Windmolen zkt. batterij

Vroeger was het simpel: kernenergie, gas en  steenkool zorgden in landen als België en Nederland  voor een constante stroomvoorziening. Nu Europa groene stroom als de toekomst oplegt, rijst een probleem. Want als de zon niet schijnt of de wind niet waait, is er ook geen stroom.

Afgelopen zomer bleek dat de Belgische regering drastische maatregelen wil treffen mocht er deze winter een stroomtekort ontstaan, nu drie kernreactoren stilliggen. In uiterste nood zullen in elke provincie een aantal gemeenten urenlang van het net gekoppeld worden om een totale black-out te vermijden. Het verouderde Belgische kerncentralepark laat het geregeld afweten en de laatste jaren is te weinig in alternatieve stroombronnen geïnvesteerd. Ook van energie-opslag en stroomuitwisseling met andere Europese landen is tot nog toe te weinig werk gemaakt.

Nederland en België bengelen met respectievelijk 4,5% en 6,8% groene stroom, vooral wind- en zonne-energie, onderaan het Europese peloton. Het lastige aan hernieuwbare energie is dat het niet noodzakelijk hard waait of zonovergoten is als we veel energie nodig hebben. Om in de toekomst nog genoeg stroom te hebben, moeten we inzetten op de combinatie van een slim elektriciteitsnetwerk, de verbinding van elektriciteitsnetwerken in Europa en lange- en kortetermijnopslag van energie.

‘De Europese Unie stelt 80% CO2-reductie voorop tegen 2050’, zegt Fokko Mulder van de TU Delft. ‘Als we dat willen halen, kunnen we niet anders dan inzetten op hernieuwbare energieopwekking in combinatie met energieopslag.’ Mulder is houder van de leerstoel Materialen voor Geïntegreerde Energiesystemen. De grote uitdaging bestaat erin om de productie- en opslagsystemen zo te ontwerpen dat ze volstaan om aan de stroomvraag te voldoen. Overcapaciteit installeren is weggegooid geld, maar te weinig productie en/of opslag kan leiden tot de gevreesde black-outs. Er is echter nog heel wat werk aan de winkel om de efficiëntie, capaciteit en rendabiliteit van energieopslagsystemen te verhogen.

Lees meer in EOS oktober 2014

De toekomst van de luchtvaart is elektrisch

Alhoewel er nog belangrijke hindernissen te overwinnen zijn, lijkt elektrisch vliegen binnen afzienbare tijd werkelijkheid te kunnen worden.

De totale uitstoot aan broeikasgassen door de luchtvaart wordt door het IPCC geschat op 3,5% van alle door de mens veroorzaakte uitstoot per jaar. Vliegtuigmotoren zijn de afgelopen veel efficiënter geworden, maar er wordt ook steeds meer gevlogen. Met alleen een verdere efficiëntieverbetering kan de impact op het klimaat niet teniet gedaan worden.

Er zijn heel wat manieren om minder CO2 uit te stoten, waarvan minder vliegen ongetwijfeld de meest eenvoudige is. Zakenreizen vervangen door videoconferenties, waar mogelijk kiezen voor de hogesnelheidstrein, vakanties boeken dichter bij huis: zo simpel kan het zijn. Bewuste consumenten en bedrijven zetten heel wat stappen in die richting, of ze compenseren hun uitstoot met een van de vele programma’s die dat mogelijk maken. Maar de droom van emissieloos vliegen blijft ook overeind. De laatste jaren is gebleken dat alvast voor ultra-lightvliegtuigjes deze droom nu al werkelijkheid is.

De Duitse Elektra One Solar bereikt een kruissnelheid van 140 km/u en heeft een actieradius van 1.000 km. Hij kan meer dan 8u in de lucht blijven en vult de stroom uit zijn Li-Ion batterijen aan met zijn eigen zonnepanelen op de vleugels. Het Sloveense Pipistrel produceert de tweezits Taurus Electro, een zweefvliegtuig met elektrische motor, waarvan de trailer voorzien is van zonnepanelen. Uit de VS komt de prachtige Yuneec. De Duitsers van e-volodenken helemaal uit de box en komen met de volocopter, een geheel nieuwe visie op de helicopter. Allemaal geweldig sympathiek, maar om echt het verschil te maken, zullen ook passagiersvliegtuigen elektrisch moeten vliegen.

De concepten liggen al op tafel. Een van de recentste is de Ce-Liner, een studie voor een jet voor 190 passagiers, uitgevoerd door het Duitse bedrijf Bauhaus Luftfahrt (BL). Op basis van voorspellingen over de batterijen van de toekomst, veronderstelt BL dat rond 2030 een dergelijk vliegtuig operationeel kan zijn met een actieradius van 1.100 km. Tegen 2035 worden dat al 1.600 km en 2.600 km in 2040. De batterijen opladen na elke vlucht blijft een werk van lange adem, vandaar dat BL ervan uitgaat dat er telkens een andere, opgeladen set batterijen aan boord wordt genomen. De Ce-Liner is zo ontworpen dat hij op de bestaande luchthavens kan landen, over een aërodynamischer vleugel beschikt en beter zal scoren op vliegkosten en onderhoud dan andere vliegtuigen.

Zo lang elektrische passagiersvliegtuigen geen realiteit zijn, is er nog heel wat werk aan de winkel om het kerosineverbruik van conventionele vliegtuigen terug te dringen. Dat kan met betrekkelijk eenvoudige ingrepen, zoals efficiëntere routes, energiezuinig aanvliegen van luchthavens en het lichter maken van de vliegtuig, of van de tapijten die erin liggen. Zo lanceert Desso in april zijn nieuw lichtgewicht vliegtuigtapijt, dat tot 40% lichter is dan het tapijt dat nu op de markt is. Een van de grotere uitdaging bestaat erin om vliegtuigen niet langer te laten taxiën met hun motoren, maar met behulp van een elektrisch aangedreven neuswiel, wat een aanzienlijke besparing zou kunnen betekenen op het gebied van uitstoot, lawaai én kosten.

Het Duitse ruimtevaartcentrum DLR heeft in samenwerking met Airbus en Lufthansa Technik een elektrisch neuswiel ontwikkeld dat door een brandstofcel wordt aangedreven. Het gevolg is een reductie in uitstoot op de luchthaven tot 19%. Als vliegtuigen hun taxibewegingen elektrisch aangedreven zouden uitvoeren, zou dat op de luchthaven van Frankfurt alleen al een besparing betekenen van 44 ton kerosine per dag. De brandstofcel haalt zijn energie uit waterstof en zuurstof en kan genoeg kracht ontwikkelen om een Airbus van 47 ton in beweging te krijgen. Het systeem kan een aanzienlijk verschil maken bij korteafstandsvluchten, waarbij vliegtuigen tot zeven keer per dag landen en opstijgen. Op zo’n dag zouden de vliegtuigmotoren twee uur minder moeten draaien dan bij een conventioneel vliegtuig. Een verdere mogelijkheid bestaat erin dat een brandstofcel naast het neuswiel ook de airco en andere elektrische apparatuur zou voeden terwijl de vliegtuigmotoren uitstaan.

Volgens het rapport Manned Electric Aircraft 2013-2023: Trends, Projects, Forecasts is de toekomst van de luchtvaart hoe dan ook elektrisch of hybride. ‘De tijd van het elektrisch vliegtuig is gekomen. De verkoop van kleine bemande elektrische vliegtuigen is nu al winstgevend in beperkte oplages. Tegelijk zorgen elektrische neuswielen ervoor dat grote passagiersvliegtuigen elektrische voertuigen worden wanneer ze geland zijn. Ze zorgen voor minder geluidshinder en minder vervuiling. (…) Kortom, elektrische vliegtuigen moderniseren de hele luchtvaartindustrie.’

Verschenen in Argus Actueel, 16/04/13

Vergisting in nood

De industriële vergisters in Vlaanderen hebben het financieel moeilijk en luiden de alarmklok. Ze voelen zich in vergelijking met de landbouw- en GFT-vergisters onrechtvaardig behandeld.

Vergisting, het omzetten van biomassa en organisch afval in biogas en vergiste mest of digestaat, is op alle gebied een goede zaak voor het milieu. Zowat alle organische en biologische afvalstoffen zijn geschikt voor vergisting, en Vlaanderen is met zijn grote mestproductie, zijn uitgebreide voedingsindustrie en zijn gescheiden opgehaalde GFT-fractie een prima land voor vergisting.

Tegenwoordig wordt al 2 miljoen ton afval anaëroob (zonder toevoeging van zuurstof) vergist door landbouw, GFT- en industriële vergisters samen. Vergisting is goed voor 9% van de productie van groene stroom. Anaërobe vergisting en de productie van biogas bieden heel wat voordelen tegenover andere vormen van groenestroomproductie en vormen er een perfecte aanvulling van. Zo is bij vergisting de output van stroom niet afhankelijk van de grillige patronen van zon en wind. Het materiaal waar de vergisters mee werken, bestaat uit organische afval- en nevenstromen – geen primaire materialen dus. Door de gezamenlijke productie van groene warmte en groene stroom heeft vergisting een hoog energetisch rendement, volgens de belangenorganisatieFEBEM (Federatie van Bedrijven voor Milieubeheer) het hoogste van de groenestroomsector. Bovendien kunnen eind- en nevenstromen uit het vergistingsproces worden opgewerkt tot bijvoorbeeld hernieuwbare kunstmest. Digestaat uitrijden is beter voor land en plant dan mest uitrijden.

Stagnatie

Klinkt allemaal geweldig positief, maar sinds 2010 zit er een knik in de groei van de vergistingsindustrie. Industriële vergisting is niet rendabel zonder overheidssubsidies en kampt bovendien met hogere inkoopprijzen dan voorzien voor de input van materialen en lagere afzetprijzen voor de geproduceerde elektriciteit. De milieureglementering over de exploitatievoorwaarden werd strenger, wat ook bijkomende kosten veroorzaakte. De sector vraagt de overheid om duurzame maatregelen en een langetermijnengagement om vergisting terug voldoende rendabel te maken en een toekomst te bieden. Werner Annaert van de FEBEM legt uit. “Omdat stroom te duur werd, vooral voor de grootverbruikers, werd door de overheid besloten om de groenestroomcertificaten in waarde te laten dalen. Daar valt wat voor te zeggen wat betreft de aanvankelijk overgesubsidieerde zonnepanelen, maar de daling treft ook de technieken die echt nog steun nodig hebben.”

De sector heeft het moeilijk omdat de businessplannen uit het verleden er geen rekening mee houden dat er ooit zou moeten worden betaald voor biomassa. “Meer dan drie jaar geleden was er zelfs sprake van een positieve inkomensstroom: er werd betaald om biomassa uit de industrie te laten vergisten,” zegt Annaert. “Vandaag wordt biomassa voor uiteenlopende doeleinden gebruikt, onder andere voor energieopwekking en voor de productie van compost en dierenvoeding. Zelfs uit de buurlanden ondervinden we concurrentie. Biomassa is een substituut voor primaire materialen en daar kunnen we natuurlijk niet tegen zijn. Het is zelfs goed dat er een markt is voor biomassa, want zo gaat er minder verloren. Maar er moet wel voor worden betaald.”

Onrechtvaardige verdeling

Het grootste probleem is dat vergisting nog een jonge technologie is en dat niet alle vergisters gelijk zijn voor de wet. Erger nog, het zijn vooral de installaties van de pioniers die getroffen worden. Werner Annaert: “Landbouw-, en GFT-vergisters vallen merkwaardig genoeg onder een gunstiger subsidieregime. Voor de industriële vergisters is er een lagere steun voorzien terwijl niemand in de sector, ook niet bij de landbouwvergisters, snapt waarom die steun voor de industriële installaties zo laag is. Uit alle studies, zoals die van het VEA, blijkt dat daar geen reden voor is. De groenestroomsubsidies dalen voor industriële vergisters tot 80 of 90 euro , terwijl landbouw- en GFT-vergisters nog 100 of 110 euro per groenestroomcertificaat krijgen. Gekker wordt het nog als je weet dat ook nieuwe installaties van na 2013 meer steun zullen krijgen. Het lijkt absurd, maar om aan meer subsidies te geraken als industrieel vergister, kan je beter je oude installatie stilleggen en een nieuwe bouwen. Die nieuwe installatie zal niet noodzakelijk beter zijn, want de bestaande installaties zijn voortdurend gemoderniseerd, maar ze valt wel onder een gunstiger ondersteuningsregime. Voor de industriële vergisters maakt die 20 euro per certificaat veel verschil, over de hele groenestroomsector bekeken is het een peulschil. Het gaat om 75.000 certificaten, in totaal dus om een verschil van 1,5 miljoen euro dat overigens niet door de overheid zelf, maar door alle stroomgebruikers samen wordt betaald. Om goed te zijn voor 5% rendement, zou een groenestroomcertificaat op 120 euro moeten uitkomen, maar als we gelijkgeschakeld worden met onze collega’s zijn we al tevreden en is de kans groot dat bedrijven opnieuw zullen investeren in de industriële vergisting.”

Verschenen in Argus Actueel, 25/2/13