Energie en onze toekomst

 

"Het is onze verantwoordelijkheid om via technologie de onderlinge welvaart in de wereld te verdelen en te organiseren. Als we nu doorgaan op de huidige voet van arm en rijk gaat het in de wereld mis. Dan blijven we in machtssystemen en raken de ecosystemen uitgeput."

 

Er zijn voldoende energiebronnen, mits we vanuit technologie en innovatie gaan leven. Een stimulans voor technische ontwikkeling in de wereld moet nu gegeven worden. Grondstoffen worden schaars, het is 2 voor 12. Nederland mag zich dat nu wel eens gaan realiseren! Rudolf Das werkt al jaren samen met bedrijven aan inspirerende innovaties en technologische inzichten. Zijn visie op de toekomst visualiseert hij in technische tekeningen, die ware kunstwerken zijn. We vragen hem naar zijn inzichten en welke ontwikkelingen hij realistisch acht. In het boek met de titel "Energie en onze toekomst" doorloopt, hij een zeer breed scala. Voor dit artikel zoomen we in.

 

 

 

 

 

 

 

Rudolf Das

 

Het energie- en milieuvraagstuk vraagt om een inspanning vanuit verschillende invalshoeken. Daarbij dicht ik in West Europa de grootste rol toe voor wind- en kernenergie. Voor bepaalde locaties in de wereld biedt zonenergie de oplossing. Naast alle duurzame ontwikkelingen kunnen we nog heel veel energie besparen. De maatschappij is daar niet op ingericht, wel op verbruik. Kijk naar de gebouwen waarin we leven, werken en verblijven. Ze vreten energie. We bouwen in hele lage dichtheden en verdringen de natuur. Een omslag in denken naar een energiebewuste samenleving hebben we nodig.

 

Zonne-energie

Zonne-energie wordt steeds belangrijker. Maar pas het toe in landen en gebieden waar het rendement groot is. In woestijnen, bijvoorbeeld in de Sahel landen. Plaats daar enorme solar plants, dan realiseer je direct 30% energie voor de wereld. Gelijktijdig kun je dan het water in de bodem oppompen en het land weer vruchtbaar maken. Hierdoor ontstaat afkoeling van de aarde en CO² reductie. Het is toch raar dat we nu symbolisch velden plaatsen met spiegels die vaststaan. Als je centrales maakt met spiegels die meedraaien met de zon, is de opbrengt heel veel groter. Zonne-energie kan de Sahel landen tot ontwikkeling brengen.

 

Kernenergie

Het imago van kernenergie wordt bewust slecht gehouden en angsten over kernafval zijn niet juist. De oplossingen zijn er en daarmee is kernenergie straks de meest rendementvolle en klimaatneutrale energiebron die er bestaat. Nieuwe snelle metaal gekoelde kweekreactoren zijn een enorme verbetering van de bestaande. Kerncentrales zijn een essentiële oplossing voor het energievraagstuk van Europa. Politieke reacties stammen nog uit de jaren zeventig, terwijl er geweldige innovaties zijn. Heel langzaam zie je nu het besef bij de politiek ontstaan in Europa. Nieuwe kweekreactoren zijn zeer efficiënt en hebben nauwelijks afval (zie illustratie). Daarbij komt dat de risico’s nihil zijn. Het gebrek aan uranium wordt verholpen omdat deze centrales werken op het bestaande en bewerkte kernafval. Daar kunnen we nog eeuwen mee vooruit. Bovendien is de CO² uitstoot nul. Finland bouwt nu een hypermoderne kerncentrale. Net als India en China. De angst voor kernenergie is onterecht. Verhalen over uitval van pompen en verontreinigd koelwater kloppen niet. Nieuwe centrales zijn stabiel omdat vloeibaar uranium of lood zo sterk geleidend is. Het idee dat afval geschikt is voor bewapening is onzin. U235 is daarvoor niet geschikt. Bovendien door ontmanteling van bestaande wapens hebben we nog eens eeuwen extra grondstof.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Advanced Liquid Metal Reactor, een nieuw type kerncentrale

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SuperGrid 15 m diep in een tunnel van 2,30 m doorsnede voor transport van een vermogen van 5.000 MW elektrisch en 10.000 MW thermisch (waterstof)

 

Windenergie

De beste plaats voor opwekking en transport van windenergie is op zee. Lievense bedacht al jaren geleden een systeem om de wisselvallige hoeveelheden windenergie op te slaan door een variabel waterniveau in een groot stuwmeer. Deze PAC centrale met hoge dijken ondervond veel weerstand en kwam niet van de grond.

Het komt er op neer om windenergie niet op te slaan met een hoger, maar met een lager waterpeil binnen een dijkring op zee. Als er een voldoende dikke kleilaag onder dit kunstmatige stuwmeer in zee zit, kunnen we bij te veel wind water naar buiten pompen, om bij te weinig wind via turbines weer water binnen te laten. De plannen van dit valmeer, voorlopig ver buiten de kust van Zeeuws-Vlaanderen gedacht, zijn door Kema en Lievense verder uitgewerkt en geniet internationaal veel belangstelling.

Behalve door wateropslag kan windenergie nog veel meer winst gaan opleveren als we de windturbines aanzienlijk verbeteren. Ik noem een paar voorbeelden:

• De zware generator niet meer bovenin, maar op de grond plaatsen (hydraulische aandrijving door kleine oliepompen boven en beneden).
• Meer rendement door vier bladen in plaats van drie (is mogelijk door de generator beneden te plaatsen).
• Een tweede stel wieken achter de hoofdrotor te plaatsen, die in tegengestelde richting draait (in de luchtvaart is dit veel en met succes toegepast).
• Maak op elke fundatie een draaibare, gevorkte molen, met vier schroeven, waarbij de masten naar de windrichting voorover hellen om lawaai en trillingen te verminderen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ontwerp zes mega watt windmolen met dubbele propellers

 

Nederland moet nu eens starten met een eiland. Het inzicht is er al meer dan 30 jaar. Door de capaciteit op een juiste wijze uit te breiden, zakt de prijs van groene stroom en zal het draagvlak verder toenemen. Het wordt tijd dat Nederland laat zien dat het kan. Voor ons ingenieurs potentieel en capaciteit van baggeraars en bouwers is het de kans wederom haar innovatieve vermogen aan de wereld te tonen. Met ons windarsenaal hebben we bovendien een prachtige milieuvriendelijk exportproduct: energie, en behouden we onze sterke positie die we hebben opgebouwd in het aardgastijdperk. Nederland reageert opvallend traag op technologische inzichten. Voor onze economie en kennisontwikkeling zou het goed zijn om nu vanuit verschillende technische inzichten stappen te zetten.

 

Doggersbank

Een gigantisch energie eiland waarin verschillende landen participeren is een oplossing op langere termijn. Dit past op de Doggersbank. Het valmeer wordt dan honderdvoudig. Rondom een dergelijk gebied is altijd wind. Als we daarop direct betere windmolens plaatsen maken we een efficiency slag. Nederland moet nu echt beginnen. Andere landen volgen dan snel. Het grote internationale eiland op de doggersbank is dan in 2050 operationeel.

 

Even een anekdote: "alle nieuwe windmolens draaien met de klok mee. Dat is internationaal vastgelegd omdat dit logisch en een mooiere richting werd geacht. De opbrengst is hierdoor 10 – 15% minder, is dat niet raar?"

 

Werk samen

Mijn boodschap is: wetenschap en bedrijfsleven sla de handen ineen. Overheden investeer en maak nu een inhaalslag. Maatschappij richt je op een duurzame toekomst. Ervaringen en inzichten zijn er. Oliemaatschappijen, kolenhandel en transport sector hebben een sterke lobby, onze energie- en milieuvragen zijn daar niet mee gebaat. Regeringen kies en werk internationaal samen. Nederland helemaal, wij maken al jaren geen keuzen en doen aan symboolpolitiek.

 

Op deze grafieken is de verhouding zichtbaar tussen de hoeveelheid brandstof en afval van een conventionele reactor (links) en een snelle kweek-reactor (rechts). Na circa 3 jaar is 5% van uraniumproducten gebruikt (A)en moet 95% (B) als radioactief afval worden opgeslagen. Bij ingebruikname van ALMR reactoren kan 5% hergebruikt worden in conventionele centrales (C) en ruim 94% (D) in de nieuwe centrales, dan blijft slechts 1% afval (E) over. Dit afval is veel minder gevaarlijk en enorm veel korter radioactief. Bovendien verdwijnen de bestaande afvalbergen, door er energie uit te halen.