Duurzame energiebronnen

Hieronder volgt een overzicht van de voornaamste bronnen van duurzame energie: biomassa, wind, zon, water, aardwarmte en oceaan.

Biomassa

Biomassa is levend en dood biologisch materiaal dat gebruikt kan worden als brandstof – bijvoorbeeld biologisch afbreekbaar afval. De toekomstige voorraadniveaus zijn zeer onzeker door de effecten die het produceren van biomassa heeft op landbouw- en bosgronden. Het traditionele gebruik van biomassa voor verbranding – om op te koken en om ruimtes mee te verwarmen – is inefficiënt. Er zijn momenteel toepassingen voor elektriciteit, verwarming en transport. Warmtekrachtkoppeling (WKK) is een goed voorbeeld van een economisch aantrekkelijke toepassing. Bij traditionele elektriciteitsproductie gaat zo’n 60% van de opgewekte energie verloren in de vorm van warmte. Bij WKK wordt de warmte die vrijkomt bij de opwekking van elektriciteit gebruikt voor andere doeleinden. Door biomassa als duurzame brandstof in te zetten in WKK’s benut men de biomassa zowel voor de opwekking van groene stroom als voor het gebruik van groene warmte. Hiermee stijgt het rendement van biomassa als energiebron drastisch. Ook vergassing (of gasificatie) van biomassa is een veelbelovende toepassing waarbij tot een kwart aan energiekosten bespaard kan worden.

Wind

Windenergie is de omzetting van wind in elektriciteit door windturbines. De technologie voor windenergie maakt een enorme ontwikkeling door, wat onder andere blijkt uit de hoge groeicijfers: de capaciteit in 2007 was vijftig keer hoger dan in 1990. Vijf landen – de VS, Spanje, Duitsland, India en China – vertegenwoordigen 74% van de wereldwijde capaciteit. De voordelen van windenergie zijn dat er voor de opwekking geen brandstof nodig is, dat er geen CO2 vrijkomt en dat de windmolens technisch gezien snel te installeren zijn. De onzekere factor is vanzelfsprekend dat de hoogte van de elektriciteitsproductie afhankelijk is van de hoeveelheid wind. Op land, in gebieden met een goed windklimaat, zijn er al windmolenparken met een commercieel rendabel productieniveau. De nieuwe ontwikkelingen zullen vooral op zee plaatsvinden.

Zon

Fotovoltaïsche zonne-energie – in het Engels photo-voltaic (PV) – verwijst naar het opwekken van elektriciteit door licht en warmte van de zon. PV is tot nu toe alleen winstgevend in afgelegen gebieden die niet zijn aangesloten op het elektriciteitsnet. Er is een significant potentieel in zowel de ontwikkelde landen als de ontwikkelingslanden vooral wanneer door subsidies de kosten sterk afnemen. De doorslaggevende technologische ontwikkelingen zijn de toename van efficiëntie en van de levensduur van de zonnecellen, en de afname van materiaalintensiviteit en kosten. Geconcentreerde zonne-energie, ook wel thermische zonne-energie genoemd (in het Engels CSP: Concentrated Solar Power) maakt een opleving door. Bij CSP wordt zonlicht door panelen omgezet in warmte.

Water

Waterkracht wordt opgewekt door vallend of stromend water. Het is de meest wijdverbreide vorm van duurzame energie en levert 90% van alle duurzame energieproductie. Vooral in Azië, Afrika en Zuid-Amerika is er nog ruimte om 2,5 tot 3 keer de huidige productie te behalen. De verwachte capaciteit voor elektriciteit uit opgepompt water (pumped storage) is ongeveer 1000 GW, tienmaal de huidige capaciteit. De toekomstige duurzame elektriciteitsproductie wordt wellicht beïnvloed door klimaatverandering, en ook de schaarste aan water en land is een belangrijk obstakel voor de ontwikkeling van waterkracht.

Aardwarmte

Aardwarmte (of geothermie) is energie die ontstaat uit het temperatuurverschil tussen de aardoppervlakte en diep in de aarde gelegen warmtereservoirs. De bronnen van hoge kwaliteit zijn vandaag de dag al economisch rendabel. Wereldwijd is momenteel slechts 10 GW capaciteit in gebruik, maar aardwarmte heeft enorme potentie. Vooral de petrothermale systemen –enhanced geothermal systems (EGS)– bieden perspectief om vrijwel overal ter wereld grote hoeveelheden elektriciteit op te wekken. Momenteel worden verschillende proefprojecten uitgevoerd in de VS, Australië en Europa. De kosten dienen met 80% af te nemen om aardwarmte in het algemeen rendabel te maken. Voor de economische aantrekkelijkheid van petrothermale systemen, is het noodzakelijk om te werken aan de rentabiliteit van diepteboring en bouw, stimulatietechnieken, het aanboren van reservoirs en technologieën om de warmte bovengronds in elektriciteit om te zetten.

Oceaan

Oceaanenergie zet de energie van de getijden via generatoren om in elektriciteit. Het voordeel van getijden is dat de beschikbaarheid ervan beter voorspelbaar is dan die van de wind en de zon. Toch is de verwachting voor uitbreiding van oceaanenergie beperkt zolang de kosten niet verlaagd kunnen worden tot een derde of een kwart van het huidige niveau. Golfslagenergie levert nu 4 GW.