Elke keer als er zich weer een duizendtal bezoekers bij mijn home page gemeld heeft, zet ik hier een artikel neer met een wat afwijkende thematiek. Af en toe wat anders. De 34000ste bezoeker is langs geweest, vandaar nu een artikel over het afvangen van bliksemschichten met een laserstraal die in de lucht schijnt.
Een groep Franse en Zwitserse geleerden is er, samen met het Duitse familiebedrijf TRUMPF Scientific Lasers, in geslaagd om een laserstraal als bliksemafleider te laten werken. Hoofdonderzoeker is Aurélien Houard van de Ecole Polytechnique in Parijs.
De toren in kwestie (124m hoog) staat op de top van de Säntisberg in de Zwitserse Alpen (2502m hoog). Deze toren is ongeveer honderd keer per jaar de pineut. Het probleem met gewone metalen bliksemafleiders is dat die een beperkte lengte hebben, en daarmee een beperkt gebied dat ze beschermen (de straal daarvan is grofweg de helft tot even groot als de bliksemafleider hoog is). Een laser kan logischerwijs een veel grotere hoogte halen, en bovendien schuin omhoog als dat moet. Ze laten de bundel vlak langs de reguliere bliksemafleider van de toren scheren zodat die een bliksem in de laserbundel kan overnemen.
De gebruikte laser was afgesteld op 1000 pulsen per seconde, 500mJ per puls, en een pulsduur van 7 ps (0,000000000007 sec). Gemiddeld is het outputvermogen dus 500W, maar het piekvermogen van één puls zit op ruim 70GW. Het inputvermogen van de constructie is overigens een stuk hoger (maar dat staat niet in het artikel) omdat lasers een zeer beperkt rendement hebben. Daarom moet er zeer veel meer vermogen in dan 500W die er als licht uitkomt – met een gewoon stopcontact red je dat niet. De gebruikte laser kan overigens veel harder, maar dan straalt hij de spiegels van de gebruikte opstelling kapot. Wie meer over de gebruikte laser wil vinden (maar dat is niet voor het algemene publiek) kan bij voetnoot 28 kijken ( https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-28-20-30164&id=439952 ).
De spectaculairste foto is die op de Säntisberg, maar daar zit copyright op. De tweede link toont die foto. Het originele artikel geeft ook interessante afbeeldingen. Onderstaande foto’s zijn gemaakt van genoemde toren op 24 juli 2021 vanaf twee andere bergen (de Schwaegalp (a) and Kronberg (b)).
De onderste foto is zonder laser dd 2 juli 2019, de bovenste foto is van genoemde toren op genoemde datum. Te zien is dat de bliksem omhoog gaat (dat doen ze daar bijna altijd) – onvertakt met laser, vertakt zonder laser. Men kan de opstelling zo instellen dat de bliksem pas bijvoorbeeld 30m boven de toren begint.
Een mooi idee, maar een paar kleine probleempjes Deze eerste proefopstelling is mooi, maar er zijn een paar kleine probleempjes die eerst moeten worden opgelost:
Tijdens de proef moest het vliegverkeer boven het gebied worden stilgelegd. Als er toch een vliegtuig aankwam, werd de laser automatisch uitgezet.
De constructie werd gebruikt gedurende ruim zes uur onweer, gespreid over 10 observatieweken, en ving in die periode vier flitsen weg in dat deel van die periode dat de laser geactiveerd was. (de foto’s komen van de tweede flits). Als de laser aan stond, ving hij bliksems weg, maar de toren kreeg minstens 12 flitsen binnen in de tijd dat de laser niet aanstond.
De constructie ontlaadt de onweersbui niet. Hij werkt niet preventief tegen bliksems. Hij doet pas wat als de bliksem er eenmaal is (dan stuurt hij die).
De constructie vraagt een gemiddeld ingangsvermogen dat ongeveer gelijk is aan tenminste dat van een heel blok woningen.
Kortom, het is een mooie proef om te laten zien wat je atmosferisch met een laser kunt, maar de vraag is in hoeverre dit systeem een oplossing is die op zoek is naar een probleem. Voor gewone stadswijken heeft het geen zin en bovendien zijn die al behoorlijk goed tegen de bliksem beschermd met de oude vertrouwde Franklin-techniek. Als men er iets mee wil, dan voor speciale situaties – schat ik in. Een communicatietoren hoog op een berg, of een raket op een lanceerplatform, of een kerncentrale, of zoiets.
En misschine dat omwonenden van Schiphol er blij mee zijn…..
Het Amer-warmtenet Het Amer-warmtenet voorziet 355 bedrijven en ruim 51.000 woningen in Midden- en West-Brabant (MWB) van warmte. Het wordt geëxploiteerd door Ennatuurlijk, een instelling die voor 80% van pensioenfonds PGGM is en voor 20% van Veolia. Het net levert bij elkaar zo’n 2,93PJ warmte per jaar. Dat is erg veel. Het net breidt nog steeds uit.
Die warmte wordt voor 91% geleverd door de Amer9-elektriciteitscentrale in Geertruidenberg (in bovenstaande kaart de stip midden boven). 1 a 2% komt uit de rioolwaterzuiveringsinstallatie van Breda (slibvergisting tot biogas, de linkse stip). De resterende 7% komt uit aardgas.
De Amer9-centrale draait momenteel voor ca 80% op biomassa en de rest op kolen. Het kolenaandeel moet eind 2024 teruggebracht zijn tot 0. RWE, de eigenaar van de centrale, is bezig om dit te realiseren en er zijn tot nu toe geen redenen om aan te nemen dat dat niet lukt. Voor informatie van het bedrijf zelf zie https://benelux.rwe.com/locaties/amercentrale .
De verwachting is (zie het Transitieplan verderop) dat de warmtevraag van het warmtenet tot 2050 verdubbelt. De besparing en de betere warmte-efficiency per aansluiting worden overtroffen door de groei van het aantal aansluitingen.
Biomassa De Amercentrale verzorgt een groot deel van de hernieuwbare energie in Brabant. De centrale is omstreden vanwege de biomassa die hij stookt. Ik ben niet principieel tegen biomassa stoken binnen zekere volumegrenzen, mits het snipperhout een verantwoorde herkomst heeft die gecontroleerd wordt, en als er sprake is van een deugdelijke rookgasreiniging. Mijns inziens voldoet de Amer9 aan deze eisen en is de centrale voor een overgangsperiode van 15 a 20 jaar (zeg ergens tot rond 2040) onmisbaar voor Brabant, en is biomassa boven aardgas een zegen voor het klimaat.
De politieke besluitvorming is een andere kant opgegaan. Daarbij heeft het SER-advies Biomassa in Balams een rol gespeeld (zie https://www.bjmgerard.nl/ser-advies-schrapt-biomassa-voor-energiedoeleinden-te-snel-en-op-te-losse-gronden/ ). De SER vindt dat hoogwaardiger toepassingen op termijn voorrang moeten krijgen boven laagwaardige als verbranden. Ik ben het daar in principe mee eens, maar ik vind de SER veel te optimistisch over de uitvoering van zijn advies. Het SER-energieadvies van 2013 kwam ook voor geen meter uit. Ik heb gepleit voor een limititatieve lijst van ‘laagwaardige’ projecten die meer tijd krijgen, waaronder de Amer9. Ik noemde daar een overgangsperiode van 15 a 20 jaar. Dit ook omdat ik verwacht dat de alternatieven voor de laagwaardige toepassingen bepaald niet zo snel gemeengoed worden als de SER hoopte.
Amer9-centrale op 22 okt 2022 (Wikipedia)
RWE RWE (de oorspronkelijke afkorting betekende Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk) is grotendeels in handen van Duitse gemeenten (voor meer info zie https://nl.wikipedia.org/wiki/RWE_(energiebedrijf) ). RWE is tegenwoordig op ingewikkelde wijze vervlochten met het, eveneens Duitse, nutsbedrijf E.ON.
Het (semi)publieke eigendom van RWE en E.ON toont aan dat Nederland helemaal niet hoeven te besluiten om zijn Nutsbedrijven volledig te privatiseren.
Hoofdkantoor van RWE in Essen
Het besluit van RWE RWE heeft in december 2022 besloten om vanaf 01 jan 2027 geen warmte meer te leveren aan het Amer-warmtenetwerk. Dit besluit is me slechts bekend uit de regionale pers (BN/DeStem van 15 december 2022, https://www.bndestem.nl/zoeken?query=amercentrale+stopt+met+het+leveren+van+stadswarmte ). Op de websites van RWE en RWE Benelux is er niets over te vinden. De in de pers genoemde argumentatie is dat omdat op 01 jan 2027 de subsidie af loopt, het niet meer rendabel zou zijn om warmte aan de stadsverwarming te leveren. RWE blijft nog wel elektriciteit produceren (met warmtelevering 600MW, zonder warmtelevering waarschijnlijk meer).
Het besluit heeft een Haagse voorgeschiedenis. In lijn met de politieke trend heeft de regering besloten om geen nieuwe subsidies meer af te geven voor de productie van elektriciteit en voor de productie van laagwaardige warmte uit biomassa (zie het regeerakkoord en https://www.tweedekamer.nl/kamerstukken/brieven_regering/detail?id=2022D16747&did=2022D16747 ). Bestaande subsidiebeschikkingen lopen door. De subsidielooptijd (SDE+) voor biomassaprojecten is 12 jaar, en het is inderdaad denkbaar dat die termijn op 01 jan 2027 afgelopen is. Het jaartal is niet precies controleerbaar, omdat je dan elke individuele beschikking na zou moeten lopen, maar ik neem aan dat RWE hier een correct jaar noemt.
Een politiek commentaar op het besluit van RWE Men kan politiek iets vinden van dit besluit. Let wel dat dit een vrijwillige keuze van RWE is. Niemand verplicht RWE om te stoppen met de warmtelevering en de elektriciteitsproductie (mits niet op kolen en mits binnen de milieuvergunningen), het stimulerende rijksbeleid gaat slechts over het verstrekken van subsidies. In analogie: de SDE+-subsidie op een zonnepark loopt 15 jaar, maar daarna functioneert het zonnepark gewoon nog een hele tijd door. Het besluit te stoppen is slechts een bedrijfseconomische afweging, die overigens niet inzichtelijk is voor de buitenwereld. RWE had ook kunnen besluiten om mogelijke verliezen op de warmtelevering (als die er zijn) weg te strepen tegen de winst op de elektriciteitsproductie (die er ongetwijfeld is). RWE heeft dus over 12 jaar miljoenen gemeenschapsgeld gekregen om zijn centrale toekomstbestendig te maken, en laat vervolgens bij de eerste de beste gelegenheid de gemeenschap in de steek door de warmtelevering te stoppen. Ik vind het verwerpelijk.
Ik vind, andersom, dat alle producenten van aanmerkelijke hoeveelheden restwarmte over langere tijd wettelijk verplicht moeten worden om deze restwarmte over te dragen aan een (semi)publiek orgaan (bijvoorbeeld Ennatuurlijk). Dat mag uiteraard op basis van een redelijk contract, onder jurisdictie van het reguliere Nederlandse juridische systeem (geen Energy Charter-achtige constructies).
De SP wil dat de energie genationaliseerd wordt. Het achterliggende axioma is dat wat niet failliet mag, niet op de markt thuishoort. Ik deel deze achterliggende gedachte en steun daarom deze actie. Het gedrag van RWE is een voorbeeld van waarom je als overheid zeggenschap in een onderneming wilt. Dat neemt niet weg dat de SP de actie teveel op basis van ‘God zegene het grote woord’ opzet. Nationalisatie is in de Nederlandse verhoudingen (KLM, Fortis, ABN Amro) beperkt tot grote beursgenoteerde ondernemingen. Zeggenschap over basisvoorzieningen is het doel, nationalisatie is een middel voor sommige situaties – de SP verwisselt hier doel en middel. Ik zie bijvoorbeeld niet hoe de SP een pensioenfonds wil nationaliseren of gedecentraliseerde productieorganisaties in de coöperatieve verenigingsvorm. Hier is eerder regulering het middel. Een degelijker uitwerking is nodig.
Problemen in de omgeving Het besluit van RWE leidt tot problemen in de omgeving.
Het eerdergenoemde bericht uit BN/DeStem zegt dat een samenwerkingsverband van de regiogemeenten, de provincie, netbeheerder Enexis en warmtenetexploitant Ennatuurlijk. Ze hebben een opdracht gegeven aan adviesbureau Over Morgen. Dit onderzoek is nog gaande en ondertussen is er niets anders over te vinden dan een algemeen artikel dd 17 okt 2022 op de site van Over Morgen ( https://overmorgen.nl/case/programma-verduurzaming-amernet/ ).
Wel heeft een vergelijkbaar gezelschap in de “Warmteregio Midden- en West-Brabant” in het voorjaar van 2021 het “Transitieplan Warmtenet Midden- en West-Brabant” uitgebracht. Dat plan is te vinden op de website van Ennatuurlijk onder https://ennatuurlijk.nl/warmtenetten-van-ennatuurlijk/jouw-pand-of-project-koelen/transitieplan-midden-en-west-brabant . Ik ga er van uit dat het nog te maken plan van Over Morgen niet wezenlijk van dit document verschilt, mogelijk met uitzondering van de toekomst van de Amercentrale (het is niet duidelijk of Over Morgen op 17 oktober 2022 al op de hoogte was van het besluit van RWE). Maar je hebt geen keus, want er is niets anders.
Het Transitieplan werkt met drie hoofdscenario’s (die ik gemakshalve A, B en C genoemd heb), met 2050 als horizon. Deze scenario’s zijn combineerbaar.
Een paar dingen vallen op:
In lijn met de landelijke politiek wordt biomassa als een transitiebrandstof gezien die uitgefaseerd moet worden. Ik laat in het midden of de techneuten dit uit overtuiging doen, of uit politiek realisme.
Die transitieperiode duurt in alle gevallen langer dan 2027, het jaar waarin RWE de tent wil dichtgooien. In scenario A is het afbouwjaar 2040 , in scenario B is sprake van de ‘middellange termijn’ en in scenario C zit men in 2030 ergens halverwege
Onzekerheid overheerst in alle scenario’s, maar de aard van de onzekerheid varieert per scenario. In scenario A heeft de onzekerheid betrekking op alternatieve bronnen als geothermie en aquathernie. Dit scenario past bij onderstaande afbeelding ‘Marsroute 2050’met de Amercentrale als transitiebron. In scenario B heeft de onzekerheid betrekking op het aanbod op de langere termijn van warmte van het industrieterrein Moerdijk (de industrie daar zal zelf ook verduurzamen). Een juichverhaal zijdens RWE over de Moerdijk-plannen is te vinden op https://benelux.rwe.com/pers/2022-05-24-tijdige-aanleg-infrastructuur-leidt-potentieel-tot-8-5-megaton-co2-besparing . In scenario C is er geen leveringszekerheid, bestaat onzekerheid over de architectuur van het systeem als zodanig (hetgeen een grootscheepse verbouwing kan betekenen), bestaat dezelfde onzekerheid over de alternatieve bronnen en is het de vraag of afscheid genomen wordt van fossiel
In alle scenario’s zal extra elektriciteit nodig zijn omdat de alternatieve bronnen vaak lage T-warmte leveren
Er wordt niets gekwantificeerd (hoeveel geothermie, hoeveel aquathermie, hoeveel restwarmte, hoeveel hectare zonneboiler?). Dat hangt ook af van fysieke beperkingen (kunnen kleilagen doorboord worden? is het oppervlaktewater ongehinderd beschikbaar als er ook schepen langs moeten?
Je mist een ruimtelijke ordening-paragraaf
De alternatieven zijn (voor zover dat nu te zien valt) duurder dan de huidige Amerwarmte
Dit alles overwegend, zet RWE op bruuske wijze de toekomstplannen op scherp door botweg op 01 jan 2027 te stoppen met leveren. Er is nog niet bekend hoe het moet, of het kan, zo ja in welke mate en op welke termijn, maar wat ook het antwoord is, het is er pas ruim na 2027. Ik vind dat het Rijk zou moeten ingrijpen door een verlengde warmteleveringsplicht te verordonneren.
De leveringsplicht van Ennatuurlijk Ennatuurlijk heeft als monopolist een leveringsplicht. De Bredase wethouder Bakker meent in het BN/DeStem-artikel te weten dat daarom de leveringszekerheid niet in gevaar zal komen. Dat is een bewering met gevolgen.
Òf Bakker heeft gelijk, en dan resteert Ennatuurlijk niet anders dan vanaf 2027 een heleboel gas te gaan verstoken, òf Ennatuurlijk beroept zich op overmacht, beperkt de warmtelevering en dan heeft Bakker geen gelijk.
Het worden spannende tijden in MWB.
Update 1 dd 17 jan 2023
OP 16 jan hebben B&W van Tilburg, op verzoek van D66 en GroenLinks, een voorlichtingsbijeenkomst belegd voor raadsleden. Als voorbereiding was een setje papieren uitgebracht.
Die voorbereidingspapieren bevatten niet veel nieuws en bevestigen bovenstaand verhaal. Het contract van RWE met Ennatuurlijk liep door tot 2038, maar RWE mocht het eenzijdig opzeggen met een termijn van vier jaar – wat dus gebeurd is.
Verdre blijkt uit de stukken dat Ennatuurlijk zijn leveringsplicht kan nakomen op basis van zijn piek/backup capaciteit. Die kan draaien op bio-olie en gas, maar omdat er bijna geen bio-olie bestaat, draait de backup/piek dus voornamelijk op gas. Omdat biomassa een zegen voor het klimaat is t.o.v. aardgas ( https://www.bjmgerard.nl/biomassa-kan-wel-degelijk-duurzaam-zijn-en-is-nodig-voor-de-getallen/ ), is deze ontwikkeling slecht voor het klimaat. En omdat wat nu backup/piek is., bestaat er straks mogelijk geen backup/piek meer want die is inmiddels regulier.
Tilburg heeft er twee goede bureau’s opgezet, Over Morgen (vroeger) en Greenvis (nu), maar vooralsnog weten die niet veel beter te doen dan tijdschema’s vooronderzoek te maken en ruwe schetsen te geven van welke kant het op kan.
De toekomst na 01 jan 2027 is nog volstrekt onduidelijk.
Update 2
De SP in de provincie heeft vragen gesteld. Vooralsnog richten die zich op wie welke formele verantwoordelijkheid heeft. Zie heeft
Waarom dit verhaal? Ongetwijfeld lopen er in Nederland al heel lang heel veel procedures over de aanleg van zonneparken op de grond. Ik erger me aan mensen die om opportunistische redenen de aanleg van hernieuwbare energie willen tegenhouden, en aan de (meestal fake-)argumenten die daarbij over de taf el vliegen, met het argument dat alleen zon op daken toegestaan mag worden als belangrijkste.
Toevallig kwam er een geschikt voorbeeld langs dat zich leent op uit te diepen, namelijk dat van het voorgenomen zonnepark Achterste Groes in Bernheze . Het kwam langs op een goed moment, er ligt een helder beargumenteerd Raad van State-vonnis, de gemeente Bernheze heeft zijn beleid vindbaar en helder op de site staan, en het park ligt in het primaire werkgebied van deze site, de provincie Noord-Brabant.
Bernheze Bernheze is vooral een woongemeente met ruim 31000 inwoners. De gemeente ligt ten oosten van Den Bosch, ten Zuiden van Oss en in de oksel van de A59 en de A50. Er zijn enkele dorpskernen, waarvan Heesch, met een kleine 14000 inwoners, de grootste is.
Ik gebruik cijfers over 2019 uit de Klimaatmonitor ( https://klimaatmonitor.databank.nl/dashboard/dashboard/energieverbruik ) met als thema 1 energieverbruik en thema 2 hernieuwbare energie. Mijn cijfers zijn over 2019 (het laatste volledige pre-Coronajaar) en in TJ (TeraJoule, dat is 278.000 kWh). In de systematiek van de Klimaatmonitor worden snelwegen administratief toegerekend aan de gemeente waarbinnen het betreffende tracé van de snelweg ligt. De gemeente heeft daar geen bevoegdheid.
De totale energievraag van Bernheze in 2019 bedraagt 3071TJ, bestaande uit
1628TJ voertuigbrandstoffen, waarvan 1529TJ aan wegen (de rest is een beetje kanaal en mobiele werktuigen), waarvan 935TJ van de snelweg en 594TJ aan het onderliggend wegennet (binnen en buiten bebouwde kom samen).
Gebouwde omgeving 1034TJ
Land- en bosbouw 180TJ
Het geringe restant is de som van industrie, bouw en water-afval.
Van de totale energievraag van 3071TJ is 476TJ in de vorm van elektriciteit ( het elektriciteitsbudget is dus slechts 15% van het totale energiebudget).
Van de totale energievraag wordt 244TJ hernieuwbaar afgedekt (dat is inclusief 81TJ biobrandstof in het verkeer). Van de 244TJ was in 2019 51TJ in de vorm van hernieuwbare elektriciteit uit grote en kleine installaties samen. Dit getal is sterk groeiende (95TJ in 2020). Die 244TJ was in 2019 goed voor 8% van de totale energievraag.
De gemeente wil in 2050 energieneutraal zijn met zon op dak, zon op land en mogelijk in de toekomst wind. Getalsmatig zijn zonnevelden ten duidelijkste nodig.
De gemeente wil zijn aandeel leveren in de regionale Energie Strategie (RES Brabant Noordoost). De gemeente (en ook de Raad van State) baseren zich op een studie van rapport van de Warmtetransitiemakers en Pondera in opdracht van genoemde RES. Voor zover Pondera cijfers geeft die naast die van de Klimaatmonitor gelegd kunnen worden, zijn deze onderling nagenoeg dezelfde (bijv. 3041 versus 3071TJ). De RES-documenten, voor zover Bernheze, zijn te vinden op https://ibabsonline.eu/Agenda.aspx?site=bernheze&agendaid=bb0ad274-003a-4827-82fc-091c4a27aa26&FoundIDs=&year=2020 . Uiteindelijk heeft de gemeente Bernheze in de RES een taakstelling van 0,06TWh (ongeveer 220TJ) hernieuwbare stroom op zich genomen, welk getal volledig gerealiseerd moet zijn in 2030. Deze stroom kan komen uit grootschalige zon op dak, zon op veld en wind. Deze RES-taakstelling is op korte termijn de meest bepalende. Voor die 220TJ mag worden meegenomen wat er in deze categorie al staat, en wat er in de pijplijn zit (waaronder het plan-Achterste Groes).
De Energieagenda 2021-2025 wil dat in 2025 15% van de energie hernieuwbaar wordt opgewekt
Nieuwe bedrijven op bedrijventerrein Retsel moeten zonnepanelen op hun dak leggen
Als de Omgevingswet is ingevoerd, mogen alle bedrijven verplicht worden om zonnepanelen op daken te leggen als dat technisch kan
Er is een energiescan voor de Samenwerkende Ondernemers Belangen
Het landschap moet zich lenen voor zonnevelden. Bepaalde gebieden met natuurwaarden zijn uitgesloten. Gezocht wordt naar ene politieke balans tussen landschap, natuur, agrarische doelen en energie
Zonnepanelen op land liggen er tijdelijk (20 of 25 jaar)
Bernheze kan hooguit twee grote zonprojecten per jaar behappen
Zonnepanelen zijn circulair
Er is voldoende procesparticipatie in de omgeving
Het streven is dat 50% van de opbrengst ten goede komt aan ene omgevingsfonds en/of participatie via een coöperatie.
De gemeente becijfert in zijn Beleidsnota zonne-energie gemeente Bernheze (jan 2021) dat realisatie van het maximale potentieel grootschalige opwek op daken 195TJ per jaar kan opleveren, en kleinschalig op woningen 76TJ. Grens tussen groot- en kleinschalig is 100m2. Het eerste getal wordt ingeboekt als opwek (en zou meetellen voor de RES) en het tweede getal als besparing. Die 195 en 76TJ samen (op een toekomstig moment) zijn ca 9% van de totale energiebudget van 3071TJ (op dit moment), waarvan dus (in 2019) 476TJ in de vorm van elektriciteit. Ergo, zegt de gemeente, met alleen zon op dak krijgen wij bij lange na onze energieneutraliteit niet gerealiseerd.
Hierbij moet bedacht worden, dat de elektriciteitsvraag sterk zal stijgen (zegt ook de gemeente). Een fictief voorbeeld dat van mij komt en niet van de gemeente, is dat in 2050 de totale energievraag 2500TJ is, waarvan 1500TJ in de vorm van elektriciteit. In dit fictieve voorbeeld zou dan de 195+76TJ moeten worden afgezet tegen die 1500TJ, wat de noodzaak van zonneparken in het veld, en eventueel een windpark, nog eens extra onderstreept.
De gemeente heeft te maken met landelijk beleid in de vorm van de Zonneladder, en de uitwerking daarvan in subsidiemogelijkheden. Die promoten de beleidsvolgorde (niet op te vatten als een strikt chronologische volgorde), van sterke naar zwakkere voorkeur, zon op dak – onbenutte terreinen in bebouwd gebied – meervoudig ruimtegebruik in landelijk gebied – (Rioolwaterzuiveringsinstallaties, vuilstortplaatsen, binnenwater, bermen van wegen en spoor, areaal in beheer van overheidsinstanties) – overig landelijk gebied. Het College stelt dat men met de Zonneladder niet in de buurt komt van wat er voor het klimaat nodig is. Overigens is de Zonneladder door de natuurorganisaties uitgevonden in jan 2019, en is die pas later op de politieke agenda gezet (motie Tweede Kamer mei 2019 en advies College van Rijksadviseurs dd okt 2019). Er ligt de recente Zonnebrief van minister Jetten, maar dat is slechts een kabinetsmening. De Zonneladder is opgenomen in de Nationale Omgevings Visie (NOVI) die hoort bij de Omgevingswet die nog niet aangenomen is. Ondertussen wordt er met de visie al wel gewerkt. In hoeverre de Zonneladder dus al als vaststaand politiek beleid gezien mag worden, is me niet duidelijk. De voorbereidingen voor het (hierna volgend) plan op Heesch-West dateren al van of van voor juli 2018. De gemeente hoefde dus genoemde voorkeursvolgorde niet te hanteren – die werd pas van kracht toen het plan al in procedure was.
De plannen op Heesch-West Het bedrijventerein Heesch-West wordt gezamenlijk ontwikkeld door de gemeenten Den Bosch, Oss en Bernheze. Het Bernhezense deel (waaraan het terrein zijn naam dankt) ligt ten westen van de grootste woonkern van Bernheze, Heesch. Het ligt in de uiterste Noordwestpunt van Bernheze.
Het bedrijventerrein was aanvankelijk groter gepland dan het uiteindelijke plan dat er nu ligt. Daardoor kwamen er gronden vrij. Om aan de klimaatambities vorm te geven, is besloten om twee locaties in te richten voor zonnepanelen, één drijvend in een waterbergingsgebied en de tweede gewoon op de grond. Dit verhaal gaat over de tweede.
Besloten is om een afwijkingsprocedure te starten van de geldende agrarische bestemming naar de bestemming Energieopwek via de juridischetechniek van een door B&W van Bernheze aan zichzelf gegeven Omgevingsvergunning (onder de Wabo). De documenten van deze vergunning zijn te vinden op https://www.bernheze.org/inwoners-en-ondernemers/bouwen-en-verbouwen/bestemmingsplannen/detail/NL.IMRO.1721.OVZonneparkHSC . De eerste opzet werd door de rechtbank vanwege enkele ondergeschikte fouten afgewezen, met de opdracht een herstelversie te maken. Die werd in juni 2019 de basis voor de goedkeuring door de gemeenteraad en B&W.
Het gaat om een plangebied van ongeveer 10 hectare, waarbinnen 3,3 hectare feitelijk zonnepark gerealiseerd zal worden met rondom een afschermende bomen- en struikensingel. Het plan heeft een vergunning voor 20 jaar. Het zonnepark heeft een nominaal vermogen van ca 6MWp , hetgeen in de Brabantse omstandigheden betekent dat het ongeveer 20TJ per jaar produceert. Men kan dit getal het beste plaatsen door het af te zetten tegen de RES-taakstelling voor hernieuwbare elektriciteit in Bernheze van ongeveer 220TJ, waarvan er in 2019 al het grootschalige deel van 51TJ gerealiseerd is (en in 2020 idem het grootschalige deel van 95TJ). Ambitie blijft nodig.
Aanvankelijk hadden zich van de bijna 14000 mensen in de dorpskerm Heesch 44 mensen bezwaar gemaakt, alsmede de ZLTO. Bij de Raad van State waren er daarvan nog vier over.
Wat zei de Raad van State? De Raad van State volgde B&W van Bernheze geheel. Getalsmatig gebeurt dat via twee redeneerlijnen. Zie www.raadvanstate.nl/@134471/202100324-1-r2/ .
In de ene gaat de Raad van State mee in de rekenmethode in het document “Visie en afwegingskader zonne-energie gemeente Bernheze” van 22 februari 2018. De gemeente schat daarin in dat er in 2030 1 miljoen zonnepanelen nodig zijn, waarvan er bijna 272000 op daken geplaatst kunnen worden, bijna 110.000 op ‘gronden’ (waarschijnlijk restgronden), en dat er dus nog ruim 618.000 panelen nodig zijn in het veld. Dat is nog van vóór de RES.
In de andere lijn gaat de Raad van State in op de RES-eisen (Bernheze is goed voor 3,8% van de RES-ambities). De Raad van State maakt hier overigens de fout om het totale stroom-potentieel van Bernheze (zijnde 819TJ) als uitgangspunt te gebruiken in plaats van de feitelijke RES-opdracht van ca 220TJ. Uiteindelijk maakt dat niet uit, omdat de feitelijke RES-opdracht ook niet op alleen maar daken te realiseren is, zelfs als alle daken in 2030 maximaal benut zouden zijn (wat nog te bezien staat).
De gemeente hoefde geen rekening te houden met de initiatieven met de Zonneladder, omdat die ten tijde van de vergunningverlening nog niet in beleid geresulteerd hadden. Onduidelijk is of de zonneladder nu al wel formeel door de Tweede Kamer vastgesteld beleid is. Bij toekomstige Raad van State-procedures wordt dit waarschijnlijk wel een punt van overweging.
De Raad van State meent dat het meervoudig ruimtegebruik in dit geval in voldoende mate gerealiseerd is. Het zonnepark krijgt een bufferfunctie tussen de woonbebouwing en het toekomstige bedrijventerrein, Er worden waterlopen gegraven, die het oorsprponkelijke slagenlandschap terug doen keren en die tevens voor de beveiliging van het park dienen, en inheemse ecologische functies worden hersteld.
Tenslotte gaat de Raad van State uitgebreid in concrete bezwaren. Het gaat dan om de zichtbaarheid voor bezwaarmakers die honderden meters van het park af wonen, om schittering, en daarmee om de bomen- en struikensingel, en fijnstofafvang die er anders ook niet geweest zou zijn Niet elke opzet van een zonnepark krijgt automatisch goedkeuring.
Ik volg een beetje wat ze op de TU/e in mijn woonplaats Eindhoven op energiegebied doen (ze hebben regelmatig digitale lunchlezingen en gratis middagprogramma’s). Zodoende een verhaal over het Europese C2FUEL-project, waarvan TU/e – onderzoeker mevrouw Fernanda Neira d’ Angelo namens de TU/e betrokken is bij het ontwerp van de reactor. Er lopen veel researchprojecten op het gebied van synthetische brandstof. Het C2FUEL-project kwam toevallig op een geschikt moment langs en wordt hier verder als voorbeeld uitgediept.
De opzet van het project Het C2FUEL-project is een met 4 miljoen Europese Horizonsubsidie gesteund project (https://cordis.europa.eu/project/id/838014 ), waarin stroomproducent Engie ( Engie ) de coördinatie doet, en die ontworpen wordt (althans voor de eerste test) voor de hoogoven van Arcelor Mittal in Duinkerken. Deze staalfabriek is de voornaamste belanghebbende. Het project loopt van 2019 t/m 2023 . Het is een researchprogramma van bescheiden omvang, dat eventueel op een grootschalige toepassing kan leiden.
De researchnadruk in het project ligt op het hergebruik van afgevangen CO2. Het afvangen zelf gebeurt met inmiddels bekende technieken.
Tot nu toe maakt men synthetische brandstoffen uit syngas, in zuivere vorm een mengsel van waterstof en koolmonoxide (H2 en CO). Op zich is dat een oude en redelijk uitontwikkelde techniek. Dat syngas kan gemaakt worden vanuit koolstofhoudende materialen, zoals aardgas, kolen of biomassa. Het nadeel is dat CO giftig is.
Vandaar de basisgedachte van het project om niet alleen CO, maar ook CO2 als grondstof te nemen. Maar CO2 is zoiets als de bodem van het energetische putje en om het daaruit te krijgen moet je minstens zoveel energie toevoeren als het aan CO2 voorafgaande verbrandingsproces vrijgemaakt heeft. Dat lukt met waterstof. De bedoeling van het project is dat die waterstof groen is, dus uit elektrolyse voortkomt, en via deze route wordt de energie in elektrische vorm in het proces gestopt. Eerste tussenproduct is methanol. En ladingen water (uit al die H’s en O’s die niet in de methanol eindigen). Mevrouw Neira d’ Angelo houdt zich namens de TU/e met het ontwerp van de reactor bezig waarin dit allemaal gebeurt, oa met een membraan die wel het water doorlaat maar niet (althans zo weinig mogelijk) de gewenste rest.
Het ontwerpen van goede electrolyse-apparatuur is deel van het project.
De documentatie laat nog open waar de groene stroom straks vandaan komt. Uit andere bron is bekend dat er een groot windpark bij Duinkerken voor de kust komt van 600MW ( https://www.power-technology.com/news/total-orsted-elicio-dunkirk/ ). In het C2FUEL-project wordt dit genoemd. In Graveline ligt een grote kerncentrale. Er is niet meteen haast bij. Voor de testopstelling kan bij wijze van spreken gewoon met een zwaar stopcontact volstaan worden.
De CO2 – opvangeenheid en de reactor
De eindproducten Het project is ontworpen op de productie van 1500kg dimethylether (DME) en mierenzuur (FA) op labschaal.
Dimethylether (H3C-O-CH3) het kleine broertje van wat in de volksmond gewoon het narcosegas ether heet (dat is di-ethylether). DME is bij kamertemperatuur een gas dat met weinig of geen moeite diesel of LPG kan vervangen. Mierenzuur ( HCOOH) is een redelijk hanteerbare vloeibare vorm om waterstof op te slaan. Je kunt er een brandstofcel annex elektromotor op laten lopen (zie https://www.bjmgerard.nl/mierenzuuraggregaat-vervangt-dieselaggregaat-maar-wat-dat-precies-oplost/ ). Dit zijn goede researchdoelen.
Wat heeft Arcelor Mittal ermee te maken? Arcelor Mittal heeft een hoogoven in Duinkerken en die staat naast een hele grote (ca 800MW) gascentrale van Engie. Die draait primair op aardgas, maar kan ook draaien op het hoogovengas van de ernaast gelegen staalfabriek van Arcelor Mittal.
De bedoeling is dat de staalfabriek CO en CO2 gaat leveren aan C2FUEL. Het rookgas van de staalfabriek bestaat voor ruim 23% uit CO, voor ruim 23% uit CO2 , voor 49% uit stikstof, voor 4% uit waterstof, en verder geringe hoeveelheden verontreinigingen.
Staalfabrieken vallen onder het ETS, zij het nu op uitzonderingsbasis, en zullen vroeg of laat moeten gaan betalen. Door een deel van de CO2 in de vorm van chemicaliën aan anderen te leveren, hoeft Arcelor Mittal minder ETS-rechten te betalen (en de afnemers van die chemicaliën mogelijk meer). Uiteraard staan daar kosten van de methode tegenover, maar het bedrijf beweert dat die lager zijn dan het ETS.
De laatste jaren begint de Directe Reductie van Ijzer (DRI) op te komen. Dat gaat met waterstof en daar komt geen cokes meer aan te pas. ArcelorMittal heeft geëxperimenteerd met waterstof in zijn Canadese vestiging, aldus de website van ArcelorMittal. Recente persberichten beschrijven hoe de Franse premier Castex, met 1,7 miljard in zijn achterzak, in Duinkerken op bezoek kwam voor het plan om in 2030 twee van de drie hoogovens op waterstof te laten werken. Zie artikel in Francebleu .
ArcelorMittal wil zijn Europese CO2 – emissies in 2030 met 35% teruggebracht hebben. De uitvoerbaarheid van dit voornemen is voor mij onduidelijk. Maar een volledige bespreking van de bedrijfspolitiek van ArcelosMittal voert hier te ver. Die nu slechts voorzover het relevant is als achtergrond voor het C2FUEL-project.
Wat worden energie, klimaat en milieu er beter van? Voor een beantwoording moet men onderscheid maken tussen het grote verhaal van de bedrijfspolitiek van ArcelorMittal op verduurzamingsgebied, en het kleine verhaal over het researchproject C2FUEL.
Het grote verhaal gaat over hoogovens op waterstof en over grootschalige CO2-opvang. Als twee hoogovens in 2030 inderdaad op waterstof zouden draaien (wat ik nog moet zien en wat een revolutie zou zijn), zou dat enorm schelen voor het klimaat en voor de omringende leefomgeving. Er zou dan geen vraag zijn naar diensten, zoals C2FUEL die beoogt. Men zou kunnen redeneren dat als men genoeg waterstof heeft, het meer zin heeft om aan de bron CO2 te voorkomen dan die end of pipe via iets als C2FUEL weer nuttig te maken.
CO2-afvang van ArcelorMittal met DMX in Duinkerken (foto website)
Maar zelfs in de optimistische versie is dat niet het hele verhaal. Minstens één Duinkerkse hoogoven blijft voorlopig op cokes blijft werken (dat is koolstof in de vorm van voorbewerkte steenkool). Men kan zich de vraag stellen of die hoogoven terecht open blijft en of men niet gewoon minder staal moet willen, maar die vertakking in de verhaallijn laat ik nu buiten beschouwing. Voor de situatie met één hoogoven op cokes kan de vraag naar het nut van een project als C2FUEL voor milieu, energie en klimaat opnieuw gesteld worden, en dat is de verhaallijn van dit artikel.
De voornaamste belasting voor het milieu ter plekke van de hoogoven is gekoppeld aan de cokes en daaraan verandert vooralsnog niets.
Het opvangen van CO2 , slechts met het doel die onder de zeebodem op te bergen, is een omstreden zaak die ik nu hier niet behandel. Dat heeft geen relatie met het project,
Het opvangen van CO22 met het doel die te hergebruiken voor brandstof, is waar het C2FUEL – project over gaat. De verdiensten van een dergelijk project moeten beoordeeld worden aan de grootheden koolstof, energie en leefomgeving.
Alle koolstof, die als cokes de hoogoven ingaat, komt er later in de keten weer uit. Een deel direct (het afvangrendement van CO2 is vast geen 100%), een deel via de omweg van dimethylether en een deel via de omweg van mierenzuur. De omweg via dimethylether vervangt een bepaalde hoeveelheid dieselolie die anders verbrand had moeten worden, en de omweg via mierenzuur spaart uit op een ander proces waarmee men dat mierenzuur anders had moeten maken. In die zin is er sprake van een reële koolstofwinst.
De vorming van alle elektrofuels, waaronder ook dimethylether en (kortheidshalve) mierenzuur kost een heleboel electrische energie. Bij gangbare elektrofuel-productieprocessen (die nog niet in massaproductie bestaan) rekent men meestal grofweg met 50% rendement (de helft van de hernieuwbare elektrische energie komt uiteindelijk in de brandstof terecht). Bedacht moet worden dat alle opslagsystemen (je kunt electrofuels zien als opslag van elektrische energie) een rendement hebben dat kleiner is dan 100%.
Hoe dat in het C2FUEL-project uitpakt, is nog niet te zeggen. Er moet dan een Life Cycle Assessment (LCA) op tafel gelegd worden en een van de doelen van het project is (of zou moeten zijn) om een dergelijke LCA op te stellen. Het is niet voor niets een wetenschappelijk project.
En wat als ArcelorMittal uiteindelijk niets met de uitkomst doet? Geen man overboord. Het project en ArcelosMittal zijn niet met ketenen aan elkaar gekoppeld.
Mogelijk heeft ArcelorMittal uiteindelijk geen CO2 – hergebruikprogramma omdat het voor iets anders kiest (geen hoogoven op cokes meer of de CO2 onder de zeebodem stoppen). Maar,andersom redenerend, kunnen technieken als het C2FUEL-project aan heel veel CO2 – bronnen gekoppeld worden.
Het meest extreme voorbeeld is koppeling aan een Direct Air Capture (DAC)-installatie, die de CO2 direct uit de atmosfeer haalt. Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Direct_air_capture . Er zijn al ondernemingen die dat doen, allemaal in de sfeer van start-ups. Omdat de CO2 -concentratie in de vrije atmosfeer ongeveer 0,04% is en in (bijvoorbeeld) de Duinkerkse hoogoven ruim 23%, zijn DAC-installaties (bij eenzelfde capaciteit) onvergelijkelijk veel groter en duurder dan schoorsteeninistallaties. De grenswaarde voor de CO2-concentratie in Nederlandse klaslokalen is overigens 0,12%.
Hieronder als voorbeeld de Finse start-up Soletair Power ( https://www.soletairpower.fi/ ), die onder andere CO2 – afvang combineert met de airco van gebouwde omgeving. Ze maken er methaan van (vooralsnog in bescheiden hoeveelheden). De startup wordt gesteund door de Finse onderneming Wärtsilä. Hoe C2FUEL het gaat doen als het project (in 2023) voltooid is, moet blijken. Verwante technieken hebben in elk geval een toekomst.
DAC-installatie buitenunitDAC-installatie die methaan levert
Update dd 12 mei 2023
Er is in 2021 een nieuw procedé op de markt gekomen, genaamd CALF-20, dat er toe dient om met gunstige kengetallen CO2 af te vangen, in eerste instanties uit schoorsteengassen omdat daar op korte termijn het meeste effect te vinden is. ‘CAL’ komt van de Universiteit van Calgary waar het uitgevonden is. De Canadese firma Svante die een demo-machine gebouwd heeft die 1 ton CO2 per dag uit de afgassen van een cementfabriek haalt. In 2050 moet de machine commercieel worden en met Gigatonnen gaan werken.
De eigenlijke binding vindt plaats aan een vaste stof, die mazen bevat in lange ketens (links een keten, rechts een actieve plek met een maas. In één maas past één CO2-molekuul. Het heet een Metal Organic Framework (MOF). Het afvangproces komt er dan op neer dat cyclisch de stof in contact met een schoorsteengas gebracht wordt (waar het CO2-molekuul geladen wordt) en in alternatieve omstandigheden gebracht wordt, waar het CO2-molekuul ontladen wordt.
Dat basisprincipe geldt voor alle afvangmethodes, en het kost in alle gevallen energie en soms erg veel energie. Volgens de uitvinders is het voordeel van deze techniek dat het een vaste stof is, dat het proces relatief weinig gevoelig is voor andere stoffen dan CO2 (bijv. water en zwavel- en stikstofoxides), relatief weinig energie gebruikt (hoeveel dat precies is, staat er niet bij), goedkope materialen gebruikt en goed opschaalbaar is. Men verwacht er veel van.
Een F35B (de Joint Strike Fighter) van de Amerikaanse Marine zou vertikaal moeten kunnen landen (de F35A die Nederland heeft kunnen dat overigens niet). Alleen, toen men het op Fort Worth probeerde, ging het een beetje mis. Het speelgoedje begon te stuiteren. De piloot heeft het er levend afgebracht met zijn schietstoel (zo ongeveer vanaf de grond).
Inleiding Veertig jaar geleden werd de uiterst noodzakelijke stap gezet om lood uit autobenzine te halen. Sindsdien is de loodvervuiling in de atmosfeer dramatisch gedaald. Men heeft echter één sector overgeslagen, namelijk de luchtvaart. En die is nu in de VS de grootste overgebleven bron van atmosferische loodvervuiling.
Dit vraagt enige uitleg. Je hebt drie soorten, op brandstof gebaseerde, aandrijfsystemen van vliegtuigen en helicopters: straalmotoren, turbopropmotoren die een propeller hebben maar inwendig feitelijk een straalmotor zijn (bijvoorbeeld die van het Hercules vrachtvliegtuig), en cylinder&zuiger motoren met een propeller.
Straal- en turbopropmotoren draaien op kerosine. Daar valt van alles over te zeggen, maar er zit geen toegevoegd lood in. Daarover gaat het verhaal niet.
Cylinder&zuigermotoren draaien op vliegtuigbenzine (op zijn Engels Aviation Gasoline, in de volksmond AVGAS). Je komt cylinder&zuigermotoren vooral tegen in kleine vliegtuigen die men in de luchtvaart met de verzamelnaam General Aviation aanduidt, en in lichte helicopters. Let wel dat elk cylinder&zuigervliegtuig tegenwoordig klein is, maar dat niet elk klein propellervliegtuig cylinder&zuiger is (ze kunnen ook turboprop zijn)
De Cirrus SR22, het meest verkochte General Aviation-vliegtuig van deze eeuw.
De nog algemeen in gebruik zijnde variant AVGAS100LL bevat 0,56 gram TetraEthylLood (TEL) per liter. Lichtelijk cynisch betekent LL Low Lead, maar het kon beter Ladingen Lood heten. Mogelijk heet het ‘low’ omdat het voor die tijd nog erger was.
In het grote geheel is vliegtuigbenzine maar een kleine speler. Het CBS zegt dat er in Nederland de laatste jaren ongeveer 1 miljoen kg per jaar verbruikt wordt, terwijl dat getal in 2019 voor kerosine 3858 miljoen kg is. Maar omdat lood zo vergiftig is (met name voor kinderen), en omdat lood zich concentreert rond vliegvelden, is het medische belang groter dan het getalsmatige belang.
Waarvoor dient TEL, wat gebeurt ermee, en zijn er alternatieven? Net als vroeger in auto’s, diende TEL vooral om ‘kloppen’ tegen te gaan. Bij het samenpersen van het gasmengsel in de cylinder vindt ontbranding plaats voordat dat de bedoeling is. De klopvastheid hangt van het ‘Octaangehalte’ af en TEL verhoogt op alternatieve wijze dat octaangehalte. De ‘100’ in AVGAS100LL slaat op het octaangehalte. Zonder TEL zat dat ergens rond de 80.
TEL verbrandt in de cylinder tot loodoxide en dat zou neerslaan en de motor vervuilen. Daarom wordt ook ethaandibromide toegevoegd (dat is een inmiddels verboden pesticide), die dat loodoxide weer weg reageert tot loodoxybromide. Dat valt als fijn stof naar beneden, vooral bij de hoge motorvermogens tijdens de start en de ‘climb out-fase’ na de start. Aldus het verderop behandelde rapport van de Universiteit van Kent. Men kan een korreltje loodoxybromide het beste zien als een mengkristal van loodoxide en loodbromide. Beide horen, zijnde lid van de groep van anorganische loodverbindingen, in de categorie Zeer Zorgwekkende Stoffen. Die vallen overigens onder het Minimalisatiebeginsel in het Activiteitenbesluit.
Er bestaat een alternatief UL91, waarbij ‘UL’ staat voor UnLeaded en ‘91’ voor het octaangehalte. Grofweg 30% van alle vliegtuigen kan niet met UL91 overweg, oa vanwege de ‘91’ en ook vanwege de bouw van de motor. Maar UL91 is niet wijd verspreid verkrijgbaar, is duurder en wordt veel minder gebruikt.
Omdat ook de sector naar loodvrij wil, en omdat wie dat niet wil, vroeg of laat zal moeten, en omdat er op de hele wereld maar één TEL-fabrikant is (kwetsbaar), wordt er naar alternatieven gezocht. In juli 2021 heeft het eerste alternatief G100UL van GAMI (General Aviation Modifications, Inc) FAA-goedkeuring gekregen, waarbij de 100 weer op het octaangehalte slaat. Het is drop-in mengbaar met 100LL. Zie https://summitfuelservices.ca/news/faa-approves-first-high-octane-unleaded-avgas/ . GAMI en contractant Avfuel Corporation willen gaan massaproduceren, maar dat staat nog in de kinderschoenen. Techneuten die er dieper in willen duiken, kunnen bij de Shell gaan kijken op https://www.shell.com/business-customers/aviation/aeroshell/knowledge-centre/technical-talk/techart12-30071515.html . Dat is al weer een wat oudere tekst. Ik bespreek hem hier niet. Overigens was er in 2010 al een Zweedse fabrikant Hjelmco Oil die richting de 100 octaan ging, maar dat niet helemaal haalde. Dan werkt het dus niet als drop-in.
Motor van een Cirrus SR20
Het onderzoek van de Universiteit van Kent (UK) ( https://kar.kent.ac.uk/97048/ )Het Kent-onderzoek is gebaseerd op twee eerdere studies naar het verband tussen de loodconcentratie in het bloed van kinderen (Blood Lead Level, BLL) enerzijds en de afstand tot een General Aviation-vliegveld anderzijds, beide uit de VS.
Het ene onderzoek ( https://ehp.niehs.nih.gov/doi/full/10.1289/ehp.1003231 ) was onder 125197 kinderen in North Carolina. Men vond hier een significante stijging van de BLL tot 1,5km afstand tot het vliegveld, welk effect omgekeerd evenredig was met de afstand.
Overzicht van 13 vliegvelden in Wake County in North Carolina, een van de zes onderzochte counties. Bij deze 13 vliegvelden komt samen jaarlijks 624kg lood in de lucht. De groene stippen zijn locaties van geprikte kinderen. Om privacyredenen staan de stippen niet precies op de juiste plaats, maar wel op de juiste afstand (‘jittering’). In het echte onderzoek zijn uiteraard de juiste locaties gebruikt.
Het andere onderzoek (*) vond in 2015 plaats onder een miljoen kinderen rond 448 vliegvelden in Michigan, die in de nabijheid woonden van General Aviation-vliegvelden met 84 tot 13188 vliegbewegingen per jaar (gemiddeld 406 per maand = bijna 4900 per jaar). De statistische significantie reikte hier tot 3 km van het vliegveld, en liep niet-significant tot 4 km door. Binnen 1 kilometer afstand hadden kinderen een kwart meer kans op een BLL boven de 5µg/dL (deciliter) dan kinderen op meer dan 4 km afstand. Van 1 tot 2km 16,5% meer kans, van 2 tot 3 km 9,1% meer kans, en van 3 tot 4 km 5,4% meer kans. Daarna verdween het effect. De overheersende windrichting en het aantal vliegbewegingen waren in de cijfers zichtbaar.
(*) S. Zahran, T. Iverson, S. Mcelmurry, and S. Weiler, “The Effect of Leaded Aviation Gasoline on Blood Lead in Children,” Journal of the Association of Environmental and Resource Economists, vol. 2, pp. 575–610, Jul. 2017.
De blootstelling was direct vanuit de lucht, of indirect vanuit het stof.
EGKH is een grasvliegveld halverwege tussen Londen en Folkstone
De Universiteit van Kent heeft in essentie een literatuurstudie gedaan naar de effecten van lood in vliegtuigbenzine, heeft de cijfers voor Groot-Brittanië (dat is zonder Noord-Ierland) erbij gezocht (9 miljoen liter, goed voor 5000kg lood), en er geografie en demografie op losgelaten. Dat leidt tot 194273 woonadressen binnen 3km van een General Aviation-vliegvelden, waar daar wonende kinderen waarschinlijk teveel lood in hun bloed hebben.
De precisie is onzin, want de onzekerheden zijn vele omdat statistisch materiaal vaak ontbreekt. Bovendien is genoemd cijfer alleen voor specifieke General Aviation-vliegvelden en bijvoorbeeld niet voor gewone, ‘ gemengde’ vliegvelden waar de kleine vliegtuigen in de minderheid zijn, Waarschijnlijk zijn de totaalcijfers een onderschatting.
Loodhoudende vliegtuigbenzine in de EU De vele discussies over loodhoudende vliegtuigbenzine laten ook de EU niet onberoerd.
De EU heeft een fameus systeem, geheten REACH, waarmee gevaarlijke stoffen beperkt of verboden kunnen worden. Op 08 april 2022 heeft de Europese Commissie besloten om de stof TetraEthylLood (TEL) op de lijst te zetten. Vanaf 1 mei 2025 mag de stof niet meer verhandeld worden, tenzij er voor 01 november 2023 een ontheffingsaanvraag ingediend en toegewezen is.
Het verhaal heeft echter twee zwaktes.
De eerste is dat REACH bij mengsels van stoffen een ondergrens aanhoudt van 0,1% gewicht van de schadelijke component. Bij een TEL-gehalte van 0,56gr/liter en een dichtheid van 0,71kg/liter is de TEL-concentratie in AVGAS100LL 0,08% gewicht, dus onder de ondergrens. De tweede is dat de brandstofwereld een ontheffingsaanvraag kan indienen. De IOAPA (de belangenorganisatie van vliegtuigeigenaren en piloten) beweert dat een dergelijk verzoek in de maak is. Zie https://www.iaopa.eu/contentServlet/iaopa-europe-enews-july-2022 .
De Europese regelgeving garandeert dus niet zonder meer dat er straks geen loodvrije vliegtuigbenzine meer is.
Vliegvelden in Brabant Het is niet absurd om de medische onderzoeken naar looddepositie in de omgeving tegenover de werkelijkheid te plaatsen van de Brabantse vliegvelden.
Het (vigerende) Luchthavenbesluit 2014 voor de Vliegbasis Eindhoven staat maximaal 12000 vliegbewegingen voor recreatief burgerluchtverkeer toe. In hoeverre dat aantal gehaald wordt, is moeilijk te achterhalen.
Update dd 25 mrt 2023
Bovenstaande vraag mbt Eindhoven Airport is inmiddels beantwoord. Eindhoven Airport verkoopt geen loodhoudende vliegtuigbenzine en het aantal General Aviationvluchten binnen de vergunning is maximaal 1560 per jaar.
Maar op de vliegbasis Eindhoven vliegt wel de Eindhovense Aero Club Motorvliegen (EACM) met cylinder&zuigermodellen. Deze organisatie staat los van Eindhoven Airport. Logischerwijs is de EACM gebruiker van het merendeel van de vergunde 12000 vliegbewegingen voor recreatief burgerluchtverkeer. In hoeverre de EACM met loodhoudende vliegtuigbenzine vliegt, is onbekend. De website geeft geen milieu- en duurzaamheidsinformatie. De vraag is bij ze neergelegd.
Kempen airport (afbeelding site)
Kempen Airport bij Budel is de grootste General Aviation – luchthaven in Nederland en handelt (naar eigen zeggen) meer dan 80.000 vliegbewegingen per jaar af. Mogelijk is daarvan een (onbekend) deel turboprop. Het grootste deel van Budel ligt binnen 3km van het vliegveld. Overigens heeft Budel sowieso al een geschiedenis met lood vanwege de zinkfabriek in vroeger dagen.
Breda International Airport (de megalomane naam voor wat in de volksmond Vliegveld Seppe heet) heeft geen gelimiteerd aantal vliegbewegingen per jaar. De geluidszonering is in de Verordening Luchthavenbesluit 2013 berekend met 58000 vliegbewegingen met lichte vaste vleugel-vliegtuigen en 900 helikopter-vliegbewegingen. In hoeverre het werkelijke aantal zich verhoudt tot dit modelmatige aantal, valt op de site van het vliegveld niet te achterhalen.
Ten opzichte van de aantallen vliegbewegingen waarmee gemiddeld in het Michiganonderzoek gerekend is (gemiddeld bijna 4900 per jaar en maximaal ruim 13000 per jaar), zijn beide getallen zeer fors .
Er zijn geen gegevens over militair luchtverkeer met cylinder&zuiger-motoren, maar waarschijnlijk is dat gering omdat (voor zover bekend) de meeste propellervliegtuigen van Defensie turboprops zijn (bijvoorbeeld de Hercules).
Een pleidooi voor politiek handelen Er is zeker voldoende reden om de hoeveelheid lood, die vanuit de lucht neerdaalt nabij Brabantse (en andere) vliegvelden, drastisch terug te dringen. Logischerwijs kan dat via twee routes: minder vliegen en loodvrije vliegtuigbenzine.
Er moet minder en selectiever gevlogen worden. Dat heb ik altijd verdedigd bij de commerciële luchtvaart, en dat geldt niet minder bij de recreatieve- en kleinzakelijke luchtvaart. Dat zou bijvoorbeeld bereikt kunnen worden door de geluidszonering aan te scherpen.
Daarnaast moeten de kansen gegrepen worden om versneld tot loodvrije vliegtuigbenzine te komen. Een idee is om de vergunningverlening aan Budel en Seppe (waar de provincie bevoegd gezag is) aan te scherpen door te eisen dat vanaf een goed gekozen moment loodhoudende vliegtuigbenzine verboden wordt.
Op nationaal niveau kan dit in wetgeving worden neergelegd, en ingebracht in de Europese Unie.
Update dd 19 december 2022:
Inmiddels heeft SP-woordvoerster Willemieke Arts (die mobiliteit doet) schriftelijke vragen aan GS gesteld. De vragen zijn hieronder te downloden.
Robinson R22 helicopter met zuiger&cylindermotoren
Loodhoudende vliegtuigbenzine in de VS In de VS, waar veel kleine vliegtuigen zijn, is dit een hot item. Sommigen vergelijken het met het waterleidingschandaal in Flint (Michigan).
Velen vinden dat de reguleringsauthoriteit Federal aviation Administration (FAA) en de Environmentel Protection Agency (EPA) het er veel te lang bij hebben laten zitten. Velen kunnen er met de kop niet bij dat als je autobenzine een kleine vijftig jaar geleden al loodvrij kreeg, dat dit voor vluiegtuigen niet gekund had.
Het elektriciteitsnet in Brabant zit vol tot boordevol. Er wordt hard aan gewerkt om dat met technische middelen op te lossen (bijvoorbeeld nieuwe of zwaardere leidingen of opslag), maar dat kost tijd.
Een andere oplossing is (althans, bijdrage aan een oplossing) is om het probleem niet vanuit de transportkant aan te vliegen, maar vanuit de vraag- of aanbodkant. Als er teveel elektriciteit is, kan een bedrijf of producent besluiten om tijdelijk minder te produceren of meer af te nemen (vice versa als er te weinig stroom is).
Sinds 25 november geldt in Nederland de nieuwe Netcode elektriciteit die dit soort ‘flexibiliteitsdiensten’ mogelijk maakt. De wettelijke bepalingen zijn te vinden op https://wetten.overheid.nl/BWBR0037940/2021-02-13 .
Stedin heeft onlangs het eerste contract getekend dat tijdelijke productiebeperking mogelijk maakt. (Stedin is wat in Brabant Enexis is, maar dan in het grootste deel van Zuid-Holland, Utrecht en Zeeland). Het contract is gesloten tussen Stedin enerzijds en Zeeuwind en Gabri Hoek BV anderzijds, en betreft Windpark Noordpolder bij Sint Maartensdijk op Tholen. Windpark Noordpolder bestaat uit vier Enercon E82 turbines van 2.0MW elk. Zeeuwind is bestuurder en voor de helft eigenaar van het park, Gabri Hoek BV is mede-eigenaar. Het contract heeft een looptijd t/m in elk geval 2027, wanneer er een structurele netuitbreiding op Tholen gerealiseerd wordt.
In de overeenkomst zegt Zeeuwind toe bij een piek op het stroomnet zijn molens minder te laten leveren. Daardoor kunnen in de komende jaren 2500 huishoudens zonnepanelen op hun dak laten aansluiten. 1MWH minder bij Zeeuwind betekent 10MWh meer transportcapaciteit. Overigens doet deze netcongestie zich slechts een aantal uren per jaar voor.
Het Windpark wordt voor zijn productieverlies gecompenseerd op basis van de dan geldende marktprijs. Financieel speelt het park dus quitte. Dat is van belang, omdat Stedin niet bulkt van het geld en dit soort contracten alleen maar kan als de andere kant niet het onderste uit de kan wil.
De contractanten tonen zich beide heel blij.
Stedin heeft twee typen standaardcontracten ontwikkeld: een voor de dag van tevoren en een andere voor op de dag zelf. OP de website van Stedin zijn deze contracten te vinden.
De aanleiding voor de interesse Op zaterdag 12 november 2022 stond er een enthousiast getoonzet artikel in het Eindhovens Dagblad ‘Deurne en Asten zijn landelijk de ammoniak-top”, met onderstaande kaart als afbeelding:
Er werd met het kaartje gezwaaid bij een stikstofdebat op 03 nov 2022 in de Tweede Kamer.
De kaart bleek afkomstig van het Amsterdamse bedrijf Caeli ( https://caeli.nl/ ), meer specifiek van de aan deze website gekoppelde link Caeli Piekbelasters ( https://caeli.nl/piekbelasters/ ) . Martin Smit, directeur van Caeli, vindt het in het Eindhovens Dagblad een gemiste kans dat het RIVM zijn analyses niet aanvullend gebruikt. De verhouding tussen een satellietsysteem en een alleen op grondstations gebaseerd systeem is te vergelijken met die tussen een modern navigatiesysteem en een stratenlijst.
Deze gedachte is niet absurd. Mits goed geanalyseerd, kunnen satellietmetingen veel kennis toevoegen. En niet alleen over stikstofverbindingen: ik heb bijvoorbeeld eerder op deze site satellietmetingen (met daaropvolgende analyses) van methaanlekken beschreven ( zie https://www.bjmgerard.nl/methaanemissies/ ).
Ik wil dus best wel vriendelijke woorden wijden aan een voorgestelde combinatie van grondstations met satellietwaarnemingen, maar dan moet ik wel snappen wat het systeem in kwestie precies doet. En dat maakt Caeli, naar mijn smaak, een beetje te moeilijk. Althans op zijn website die, weer naar mijn smaak, te wervend is geschreven en daardoor soms slordig, en te weinig specificerend. Als het concreet wordt, moet je contact zoeken. Het is aannemelijk dat als zich een betalende klant meldt (bijvoorbeeld een gemeente of een provincie), Caeli best wel in staat is om een doortimmerd verhaal te leveren met alle gewenste specificaties, maar omdat ik niet in de positie ben van een betalende klant, is deze route voor mij niet uitvoerbaar. Ik heb wel namens Milieudefensie Eindhoven contact gezocht en meneer Smit heeft mij correct maar beknopt geantwoord.
Welke grootheid zie je nou precies op dat kaartje? De gangbare definitie van een piekbelaster is “een activiteit die NOx– of NH3– emissies veroorzaakt, en die in een bepaald gebied tot significant hogere deposities leidt dan de achtergronddepositie uit de stikstofdeken” (Remkes). De definitie is dus gekoppeld aan stikstof die op of in de grond of het plantendek terecht komt.
Een dat is dus niet waar bovenstaande kaartjes over gaan. Zegt meneer Smit zelf met nadruk. Hij houdt zich verre van processen rond de wisselwerking tussen de atmosfeer en de bodem. Dit hoewel de naam van de deel-website ‘piekbelasters’ is en de acute problematiek in Deurne en Asten etc veroorzaakt wordt door de depositie op de bodem en niet door de concentratie in de lucht (hoewel het er wel te hard stinkt).
Welke grootheid zie je dan wel op het kaartje? Als een inwoner van Deurne een vierkant van 1*1m op zijn gazon uitzet, en zich van daaraf een kolom lucht voorstelt tot aan de rand van de atmosfeer (ergens 100km hoogte), zit er volgens de kaart van Caeli in die Deurnese kolom lucht 132,30 µmol NH3 (ammoniak). Dat is ongeveer 2,25mg. Het getal 132,30 is rood gecodeerd.
Concentraties en concentraties Caeli noemt de grootheid 132,30 µmol NH3/m2 een concentratie en dat is verwarrend, want normaliter noem je iets per m3 een concentratie (bijvoorbeeld de ammoniakconcentratie in de Kampina schommelt al jaren rond de 5 µg/m3 ). Ik gebruik het woord ‘concentratie’ in de tweede, gangbare zin. De eerste betekenis duid ik aan met kolommassa per m2 . Anders krijg je hinderlijke misverstanden. Waarschijnlijk is Caeli niet de schuld van deze verwarring, maar ligt deze bij de branche als geheel.
Gebieden op minder dan 1 km afstand van een Natura2000 – gebied
Bewerkingen en aannames Caeli vertrekt vanuit gegevens van de Tropomisatelliet (die gerund wordt door het KNMI). Caeli is dus beperkt tot de gassen die de Tropomi kan meten, en heeft daarom datasets voor NO2, ammoniak, methaan en CO2 . Voor de stikstofproblematiek is dat voldoende.
Caeli pretendeert kaarten te kunnen maken tot op de hectare (daardoor kan het bedrijf met 100 m-stapjes ongeveer de gemeentegrenzen volgen).
De Tropomi heeft aan de grond een pixelgrootte van op zijn gunstigst 3.5 × 5.6 km2 . Om op hectareniveau te komen, moet aanvullende informatie ingebracht worden, hetzij data hetzij aannames. De core business van Caeli is data bewerken. Het bedrijf hanteert vijf overwegingen:
Sinds een half jaar mag van de regering binnen 1 km van een Natura2000-gebied geen stikstof meer worden uitgestoten. Wie dat toch doet, is dus per definitie een piekbelaster (dat is overigens een andere definitie dan de eerder genoemde definitie van Remkes). Deze bronnen zijn bekend
De top-100 lijsten voor NO2 en ammoniak (deze zijn, met hun emissies en na wat foutcorrectie, bekend). Caeli noemt dit per definitie piekbelasters (wat weer een andere definitie van de term is, want niet gebaseerd op depositie)
Het verkeer. Hoe dat precies ingevoerd is, wordt niet gemeld. Bijvoorbeeld of het één macrocijfer is, of het verdeeld wordt over steden en snelwegen, of alle wegen ingevoerd zijn). Het verkeer is een hele belangrijke bron.
Weer- en winddata en verspreidingsmodellen
De eerder genoemde ruwe satellietdata
Verspreidingsmodel bij een bron
Op dit alles worden niet-gespecificeerde kunstmatige intelligentie en algorithmen losgelaten. Bij gebrek aan gegevens kan ik hier niets over zeggen. Een belangrijke aanname, waar je als burger niet onderuit komt, is dat deze bewerkingen kloppen.
De meest fundamentele aanname is dat de kolommassa per m2 , die het bedrijf voor elk gemeente berekend heeft, ergens goed voor is. Immers, er wordt bij de depositieproblematiek niet afgerekend op wat er in de lucht zit, maar op wat er in of op de grond komt. Het verband tussenbeide wordt niet besproken. Het ligt voor de hand dat als er in Deurne 10% meer ammoniak in een luchtkolom zit dan in Oirschot, er in Deurne ook 10% meer op de grond komt , maar dat is niet in de beschikbare documentatie bewezen. In feite geeft Caeli alleen relatieve cijfers. Het is niet voor niets een ranking van gemeenten binnen de regio, en een ranking van bronnen binnen een gemeente.
Naast en niet in plaats van het RIVM Smit benadrukt namens Caeli dat hij naast het RIVM wil opereren en niet in plaats van. Hij heeft daar inderdaad twee goede redenen voor:
Als Caeli de interactie atmosfeer-bodem (dus de depositie) buiten beschouwing laat, moet er iemand anders zijn die die interactie wel in rekening brengt. En wie anders dan het RIVM?
Het RIVM heeft enige tientallen meetpunten, verspreid over het land. Dat zijn er relatief weinig, maar ze zijn wel goed . Het is de enige manier waarop Caeli zijn modellen kan valideren.
Luchtkwaliteit Het is niet waar het nu in de pers overgaat, maar desgewenst (zei Smit tegen mij) zou hij voor Milieudefensie ook een NO2 kaart in de zin van ‘echte’ concentraties op neushoogte (dus in µgr/m3 ) kunnen uitrekenen. Het zou een goede test voor zijn methode zijn om de uitkomst daarvan op het verhoudingsgewijze dichte Meetnet Zuidoost-Brabant te leggen als een soort ijking.
Update dd 01 dec 2022
Na het verschijnen van dit artikel (waarvoor dank) heeft directeur Smit nog wat aanvullende informatie gegeven die niet op de site te vinden is. Ik plaats deze hier puntsgewijs.
Caeli rekent voor een aantal gemeenten in Nederland, België, Luxemburg, Frankrijk en Duitsland concentraties ‘op neushoogte’ uit op basis van meetstations.
“The most important green technology ever” Zo noemde George Monbiot, de bekende klimaatauteur in The Guardian, een opkomende trend om geheel synthetisch voedsel te maken ‘from scratch’. ‘Scratch’ is bijvoorbeeld waterstof of methanol (die gewonnen kunnen worden met duurzame stroom of daaruit eenvoudig vervaardigd) met genetisch aangepaste micro-organismen in fermentatietanks.
Monbiot bespreekt vier gebruikelijke reacties op dit idee.
Huu, eng! Fermenteren met micro-organismen is niet zo ongewoon en griezelig als het lijkt. Met kaas als grondstof krijg je gorgonzola, met melk als grondstof krijg je yoghurt, met witte kool krijg je zuurkool, en met glucose als grondstof krijgen we al duizenden jaren bier en wijn. De bijbehorende micro-oganismestammen zijn ook al langdurig veredeld en doorgeselecteerd. En de koe gebruikt in zijn pens ook micro-organismen om eiwit te maken (met laag rendement)
De poederachtige output kan gebruikt worden om ultra-bewerkt voedsel te maken. Klopt, kan met tarwebloem ook
Genetisch veranderde micro-organismen liggen niet bij iedereen lekker. Maar deze micro-organismen komen niet buiten, maar blijven in hun tank (en als ze toch buiten komen, gaan ze dood). We maken al vijftig jaar met aangepaste micro-organismen vitamines en insuline – en die insuline is beter dan die uit dieren.
Een paar grote ondernemingen maken zich meester van de techniek. Dat gevaar bestaat (ik zag Cargill al langs komen in de onderliggende literatuur) , maar bestaat als feit al langdurig in de mondiale graanhandel, waarvan 90% in handen is van vier ondernemingen. Dat betekent niet dat er niet meer in graan gehandeld moet worden, maar dat de eigendomsverhoudingen aangepakt moeten worden.
Het zou overigens ook wel fijn zijn als het product ergens naar smaakte (zeg ik, niet Monbiot).
Monbiot verwijst in zijn artikel door naar onderliggende artikelen. Ik pak er daar vier van.
Solar Foods Solar Food is een Finse startup ( https://solarfoods.com/ ). De onderneming heeft onlangs toestemming gekregen van Singapore voor zijn product soleïne. Dat is een eiwitrijk poeder dat erg lijkt op gedroogde soja of zeewier. Het bestaat voor 65-70% uit proteine, 5-8% vet, 10-15% vezels and 3-5% minerale voedingsbestanddelen, waaronder ijzer en vitamines B. Het is bedoeld als additief en kan eenvoudig met allerlei andere ingredienten gemengd worden. Je hebt er CO2 en waterstof en zonlicht voor nodig, en een beetje kunstmestachtig additief voor de niet C-O-H-atomen. De productie is geheel onafhankelijk van de omringende atmosfeer en geografie – het kan in essentie op de maan. En zoals ook Monbiot al betoogde, het kan ook in woestijnlanden die weinig bruikbare cultuurgrond hebben, maar wel veel zonlicht. Voor soleïne zie http://www.solein.com/ .
De Europese Commissie heeft er toestemming voor gegeven dat 13 EU-landen (waaronder Nederland) een aantal projecten subsidieren (met samen €5,2 miljard publiek geld) in het kader van het IPCEI Hy2Use programma ( Important Project of Common European Interest in the hydrogen value chain ). Zie https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_22_5676 .
Soleïne
Pruteen: sojavrij diervoer uit methanol Soja voor veevoer is de grote bedreiging van het Braziliaanse regenwoud en het zou wat waard zijn als men een sojavrij eiwit kon produceren. Op https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2019.00032/full is het verhaal te lezen dat een dergelijke fabriek bestaan heeft. Hij is in 1979 gebouwd door ICI in Billingham en maakte 50 – 60kiloton van het eiwitrijke diervoeder Pruteen met methanol als vertrekpunt (50kton Pruteen vereist zowat 100kton methanol). Het ontwerp heeft een tijd gewerkt, maar niet heel lang, want in die tijd moest men methanol inkopen op de vrije markt en de methanol werd duurder, en tegelijk werd de soja goedkoper. Exit de fabriek. Tegenwoordig kan men met allerlei CO2 capture and conversion technieken duurzame methanol maken (en diverse kleine andere moleculen). Daar komt echter wel het nodige bij kijken, vooral als het om grote hoeveelheden gaat – opnieuw een kans voor landen met veel zon en weinig bruikbare grond.
Het afschaffen van de koe (en van ander vee) Het ruigste gooi- en smijtwerk op dit gebied is te vinden bij de VS-denktank ReThinkX ( https://www.rethinkx.com/food-and-agriculture ).
De homepage opent zonder blikken of blozen met de tekst: “By 2030, the number of cows in the U.S. will have fallen by 50% and the cattle farming industry will be all but bankrupt. All other livestock industries will suffer a similar fate, while the knock-on effects for crop farmers and businesses throughout the value chain will be severe. Rethinking Food and Agriculture shows how the modern food disruption, made possible by rapid advances in precision biology and an entirely new model of production we call Food-as-Software, will have profound implications not just for the industrial agriculture industry, but for the wider economy, society, and the environment.”.
Als men na dit van dik hout zaagt men planken-werk doorscrolt naar beneden, verschijnt een samenvatting van de studie ‘Rethinking Food and Agriculture’ , en daarna de mogelijkheid om deze studie zelf te downloaden – wat ik gedaan heb en anderen adviseer, want het is zeer informatief. De meeste afbeeldingen in dit artikel komen uit dit boekwerk.
Cell-based beef is wat wij kweekvlees noemen. Het proces start met natuurlijke cellen uit een echt beest, en van daaruit kweekt men buiten het beest verder.
RethinkX volgend in hun redenering (met enig voorbehoud, want ik moet het eerst allemaal nog zien) zou dat betekenen:
Voedsel wordt goedkoper
Ongeveer 300 miljoen acre (een acre is ongeveer 0,40 hectare) komt vrij voor andere doelen in 2030 en ongeveer 485 miljoen in 2035 (dat is ongeveer zes keer Duitsland)
Het voedselsysteem wordt lokaler en vraagt om veel minder transport
Het VS-landbouwsysteem gaat een enorme financiële crisis tegemoet
60% minder broeikasgassen uit de veeteelt in 2030 en 80% minder in 2035
Het vraagt om veel minder zoet water
Geen mestprobleem meer
Minder gezondheidsrisico’s in brede zin
Voornaamste grondstof is glucose (voor 1 kg eiwit is nu 3 kg glucose nodig en in 2030 2kg). Aan de beschikbaarheid van voldoende grondstof (gluose of gewassen met dezelfde functie), en van voldoende energie wordt nauwelijks aandacht besteed. IN bovenstaande kostengrafiek wordt glucose geacht even duur te blijven.
(PF staat voor Precision Fermenting)
Toevoeging
Iemand maakte mij op Facebook attent op de zuivelvervangers van Perfect Day uit Californïe, ooit in Ierland begonnen als start-up. Het bedrijf is te vinden op https://perfectday.com/ . Het maakt met Precision Fermenting, in dit geval met genetisch aangepaste schimmels, uit een mengsel van water, nutrienten en suiker onder andere het wei-eiwit beta-lactoglobuline. Dit zou moleculair identiek zijn aan het natuurlijke beta-lactoglobuline. Onder de TAB Discover staat nadere uitleg. Het bedrijf bespaart daarbij, naar eigen zeggen, fors op niet-hernieuwbare energie en zeer fors op broeigasgassen en zoet water, vergeleken met de productie van melk. Kanttekening daarbij is dat ze niet het volledige product melk maken, maar slechts één onderdeel daarvan. Bij een juiste vergelijking zou je moeten optellen wat het kost om het hele product melk te maken – of je moet een andere vergelijking opzetten.
Recycling Magazine Benelux heeft een goede digitale en gratis nieuwsbrief van de branche.Ik lees die met enige regelmaat, omdat mijns inziens de energietransitie niet mogelijk is zonder een sterke recyclingsector. Dat o.a. vanwege de vele kritische chemische elementen die ervoor nodig zijn, vaak metalen. Zie https://www.bjmgerard.nl/metalen-nodig-voor-energietransitie-_-recycling-nodig-maar-winning-voorlopig-ook-nog-en-over-lithiumaccus-en-afvalbranden/ . Ik vind dus dat de recyclingsector steun, bescherming en ontwikkeling nodig heeft, en tegelijk dat er veel aan de milieu-inbedding richting omgeving gedaan moet worden (zie eerdere verhalen over de Eindhovense asfaltcentrale en Mirec).
De Brainportregio zou er core business van moeten maken.
DoD en DARPA in het afvalwezen Uit een kort artikel in genoemde nieuwsbrief blijkt dat ik in ‘goed’ gezelschap ben van het Ministerie van Defensie (DoD) van de VS. Hun researchorganisatie DARPA heeft de Universiteit van West-Virginia (WVU) een kwart miljoen gegeven, zodat medewerkers Musho en Sabolsky onderzoek kunnen gaan doen hoe waardevolle metalen kunnen worden teruggewonnen uit elektronica-afval (e-waste). Specifiek moest WVU zeven metalen gaan terugwinnen, met name indium, gallium en tantalium (de ‘tan’ van tantalium is de ‘tan’ van ‘coltan’, dat geassocieerd wordt met verwerpelijke kinderarbeid in Congo.). Deze metalen zijn inderdaad essentieel voor allerlei vormen van elektronica. Zie https://wvutoday.wvu.edu/stories/2022/09/29/wvu-engineers-bring-new-life-to-electronics-recycling-address-supply-chain-shortfalls-affecting-national-defense. De VS vinden de afhankelijkheid van vreemde machten (lees China) een strategische zwakte waar men van af wil. Dat wil de EU overigens ook. Op zich is dat een verstandige wens.
DARPA wil dat Musho en Sabolsky hun constructie verpakken in een handzaam verplaatsbare container, zodat die bijvoorbeeld op een marineschip geplaatst kan worden, waardoor men ter plekke e-waste kan ontdoen van waardevolle bestanddelen. Eventueel zou het ontwerp zelfs, wilde gedachte, in de ruimte ingezet moeten kunnen worden om junk satellieten te slopen.
Nog sterker, DARPA heeft een veel groter programma ‘Recycling at the point of disposal’ ( https://www.darpa.mil//news-events/2022-06-10 ) waaruit blijkt dat er meer universiteiten meedoen. WVU staat er nog niet bij (zal nog wel komen). Rice University heeft een eigen programma (daar staat DARPA niet genoemd) om Zeldzame Aarde-metalen te recyclen. ( https://www.azom.com/news.aspx?newsID=58199 ) Vroeger mijnde de VS die zelf, maar de concentraties in erts zijn laag en er kwam zoveel natuurlijke radioactiviteit met het afvalwater mee dat dat onoplosbaar gelazer gaf. Van ellende is de binnenlandse winning gestopt, waarna China acuut de wereldprijs vertienvoudigde. Aldus Rice University.
E-waste is sowieso een probleem Tot voor kort bestond er geen ideale verwerking voor e-waste. Je kunt het gangbaar verhitten, waarna er hier en daar wat smelt, het kost veel stroom en pas op voor de dampen. Je kunt het ook met agressieve chemicaliën te lijf gaan, waarna een deel traag oplost en je met een hoop afvalwater en -slurry zit. In praktijk komt er van de 40 millioen ton e-waste die jaarlijks op de wereld geproduceerd wordt, 80% op de stort. Dat leidt ertoe dat op sommige storten de concentratie aan waardevolle metalen hoger is dan in de natuurlijke ertsen van die materialen. Wat nog erger is, is dat er ook een heleboel niet-waardevolle metalen in e-waste zitten die wel oplosbaar en erg giftig zijn, en dus in het milieu kunnen komen, zoals cadmium en lood.
Kortom, ik vind e-waste om meerdere redenen een probleem dat acuut opgelost moet worden. Zelfs als het Amerikaande DoD het daarin met mij eens is.
Flash Joule Heating Het nieuwe verwerkingsverhaal heet ultrafast Flash Joule Heating FJH).
Zoals wel vaker in wetenschap en techniek, is de techniek voor probleem A ontwikkeld, en bleek hij vervolgens erg goed van pas te komen voor een heleboel problemen B.
Probleem A is de productie van grafeen ( https://en.wikipedia.org/wiki/Graphene ). Dat is een heel apart materiaal met veel nuttige toepassingen, maar dat voert hier te ver. In zijn eenvoudigste vorm is het een soort kippengaas met op elk knooppunt een koolstofatoom. Daar kun je van alles mee, en men zocht goede en snelle productiemethoden en zo kwam men achter dat de Flash Joule Heating (FJH, de uitleg volgt hieronder) een methode was om uit ongeveer elk organisch vertrekpunt grafeen te maken.
Dat was in 2019. De tradities in het werkveld zijn dus kort en alle literatuur die de techniek overplaatst in de recyclingsector is van 2021 en 2022. Zo beschouwd beschrijft het Recycling Magazine dus niet de eerste stap in een proces, maar de meest recente. Ik ben dus aan de achterkant begonnen met lezen, maar dat geeft niet.
Flash Joule Heating – het artikel in Nature Nature Communications van 04 oktober 2021 geeft onder de titel ‘Urban mining by flash Joule heating’ een degelijke beschrijving van het procedé ( https://www.nature.com/articles/s41467-021-26038-9 , open access). Onderstaande afbeeldingen komen uit dit Nature-artikel. Dat artikel praat op de laboratoriumschaal. Het proces is opschaalbaar, maar dat is in het artikel niet gebeurd. Moet wel, want je praat over miljoenen tonnen.
FJH is herhaalbaar en combineerbaar met andere bewerkingen. In het eerste plaatje hieronder alleen de werking van FJH sec.
Je hebt een stevige buis. Die vul je met een mengsel van fijngemalen Printed Circuit Board (PCB), zeg maar printplaat, en fijngemalen Carbon Black (dat is zoiets als roet of gemalen grafiet – het zorgt voor goede elektrische geleiding). Het hoopje zwart poeder in de inzet in de afbeelding midden boven bestaat uit dit mengsel. Je zet het desgewenst een beetje onder druk. Daarna jaag je er een lompe stroomstoot doorheen (vandaar ‘Joule’), waardoor het mengsel binnen 50 milliseconde (ms, vandaar ‘fast’ of ‘ultrafast’ Flash) boven de 3300°C komt en soms zelfs tot 3700°C (ongeveer de oppervlaktetemperatuur van een kleine ster). Dit vraagt niet eens heel veel energie: een piekvermogen in de orde van grootte van 10kW maal een tijd van 10ms en wat rondom de opstelling heen, geeft per sessie ergens rond de 200J (voor deze kleine proefopstelling). Dat is per eenheid twee ordes van grootte minder dan bij de tot nu toe gangbare recycleprocedé’s.
De metalen verdampen momentaan en schieten als damp door een verbindingsstuk en komen in een ruimte, die gekoeld wordt met vloeibare stikstof, en condenseren. Bijna 40% van de zilver (Ag) condenseert tegen de wand van de koude ruimte. Rh is Rhdium, Pd is Palladium, Au is goud – alle zeer waardevol. De gemalen printplaat, voor zover geen metaal, ontleedt en verkoolt.
Dit werkt nog niet optimaal. Omdat verbindingen tussen metalen en fluor, chloor en jood beter verdampen, worden er in een volgende stap aan het poedermengsel stoffen toegevoegd die chloor etc bevatten. In beginsel kan dat keukenzout zijn (in onderstaand plaatje rechtsboven), maar je kunt met het mengsel spelen. Het werkt ook met gemalen PVC (ben je daar ook weer van af).
In deze afbeelding horen de roze staafjes bij de linker verticale as (met het verwijderingsrendement) en de groene staafjes bij de rechteras (hoeveel keer zo goed dat is met chloor etc als zonder chloor etc). De donkere foto’s zijn opnamen met de elektronenmicroscoop van het op de koude wand gecondenseerde metaalpoeder.
Tenslotte kun je het verkoolde prutje, dat in de buis achterblijft, ook nog behandelen met zoutzuur en salpeterzuur (beide 1Mol, wat voor industriële begrippen, zeker in deze sector, mild is). Het verhitte poeder staat zijn metalen makkelijker af dan het niet-verhitte poeder.
Ook niet onbelangrijk is dat behalve de gewenste, ook de ongewenste metalen verdampen, zoals Cadmium (Cd), lood (Pb), Arseen (As), Chroom (Cr) en kwik (Hg). Daardoor is het FJH-behandelde gemalen printplaatpoeder (hieronder c) een stuk minder giftig dan het niet-FJH behandelde printplaatpoeder (hieronder b). Chroom gaat bijvoorbeeld van onbehandeld 20ppm naar behandeld 12ppm, dus een removal efficiency van 40%. Kwik duikt na één behandeling onder de WHO-richtlijn voor landbouwbodems en cadmium na drie behandelingen. Niet dat men het in landbouwbodems zou moeten willen dumpen, maar het maakt wel de stort een stuk veiliger.
Multi-inzetbaar In het bovenstaande werd de techniek gericht op e-waste. Daar hoeft hij niet toe beperkt te blijven. Rice University heeft de techniek ook losgelaten op de giftige slurrie, die overblijft na de winning van aluminium uit bauxiet en op vliegas uit kolencentrales.
Nog even WVU Ook meneer Sabolsky van West Virginia University heeft geoefend met FJH op vliegas van kolen. Mogelijk heeft dat hem geschikt gemaakt in de ogen van DoD. Terugredenerend worden hem en meneer Musho, binnen de ruimere context, eigenlijk twee dingen gevraagd:
Metalen terugwinnen die nog niet in eerdere verhalen genoemd zijn (gallium, indium en tantalium)
Opschalen tot soepel hanteerbare modules die in een marineschip kunnen of in de ISS
Update dd 27 dec 2023
In de Scientific American (die ik met vertraging lees) van januari 2023 is een bijlage Nature Outlook (betaald door Google, maar inhoudelijk geheel onafhankelijk verzorgd door Nature) over de circulaire economie. Daarin vele interessante artikelen. Een van deze artikelen gaat over de recycling van e-waste. Het artikel is te vinden op https://www.nature.com/articles/d41586-022-03647-y . Het zit achter de betaalmuur, maar als je het ervoor over hebt kun je het bestellen, of eventueel ook als je toegang hebt via een instituut.
