Geconcentreerde zonne-energie: achterhaald of beloftevol?

Geconcentreerde zonne-energie: achterhaald of beloftevol?

Wanneer we in België spreken over zonne-energie, denken we meteen aan photovoltaïsche panelen (PV) of zonneboilers. Er bestaan echter ook nog andere vormen van zonne-energie zoals ‘concentrated solar power’ (CSP). Spiegels concentreren zonlicht op een ontvanger. Deze ontvanger warmt zo een vloeistof op tot hoge temperatuur (300°-500°). Deze warmte drijft dan op zijn beurt een stoomturbine aan, net zoals in een steenkool of kerncentrale. De twee meest voorkomende typisch geconcentreerde zonne-energie zijn paraboolspiegels en zonnetorens. Paraboolspiegels volgen de zon rond één as en concentreren het zonlicht op een lijn. Een zonnetoren gebruikt een veld van spiegels die allemaal rond twee assen kunnen draaien en het licht zo concentreren op de top van de toren. Op dit moment wordt deze technologie echter sterk overschaduwd door PV. Slechts 2% van de wereldwijde zonne-energie is CSP en dat is niet zonder reden. Enkel rechtstreeks zonlicht kan geconcentreerd worden. Zonnestralen die afgebogen zijn door damp druppeltjes of stofdeeltjes in de lucht kunnen niet meer geconcentreerd worden, terwijl PV panelen dit diffuus zonlicht wél nog kunnen gebruiken. Wanneer de zon lager aan de hemel staat hebben CSP centrales ook moeite om de ontvanger op te warmen tot de temperatuur waarvoor de stoomcyclus ontworpen is. Hierdoor kan deze zonne-energie niet benut kan worden. Door deze twee redenen is CSP enkel te overwegen in zonovergoten landen dicht bij de evenaar. Ook hebben de centrales nood aan water voor de koeling van de stoomcyclus en voor het reinigen van de spiegels. Water is echter vaak schaars in de woestijnachtige gebieden waar CSP centrales net interessant kunnen zijn. Ten slotte zijn op het eerste zicht spiegels een pak...
Tankers op hernieuwbare energie

Tankers op hernieuwbare energie

De vraag naar olie en gas is enorm. De export van deze fossiele brandstoffen naar alle uithoeken van de wereld gebeurt doorgaans op twee verschillende manieren. Voor de korte afstand maakt men gebruik van pijpleidingen, lopend over zowel het land als op de zeebodem. Voor de lange afstand zijn tankers een beter alternatief. Dan overstijgen de kosten van de pijpleiding en toebehoren (o.a. door pompen, opwarming en onderhoud) immers de kosten van een tanker. Tankers zorgen echter voor een groot aandeel CO2-uitstoot. Is het mogelijk om hernieuwbare energievormen te voorzien om deze immense schepen energiezuiniger te maken? Zowel de zon als de wind kunnen helpen om het gebruik van brandstof te verminderen. Het vlakke dek is uitermate geschikt voor de plaatsing van zonnepanelen. Om de efficiëntie te optimaliseren kan men de richting van de panelen zo aanpassen dat de zon loodrecht op het oppervlak schijnt. Natuurlijk moeten de panelen bestand zijn tegen de soms harde weersomstandigheden. Ook het zoute water mag geen impact hebben op de werking van het zonnepaneel. Daarnaast kan ook de wind zijn steentje bijdragen tot een lagere uitstoot. Kites kunnen de tanker vooruit trekken, mits de windrichting dit toelaat. Het gebruik van meerdere kites verhoogt de trekkracht. Het plaatsen van zeilen op het dek is een andere optie. Recent is er nog een derde oplossing op de markt verschenen die gebruikt maakt van de wind. Flettnerschepen hebben twee torenhoge cilinders die draaien rond hun eigen symmetrieas om zo een drukverschil en bijbehorende kracht te creëren. Dit zogenaamde Magnuseffect zorgt voor de voorwaartse beweging van de tanker.  Bovenstaande vier CO2-vrije opties zouden voor een vermindering van...
De verborgen uitstoot van zonnepanelen

De verborgen uitstoot van zonnepanelen

Zonne-energie wordt momenteel gezien als één van de drie belangrijkste bronnen van hernieuwbare elektriciteit samen met wind- en bio-energie. Momenteel is 32% van de groene stroom in Vlaanderen afkomstig van zonne-energie. Kunnen we er zomaar van uitgaan dat groene stroom minder CO2-uitstoot heeft dan bijvoorbeeld de stroom van een nieuwe gascentrale? Zon- en windenergie stoten geen CO2 uit als ze operationeel zijn, maar wel via hun grondstoffen, productie, transport, installatie en afbraak. Er is al veel onderzoek gedaan naar de klimaatimpact van zonnepanelen en uitkomsten verschillen van 30 tot meer dan 100g CO2-equivalent per kilowattuur. Windenergie presteert op dat vlak duidelijk beter dan de meeste andere fossiele technologieën, bij zonne-energie is het verschil kleiner. Waar komt de spreiding van de resultaten onder de verschillende onderzoeken dan vandaan?   Om de klimaatverandering aan te pakken stelde de EU de 20-20-20 doelstellingen in die tegen 2020 gehaald moeten worden. Dit houdt in dat er over heel Europa 20% minder broeikasgassen uitgestoten mogen worden, 20% van de energie moet van hernieuwbare afkomst zijn en er moet 20% meer energie-efficiëntie zijn ten opzichte van 1990. Om in zijn opzet te kunnen slagen, gaat men ervan uit dat hernieuwbare energie wel degelijk een significant lagere CO2-uitstoot heeft dan andere technologieën. Het is daarom wel interessant om dit onder de loep te nemen. Een algemeen aanvaarde methode voor het kwantificeren van de impact op het milieu van een bepaald product is de life cycle assessment (LCA). De ‘impact’ omvat de uitstoot van broeikasgassen, maar ook uitstoot van stikstofoxiden, waterverontreiniging, verzilting, uitstoot van fijnstof, … . Dit artikel zal enkel de broeikasgassen bekijken voor  verschillende elektriciteitscentrales...
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...
Hoelang blijft het licht nog branden?

Hoelang blijft het licht nog branden?

Het Belgische elektriciteitssysteem is de laatste tijd het onderwerp van menig krantenartikel. Dit is niet zo vreemd aangezien we het laatste jaar in België niet stil stonden. Zo komt hernieuwbare energie steeds meer in de belangstelling en sleutelt men aan de zogenaamde slimme meters. Interessant werd het pas echt toen een aantal van onze trouwe kerncentrales vorige winter dienst weigerden. Het was de bron van een hele reeks doemscenario’s die gingen van afschakelplannen tot heuse black-outs. Uiteindelijk hebben we vorige winter toch niet zonder licht gezeten en heeft niemand het koud gehad. We kunnen dus op onze twee oren slapen en de kernuitstap kan geen probleem meer zijn. Toch fronsen er nog vele wenkbrauwen wanneer dit onderwerp aan bod komt. Kunnen we dan niet gewoon de markt zijn ding laten doen en het probleem zichzelf laten oplossen?   Een kwetsbaar evenwicht De elektriciteitsmarkt verschilt heel erg van eender welke andere markt. Normaal produceer je iets en hou je het bij tot iemand het van je wil kopen. Bij elektriciteit zit het wel even anders omdat het opslaan van elektrische energie zeer moeilijk is. In principe moet alles wat geproduceerd wordt op hetzelfde moment gebruikt worden. Of beter: alles wat verbruikt wordt moet iemand anders gelijktijdig produceren. Wanneer dit niet lukt, is er een probleem. In het ergste geval spreken we van een black-out, wat zo veel betekent als geen elektriciteit in één of meer regio’s. Om het niet zo ver te laten komen, is in ons land netbeheerder Elia verantwoordelijk voor deze balans. Zij maken zelf geen elektriciteit maar zorgen ervoor dat iedereen zich mooi aan de regeltjes houdt...