OneWorld presenteert:

Voordat je verder leest:

Onafhankelijke journalistiek voor een eerlijke en duurzame wereld kost tijd en geld. Als Vriend van OneWorld steun je voor € 4 per maand onze missie, lees je dagelijks bijzondere verhalen, ontvang je ons magazine en meer!

Ja, ik word Vriend Ik lees eerst verder

Onlangs maakte EuroStat, het statistiekbureau van de Europese Unie, cijfers bekend over het aandeel duurzame energie dat de lidstaten gebruiken. Nederland staat, net boven Luxemburg, op de voorlaatste plek…

Dat er iets moet veranderen, is nu wel duidelijk. Dat moest al volgens de afspraken die Nederland in 2015 in Parijs maakte. Maar na de aardbeving bij het Groningse Zeerijp van acht januari – het gevolg van de decennia durende gaswinning in het gebied – is de kogel door de kerk: de gaskraan gaat dicht, al is dat geleidelijk. Daarmee hebben we de keus: blijven we fossiele brandstoffen verbranden, die we dan dus zullen moeten importeren? Of stappen we over op duurzame energie?

Periodes van overschot

Hoogleraar Large Scale Energy Storage
Wiebren de Jong

‘Nederland heeft best mogelijkheden om voldoende duurzame energie op te wekken’, zegt Wiebren de Jong, hoogleraar Large Scale Energy Storage aan de TU Delft. ‘We zijn best goed in technologie voor het aanleggen van grote offshore windparken. Zonne-energie zal ook wel toenemen, denk aan de zonneweides in Groningen en op Ameland. En op de daken overal. Maar afhankelijk zijn van zulke bronnen betekent gewoon dat je periodes hebt van overschot en periodes van tekort. In november waait het bijvoorbeeld weinig en laat de zon zich niet veel zien. Het is relatief vaak mistig en bewolkt. En dat terwijl de energievraag hoog is. Dus ja, hoe doe je dat dan?’

De Jong pauzeert met opgetrokken wenkbrauwen om zijn retorische vraag kracht bij te zetten. In de stilte die valt dringt het snerpende geluid van een slijptol vanuit het laboratorium het kantoortje binnen. In dat reusachtige lab bouwen onderzoekers en studenten proefopstellingen die een antwoord op die vraag moeten formuleren.

Onderzoek naar elektrochemische oplossingen
Een onderzoeker werkt aan een proefopstelling Beeld door: Janno Lanjouw

‘Dan moet je dus naar opslag van de energie die je opwekt met zon en wind in periodes waarin er overschot is’, gaat De Jong verder. ‘Seizoensopslag. En dan heb je het dus niet over batterijen, want de opslagcapaciteit daarvan is relatief laag.’

De 'minpunten' van batterijen

Het vraagstuk van de opslag is bekend. Op allerlei plekken in Nederland en in de rest van de wereld breken mensen zich het hoofd over die kwestie. Recentelijk kwam de NAM, de Nederlandse Aardolie Maatschappij die verantwoordelijk is voor gaswinning in Groningen, met een ‘challenge’ voor het opslaan van grote hoeveelheden energie voor langere tijd. En op kleinere schaal worden batterijen wel degelijk gebruikt: in Rijsenhout ging in november een experiment met een fikse batterij van start en in de Utrechtse wijk Lombok worden de batterijen van elektrische auto’s gebruikt om energie op te slaan.

De Jong: ‘Batterijen hebben zeker een functie. Vooral in elektrische auto’s kunnen ze ook heel goed gebruikt worden om pieken op te vangen in het dag-nachtritme, zoals in Utrecht. Maar voor het zomer-winterritme zijn ze ongeschikt. Dat gaat om veel meer energie en je moet het voor een langere periode bewaren.

‘Een ander nadeel van batterijen is dat ze alleen elektriciteit kunnen opslaan. Maar dat is maar een klein deel van ons energieverbruik: 400 à 500 Petajoule. Maar onze totale primaire energiebehoefte  1 is niet minder dan 3.000 Petajoule. Dat is zes keer zoveel! Veel van die overige energie gaat op aan verwarming – het Groningse gas waar we nu dus versneld mee gaan stoppen – maar ook aan verbruik in de de zware industrie, landbouw en met name het zware langeafstandsvervoer. Scheep- en luchtvaart verbruiken ontzettend veel energie en deze sectoren kunnen niet zomaar op elektriciteit overgaan.’

Whiteboard
Het whiteboard in De Jongs werkkamer Beeld door: Janno Lanjouw

De 'positieve lading' van (bepaalde) chemische verbindingen

Daarom werkt De Jong aan het omzetten van elektriciteit (duurzaam opgewekt natuurlijk) in chemische verbindingen. Stoffen die makkelijk te bewaren zijn, veel energie vasthouden en die energie later weer makkelijk loslaten. ‘De meest voor de hand liggende stap is het maken van waterstof via elektrolyse 2. Dat kun je in veel gevallen al rechtstreeks gebruiken in de industrie, maar dat is vaak nog best ingewikkeld.’

‘Maar er zijn veel meer mogelijkheden. Als je waterstof koppelt aan koolstofdioxide, kun je zogenaamd synthesegas maken. Dat vormt de basis voor allerlei chemische verbindingen die je kunt maken: methaan, methanol, mierenzuur… je kunt er van alles mee. De processen om het te maken kosten energie, maar als je die duurzaam kunt opwekken, dan werkt het.

De Jong komt nu op stoom en beschrijft in rap tempo chemische processen. ‘Je kunt dus CO2 gebruiken. Als je dat gevangen hebt uit rookgas (bijvoorbeeld uit een schoorsteen van een fabriek, red.), of duurzamer gewoon uit de lucht – daar zijn we ook mee bezig – en je laat het reageren met waterstof, die je dus elektrisch hebt gemaakt via elektrolyse, dan kun je methaan maken. Dan heb je dus niet meer aardgas, maar een duurzaam gas. Groen gas! Het blijft methaan, maar nu met een circulaire bron. Sterker nog: het onttrekt CO2 aan de atmosfeer.’

Daarmee is het niet eens ondenkbaar dat we tenminste nog een deel van de bestaande gasinfrastructuur op de huidige manier kunnen blijven gebruiken: voor het transporteren van methaan. ‘Ik ben voor flexibiliteit: niet wedden op één paard, maar juist veerkracht in het systeem inbouwen. Een hybride systeem van duurzaam opgewekte elektriciteit en duurzaam gas, dus.’

Elektrochemie

‘Maar methaan is misschien zelfs niet eens de beste business case – omdat methaan uit aardgas nog steeds zo goedkoop is. Methanol is mogelijk slimmer. Methanol (CH3OH) is vloeibaar, wat makkelijk is om op te slaan. Bovendien kan het worden ingezet voor verbranding in gasturbines ten behoeve van elektriciteitsproductie. Er wordt ook al gekeken naar toepassingen om schepen aan te drijven.’

Nog fantastischer is een proces dat De Jong ‘de directe route’ noemt: CO2 (koolstofdioxide) of N2 (distikstof) met elektriciteit direct omzetten in allerhande nuttige stoffen. Brandstoffen, maar ook materialen zoals polymeren: het behoort allemaal tot de mogelijkheden. De omzetting naar waterstof wordt daarbij in zijn geheel overgeslagen. Het lijkt tovenarij, maar het heet elektrochemie.

‘Dat vakgebied is decennialang eigenlijk een beetje verwaarloosd. Simpelweg omdat we het niet nodig hadden. De fossiele oplossing bood immers alles wat we nodig hadden en was bovendien goedkoper. Door de zorg omtrent het gebruik van fossiele brandstoffen in relatie tot klimaatverandering, begint daar nu verandering in te komen. Het zijn spannende tijden!’

Aluminium-Oxide
Emmers chemicaliën in het lab

Toch haast De Jong zich om overmatig enthousiasme te temperen: ‘Veel onderzoek staat nog in de kinderschoenen. We proberen het technologie-ontwikkelingspad te versnellen door fundamenteel en toegepast onderzoek in wat meer parallelle lijnen 3 te laten lopen. Dus niet het traditionele beeld waarbij er eerst een hele tijd fundamenteel onderzoek wordt gedaan, dan toegepast en pas dan eens kijken wat de milieu-effecten zijn. Nee: we willen heel veel dingen tegelijkertijd ontwikkelen.’

‘Maar uiteindelijk is de vraag niet ‘wat kan er chemisch?’ want chemisch kan er ontzettend veel. De vraag is vooral ‘wat is praktisch inzetbaar in onze maatschappij, en wanneer?’ En dat is nu nog zo onzeker dat ik me zeker niet wil vastpinnen op een voorspelling hoe lang het nog zal duren voor we een samenleving hebben die is gebaseerd op elektrochemie, in plaats van petrochemie…’

  1. ‘primaire’ energie is onbewerkte energie zoals die gevonden wordt in de natuur. Het gaat hier om de hoeveelheid energie die bijvoorbeeld zit in ruwe olie, maar ook in zonne-energie. ↩︎
  2. Als je voldoende gelijkstroom op water zet, dan ontleedt water in de individuele chemische componenten: waterstof en zuurstof. Lees meer op Wikipedia ↩︎
  3. De TU Delft heeft dit proces E-Refinery gedubt. Lees er meer over op de site van de TU. ↩︎

Voor het maken van verhalen hebben we jouw steun nodig.

Ja, ik word vriend (€4 per maand)
bewl3-0749

Janno Lanjouw

Redacteur PowerSwitch

Na zijn studies Geschiedenis en Journalistiek en Nieuwe Media richtte Janno het Food Film Festival op. Daar raakte hij gespecialiseerd in …
Profielpagina

Advertentie

wca2018_600x500_oneworld