Vraagt een duurzaam energiesysteem om een nieuwe blik op energie?

Vraagt een duurzaam energiesysteem om een nieuwe blik op energie?

Exergie deel 2: Een energie Deltaplan

Door de energietransitie gaan we naar een ander energiesysteem toe dan dat we nu kennen. Bij dit nieuwe energiesysteem hoort ook een nieuwe manier nieuwe blik op energie. Ik ga een voorzetje geven waarom er op een andere manier naar energie gekeken moet worden in de toekomst. Om mijn verhaal goed te volgen is het handig om een paar basis begrippen scherp te hebben. Daarom ga ik ze nog even kort bij langs:

  • Energie kan alleen van één vorm omgezet worden in een andere vorm, het kan niet uit het niks verschijnen en ook niet verdwijnen.
  • Warmte energie stroomt altijd van hoge temperaturen naar lage temperaturen. In de overgang van een hoge temperatuur naar een lage temperatuur kan arbeid (bijvoorbeeld bewegingsenergie) gehaald worden.
  • Wanneer energie gebruikt wordt, wordt een deel omgezet naar energie die we nuttig vinden en een deel wordt omgevormd naar een energie vorm die we niet kunnen gebruiken. Bij een gloeilamp wordt veel energie omgezet in warmte, dit is verspilde energie. Het andere deel van de energie wordt omgevormd naar light dit noemen we nuttige energie.
  • In de energie leer wordt arbeid omschreven als het werk dat geleverd word door een krachtbron om een gewicht een afstand te verplaatsen. Technische arbeid beschrijft hoeveel van een bepaalde soort energie omgezet kan worden in nuttige energie.
  • Exergie is een relatief ongebruikte term. Het beschrijft de waarde van de technische arbeid. Elektriciteit heeft een hoge exergie waarde omdat het met een hoog rendement om te zetten is in bijvoorbeeld bewegingsenergie. De warmte in de woonkamer heeft een lage exergie waarde, het is heel lastig om uit de energie in de woonkamer nog nuttige arbeid te halen.

Moeten we van rendement denken naar exergie denken?

Als alle energie uit dezelfde bron komt dan heeft de begin hoeveelheid in principe allemaal dezelfde exergie waarde en hoef je hier dus geen rekening mee te houden. Dankzij de energietransitie gaan we naar een energievoorziening waar niet alle energie die we als maatschappij gebruiken uit fossiele bronnen komt. Windmolens en zonnepanelen wekken bijvoorbeeld energie op in elektrische vorm en elektriciteit heeft een uitzonderlijk hoge exergie waarde.

In het nieuwe energiesysteem wordt er energie opgewekt in verschillende vormen en willen we zo efficiënt mogelijk omgaan met deze energie. Goed nadenken over hoe we energie gebruiken wordt steeds belangrijker.

Een voorbeeld van waarom we goed moeten gaan nadenken over hoe we energie gebruiken is de cv ketel. De moderne cv ketel heeft een rendement van rond de 100%. 100% van het aardgas dat erin gaat wordt omgezet naar de warmte die we kunnen gebruiken. Een fantastische rendement zou ik zeggen. Maar de kwaliteit van de warmte energie is erg laag, je kan er zo gezegd weinig arbeid meer mee verrichten. De kwaliteit van energie is door deze omzetten met 92% afgenomen. Door de normale CV ketel die we allemaal hebben wordt dus elke keer 92% van de potentiele arbeid die uit het gas gehaald kan worden weg gegooid. Dit is eigenlijk eeuwig zonde en als we een efficiënt systeem willen zullen we moeten nadenken of er oplossingen zijn waarbij er meer arbeid uit onze energie gehaald kan worden.

Hoe kunnen we meer uit onze energie halen?

Als we dus meer potentiele arbeid uit onze energie weten te halen hoeven we minder energie te winnen. Dit kan op verschillende manieren. De eerste stap is dat we geen energie met een hoge exergie waarde gebruiken voor processen die ook met energie met een lage exergie waarde volbracht kan worden.

Daarnaast hoeft energie niet “weggegooid” te worden nadat het gebruikt is voor één proces. Het is erg zonde om energie wat gebruikt is voor een proces niet meer te gebruiken voor een ander proces.  Afval warmte van een fabriek zou bijvoorbeeld nog prima gebruikt kunnen worden om producten te steriliseren en de warmte die daarbij overblijft kan nog goed gebruikt worden om ruimtes te verwarmen.

Zoals we eerder besproken hebben produceren zonnepanelen en windmolens elektriciteit en is de Exergie waarde hiervan hoger dan bij brandstoffen. Als we deze extra Exergie waarde goed gebruiken kunnen we hier al een flinke efficiëntie stap maken.

Wat gaat er veranderen in het nieuwe hernieuwbare energiesysteem?

Bron Eneco

Om de energie zo goed mogelijk te gebruiken moet de gebouwde omgeving goed ingericht worden aan de gebruikskant. Een voorbeeld van hoe aan de gebruikers kant beter omgegaan kan worden met energie is om in plaats van een cv ketel op aardgas een warmtenet op restwarmte te hebben voor de verwarming van de woning. De restwarmte zou normaal gesproken afgevoerd worden naar de omgeving, dit terwijl er nog genoeg exergie in deze energiestroom zit om woningen mee te verwarmen.

Aan de opwek kant is een hernieuwbaar energiesysteem ook zichtbaarder. De productie van duurzame energie gaat ruimte kosten. Om de energietransitie efficiënt en in goede banen te leiden is een goede ruimtelijke planning erg belangrijk.

Een dirigent van de energietransitie zou een oplossing kunnen zijn?

Hoe het toekomstige energiesysteem er precies uit komt te zien is nog onduidelijk. Wat wel duidelijk is, is dat het veel gaat vragen van onze gebouwde omgeving. Helaas is er nog geen ei van Columbus uitgevonden. Daarom zijn veel partijen nu aan het pionieren om voor hun probleem de beste oplossing te vinden. Het nadeel van voor je eigen probleem de beste oplossing te vinden is dat dit voor het hele systeem niet altijd de beste oplossing is. Het optimale ontwerp voor een zonneweide kan grote nadelen opleveren voor het elektriciteitsnetwerk bijvoorbeeld. Als in dit voorbeeld de exploitant van de zonneweide wat water bij de wijn doet zijn de totale kosten (van netwerk en zonneweide) misschien wel een stuk gunstiger.

Om een duurzame energie voorziening te krijgen zullen we dus de gebruikskant van energie moeten aanpassen. Er zal nieuwe energie opwek nodig zijn en dit moet allemaal goed vervoerd worden. Het is waarschijnlijk dat om het gehele energiesysteem optimaal in te richten geen enkel subsysteem optimaal is.

Om een efficiënt duurzaam energiesysteem te krijgen moeten er dus veel aanpassingen gedaan worden. Er zullen veel verschillende bronnen van energie nodig zijn en de energie die gemaakt wordt moet ook nog efficiënter gebruikt worden. Om het netwerk niet te overbelasten kan het handig zijn om een subsysteem niet optimaal te laten draaien of op bepaalde tijdstippen.

Om dit goed te organiseren moet er op een hoge schaal georganiseerd worden. Naast deze grote schaal zullen de plannen ook voor een langere tijd vastgezet moeten worden. Gemeenten hebben nu de regie. De Regionale EnergieStrategie (RES) regio’s ondersteunen nu meerdere gemeenten per regio. De tijd zal het leren of dit de goede schaal is of dat er in de toekomst net als bij de waterschappen nog op een niveau hoger georganiseerd moet worden en er een energiecommissaris moet komen die de dirigent wordt van het hele Nederlandse energietransitie.

Vraagt een duurzaam energiesysteem om een nieuwe blik op energie?
← CO2 footprint analyse BioPanel Advies Circulaire Economie bij KNN →
Tweet
Share
Share