Theorie

Het energieverbruik blijft maar toenemen
 

De meeste mensen vinden milieu belangrijk maar men doet er zelf weinig aan. Het energieverbruik per huishouden neemt nog steeds toe, ondanks de aanschaf van schonere en zuiniger apparaten.

De koop- en reislust wordt geen halt toegeroepen. De laatste 10 jaar is alleen al het vervoer met 25 % toegenomen. 
Men schat dat we van 1995 tot 2020 7 x zoveel energie gaan verbruiken.

Energie grootheden

1 J(oule) = 1 Nm = 1 Watt gedurende 1 seconde = 1 Ws
1000 W gedurende 1 uur = 1000 Wuur = 1 kWh = 1000 watt in 3600 sec = 3,6 miljoen Ws = 3,6 MJ
1 Watt = 1 J/s = vermogen = de snelheid waarmee arbeid wordt verricht.
 
Dagelijks verbruiken we 400 W/uur energie = alsof 4 man dag en nacht door op de hometrainer zitten.
De mens is eigenlijk een kachel van 100 W. We verbruiken 100 W/uur als basis ≈ 1/4e liter olie. Op de autoweg wordt dat in 3 minuten verbruikt. Daarnaast kunnen we nog 100 W extra leveren bij inspanning. (Als we 10 dagen lang 1000 meter klimmen vallen we 1 kg af). Als we traplopen gaat 75 % zitten in de productie van warmte en dus is 25 % het rendement.

Opwarmen (van water) kost veel energie..beweging veel minder.

1 m³ gas (verbranden en omzetten in elektriciteit) = 4 kWh elektriciteit.
1600 m³ gas (wat een huishouden verbruikt) ≈ 4*1600 = 6400 kWh
Warm water is 25 % van het gasverbruik. Koken 5 %

Opwarmen kost veel energie (warm water, verwarming dus ook). Beweging kost veel minder.
Tip: Laat het water van een warme douche of een warm bad gewoon afkoelen in de badkuip. Dat draagt behoorlijk bij aan de opwarming van de woning (beter dan het door de afvoer te laten gaan).
Scheren met warm water kost misschien meer dan met een scheerapparaat (dat immers weinig warmte afgeeft). Scheren met koud water is het beste.

Koken (elektrisch of op gas) heeft een rendement van 50 % en de rest van de warmte verwarmt mede het huis. Elektrisch koken heeft al 70 % verloren bij de opwekking in de energiecentrale en het transport en is dus aanmerkelijk minder gunstig dan op gas. Het is ook dubbel zo duur. De magnetron werkt wel heel efficiënt.

Huishouden

We verbruiken gemiddeld 3500 kWh per jaar per huishouden = 10 kWh/dag = 400 Watt = 4 lampen van 100 Watt.
Lampen verbruiken 1/5e van het totaal
Warme lucht/ warm water 4/5e van het totaal (in (vaat)wasmachine, droger etc.)

Wat kost energie..de dingen die warmte produceren.

	kWh / jaar
Elektrische boiler	2000
Keukenboiler (onder aanrecht)	500
Wasmachine	400
Wasdroger	500
Vaatwasser	500
Koelkast plus diepvriezer	500
Verlichting met gloeilampen	500
Verlichting met spaarlampen / LED	100
TV plasmascherm of LCD scherm	200
Computer	200
Airco	500
Tafelventilator	20

Nederland

totaal verbruik (2008) 3334 PJ ≈ 1,7 miljoen vaten olie per dag = rij van 1000 km.
= 200 GJ per jaar per persoon = 538 MJ per dag ≈ 14 liter olie en is 50-60 x meer dan de energie die we binnen krijgen via ons voedsel = 6800 W / dag / inwoner. De wereld heeft 2000 W/dag/inwoner nodig en de VS 11.000 Watt/dag/inwoner.  
Gemiddeld gebruikt een persoon op de wereld 74 GJ / jaar. Een Nederlander heeft dus 2.5 - 3 x zoveel energie nodig en een Amerikaan 5 x.  We verbruiken 10 x meer energie dan we nodig hebben in onze huishoudens.

We verbruiken 3600 liter olie per persoon per jaar vanwege onze grote mobiliteit en klimaat. Alleen de V.S. en het midden oosten verbruiken meer.

45 % wordt opgewekt door aardgas
40 % door olie
10 % door steenkool
Overige 6 %

Gemiddeld had Nederland 11.500 MWe = MW elektriciteit nodig ≈ 11 energiecentrales die 1000 MW elektriciteit leveren.
Om pieken op te kunnen vangen staat er een vermogen van 22.100 MW en we importeren ook elektriciteit (19,2 %)

Het energieverbruik door de industrie is 1230 PJ (tov 3223 PJ in totaal  1 PJ = 10¹⁵ joules) 35 % gas, 43 % olie, 7 % kolen; 10 % stroom 6 % overig.

In 2008 verbruikte Nederland 3334 PJ waarbij 15 % voor vervoer, 14 % voor elektriciteit, 13 % voor huishoudens en 41 % voor de industrie. 681 PJ voor verwarming en 27 PJ voor elektriciteit.

Elektriciteit wordt opgewekt uit kernenergie, aardgas, steenkool (90 %) en voor 3 % uit wind/zon en voor 4 % uit biomassa. (in Europa wordt 80 ipv 90 % uit fossiel gehaald). 

1 centrale (van 1000 MW) heeft
3 miljard kg steenkool nodig en levert dan 10 miljard kg CO₂ / jaar of
2 miljard l olie dat 8 miljard kg CO₂ / jaar levert of
3 miljard kuub gas dat 6 miljard kg CO₂ / jaar levert of
1300 windturbines (met een rotorbladdoorsnede van 90 meter) of
60 km2 zonnepanelen of
3000 km 2 bomen en planten of
continu 10 miljoen mensen op  hometrainers.
                                   600 MW thermisch
1000 MW kolen geeft             ◊                     400 MW elektriciteit
                                11.000 - 17.000 kg reststoffen per uur.

9 miljoen ton kolen geeft 1000 MWe en 90.000 ton afval.

Aardgas levert 50 % van de primaire energie in Nederland. 40 % is productie van warmte. Dit komt vrijwel alleen door aardgas. Het levert 40 % van de CO₂ ; 40 % = benzine/olie 13 % = kolen.
17 % = elektriciteit (dit stijgt). 28 % is warmte < 100 ^oC (dit daalt)'; 18 % is warmte > 100 ^oC feedstochk is 19 % en transport 18 %

Om Nederland van stroom te voorzien moet je de bovenstaande getallen met 10 (of beter 11) vermenigvuldigen.
Om Nederland er mee van energie te voorzien heb je nog eens 3 maal zoveel nodig. (= b.v. 42.000 windmolens).

Huishoudens verbruiken 25 % v.d. elektriciteit. De spoorwegen 1,5 %. 40 % van de warmte die vrij komt bij de opwekking van elektriciteit wordt in Nederland hergebruikt (bv in kassen of de stadsverwarming) = hoogste percentage in de wereld.

De vraag naar energie verschilt. In februari is het gasverbruik het hoogst . 3.000 miljoen m3 en in juni maar 500 miljoen
De vraag naar elektriciteit is het hoogst rond de jaarwisseling. Opslag geeft energieverlies dat een functie is van de snelheid waarmee de ladingstoestand wordt veranderd. Ook de energiedichtheid is van belang. Voor transport geldt haste makes waste. Tankers sneller laten varen, gas harder door een leiding is waste.

Sinds 2010 is Nederland exporteur van grijze stroom geworden. E.on bouwt er nog een kolencentrale bij. Electrabel één in Rotterdam en RWE in de Eemshaven. Dus we blijven tot na 2024 exporteur. Er is dan ook geen reden voor een kerncentrale. Maar men wil er nog twee gaan bouwen dus de markt wordt overspoeld met stroom die niet groen is. daarbij worden de budgetten van kerncentrales vaak vele malen overschreden. De winst die ze opleveren m.b.t. een lagere uitstoot van CO2 wordt door de industrie meteen weer opgevuld.  

Nuon, Essent doen te weinig aan duurzaam in 2010-2011

Essent/ RWE
Essent is en blijft de grootste kolenstroomproducent van Nederland: 62 procent van de stroomproductie van Essent in Europa is kolenstroom. Ook in absolute getallen is Essent de grootste vervuiler: 15.540 MW in steenkoolcentrales, 10.925 in bruinkoolcentrales.  Essent investeert van alle onderzochte energieproducenten het meest in kolencentrales, nu en in de toekomst.

Slechts 10 procent van de huidige investeringen van Essent gaat naar windenergie, daarmee staat zij op de laagste plaats. Essent noteert wel veel toekomstige investeringen in wind en waterkracht: bijna 20.000 MW. De meeste daarvan zijn echter nog nauwelijks uitgewerkt en bevinden zich in de 'planningsfase'.

Essent is niet open over met welke bedrijven ze handelen in kolen of biomassa. Ze geven niet aan waar ze hun uranium vandaan halen. Aan onafhankelijke onderzoeken bij de leveranciers voor hun grondstoffen doet Essent niet.

Nuon/ Vattenfall
De huidige investeringen in nieuw duurzame capaciteit zijn afgenomen van 27 procent in 2009 tot 11 procent in 2010. Geplande investeringen voor nieuwe kolencapaciteit in Europa zijn toegenomen van ruim 29 procent in 2009 naar ruim 41 procent in 2010.

Dong Energy
Dong bouwt op dit moment alleen aan nieuw gas- en windcapaciteit. Op lange termijn heeft Dong grote investeringsplannen voor schone energie, vooral wind en biomassa. Een groot deel van de productiecapaciteit, 57 procent, bestaat op dit moment nog uit kolencentrales. Alle plannen voor nieuwe kolencentrales zijn echter afgeblazen.

Eind 2010 stelden zestien hoogleraren dat kolencentrales de duurzame energieopties uit de markt dringen. En dat terwijl volgens hen in 2050 de stroomvoorziening volledig is te laten draaien op duurzame energie. Om dezelfde redenen zijn de hoogleraren ook niet voor kerncentrales, die ook niet tot duurzame energie mag worden gerekend.

Door de aanleg van vijf kolencentrales kiezen overheid en energiebedrijven voor een extra CO2-uitstoot, zoveel als negen miljoen auto’s. Kolen en andere fossiele brandstoffen zijn niet de keus van de toekomst. Het wordt tijd de keus te maken voor een nieuwe economie rondom duurzame energie. Als Nederland zich nu vastlegt op kolencentrales, raken we uiteindelijk achterop. Wetenschappers roepen de bedrijven (E.ON, Essent, Electrabel, NUON en C.GEN) en de aandeelhouders op hun plannen voor kolencentrales te stoppen. Als de politiek passende maatregelen neemt, kunnen we echt omschakelen naar duurzame economie.

Het Smart Energy Collective is het meest omvangrijke initiatief in Europa voor de concrete ontwikkeling van intelligente energiediensten en -netten met o.a. ABB, Alander, Enexis, Eneco, Essent, Gasunie, GEN Nederland, Heijmans, HUMIQ, IBM, Imtech, Itron, KEMA, Logica, Nedap, NXP Semiconductors, Philips, Rabobank, Siemens, Stedin, TenneT en Unica Installatiegroep. Het gaat over smart grids.

Europa

Het totale verbruik = 76 x 10 ¹⁸ J dat voor 79 % wordt opgewekt uit fossiele brandstoffen 14 % kernenergie 7 % duurzame energie. Wat betreft elektriciteit wordt een veel groter deel dan 14 % opgewekt door kerncentrales.

Wereld

480 x 10 ¹⁸ J. De elektriciteit kwam voor 40 % uit steenkool, 20 % aardgas, 16 % waterkracht 15 % kernenergie. Elektriciteit levert ongeveer 1/3e van de totale energie die nodig is. Dus kernenergie en waterkracht leveren ongeveer 5 % per onderdeel van het totaal.  

De wereldvoorraad fossiele brandstof die in honderden miljoenen jaren is ontstaan wordt er snel doorheen gedraaid.

2010 - 2020 33 % toename energieverbruik. China 75 % De vraag naar gas zal 44 % toenmen.

Bron: Energie survival gids, Jo Hermans, 2008.

Om 1 liter olie te maken kost miljoenen jaren. We draaien er in één jaar doorheen wat de natuur in 1 miljoen jaar heeft vastgelegd. 

De toekomst m.b.t. energie (17-11-07)

Als er niets wezenlijks gebeurt, is het primaire wereldwijde energieverbruik in 2030 zo’n 50 procent hoger dan nu. Bijna de helft daarvan komt op het conto van China en India, die in de periode 2005-2030 hun primaire energiebehoefte verdubbelen. De energiezekerheid en het klimaat zijn in gevaar. Fossiele brandstoffen zoals olie, gas en steenkool domineren in die groei. Vooral het gebruik van steenkool stijgt snel.

In de World Energy Outlook 2010 van de International Energy Agency (IEA) wordt geconcludeerd dat de energievraag tussen 2008 en 2035 met 36% zal toenemen, met name door de welvaartsgroei in landen als China. Het aandeel duurzame energie zal in die periode verdubbelen naar 14%. Ook het belang van aardgas zal toenemen, omdat aardgas als flexibele reservebrandstof ingezet kan worden voor het geval dat wind- en/of zonne-energie tijdelijk niet beschikbaar zijn en daarnaast het meest milieuvriendelijke fossiele alternatief vormt. De algemene verwachting is dat vooral de elektriciteitsvraag zal toenemen door een toenemend gebruik van elektrische apparatuur en warmtepompen, en door de ontwikkeling van elektrisch vervoer. Elektriciteit zal in de komende decennia in toenemende mate decentraal opgewekt worden, waarbij (kleinschalige) duurzame energiebronnen zoals zon-PV en wind maar ook biomassa en groen gas, een groter aandeel in de brandstofmix zullen gaan innemen.

Tegen 2015 is naar schatting 37,5 miljoen barrel per dag (mb/d) meer olie nodig dan nu. Die olie, zo luidt de verwachting, zal er niet allemaal zijn. De olie wordt zeker duurder.  De olie is niet al over 8 jaar op (al zijn er mensen die denken dat nu al de piek bereikt is). De meeste analisten gaan ervan uit dat de wereldolieproductie ergens tussen 2020 en 2030 zal beginnen te dalen omdat dan bronnen echt opdrogen of lastiger winbaar worden.

Het IEA sprak vorig jaar ook al zorgen uit over met name de landen van de OPEC, die niet voldoende lijken te willen investeren om de wereldproductie op peil te houden. De voorraden in het Midden-Oosten blijven de overvloedigste en gemakkelijkst (en goedkoopst) winbare.

Bij ongewijzigd energiebeleid wereldwijd voorziet het IEA een verdere stijging van de uitstoot van kooldioxide met zo'n 57 procent in 2030. Dat komt overeen met de hogere scenario's waarmee het VN-klimaatpanel IPCC ook rekent.

De extra broeikasgassen in de atmosfeer leiden tot verdere opwarming tegen het eind van de eeuw met mogelijk 4 graden of nog meer.

Voor China is bijvoorbeeld berekend dat het met ongeveer de helft minder kolen toe zou kunnen, als het land investeert in efficiëntere kolengestookte elektriciteitscentrales en betere elektriciteitsnetten. Daarnaast is met betere apparatuur zomaar een derde van het olieverbruik te vermijden.

In het slimste scenario van het IEA (het Alternative Policy Scenario) groeit vooral door optimale efficiencymaatregelen de energievraag niet 1,3 procent per jaar wereldwijd, maar 0,8, een halve procent minder. In dat geval kan de uitstoot van kooldioxide door energieverbruik volgens het agentschap in de jaren twintig min of meer gestabiliseerd worden. Van echte reductie is dan nog lang geen sprake.

In landen als China en India zelf gaat de economische groei boven alles. Het komt er vooral voor de rest van de wereld op aan slimmer en duurzamer met energie om te springen. Duurzame bronnen dragen nog maar een paar procent bij aan de energievraag, wereldwijd en in Nederland. Het potentieel voor wind, zon en biomassa is in principe aanzienlijk.

Maar zelfs met een crisis in het verschiet zal de bijdrage niet snel erg veel hoger kunnen worden. Dat geldt overigens ook voor kernenergie. Zelfs als het politieke klimaat daarvoor zou omslaan, staan de eerste nieuwe kerncentrales er ruim na 2015. Daarnaast is er voorlopig nog steenkool zat, maar domweg opstoken zou een ramp voor het klimaat op aarde betekenen, en trouwens ook voor het plaatselijke leefmilieu. China en India verstoken al 45 procent van alle steenkool in de wereld. De mijnen liggen in de VS., Rusland, China, Australië, Zuid Afrika en Colombia. De helft werkt met ernstige schendingen van de mensenrechten. Het geeft ontploffingen, instortingen, kolenbranden, luchtwegaandoeningen, herrie 2600 doden in 2009. Het levert Nederland 25 % v.d. energie en men wil nog 3 centrales bijbouwen. Dan wordt het 36 % in 2020. Kolen is de vuilste van alle fossiele brandstoffen.  

Er bestaat een theoretische mogelijkheid om witte kolen in te zetten, maar het kooldioxide af te vangen en in de grond op te bergen, bijvoorbeeld in leeggehaalde gasvelden. Die technologie is echter nog niet voldoende ontwikkeld. Bovendien kan de vraag opkomen of miljarden investeren in schone kolen het investeren in echt duurzame energie niet in de weg gaat zitten.

Dat geldt volgens tegenstanders ook voor investeren in kernenergie. En kernfusie, het versmelten van lichte atoomkernen zoals ook in de zon gebeurt, is op zijn best toekomstmuziek. Zelfs uitzoeken of de technologie haalbaar is, zal nog decennia duren.

De olieschaarste van 2015 levert zeker een extra argument voor maatregelen die ook al aan de orde zijn in verband met klimaatverandering: energiebesparing, efficiencyverbetering en het ontwikkelen van alternatieve bronnen, al dan niet duurzaam. Hogere energieprijzen maken het nu al gemakkelijker daarin te investeren.

Energie is te halen uit verschillen in druk, temperatuur en pH. Drukverschillen kunnen via het piezo-elektrisch effect stroom(pjes) opwekken. B.v. in gebouwen die bewegen of drukverschillen krijgen door de wind of de zon. Of kleine piezo-elektrische generatoren in je schoenzolen die MP3tjes opladen. (http://renewableenergyresource.net/piezoelectric-generator)
Een thermo-elektrische generator kan het verschil in buitenlucht en lichaamswarmte gebruiken voor 200 mV ofwel voor een horloge.