Energie uit biomassa: klimaatneutraal of toch niet?

Energie uit biomassa: klimaatneutraal of toch niet?

Het is een thema dat al wel eens durft opduiken in een van de vele klimaatdebatten. Is de energie die wordt opgewekt in biomassacentrales effectief zo klimaatneutraal als de naam doet uitschijnen? De brandstof voor biomassacentrales kan bestaan uit organische materialen zoals hout, gft-afval, plantaardige oliën en geteelde gewassen. Doordat gewassen steeds opnieuw groeien, is de voorraad van de grondstoffen oneindig en mag men spreken van een hernieuwbare energiebron. Deze hernieuwbare energiebron heeft de weersonafhankelijkheid als groot voordeel ten opzichte van zonne-energie of windenergie. Bij het verbrandingsproces in biomassacentrales komt ten gevolge van de verbranding koolstofdioxide (CO2) vrij. Tijdens de levenscyclus van planten wordt koolstofdioxide opgenomen uit de omgeving en zuurstof afgegeven aan de omgeving, er is dus een gesloten koolstofcyclus. Toch is een gesloten koolstofcyclus niet noodzakelijk milieuvriendelijk. Als het verbrandingsproces plaatsvindt met organisch afval kan men de cyclus aanschouwen als milieuvriendelijk. Hierbij is het echter van belang dat men het afval op geen andere manier een nieuw leven kan inblazen. Een voorbeeld hiervan is oud papier dat kan gerecycleerd worden. Houtkap tast het milieu harder aan dan recyclage. Het al dan niet plaatsen van een biomassacentrale zou bepaald moeten worden a.d.h.v. de beschikbare biologische brandstoffen. Niet alle brandstoffen zijn namelijk even duurzaam. Zo is overexploitatie van bossen een fout signaal in het klimaatverhaal. Om de CO2-uitstoot te laten dalen dienen nieuwe bossen gecreëerd te worden. Als ontbossing gebeurt ten gevolge van de vraag naar brandstof voor de biomassacentrales wordt een totaal fout signaal gegenereerd. Massale houtkap vormt namelijk een desastreuze bedreiging van ecosystemen.  Ook het telen van gewassen als brandstof voor biomassacentrales is een gevoelige situatie. Hierbij...
Waterstof: van hype naar hoop

Waterstof: van hype naar hoop

Waterstof is al vaker verkocht als één van de ster technologieën in de transitie naar een duurzame economie, toch blijft een grote doorbraak uit. Is een grootschalige introductie van waterstof in onze economie realistisch? Wat zijn de voordelen en nadelen van waterstof? Een korte introductie. Ten eerste is het belangrijk om te weten dat waterstof een energiedrager is, het is dus geen energiebron (zoals bv. steenkool). Er is waterstof in overvloed op de wereld, echter komt het steeds voor in combinatie met andere elementen zoals bijvoorbeeld in water. Daarom moet het via een speciaal proces afgesplitst worden. Naargelang welk proces hiervoor gebruikt wordt onderscheidt de World Energy Council (WEC) 3 verschillende soorten: groene, blauwe en grijze waterstof. Groene waterstof wordt geproduceerd door een proces genaamd electrolyse: hierbij wordt water gesplitst in waterstof en zuurstof, door gebruik te maken van hernieuwbaar geproduceerde elektriciteit. Het ontleent zijn naam aan het feit dat er geen koolstof uitstoot is. Blauw en grijze waterstof worden via hetzelfde proces geproduceerd door het hervormen (‘reforming’) van stoom, maar deze stoom wordt opgewekt met fossiele brandstoffen (bv. gas of olie). Dit process stoot daarom ook CO2 uit, bij grijze waterstof wordt deze losgelaten in de atmosfeer en bij blauwe waterstof wordt 80% tot 90% van de CO2 gecapteerd en opgeslagen. Na productie kan waterstof als brandstof gebruikt worden, in een verbrandingsmotor of om elektriciteit te maken. Een belangrijk aspect van waterstof is dat er bij gebruik, ongeacht de productiemethode, geen koolstof uitstoot vrijkomt. Waterstof kent verschillende interessante toepassingen. Ten eerste kan het gebruikt worden als opslag voor elektriciteit. Batterijen zijn momenteel namelijk enkel geschikt voor korte termijn...
Elektrisch vliegen: het gat in de lucht?

Elektrisch vliegen: het gat in de lucht?

Brussels Airport was dit jaar al goed voor 178 296 vluchten (landing en vertrek) in de periode van januari tot eind september. Een cijfer dat ongeveer constant is ten opzichte van vorige jaren. Globaal gezien groeit het totale aantal vluchten echter nog altijd jaarlijks en alles wijst erop dat deze globale trend zich ook de komende jaren nog gaat doorzetten. De luchtvaart is namelijk het transportmiddel bij uitstek voor snel transport van goederen en mensen over grote afstanden. Het overgrote aandeel van de vliegtuigen vliegen echter nog steeds op een koolwaterstof brandstof (zoals kerosine) en vormen dus een bron van CO2-emissies. Volgens IEA (International Energy Agency) was de luchtvaart verantwoordelijk voor 2,5% van de globale energie gerelateerde CO2-emissies in 2018. Tegelijkertijd is een sterke daling van de CO2-emissies noodzakelijk om de klimaatverandering en de gevolgen hiervan tot een aanvaardbaar niveau te beperken. De Europese Commissie bijvoorbeeld publiceerde hiertoe zijn visie voor een klimaatneutraal Europa tegen 2050. Om die reductie in CO2-emissies te realiseren zonder het snel transport over grote afstanden (en de verwachte groei) drastisch te decimeren is er nood aan volwaardige alternatieven voor de klassieke luchtvaart. Een volwaardig alternatief voor de klassieke luchtvaart moet milieuvriendelijk zijn zonder reductie in transporttijd, -capaciteit, -bereik en comfort voor personentransport. Eén van deze potentiële volwaardige alternatieven voor de hedendaagse luchtvaart zouden elektrisch aangedreven vliegtuigen kunnen zijn, op voorwaarde dat de elektriciteit opgewekt wordt door hernieuwbare bronnen.  Binnen de luchtvaart wordt vaak het onderscheid gemaakt tussen korte afstands- en lange afstandsvluchten. Om een grens te definiëren tussen die twee beschouwt men korte afstandsvluchten vaak als vluchten korter dan 1000 tot 1500 km, al...
Stadsverwarming op kernenergie: gek of geniaal?

Stadsverwarming op kernenergie: gek of geniaal?

Het verwarmen van woningen en kantoorgebouwen is verantwoordelijk voor een groot aandeel van de CO2-uitstoot (18% in België). Warmtenetten kunnen een grote rol spelen in het vergroenen van onze verwarming. Een warmtenet is een energienetwerk, zoals het gasnetwerk, maar in plaats van gas wordt warm water getransporteerd. Deze warmtenetten worden typisch gevoed door restwarmte van gas-, bio- of steenkoolcentrales, restwarmte van de industrie, zonne-energie of geothermische energie. Hier en daar wordt ook restwarmte van traditionele kerncentrales gebruikt. Dit laatste wordt relatief weinig toegepast omdat kerncentrales typisch op enige afstand van grote steden worden gebouwd. De “China National Nuclear Corporation” (CNNC) heeft nu echter plannen op tafel liggen om een kerncentrale te bouwen die geen elektriciteit produceert maar enkel warm water. Gek of geniaal? Klassieke kerncentrales, zoals deze in Doel en Tihange, werken met water op hoge temperatuur (± 300°C) en hoge druk (± 150 bar). Dit is een voorname oorzaak van complexiteit en bezorgdheden omtrent veiligheid. Wat als een hogedrukleiding barst of lekt? Wat als het reactorvat zou scheuren? Bovendien is een hogedrukvat beperkt in volume. De totale hoeveelheid primair koelwater is hierdoor beperkt. Dit zorgt ervoor dat het koelwater snel kan opwarmen en wegkoken wanneer er problemen zijn met de koeling. Dit gebrek aan thermische inertie speelde een centrale rol in de “meltdowns” in Fukushima Daiitchi, waarbij een tsunami ervoor had gezorgd dat er een gebrek aan koelwater aanwezig was. Een reactor die enkel warm water op 90 à 100°C produceert heeft geen hoge-druk-circuits nodig. Hierdoor vallen bovenstaande bezorgdheden grotendeels weg. Daarom kan dit type reactor veel eenvoudiger, goedkoper en inherent veiliger zijn dan kerncentrales voor elektriciteitsproductie. Dit...
Moet het warm water opnieuw uitgevonden worden?

Moet het warm water opnieuw uitgevonden worden?

Warm water, waar komt dat eigenlijk vandaan? Tot een paar jaar geleden was de productie van sanitair warm water simpel: water werd verwarmd door een verbranding van stookolie of aardgas. Een eenvoudige en goedkope methode, maar zeer nefast voor de opwarming van de aarde. Een methode die dus zou moeten verdwijnen, willen we het klimaatakkoord van Parijs respecteren. Gelukkig zijn er de afgelopen twintig jaar grote doorbraken geweest bij enkele hernieuwbare technologieën. Daardoor zijn we nu in staat om hernieuwbare energie op te wekken zonder dat er CO2 wordt uitgestoten. Denk hierbij bijvoorbeeld maar aan zonnepanelen, zonnecollectoren en warmtepompen. Maar welke van die technologieën is op kleine schaal het meest bruikbaar? En wat betekent dit alles voor onze portemonnee?  Dimensionering Vooraleer we de bovenstaande vragen kunnen beantwoorden, is het noodzakelijk om eerst te weten hoe we het systeem rond elke hernieuwbare technologie het best dimensioneren. Tijdens het dimensioneren van een dergelijk systeem kijken we welke afmetingen ideaal zijn voor het opslagvat van sanitair warm water, welke soorten componenten best gebruikt worden en op welke manier de verschillende technologieën aangestuurd moeten worden. We doen dit omdat de vraag naar sanitair warm water voor elk huishouden verschillend is en een verwarmingssysteem dat exact afgestemd is op deze vraag tot grote besparingen kan leiden. De grootste besparingen komen voort uit een optimale keuze voor de grootte van het opslagvat en een optimale aansturing van de warmtepomp of de elektrische weerstand. Bij warmtepompsystemen kan je op die manier besparen op 10% van de totale kosten (zowel investerings- als operationele kosten), bij zonnepaneelsystemen bedraagt deze besparing 5%. De optimale technologie We kunnen nu deze...