Tennet is de staatsonderneming die ons hoogspanningsnet beheert. Dat is een taak met vele aspecten.
Op 8 maart 2017 kwam Tennet met een persbericht, dat het ging samenwerken met andere hoogspanningsbeheerders aan de bouw van een North Sea Wind Power Hub (zeg maar een energie-eiland), waarschijnlijk op de Doggersbank. Nu nog met het Deense Energinet.dk en met de Duitse dochteronderneming TenneT Duitsland, later mogelijk ook met hoogspanningsbeheerders uit Noorwegen, Groot-Brittanie en Belgie en andere infrastructuurondernemingen. Zie www.tennet.eu/nl/persbericht energie-eiland .
Op het eiland kunnen vele windparken worden aangesloten (ca 70 tot 100GW). Omdat het eiland relatief dicht bij de windparken ligt, kunnen de leidingen van de parken naar het eiland in de (goedkopere) wisselstroomtechniek worden uitgevoerd. De lange leidingen naar het land worden in gelijkspanning uitgevoerd (HVDC). Zie ook Overschakelen op gelijkstroom? . Die leidingen dienen dan tevens als verbinding van de Noordzeelanden onderling. Dat is van belang, omdat het grillige karakter van de belangrijkste duurzame bronnen zon en wind statistisch gedempt wordt door een zo groot mogelijk gebied tot één groot net te maken (het waait of schijnt altijd wel ergens wel of niet).
Bovendien kunnen op een dergelijk eiland blijvend mensen, onderdelen en assemblagehallen worden geplaatst.
Het eiland (eventueel meerdere eilanden) gaan veel geld kosten: de komende 10 jaar ca 25 miljard Euro. Maar TenneT blijkt in staat met Green Bonds grote bedragen te kunnen ophalen. In 2016 haalde TenneT 3 miljard aan obligaties op. Die worden zwaar overtekend en vliegen dus als zoete broodjes weg.
Op dit moment is wind op zee de goedkoopste wijze van energie opwekken. De meest recente projecten zijn zelfs goedkoper dan kolen, en halen bijna de groothandelsprijs van elektrische energie (en worden dan dus financieel zonder subsidie rendabel).
Wind op zee is voor Brabant geen ver-van-mijn-bed-show. Alle windenergie, die op zee geoogst wordt, hoeft niet op het land geoogst te worden. Als Brabant op eigen grondgebied in 2050 geheel duurzaam zou willen worden, zou dat o.a vragen om 2270 windturbines met een ashoogte van 130m en 190km² zonnepanelen. Zie Duurzame energie kan zeer grote impact krijgen op het Brabants landschap . Veel wind op zee zou op het land minstens een slok op een borrel schelen.
China heeft in 2016 zijn productie van zonne-energie verdubbeld.
Illustratief is de groei van het zonnepark Longyangxia Dam Solar Park, in de provincie Qinghai. De NASA heeft het gefotografeerd en er een
prijzend artikel aan gewijd. Hieronder hetzelfde zonnepark in 2013 en 2017.
Longyangxia Dam Solar Park in 2013Longyangxia Dam Solar Park in 2017
Het park is nu 850MW, verspreid over 27km2. Het NASA-verhaal vermeldt niet hoeveel kWh het park per jaar opbrengt en of die 27km2 netto of bruto is.
Zo op het oog ligt het park in een woestijnachtig gebied, en de provincie Qinghai ligt ongeveer op de breedtegraad van Syrie en een heel eind boven zeeniveau. Het zal dus wel een behoorlijk opbrengen. Als ik gok op ca 1500kWh per kWp per jaar (Nederland zit op 875), kom ik uit op 0,17PJ/km2*jaar. Als dat netto is, valt het rendement eigenlijk nog een beetje tegen. Als het bruto is (dus inclusief de grond tussen de panelen), is het gunstiger.
Op het eind van het NASA-verhaal staan een stel doorverwijzingen. Eentje naar Alternative Energies van 19 januari 2017, waarin citaten van Xie Xiaoping, voorzitter van de Huanghe Hydropower Development, het staatsbedrijf achter het zonnepark. Onder andere over Trump en het klimaat:“I don’t care what Mr. Trump says – I don’t understand it, and I don’t care about it. I think what he says is nonsense.”
Waarschijnlijk blijft Longyangxia Dam Solar Park niet heel lang recordhouder. Verwacht wordt dat de volgende recordhouder ook in China ligt. De doorverwijzing in het NASA-artikel naar Bloomberg is interessant. Dat is het Ningxia zonnepark, gepland in het woestijngebied in Noordwest China. Daar moet op 46,07km² (er staat niet bij of dat netto of bruto is) 2,0GWpiek gaan verrijzen, goed voor 2,73 miljard kWh per jaar (9,83PJ). Dus 0,21PJ/km² . Als dat bruto is, is dat in de stoffige woestijn een redelijk fysisch rendement. Het verhaal meldt ook dat de zonnepanelen door hun schaduwwerking de verdamping tegengaan. Daardoor wordt het mogelijk om op de er onder liggende woestijngrond wat voedsel te verbouwen.
De Chinezen willen in 2030 20% van hun totale energie uit duurzame bronnen halen.
De aanleiding: de promotie van een ex-leerling
Onlangs is mijn ex-leerling Erik Lemmen gepromoveerd op aspecten van de vermogenselektronica (The Extended Commutation Cell). Hij is op mijn oude school begonnen op het Gymnasium, afgezakt naar de HAVO, HBO, TU Eindhoven en nu dus gepromoveerd op een onderdeel van de vermogenselektronica. Typische stapelaar, typisch briljant in natuur-
kunde en wiskunde maar niet comfortabel in ons standaard schoolsysteem. Zie je trouwens vaker bij goede mensen in mijn oude sector.
En nu heeft het gosertje van toen vier patenten op zijn naam staan of lopen, en promoveert hij. Ik mocht hem wel en hij mij wel, zodoende kreeg ik een uitnodiging.
De Extended Commutation Cell (vermogenselektronica)
Links gaat er een gelijkspanning in (bijvoorbeeld van een zonnepaneel of een accu) en rechts komt er zo ongeveer elke gewenste gelijk- of wisselspanning uit. Dat gebeurt door al die schakelaars met een razendsnel computerprogramma te bedienen (niet ingetekend). Zoiets kon al wel, maar door Erik werkt het soepeler en betrouwbaarder. Het persbericht van de TUE is te vinden op www.tue.nl/universiteit/faculteiten/electrical-engineering/nieuws/slimmere-stroomschakeling-voorkomt-stilvallen-elektrische-auto/ . De schakeling maakt de elektronica betrouwbaarder en daardoor hoeft die vaak niet meer dubbel uitgevoerd te worden. Bij een storing kan de elektrische auto vaak toch nog doorrijden. Dat scheelt allemaal een slok op een borrel. Er is dan ook grote interesse uit het bedrijfsleven.
Bovendien is het systeem integreerbaar met accu’s, waardoor accu’s individueel adresseerbaar zijn. Het wordt een flexbatterij. Niet langer is de slechtste accu bepalend is voor het eindresultaat.
De schakeling kan bijvoorbeeld ook gebruikt worden om zonnepanelen, windturbines etc aan het elektriciteitsnet te koppelen.
Gelijkstroom Toen ik zo bij die promotie zat te luisteren, bedacht ik me dat het onderwerp van belang was voor de in vakkringen lopende discussie over
gelijkstroom- of wisselstroom. Ik wist dat die discussie bestond, maar tot nu toe had ik die nauwelijks gevolgd. Ik ken van het onderwerp dan ook niet veel meer dan de beginselen. Toch is die discussie veel politieker dan hij zo op het eerste gezicht lijkt, want het gaat over de organisatie van het elektriciteitsnet, en daarmee over de uitvoerbaarheid van
duurzame energie.
Nu hebben we een overwegend centraal elektriciteitsnet. Elektriciteit wordt opgewekt in grote centrales en top down naar de gebruikers getransporteerd.
Maar die gebruikers hebben steeds vaker windturbines of zonnepanelen. Het grillige gedrag daarvan levert bottom up stroom aan een netwerk dat daar niet voor ontworpen is. Gemiddeld kan het netwerk dat nog wel aan, maar bij heel veel wind of zon (bijvoorbeeld in Duitsland) komt de grens van het klassieke systeem vroeg of laat in zicht.
Straatverlichting op gelijkstroom
Nu kan men het bestaande net lomper en dus robuuster maken. Dat kost geld en is lelijk.
Een voor de hand liggend alternatief is om zoveel mogelijk duurzaam geproduceerde energie in het eigen huis of de eigen wijk te gebruiken, want dan gaat die energie niet meer Europa rondzwerven. Op papier moet dat kunnen, want de gemiddelde stroomvraag per huis ligt ver boven de gemiddelde eigen stroomopwekking.
Gematigde geesten zoeken wegen om het bestaande wisselstroomnet aan te vullen met een gelijkspanningsnet, radicale geesten willen zich afkoppelen en dus het bestaande net vervangen door hun eigen
gelijkspanningsnet.
Ik beperk mij tot de gematigde geesten.
Nu even een, helaas noodzakelijk, stukje natuurkunde. Wie opgelet heeft op de middelbare school, heeft daar gehoord dat er twee redenen zijn waarom wij een wisselspanningsnet hebben:
* Elektrische energie moet over langere afstanden getransporteerd worden bij een zo hoog mogelijke spanning en een zo laag mogelijke stroom, want anders wordt in de transportleiding bijna alle elektrische energie omgezet in warmte en blijft er op het eind van de leiding praktisch niets over.
* Je kunt wisselspanning wel omhoog (en omlaag) transformeren en ge-
lijkspanning niet.
Daarom staat er op de traditionele hoogspanningsleidingen 150.000 of 380.000Volt (380kV) wisselspanning.
Door het soort vermogenselektronica als waar ‘mijn’ Erik ook een bijdrage aan geleverd heeft, is de tweede bewering niet meer waar (de eerste nog steeds wel!). De 580km lange NorNedkabel van Nederland naar Noorwegen werkt op 450.000V gelijkspanning (en is 700MW).
Bij dit soort afstanden, en vooral als de kabel in zee ligt, werkt gelijk-
spanning beter. Ze noemen dat HVDC-kabels (High Voltage Direct Current). Daar liggen er inmiddels al honderden van in de wereld.
Het is dus op papier mogelijk om binnen Nederland een gelijkspanningshoogspanningsnet aan te leggen, maar omdat het bestaande wisselspanningsnet een robuust en kosteneffectief systeem is, waar miljarden in geïnvesteerd zijn, zal dat voorlopig niet gebeuren. Voor nieuwe leidingen naar ver weg gelegen buitenland, die onderweg niet afgetakt hoeven te worden, ligt dat eenvoudiger.
Maar in een nieuwbouwwijk een gelijkspanningsnet aanleggen, dat is een ander verhaal.
Gelijkspanning in de wijk (DC-Groot gelijk – boek van Eneco)
Beide systemen hebben hun voor- en nadelen, maar volgens voorstanders (aan wie enige geloofsijver soms niet te ontzeggen valt) is
gelijkstroom beter. Een aantal van hun argumenten kloppen.
* je kunt meer energie door dezelfde draad sturen (andersom geredeneerd: je hebt minder koper of aluminium nodig)
* veel moderne apparatuur werkt van binnen op gelijkspanning (radio, TV, computer), en zonnepanelen en accu’s geven gelijkspanning. Nu de moderne elektronica het mogelijk maakt elke spanning in elke andere spanning om te zetten, valt het een met minder tussenstappen met het ander te combineren want
* nu wordt gelijkspanning omgezet in wisselspanning (de omvormer van het zonnepaneel), en in de computer wordt van die wisselspanning weer gelijkspanning gemaakt. Dat geeft allemaal verlies. Op papier moet het overslaan van die tussenstappen een winst van ca 5% kunnen opleveren.
* gelijkspanning combineert soepeler met elektronische aansturing
Daar staat tegen over dat
* gelijkspanning moeilijker met een gewone schakelaar uit te zetten is en mede daardoor iets gevaarlijker is
* krachtstroom-elektromotoren (die heel veel toegepast worden voor het zware werk) alleen op wisselstroom werken (die niet voor niets ook draaistroom heet).
* er nog geen goede gelijkstroomnormalisatie is, waardoor er nog steeds verschillende gelijkspanningen rondwaren
* waardoor de ene gelijkspanning nog steeds met een tussenstap in de andere moet worden omgezet, wat ook weer verliezen geeft
Gelijkspanning in huis (DC-Groot gelijk – boek van Eneco)
De elektrotechnische vakmensen in het Eneco-boekje komen meestal op een hybride systeem uit.
Daarin is gelijkspanning goed voor het internationale lange afstands-transport.
Het nationale net blijft vooralsnog wisselspanning.
De wijk als geheel hangt aan het wisselspanningsnet, en binnen die wijk (pakweg zo groot als het huidige verzorgingsgebied van een transformatorhuisje) speelt gelijkspanning een toenemende rol. Als dat systeem in de toekomst beter uitgewerkt is, ontstaan er mogelijkheden om op een meer lokale manier met elektrische energie om te gaan. Misschien wordt de mens nog eens een ‘prosument’, zoals Jan Rotmans, nooit te beroerd voor grote woorden, dat noemt.
Ook kan het beheer van het ‘grote’ wisselspanningsnet baat hebben bij modernere organisatie van het ‘kleine’ lokale net. Dat kan in beginsel zelfs tot lokale verdienmodellen leiden.
Je ziet nu in de vakpers allerlei pilots op dit gebied langs komen – wat nog niet alles zegt, want kleine pilots worden in dit land lang niet altijd groot.
Er zijn bijvoorbeeld al heel wat pilots om woningen Nul op de Meter te maken, maar van een opschaling tot getallen die er toe doen, komt vooralsnog geen hout terecht. (zie ook SP krijgt voortgangsrapportage over Nul op de Meter – project .
Niet de, maar een toekomst
Mijn mening wordt vooralsnog verwoord door iemand die er meer verstand van heeft dan ik, namelijk Lou van der Sluis van de TU Delft in het Eneco-boek:”Gelijkspanning heeft zeker een toekomst, maar niet dé toekomst”.
Ik kreeg een infographic aangeboden over zonnepanelen. Die hoort bij een site www.zonnepanelengids.com . Ik vind de infographic leuk, en voor zover ik het beoordelen kan, is de informatie op de site correct en overzichtelijk gepresenteerd.
Overigens is Topaz in Californie niet meer het grootste zonnepark ter wereld (was het wel). We zijn al drie records verder. Zie het vorige artikel op deze site.
Ik heb echter geen band met deze site. Af en toe stel ik deze kolommen open voor gastauteurs. Zo ook hier.
Mochten er onjuistheden op de zonnepanelengids-site staan, dan komen die voor rekening van de beheerders van deze site. Het is mogelijk om op deze zonnepanelengids-site gratis offertes aan te vragen. Daar sta ik dus eveneens buiten.
Omgang met de site zonnepanelengids.com is dus voor eigen risico.
—————————————————————————————
Zonnepanelen Infographic
Zonnepanelengids.com heeft een leuke nieuwe infographic samengesteld met daarin de interessantste weetjes van het moment over zonnepanelen en zonne-energie!
Inleiding
De provincie Noord-Brabant wil mineralenkringlopen sluiten binnen Noordwest-Europa en voorkomen dat de gassen ammoniak, methaan en lachgas worden uitgestoten. Dat is een onderdeel van het nieuwe mestbeleid, dat in die vorm terug gaat tot op de roemruchte Ruwenbergconferentie in februari 2013.
Ook de Vereniging Milieudefensie wil inperking van de landbouwkringlopen. In 2016 is de brochure uitgebracht ‘Naar 100% regionaal eiwit’ (zie milieudefensie.nl/publicaties/naar-100-regionaal-eiwit/). In deze brochure wordt onderzocht hoe de Europese veeteelt zou kunnen reageren als er geen eiwit t.b.v. veevoer meer geïmporteerd zou worden in de vorm van soja. De melk-actie van Milieudefensie richt zich tegen de wantoestanden die verbonden zijn aan de grote monocultures in Zuid-Amerika.
Aan een van de zijtafels van de (inmiddels afgeronde) Mestdialoog hebben vertegenwoordigers van de Brabantse Milieu Federatie BMF (waaronder ik) en van de ZLTO een paar zittingen gesproken over dit onderwerp, in aanwezigheid van deskundigen van Wageningen University Research (WUR) en onder een onafhankelijk voorzitter.
Daarna hebben de WUR-mensen, voor wie deze sessies ook een beetje kleuren buiten de lijntjes waren, zich ingezet om een net eindrapport van de zittingen te maken. Dat rapport is op 25 november, met een notitie van Gedeputeerde Spierings erbij, aangeboden aan de leden van Provinciale Staten. De volledige tekst is hier te vinden –> Eindrapport WLR _Sluiten van nutriëntenkringloop op het niveau van Noordwest-Europa_25nov2016 .
Overigens heeft ook het Plan Bureau voor de Leefomgeving hier in 2011 een tekst over geschreven, zie www.pbl.nl/sites/default/files/cms/publicaties/passende-veestapel-nl.pdf . Het PBL meent (zonder doelgericht onderzoek) dat zonder externe wisselwerking buiten NW Europa de huidige veestapel ‘nauwelijks’ kan, WUR meent (met doelgericht onderzoek) dat het net kan, mits een heleboel.
Een samenvatting op het niveau van Noordwest Europa
Het WUR-onderzoek herhaalt de globale conclusies waarover ik in artikel 2 al geschreven heb, maar onderbouwt dit met nieuw materiaal waaraan ik ten onrechte nog geen aandacht gewijd had.
Let wel dat WUR slechts de beperkte vraag heeft proberen te antwoorden wat er gebeurt als alleen de im- en export van veegerelateerde producten te stoppen. WUR heeft aangenomen dat er verder niet wat verandert – bijvoorbeeld het globale consumptiepatroon in ons deel van de wereld. Val ze dus niet aan met allerlei normatieve opvattingen over het eten van vlees! – want dat was hun opdracht niet.
Overzicht im- en export veeteeltproducten buitengrenzen zes landen 2014 (WUR)
Hierboven de stromen in en uit de zes landen, die gedefinieerd zijn als Noord-West Europa (Benelux, Duitsland, Frankrijk, Groot-Brittanie – toen nog).
In het model stoppen de importen van grondstoffen voor veevoer en de im- en export van dierlijke producten. O.a. zal de export naar buiten de zes landen van zuivel, eieren en varkensvlees stoppen, en de import van rundvlees uit Ierland en Argentinie.
Het stoppen van de veevoerimporten komt er op neer dat plantaardige eiwitten schaarser worden. Het systeem zal trachten zichzelf in stand te houden en gaat op zoek naar vervangers. Als de huidige netto export van granen wordt beëindigd, komt er 13 Mton (miljoen ton) beschikbaar (31,7 – 18,4, zie afbeelding). Als dat veevoer wordt, blijft er een veevoergrondstoffen over van 10Mton.
Omdat er teveel melk zal zijn en te weinig veevoer, zal een deel van het bestaande grasland weer akker worden (voor graan, vlinderbloemigen, of koolzaad), en compenseert de veeteelt dat ten dele door uit te wijken naar nu marginale gronden.
Er zullen methodes ontwikkeld worden om gft, swill (halfvloeibare voedselresten tbv varkens) en diermeel uit pluimvee en varkens, alsmede insecten, veilig aan dieren te kunnen voeren. Vanwege het risico van dierziektes vraagt dit wel aandacht.
Verder zal het aantrekkelijker worden om poten, neuzen en zo door de worst te draaien.
De systeemrespons op schaal van NW Europa
Per saldo komt er minder organisch materiaal, met daaraan gekoppeld nitraat en fosfaat, beschikbaar.
Voor nitraat heeft dat geen belangrijke gevolgen, want dat kan naar believen bijgemaakt worden (en is er nu ook al teveel).
Voor fosfaat zal het richting extra import van kunstmest gaan, en richting menselijke stront terug op het land.
Voor organisch materiaal maakt het nauwelijks uit, omdat de import zeer gering is t.o.v. de hoeveelheden die de gewassen jaarlijks op locatie produceren.
Het klimaateffect van het kappen van bos op marginale weilanden, en van het scheuren van oud grasland t.b.v. akkerbouw, zal fors zijn. Dat is het nu in Zuid-Amerika ook, naar alle waarschijnlijkheid verhoudingsgewijs nog groter. We importeren een deel van het probleem in ruil voor een verkleining van het probleem elders.
Gevolgen voor Brabant Veehouders en mengvoerfabrikanten zullen zich moeten aanpassen aan nieuwe voerstromen.
Melkveehouders krijgen het zwaarder, want het voer wordt duurder en er ontstaan overschotten.
Varkenshouders krijgen het ook zwaarder en in het studiegebied als geheel zullen er minder varkens zijn, maar de verwachting is dat die krimp vooral in Bretagne en Zuid-Duitsland terecht zal komen omdat ze daar minder concurrerend werken. In brabant zou niet veel veranderen.
De studie heeft een aparte bijlage over de mestafzet. Het Brabantse mestoverschot is ca 60%.
De export van nitraat, dat sterk verdund in heel veel water zit, is nu al moeilijk want veel te duur, en blijft in het denkbeeldige straks even moeilijk.
De export van integrale mest en/of fosfaat naar Duitsland en Frankrijk blijft ‘vooralsnog’ mogelijk, maar is op de langere termijn niet te voorzien vanwege zaken als aanscherpingen van de regelgeving, het risico van dierziektes en de kosten/batenverhouding bij steeds verder transport.
Im- en export vanuit de zes landen naar de rest van de wereld op veegebied
Anders dan de schijn, die door hun pas gekozen president gewekt wordt, gelooft het gros van de Amerikanen dat het klimaat verandert, dat de mens daarvoor verantwoordelijk is, dat geleerden in deze vertrouwd kunnen worden en dat er onderzoek moet worden gedaan naar duurzame energie. Dat blijkt uit de “Yale Climate Opinion Maps – U.S. 2016”, waarover de Scientific American online op 2 maart 2017 schrijft (zie www.scientificamerican.com/article/maps-show-where-americans-care-about-climate-change/ ). Het is zelfs per county uitgezocht.
Yale Opinion Map over opvatting van Amerikanen over klimaatverandering (2016)
De uitslag van de presidentsverkiezingen op county-niveau
Zet er overigens ter meerdere informatie dit kaartje eens onder (rood is Trump, blauw is Clinton). De patronen lijken op elkaar. Het kaartje komt uit een ander artikel op deze site(onder aan deze pagina de link).
Hieronder het grootste deel van de vraagstelling, met bijbehorende percentages. Bovenstaande kaart hoort bij de eerste vraag.
Er zitten interessante zaken in, maar deze interpretatie is van mij (Yale neemt daarvoor geen verantwoordelijkheid, dat moet ik er bij zeggen). Dat geeft niks, want uiteraard weet ik het veel beter dan Yale ( (: ).
Californie is sowieso een relatief progressieve staat, maar heeft ook jaren van extreme droogte achter de rug.
De omgeving van Miami en de Keys, die schade beginnen te voelen van de stijgende zeespiegel, zijn bezorgder dan Florida als geheel.
De Amerikanen denken dat er (vraag 3) veel meer onenigheid tussen geleerden is dan er werkelijk is. De werkelijke verhouding onder geleerden zal eerder 97-3 liggen dan de 49-51, die de Amerikanen vermoeden. Er zijn in de VS een hoop klimaatontkenners uiterst luidruchtig actief – nog sterker, ze zitten zelfs in de regering.
Desalniettemin denken de Amerikanen in ruime meerderheid dat de klimaatwetenschappers te vertrouwen zijn – een intrigerend antwoord.
En: 82% van de Amerikanen vinden dat de overheid onderzoek naar hernieuwbare energie moet steunen.
De keuze voor Trump is dus niet dankzij, maar ondanks zijn opvattingen over klimaat en duurzame energie. De Amerikanen bleken in 2016 zelfs meer overtuigd van het veranderend klimaat dan in 2015.
De context Tot de zorgen van de omwonenden van vliegvelden (zoals in mijn geval Eindhoven Airport) hoort het door vliegtuigen geproduceerde (ultra)fijn stof.
Straalverkeersvliegtuigen vliegen op kerosine, om precies te zijn op Jet A. Militaire straalvliegtuigen vliegen op het nauw verwante JP-8. Op Eindhoven Airport overheerst het aantal civiele vliegbewegingen.
Als men wil aansluiten bij wat bij het algemene publiek bekend is, kan men kerosine het beste vergelijken met rode diesel (zwavelhoudende dieselolie die tot voor kort verkocht mocht worden voor tractoren, boten etc). Alle diesel, die nu voor auto’s, boten, etc verkocht wordt is nagenoeg zwavelvrij gemaakt. Zo niet kerosine.
Vliegen hoort bij de menselijke activiteiten die het moeilijkst te verduurzamen zijn.
Pakweg tot 700 km kan de Hogesnelheidslijn (HSL) uitkomst bieden, en over pakweg tien jaar kan hybride-elektrisch vliegen met propellervliegtuigen uitkomst bieden voor lastig met de trein te bereiken locaties tot pakweg 1000km.
Voor langere afstanden zal het straalverkeersvliegtuig blijven bestaan en dat zal blijven vliegen op kerosine, of misschien op synthetische brandstof die voor kerosine kan doorgaan (al dan niet uit biomassa).
Op dit moment bestaat er nog nauwelijks synthetische vliegtuigbrandstof, en is het recept voor verduurzaming dus gewoon zuiniger, efficienter en minder, dus selectiever, vliegen.
Er zal dus in 2050 nog steeds gevlogen worden, heel wat meer dan nu, en dat zal voor een groot deel nog steeds met straalverkeersvliegtuigen gebeuren.
Dat roept de vraag op of de nadelen voor de leefomgeving, die die straalverkeersvliegtuigen met zich meebrengen, verkleind kunnen worden. In directe zin gaat het om geluid en luchtkwaliteit, in indirecte zin om waardedaling van woningen, gezondheidseffecten enz.
Daarnaast heeft vliegen (vooral de ongebreidelde groei) steeds zwaarder wegende nadelen voor het klimaat.
Ultrafijn stof-verdeling rond het vliegveld, 2020, alleen civiel. Bron gemeente Eindhoven.
Dit artikel gaat vooral over (ultra)fijn stof omdat dat de belangrijkste vliegtuiggebonden component van luchtvervuiling is, en omdat dat stof invloed heeft op het klimaat.
(Ultra)fijn stof (in het Engels Particulate Matter PM, dus deeltjes) bestaat uit twee hoofdcomponenten: deeltjes die afkomstig zijn van zwavel in kerosine, en deeltjes die afkomstig zijn van onvolledige verbranding van diezelfde kerosine.
Zwavel en stikstof Kerosine mag tot maximaal 3000ppm zwavel bevatten (0,3 gewichts%), maar zit in praktijk meestal tussen de 400 en de 800ppm. (Bij benzine en dieselolie voor auto’s is de limiet 10ppm). Die ontzwaveling kan plaats vinden met gevestigde standaardtechnieken. De brandstofprijs zou 1% omhoog gaan als kerosine ontzwaveld werd tot 15ppm.
De zwavel verbrandt tot SO2 en als dat buiten de motor in contact komt met water oxideert dat door tot SO3 , waardoor een oplossing van zwavelzuur ontstaan is.
Als dat zwavelzuur in contact komt met ammoniak (dat vooral uit de in dit gebied overvloedig aanwezige veeteelt komt), ontstaan fijne kristalletjes ammoniumsulfaat (al dan niet met aanhangend water). Dit heet een secundary inorganic aerosol (SIA) en die maken deel uit van het (ultra)fijn stof.
Door de hoge temperaturen in de motor reageert een deel van de stikstof uit de lucht tot stikstofoxiden, die na wat omzwervingen op vergelijkbare wijze ammoniumnitraat vormt, ook een SIA uit het (ultra)fijn stof.
Hoe giftig SIA’s precies zijn is omstreden. In isolatie niet of nauwelijks, in combinatie met andere giftige stoffen misschien wel. Tot nader order houdt de wetenschap het erop dat de gemiddelde giftigheid van SIA’s gelijk is aan die van het PM2.5, waarvan ze deel uitmaken.
Roet en andere onvolledige verbrandingsproducten Dat vraagt helaas een beetje scheikunde.
Kerosine is een ingewikkeld mengsel dat uit honderden koolwaterstoffen bestaat en wat sporenelementen (waaronder dus zwavel).
Koolwaterstofmoleculen bestaan uit ketens aan elkaar geregen koolstofatomen, waarvan de overblijvende vrije plaatsen met waterstofatomen bezet zijn. Koolstofatomen kunnen met een enkele of een dubbele binding aan elkaar zitten.
Als het molecuul geen ringstructuur en geen dubbele binding heeft, heet het verzadigd (saturated). Butaan (van het butagas), nonaan (zie onder) of paraffine zijn voorbeelden.
Als het molecuul geen ringstructuur en één dubbele binding heeft, heet het een olefine. Onder als voorbeeld 1-noneen.
Dit is een voorbeeld van een olefine
Als het molecuul geen ringstructuur en meerdere dubbele bindingen heeft, heet het meervoudig onverzadigd (dezelfde aanduiding als op pakjes margarine).
Als het molecuul wel een ringstructuur heeft en meerdere dubbele bindingen, heet het ‘aromatisch’. De eenvoudigste aromatische verbinding is de benzeen-zeshoek.
Benzeen is de kleinste aromatische verbinding en bouwsteen voor grotere
Zitten er twee van die zeshoeken aan elkaar, dan heet het naphtaleen.
Zitten er drie of meer van die ringen aan elkaar, dan heet het een PAK (Polycyclische Aromatische Koolwaterstoffen).
Roet bestaat grotendeels uit koolstof (vaak vermengd met aanhangende rotzooi) en heet ook wel Black Carbon.
Daarnaast kan kerosine minder vergaand verbranden/ontleden tot stoffen die nog geen koolstof zijn en nog vloeibaar. Die noemt men vluchtige aerosolen. Die kunnen of vrij in de lucht komen of als laag op het roet gaan zitten.
Sorry, maar dit college was even nodig.
Kenmerken van gangbare en synthetische vliegtuigbrandstof
Deze tabel bevat de gegevens van ‘’een soort civiele en tamelijk zwavelrijke Jet A in kolom 2), één soort militaire JP-8 die overigens ongeloofwaardig weinig zwavel bevat, en één soort synthetische brandstof FT-SPK. Kolom 4 en 5 zijn mengsels van FT-SPK met er eerste twee.
D5453 geeft het totale zwavelgehalte in ppm.
FT staat voor Fischer-Tropsch en SPK Synthetic Paraffinic Kerosine. Dat is een gevestigde techniek om uit andere grondstoffen via koolmonoxide en waterstof synthetische brandstof te maken (in dit geval dus kerosine). Het uitgangsmateriaal is in dit artikel aardgas (de Gas-To-Liquid techniek GTL), of kolen.
Er is een informatieve Wikipediapagina https://nl.wikipedia.org/wiki/Fischer-Tropschbrandstoffen .
Bovenstaande tabel komt uit een presentatie dd juni 2016 door het Southwest Research Institute (SWRI) uit Texas aan de ETH in Zürich ( www.nanoparticles.ch/archive/2016_Khalek_PR.pdf ). Er staat niet bij wat in dit geval het uitgangsmateriaal van de FT is.
Een andere publicatie (Reductions in aircraft particulate emissions due to the use of Fischer–Tropsch fuels dd 2014) is saaier en minder toegankelijk voor de leek, maar informatiever. Die komt uit het tijdschrift Atmospheric Chemistry and Physics (ACP) www.atmospheric-chemistry-and-physics.net/ . Zie voor het artikel zelf Reductions in aircraft particulate emissions due to the use of FT-fuels_acp-14-11-2014
Alle publicaties op dit gebied stellen dat het roetgehalte in uitlaatgassen van straalmotoren zeer sterk bepaald wordt door het aantal dubbele bindingen en het aantal ringen in de brandstof. In praktijk bij kerosine vooral het percentage aromaten, nog verder versimpeld hoeveel % benzeen er in de kerosine zit.
Wat het Zürichse staatje nu uitwijst, en wat ook de andere publicatie zegt, is er in synthetische brandstoffen zeer veel minder benzeen (en naphtaleen enz) zit, en dat er dus veel minder roet afkomt. Dat is in metingen te zien, bijv. onderstaande figuur uit de Zürichse presentatie van het SWRI:
Daarin slaat “Regulation” op een oude en lakse ICAO-norm die alleen over roet bij het opstijgen gaat. Het verschil tussen links en rechts geeft vooral het nut van deze norm weer, welk nut dus tamelijk klein is.
Hoe dan ook, het plaatje toont duidelijk dat veel aromaten leiden tot veel roet en vluchtige vervuiling, en dat nagenoeg geen aromaten leidt tot heel weinig idem. Vooral in de “idle” stand van de motoren (dus bijv. bij het proefdraaien of taxiën) zijn de verschillen groot.
Het artikel in ACP vindt vergelijkbare grote verschillen. Zuivere synthetische brandstof produceert ruim 4 tot 6 keer zo weinig roet als standaard JP-8 (de blend zit daar tussen in), en ook veel minder vluchtige aerosolen.
De zwavelemissies zijn bij synthetische brandstof nagenoeg afwezig.
Het effect van de vluchtige aerosolen op de lokale luchtkwaliteit in de omgeving is (volgens ACP) bij koud weer groter.
Klimaat Het zwarte roet heeft een verwarmende invloed op het klimaat, de witte sulfaataerosolen een koelende invloed. Beide kunnen als condensatiekern gaan fungeren die helpen bij het vormen van wolken, waarvan de invloed dubbelzinnig is. Het totale effect is vooralsnog onduidelijk.
Het effect van het zwavelgehalte in de brandstof op de gevormde contrail
Behalve de FT-techniek loslaten op aardgas en kolen, zijn er ook andere technieken om aromaat- en zwavelarme biodiesel te maken. Het kan ook uit tweede generatie- biomassa (zie de eerder genoemde artikel over zwavelarme kerosine op deze site), al dan niet via een FT-route.
Er moet nog veel onderzoek plaatvinden. Het voert te ver om daar op deze plaats dieper op in te gaan.
Niet voor niets staat er bij mijn persoonlijke introductie op de home page van deze site dat er na de publicatie van een artikel ontwikkelingen kunnen zijn, en dat het verstandig is om te kijken of er latere artikelen over hetzelfde onderwerp zijn. Voor dit onderwerp geldt dat (in dit geval helaas) ook.
De inzet voor milieu en klimaat is een harde en slepende strijd. Concrete mensen van vlees en bloed moeten die voeren en af en toe een succes is goed voor de moraal. Vandaar een verhaal dat het ergens beter gaat.
Het bekende wetenschappelijke tijdschrift Nature schrijft op 2 april 2015 over het Amazonewoud in Brazilië, dat het ontbossingstempo al tien jaar afneemt. Sceptici die aanvankelijk meenden dat de eerste zwaluw nog geen zomer betekende, hebben tot nu toe overwegend ongelijk gekregen.
De eerste credits moeten naar de Braziliaanse regering. Die neemt vanaf 2004 de zaak serieus. Satellieten zijn illegale kap gaan monitoren, corruptie is bestreden, en de handhaving (met zwaar gewapende agenten en dat niet zonder reden) is versterkt.
Credits ook voor actiegroepen als Greenpeace, die de rundvleesproductie van MacDonalds aanpakte en de boskap voor de sojaproductie. Deze benadering via de consument zet zoden aan de dijk.
Het succes neemt niet weg dat de oorzaken onder de ontbossing nog steeds bestaan. Voor grote ondernemingen is het nog steeds winstgevend om illegaal te kappen (zij het nu even wat minder), en voor kleine boeren is het de armoede.
Er is meer nodig dan alleen maar repressie. Er is ook een verdienmodel nodig bijvoorbeeld betaling vanuit de CO2 – handel voor het niet kappen van tropisch regenwoud. Nature noemt in dit verband de Noorse regering, die al een miljard dollar opzij gezet heeft voor Brazilië. Dat wordt gebruikt voor onderzoek en voor bijvoorbeeld agrarische kredieten.
Niet voor niets staat er bij mijn persoonlijke introductie op de home page van deze site dat er na de publicatie van een artikel ontwikkelingen kunnen zijn, en dat het verstandig is om te kijken of er latere artikelen over hetzelfde onderwerp zijn. Voor dit onderwerp geldt dat (in dit geval helaas) ook.
Het eerste artikel dateerde van april 2015, en beschreef dus t/m 2014. Het was op dat moment waar en de positieve gedachte dat het probleem aan te pakken is, blijft waar. Sindsdien is er van alles gebeurd in Brazilie, en dat weerspiegelt zich in weer meer boskap (zie boven). Deze afbeelding komt uit Nature van 8 december 2016. De volledige tekst van het artikel staat hier:Deforestation spikes in Brazilian Amazon_Nature_30nov2016 . Dit artikel gaat over het gevolg. Twee iets eerdere artikelen (een nieuwsatikel en een commentaar) gaan op de oorzaken in: Political upheaval threatens Brazil’s environmental protections_Nature_10nov2016 en Don’t bypass Brazil’s environmental protections_08 November 2016_Nature .
Het is fiks of niks met de neerslag in Californië komt uit de online Scientific American van 14 februari 2017 naar voren
Na jaren extreme droogte was het de andere kant op raak. Een ‘atmosferische rivier’ trof het Noorden van Californië, waardoor een reeks regenstormen het gebied trof.
De Sierra is weer Nevada (de bovenste plaatjes) en dat is mooi voor de bewoners van Californië, maar het stuwmeer achter de Oroville Dam liep zowat over, wat een ijlingse evacuatie van 188.000 omwonenden nodig maakte. De overloop van het stuwmeer had het begeven na een ‘pothole’ en de nood-overloop dreigde ook in te storten, wat een watermuur van 10m hoogte veroorzaakt zou hebben. Dat kan overigens op papier alsnog gebeuren, want dd 14 febr werd er nog meer regen verwacht).
De Oroville Dam in het Noorden van Californie, die het in feb 2017 bijna begaf
In de Scientific American zegt Swain, klimaatwetenschapper bij UCLA, dat “de grootste gebeurtenissen die de grootste problemen veroorzaken, daarvan zijn we tamelijk zeker dat die vaker gaan voorkomen”. Hoewel het nog te vroeg is om de specifieke februari-problematiek van de Oroville-dam klimatologisch uit te leggen zegt Swain verder “we zien de stress die het huidige klimaat aan onze infrastructuur oplegt, en we zien dat dat genoeg is om hele grote problemen te veroorzaken aan beide kanten van het spectrum”. De stromen van de afgelopen week hebben we vaker gezien, aldus Swain, maar ze vielen nadat er eerder ook al heel veel water was gevallen. ‘De vraag is wat er met Californië gebeurt als er regenstormen komen die we nog niet eerder gezien hebben.”
Peter Gleick, emeritus-president en wetenschappelijk leider van het Pacific Institute stelt ‘Californie’s watersysteem is ontworpen en gebouwd voor een klimaat dat we niet meer hebben, voor het klimaat van gisteren, niet dat van morgen.”
Gouverneur Jerry Brown, die noodhulp wil hebben van president Trump, liet zich niet uit over het klimaat als oorzaak van de problemen. Wel noemde hij een groot aantal gevolgen van de regenvloeden: ’overstromingen, aardverschuivingen, erosie, schade aan de infrastructuur en niet meer werkende elektriciteitsproductie.’
In een tweede artikel kwam de SciAm nog eens op de bijna-ramp terug (zie www.scientificamerican.com/article/california-dam-crisis-could-have-been-averted).
De boodschap was dat toen in 2007 de vergunning weer voor 50 jaar verlengd moest worden, de naburige couties Butte en Pluma een rechtszaak begonnen tegen de staat Califormie omdat die ‘op roekeloze wijze’ nagelaten had de klimaatverandering in zijn lange termijn-beheerplan mee te nemen.
al eerder hadden drie milieugroepen geadviseerd de noodoverstort (nu gewoon de helling van de heuvel) te verharden.
Toen de dam in de jaren ’60 gebouwd werd, bleef een groter deel van de neerslag als sneeuw boven de dam liggen. Tegenwoordig racet het smeltwater naar beneden, het stuwmeer in.
De overheid ( de California Department of Water Resources DWR) vond ‘de informatie te beperkt’ en het smeltende sneeuwverhaal ‘te speculatief’. Het meest ironische is dat de twee counties klimaatwetenschap gebrukten die mede door de DWR zelf ontwikkeld was.
Er zijn meer stuwmeren met een toekomstige problematiek die lijkt op die van de Oroville dam. Toekomstig, want ze liggen op grotere hoogte.
De VS hebben 84000 dammen, meestal gebouwd tussen 1950 en 1980, gegeven het toenmalige klimaat. En toen woonden er veel minder mensen omheen.
De energiemanager, Wilbert Hermans, van de landelijke organisatie Centerparcs heeft Milieudefensie geantwoord op de brief over een warmteplan voor zijn vestiging Kempervennen in Bergeijk. De afvalwarmte van skihal Montana (een zelfstandige onderneming) zou ingezet moeten worden in de naastgelegen Kempervennen-faciliteiten. Zie het eerdere artikel Milieudefensie in Open Brief aan Kempervennen: maak een warmteplan!
Montana Snowcenter op het Kempervennenterrein in Westerhoven (Bergeijk)
Een dergelijk plan is al eens besproken in november 2015, zegt Hermans. Er zijn echter nogal wat mitsen en maren, zoals de onderlinge
afstand, de benodigde temperaturen, de kosten van een backup-voorziening en de kosten van verbouwing in een draaiend park.
Daardoor is het nog niet tot realisatie gekomen, maar wat niet is, kan in gewijzigde omstandigheden nog komen.
Centerparcs wil in 2020 20% energie bespaard hebben t.o.v. 2010, en zat eind 2016 op een tussenstand van 12,5% (dus ongeveer op koers).
De vergelijking met Landal (een klein prikje) gaat men graag aan.
Commentaar.
Wat Hermans zegt, is niet absurd. Het zijn de gebruikelijke problemen bij warmte-investeringen.
Technisch zijn de problemen oplosbaar. Met warmtepompen zijn temperaturen van elk niveau naar elk niveau op te fokken. Er worden met warmteleidingen veel grotere afstanden overbrugd dan van de skihal naar de Kempervennen, hoewel dat op een gegeven moment onpraktisch wordt.
Het is vooral een financieel verhaal. Daarmee geldt voor Centerparcs wat voor veel andere ondernemingen ook geldt, nl dat in praktijk alleen hele korte terugverdientijden tot investeringen leiden.
Overigens bestaan er voor het bedrijfsleven de verplichtingen van het Aktiviteitenbesluit en het systeem van MJA-subsidies. Ik ga daar voor Milieudefensie, samen met iemand anders, daar eens rustig op zitten studeren.
Het resultaat van dat rustig nadenken is dat ik voor MilDef een nieuwe brief aan Center Parcs geschreven heb met waardering voor de positieve grondtoon van het antwoord, maar met een aantal kritische vragen. De brief is hier Montana_brief aan Hermans (CPE) met vragen_16 febr2017 te vinden. Aangedrongen wordt op een Energie Prestatie Keuring, zoals die elders in het bedrijfsleven ook gepraktiseerd wordt. Verder wordt gemeld dat de relatief lage impact, die het gebruiken van restwarmte op het landschap heeft (vergeleken met all electric)in het belang van Center Parcs is. de vraag over de vijf jaar-termijn staat erin omdat de Wet Milieubeheer eist dat investeringen met een kortere terugverdientijd dan 5 jaar verplicht zijn. Overigens hebben restwarmteprojecten vaak ene langere terugverdientermijn.
