Duurzame oplossingen
ELI5
Duurzame en hernieuwbare energiebronnen zijn belangrijk om de gevolgen van de opwarming van de aarde tegen te gaan. Zonne-energie gebruikt zonlicht om elektriciteit op te wekken met zonnepanelen, wat een schone en overvloedige energiebron is. Windenergie gebruikt turbines om windenergie om te zetten in elektriciteit, wat een betrouwbare oplossing is in winderige gebieden. Waterkracht haalt energie uit bewegend water met behulp van dammen en turbines, maar dit kan wel invloed hebben op rivierecosystemen. Geothermische energie maakt gebruik van de warmte van de aarde om elektriciteit op te wekken en is een stabiele, maar locatiespecifieke bron. Biomassa-energie zet organisch materiaal om in warmte of biobrandstoffen en vereist duurzaam beheer om milieuproblemen te voorkomen. Getijden- en golfenergie zijn nog in ontwikkeling, maar bieden potentieel voor kustgebieden door gebruik te maken van de kracht van de oceaan. Kernenergie wekt veel energie op met lage emissies, maar roept vragen op over veiligheid en afval. Oplossingen voor energieopslag, zoals batterijen, maken het mogelijk om overtollige hernieuwbare energie op te slaan voor later gebruik. Door gebouwen en vervoer energiezuiniger te maken, wordt de totale energievraag lager, wat de overstap naar hernieuwbare energie makkelijker maakt. Elektrische voertuigen zorgen voor minder uitstoot door vervoer, vooral als ze op hernieuwbare energie rijden. Samen zorgen deze opties voor een duurzaam energiesysteem, waardoor we minder afhankelijk worden van fossiele brandstoffen en de uitstoot van broeikasgassen wordt verminderd.
Energietransitie
Een sleutelfactor om de uitstoot van CO2 en daarmee de klimaatverandering te beperken is de energietransitie. [1] Dit betekent het vervangen van fossiele brandstoffen door hernieuwbare energiebronnen zoals waterkracht, geothermische energie, zonne- en windenergie.
Omdat elke vorm van energieomzetting om energie te oogsten in een vorm die nuttig is voor menselijke activiteiten ook een negatieve impact heeft op het milieu, kan een omschakeling naar een 100% hernieuwbaar energiesysteem niet voorkomen dat er een sociale verandering nodig is om het gebruik van minder energie aan te moedigen. Dit is vooral belangrijk in het noorden van de wereld.
Een belangrijk aspect van de energietransitie is de elektrificatie van alle sectoren: Warmtepompen in plaats van gas, elektrische in plaats van fossiele auto's, elektrische productie van staal in plaats van het gebruik van kolen (waterstof kan een nuttige tussenstap zijn) enz. De reden hiervoor is de energie-efficiëntie: De beste vervanger van een fossiele auto is de fiets, de op één na beste vervanger is openbaar vervoer, de op twee na beste vervanger zijn elektrische auto's. Waarom? Omdat ze 3-4 keer efficiënter zijn dan auto's die op benzine rijden.[2] En ze verbeteren ook de luchtkwaliteit in de steden.
Duurzame energie
“The stone age did not end because the world ran out of stones, and the oil age will not end because we run out of oil.” [Don Huberts, Head of Shell Hydrogen] Duurzame energie maatregelen zijn essentieel in de strijd tegen klimaatverandering. Hier zijn enkele belangrijke maatregelen:
Zonne-energie
Het installeren van zonnepanelen om zonne-energie op te wekken is een van de meest toegankelijke vormen van duurzame energie. Dit kan zowel op kleine schaal (bijvoorbeeld op daken van huizen) als op grote schaal (in zonneparken) gebeuren.
Zonne-energie is de snelst groeiende bron van hernieuwbare energie. De kosten zijn drastisch gedaald: De levilized costs of energy (LCOE) van Utility-scale PV zijn met 85% gedaald van gemiddeld meer dan $230/MWh tijdens de eerste jaren van de markt (2007-2010) tot $34/MWh in 2020.[3] En de daling van de kosten hield niet op: de leersnelheid voor zonne-energie, gedefinieerd als de procentuele verlaging van de kosten die optreedt bij elke verdubbeling van de cumulatieve geïnstalleerde capaciteit, is volgens [3] ongeveer 24% voor de afgelopen 20 jaar en veel hoger voor de afgelopen 10 jaar.
Maar zonne-energie heeft ook nadelen, het grootste nadeel is dat het alleen beschikbaar is als de zon schijnt. Dit resulteert in een capaciteitsfactor van slechts 13% in Nederland (veel hoger in het zuiden). Daarom is accuopslag of een andere aanpak nodig om met zonne-energie in een hoog percentage van de energiebehoefte te kunnen voorzien.
Een veelbelovende aanpak om meer zonne-energie te installeren en tegelijkertijd landconflicten te vermijden is agrofotovoltaïek. Door bijvoorbeeld verticaal gemonteerde zonnepanelen te gebruiken, kun je het gebied tussen de panelen gebruiken voor landbouw, wat vaak ook gunstig is voor het milieu en de biodiversiteit [referentie].
De energieterugverdientijd voor zonne-energiesystemen (de tijd die nodig is om het systeem te laten werken totdat het net zoveel energie produceert als nodig was om het systeem te bouwen) voor een systeem dat in Noord-Europa wordt gebruikt en gebouwd, is ongeveer 1,1 jaar.[4]
Windenergie
Windturbines kunnen op zee (offshore) of op het land (onshore) worden geplaatst om windenergie op te wekken. Dit is een van de snelst groeiende vormen van hernieuwbare energie in Nederland.
Windenergie op land is een van de goedkoopste bronnen van schone energie.[5]
Waterkracht (Hydro-energie)
Het gebruik van waterkrachtcentrales om elektriciteit op te wekken is een andere vorm van duurzame energie. Dit kan variëren van grote dammen tot kleine rivierinstallaties.
Hydro-energie kan zeer problematisch zijn als het niet goed gepland wordt, omdat het een zeer negatieve impact kan hebben op lokale gemeenschappen en het milieu.[6] Aan de andere kant kan het, als het goed gepland wordt, een schone energiebron zijn die 24 uur per dag beschikbaar is.[7] Maar klimaatverandering leidt ook tot minder neerslag en droogte in veel gebieden.[8] Daarom moet de beschikbaarheid van waterkracht in de toekomst zorgvuldig worden onderzocht, afhankelijk van de locatie.
Biomassa
Het verbranden van organisch materiaal zoals hout, landbouwafval of speciaal geteelde energiegewassen om energie op te wekken. Dit kan ook omvatten het produceren van biogas uit afval. Waterstof: Waterstof heeft het potentieel om een belangrijke rol te spelen in een duurzame energie-economie, maar of het een duurzame energiebron is, hangt af van hoe het wordt geproduceerd en gebruikt. Om waterstof echt duurzaam te maken, is het belangrijk om te investeren in groene waterstofproductie en de bijbehorende infrastructuur te ontwikkelen.
Geothermische energie
Aardwarmte maakt gebruik van de warmte van de aarde, die toeneemt naarmate je verder naar het middelpunt van de aarde gaat. Dit is vooral effectief in gebieden met geothermische activiteit, maar nieuwe boormethoden maken geothermische energie ook op andere plaatsen toegankelijker.
Het bestaat in veel verschillende varianten, bijvoorbeeld afhankelijk van de diepte waarop het wordt gewonnen, maar ook afhankelijk van de boormethoden die worden gebruikt. In 2025 had geothermische energie slechts in een paar landen een significante bijdrage aan de energiemix (>15%), zoals in IJsland, Kenia, El Salvador, Nieuw-Zeeland en Nicaragua [bron].
In de nabije toekomst wordt ook in veel andere landen, waaronder Nederland, een significante groei verwacht. Volgens recente gegevens (2024):
- 28 operationele geothermische projecten bestaan, voornamelijk voor de glastuinbouw
- 70 extra projecten zijn in ontwikkeling, wat het totaal in de komende jaren mogelijk op ~100 projecten brengt.
- Geothermie levert al warmte aan enkele woonwijken, waaronder de Haagse wijk Leyweg.
In Nederland zal geothermische energie voornamelijk worden gebruikt om woonwijken en de industrie van warmte te voorzien. De Nederlandse overheid streeft naar 15 petajoule (PJ) aan geothermische energieproductie in 2030, terwijl de industrie streeft naar 40-50 PJ in datzelfde jaar. Ter referentie: De Nederlandse industrie verbruikt ongeveer 500 PJ warmte per jaar, Nederlandse huishoudens honderden PJ per jaar.
De milieueffecten van geothermische projecten verschillen sterk afhankelijk van de locatie en de technische methoden die worden gebruikt.
Energie-efficiëntie
Het verbeteren van energie-efficiëntie in gebouwen, voertuigen en apparaten kan het energieverbruik aanzienlijk verminderen. Dit omvat het gebruik van LED-verlichting, isolatie en slimme thermostaten.
Elektrische voertuigen (EV's)
Het overstappen op elektrische voertuigen kan de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen verminderen en de uitstoot van broeikasgassen reduceren.
Niet Duurzaam
Kernenergie
Is omstreden en is, welbeschouwd, geen duurzame energiebron omdat kernenergie afhankelijk is van de eindige bron uranium. Kernenergie kan een lage-emissie bron van energie zijn, maar draagt wel degelijk bij aan de opwarming en is net zomin efficiënt als fossiel. Daar komt het afvalopslagprobleem nog bij.
Kerncentrales hebben een lange aanlooptijd - meestal 15 tot 20 jaar van planning tot exploitatie - waardoor ze te traag zijn om de dringende decarbonisatie die nodig is tegen 2030 en zelfs 2040 te realiseren. Zonne- en windenergieprojecten kunnen daarentegen binnen enkele maanden tot enkele jaren worden geïmplementeerd, waardoor de uitstoot veel sneller kan worden verminderd.
Bronnen
- ↑ Slameršak, A., Kallis, G. & O’Neill, D.W. Energy requirements and carbon emissions for a low-carbon energy transition. Nat Commun 13, 6932 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-33976-5
- ↑ Singer, Mark, Caley Johnson, Edward Rose, Erin Nobler, and Luna Hoopes. 2023. Electric Vehicle Efficiency Ratios for Light-Duty Vehicles Registered in the United States. Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory. NREL/TP-5400-84631.
- ↑ 3,0 3,1 Mark Bolinger, Ryan Wiser, Eric O'Shaughnessy. Levelized cost-based learning analysis of utility-scale wind and solar in the United States, iScience, Volume 25, Issue 6, 2022, https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.104378.
- ↑ Photovoltaics Report, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE with the support of PSE Projects GmbH, Freiburg, 2024, https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/Photovoltaics-Report.pdf
- ↑ IRENA (2024), Renewable power generation costs in 2023, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi.
- ↑ Why aren't we looking for more hydropower? MIT Climate Wiki, https://climate.mit.edu/ask-mit/why-arent-we-looking-more-hydropower, 2021
- ↑ Xu, R., Zeng, Z., Pan, M. et al. A global-scale framework for hydropower development incorporating strict environmental constraints. Nat Water 1, 113–122 (2023). https://doi.org/10.1038/s44221-022-00004-1
- ↑ Ahialey EK, Kabo-Bah AT, Gyamfi S. Impacts of LULC and climate changes on hydropower generation and development: A systematic review. Heliyon. 2023 Oct 27;9(11):e21247. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e21247. PMID: 37964847; PMCID: PMC10641164.
