en beheersen van grote krachten en hoge temperaturen. Daar tegenover zijn batterijen en zonnecellen onderdeel van een zoektocht naar nano-structuren, metingen in pico secondes en kwantum-mechanische gedragingen. Dit brede onderzoeksveld vormt een eco-systeem voor innovaties op diverse terreinen variërend van computers tot vaccines voor COVID 19 en van perovskiet zonnecellen tot nieuwe generaties ‘solid-state’ batterijen en tot, in de toekomst, kunstmatige fotosynthese. 

http://www.cchem.berkeley.edu/grfgrp/Papers/2011%20Scholes%20Nature%20Chem.pdf :Lessons from nature about solar light harvesting.

https://www.routledge.com/Light-Harvesting-in-Photosynthesis/Croce-Grondelle-Amerongen-Stokkum/p/book/9780367781491

https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=eUDZt2EAAAAJ

https://www.bloomberg.com/features/2021-quantumscape-battery/

https://www.thermofisher.com/nl/en/home/materials-science/battery-research.html

Trends
De hi-tech push maakt dat de groeicijfers voor batterijen en zonnecellen ieder jaar weer hoger uitkomen dan eerder werd verwacht. Reden om bij te houden wat de onderliggende trends zijn en om te zien hoe productie en opslag van groene stroom nu al in de praktijk samengaan.

https://australiainstitute.org.au/wp-content/uploads/2021/03/VEPC-system-security-report-FINAL.pdf

https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-04-01/to-avoid-blackouts-california-s-installing-more-big-batteries-than-all-of-china

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.