Enkele gegevens over het energieverbruik in Nederland   (afgerond)

Inleiding

In het boek "Na ons de zondvloed" schrijft de auteur P. Gerbrands, oprichter van de Club van
10 miljoen: "Binnen redelijke marges is groei van het aantal mensen en economische uitbreiding
mogelijk, zolang we ons daarbij weten te beperken tot het consumeren van de rente die de aarde
ons biedt. Maar als ook het kapitaal dat aarde heet, zelf wordt opgegeten, slaan we als menselijke
soort een doodlopende straat in".

Citaat uit het partijprogramma van  "De Groenen"  2002
Een hevige bedreiging voor het leven op aarde is de tomeloos groeiende bevolkingsomvang. Nog
steeds is sprake van een explosieve groei van de wereldbevolking. Zo wordt India binnenkort net
als China een land met meer dan een miljard inwoners.
Vervuiling van het milieu is direct gerelateerd aan de bevolkingsaanwas. Meer mensen zorgen voor
meer afval, hebben meer voedsel nodig, verbruiken meer grondstoffen, hebben meer ruzie, hebben
minder leefruimte, krijgen minder aandacht en hebben meer geld nodig. De conclusie is helder:
Geboortenbeperking is noodzaak.   Gebeurt dat niet, dan eindigen wij allen als de bacteriën op
een beperkte voedingsbodem:   Na ongebreidelde groei volgt ongekende sterfte.
www.degroenen.nl/ideologie/programmas/Partijprogramma2002.doc

De bevolkingsexplosie
Van 1990 tot 2000 nam de wereldbevolking elk jaar met gemiddeld 1,5% toe.
Stel, dat deze toename vanaf het begin van onze jaartelling tot heden altijd had plaatsgevonden.
Hoe groot zou dan nu de wereldbevolking zijn, uitgaande van 2 mensen in het jaar nul ?
Na 2000 jaar zou de toename zijn:  1,015²⁰⁰⁰ =  8,55 × 10¹²
De oppervlakte van de aarde is  4 π r² =  4 π × 40 × 10⁶ vierkante kilometer
(r = de straal van de aarde =  6400 kilometer)
Het aantal mensen zou dan zijn:  (2 × 8,55 × 10¹² ) / (4 π × 40 × 10⁶) =  34000 per vierkante
kilometer, oceanen en de polen meegerekend.
In werkelijkheid zijn er “slechts” 51 mensen per vierkante kilometer.   (in 2010, op land)
Nederland heeft een bevolkingsdichtheid van  401 inwoners per vierkante kilometer.

Overzicht van de bevolkingsaanwas   United Nations Population Division

	1960	2000	2050
Nederland	11 miljoen	16 miljoen	17 miljoen
Wereldbevolking	3 miljard	6 miljard	9 miljard

Een relativerend verhaaltje over

E N E R G I E

Vermogen
Vermogen is een maat voor de snelheid waarmee energie (arbeid)   kan worden geleverd of verbruikt.

vermogen = energie / tijd

eenheid:     1 watt = 1 joule / seconde

Enkele voorbeelden:

Energie
Energie (arbeid)  wordt gedurende een bepaalde tijd geleverd of verbruikt.

energie = vermogen x tijd

eenheid:     1 joule = 1 watt x seconde

Enkele voorbeelden:

In de winkel betaalt men voor het vermogen   (van bijvoorbeeld een stofzuiger)
Thuis betaalt men voor de energie                   (die door de stofzuiger wordt verbruikt)

Wet van behoud van energie
Energie kan niet verloren gaan.   Energie kan niet uit niets ontstaan.
Energie kan alleen worden omgezet van de ene vorm in de andere.
De som van alle energieën verandert daarbij niet.

Rendement
Rendement =  nuttige energie / verbruikte energie.
Voorbeeld:

Produktiefactor   (beschikbaarheid bij het opwekken van energie)
Produktiefactor =  werkelijke jaaropbrengst / theoretische jaaropbrengst.
De theoretische jaaropbrengst (kilowattuur) =  het maximale vermogen (kilowatt) × 8760 (uren)
(een jaar heeft  365 × 24 =  8760 uren)

Rendement en produktiefactor zijn 2 geheel verschillende begrippen.
Enkele voorbeelden:

Enkele rendementen   (bij benadering)

- fotosynthese - gloeilamp - elektrisch zonnepaneel - concentrated solar power   (CSP) - van voedsel naar mechanische energie - benzinemotor - kerncentrale - dieselmotor - conventionele elektrische centrale - stoomturbine - brandstofcel - windmolen - STEG-centrale   (stoom en gas) - thermisch zonnepaneel   (zonneboiler) - elektrolyse van water - laad- ontlaadcyclus accu - waterkrachtcentrale - elektromotor - warmte-kracht koppeling - generator in een elektrische centrale - laad- ontlaadcyclus supercondensator

=    1% =    5% =  12% =  20% =  25% =  25% =  33% =  35% =  40% =  45% =  45% =  50% =  58% =  65% =  66% =  75% =  80% =  90% =  90% =  95% =  97%

Eenheden en omrekenfactoren voor Vermogen

1 watt 1 kilowatt 1 pk

=       1 joule per seconde =       1 kilojoule per seconde =   736 watt

=         1 newtonmeter per seconde =   3600 kilojoule per uur =       75 kilogrammeter per seconde

Eenheden en omrekenfactoren voor Energie

1 wattseconde 1 kilowattuur 1 kilocalorie

=         1 joule =   3600 kilojoule =   4190 joule

=       1 newtonmeter =   859 kilocalorie =   427 kilogrammeter

Primaire energie
Primaire energie is de energie-inhoud van brandstoffen in hun natuurlijke vorm, voordat enige
technische omzetting heeft plaatsgevonden.

Energie-inhoud van enkele brandstoffen   www.nrg-nl.com/public/abc/node165.html

1 kilogram droog hout 1 kilogram steenkool 1 kubieke meter aardgas 1 liter benzine 1 liter dieselolie 1 kilogram waterstofgas 1 kilogram Uranium 235

=     5,3 kilowattuur =     8,1 kilowattuur =     8,8 kilowattuur =     9,1 kilowattuur =   10,0 kilowattuur =   33,6 kilowattuur =   22,2 miljoen kilowattuur

=     19,0 megajoule =     29,3 megajoule =     31,7 megajoule =     32,6 megajoule =     35,9 megajoule =   120,8 megajoule =     80,0 miljoen megajoule

In het navolgende zal het energieverbruik of de energie-opbrengst steeds zo veel mogelijk worden
omgerekend naar liters benzine-equivalent. Dat spreekt wat meer tot de verbeelding en het maakt
een goede onderlinge vergelijking mogelijk.

Thermische energie in 1 liter benzine

Mechanische energie in 1 liter benzine

Mechanisch - Warmte equivalent
Dit geeft aan, hoe de relatie is tussen mechanische energie en warmte.
Deze relatie is:  1 kilocalorie  komt overeen met  427 kilogrammeter.
Een voorbeeld:
Om 1 liter water 1 graad in temperatuur te verhogen is 1 kilocalorie nodig. (per definitie)  Als men
zijn hand 1 minuut in een liter koud water steekt, dan is daarna de temperatuur van het water
ongeveer 1 graad gestegen. Dit komt dus overeen met een hoeveelheid mechanische energie van
427 kilogrammeter. Dat is voldoende om een koe (of 2 piano's) een meter op te takelen.
Warmte is de meest compacte vorm van energie.

Energie-omzetting

De formule van Carnot

n  =  (Thoog -  Tlaag) / Thoog

n        =   het rendement
T_hoog =  de hoogste temperatuur in het proces in graden Kelvin     (de toegevoerde warmte)
T_laag  =  de laagste temperatuur in het proces in graden Kelvin      (de restwarmte)
Voorbeeld:
De inlaat temperatuur van een stoomturbine is 560 graden Celsius en de uitlaat temperatuur
is 227 graden Celsius.
T_hoog = 560 + 273 = 833 graden Kelvin
T_laag   = 227 + 273 = 500 graden Kelvin
Het rendement is dan:     n  =  (833 - 500) / 833  =  0,40  =  40%

Energieprijzen  (afgerond)

1 liter benzine (9,1 kilowattuur) 1 kubieke meter aardgas (8,8 kilowattuur) 1 kilowattuur elektriciteit uit het lichtnet 1 kilowattuur elektriciteit uit een batterij

=  €     1,50 =  €     0,65 =  €     0,20 =  € 178,00

Energieverbruik van een huishouden     www.energie.nl
Een gemiddeld huishouden in Nederland bestaat (statistisch gezien) uit 2,28 personen.
In het jaar 2000 was het energieverbruik per huishouden:

Omgerekend naar liters benzine-equivalent per dag, komt men (afgerond) op:

- verlichting - koelkast, TV, wassen, strijken, stofzuigen - verwarming, warm water, koken - de auto

0,4   2,1   5,2   4,0 11,7   liters benzine-equivalent per dag

Energieverbruik van een huishouden

De verwarming van de woning, warm water en koken kost, over een jaar gerekend, bijna
net zoveel primaire energie als verlichting, koelkast, TV, wassen, strijken, stofzuigen en
de auto bij elkaar.
Alleen bezuinigen op de verlichting, (dat is slechts 3% van het totale energieverbruik), heeft uit het
oogpunt van energiebesparing weinig zin. Wèl helpt het om de verwarming wat lager te draaien.
Alle energie, die toegevoerd wordt aan verlichting en apparaten wordt uiteindelijk volledig omgezet
in warmte. Een woonkamer wordt niet merkbaar warmer als de TV aan staat of als het licht brandt.
Kennelijk is het energieverbruik van de verlichting en de TV dus verwaarloosbaar ten opzichte van
de energie die voor de verwarming nodig is. Veel mensen denken: "Alle kleine beetjes helpen".
Het tegendeel is eigenlijk waar. De "kleine beetjes" helpen maar een (heel klein) beetje en geven
het misleidende gevoel, dat men toch maar heel wat doet voor het milieu en dat men daarom verder
zijn gang wel kan gaan.  (met de verwarming en met de auto)

Energieverbruik van de auto
Een auto kan 6 minuten rijden op 1 liter benzine en daarbij een afstand afleggen van 12 kilometer.
(verbruik  1 liter per 12 km  bij een snelheid van 120 km/uur).
Het rendement van een benzinemotor is sterk afhankelijk van:

Een auto verbruikt in 15 minuten evenveel primaire energie, als een gemiddeld Nederlands
huishouden in een etmaal voor verlichting, koelkast, TV, wassen, strijken, stofzuigen etc.
("even" naar de brievenbus met de auto !!)

Rendement van lichtbronnen

- gloeilampen - LED-lampen - spaarlampen - TL-buizen

5% 25% 29% 41%

LED =  Light Emitting Diode TL =  Tube Luminescent

Zonne-energie

Enkele mogelijkheden om zonne-energie te gebruiken zijn:

Een zonneboiler heeft een rendement van 65%.
Bij een energie-instraling van  1006 kilowattuur per vierkante meter per jaar, kan een zonneboiler
een energiebesparing opleveren van 650 kilowattuur. (vergelijkbaar met 71 liter benzine)

Een elektrisch zonnepaneel heeft een rendement van 12%. (huidige stand van de techniek).
Bij een energie-instraling van  1006 kilowattuur per vierkante meter per jaar, kan een elektrisch
zonnepaneel theoretisch 120 kilowattuur per jaar leveren. (vergelijkbaar met 13 liter benzine).
zie:  wattpiek
Het elektriciteitsverbruik van een gemiddeld huishouden in Nederland is 3400 kilowattuur per jaar.
Hiervoor zijn ongeveer 30 vierkante meters zonnepaneel nodig.
Het ziet er naar uit, dat het rendement van een elektrisch zonnepaneel nog kan worden opgevoerd
tot 24%. Dan zouden 15 vierkante meters voldoende zijn.
Het lijkt zelfs mogelijk ooit een rendement te behalen van 80% met behulp van "nano-antennes"
www.inl.gov/pdfs/nanoantenna_factsheet.pdf

Bij concentrated solar power (CSP) wordt de zonnestraling door middel van spiegels op een
klein oppervlak geconcentreerd. Dit kan op verschillende manieren gebeuren.

"Concentrated solar power" (in wat mildere vorm) kan ook worden toegepast in combinatie met
daarvoor geschikte zonnecellen. Spectrolab levert zonnecellen, die een ingestraald vermogen van
50 watt per vierkante centimeter kunnen verdragen, mits zodanig gekoeld, dat de temperatuur niet
boven de 100 graden Celsius uitkomt. Onder deze condities wordt een rendement van ruim 35%
gehaald.
www.spectrolab.com/prd/terres/cell-main.htm
www.spectrolab.com/DataSheets/TerCel/C1MJ_CDO-100.pdf

Het elektrische zonnepaneel dat in het jaar 2000 door Greenpeace werd geïntroduceerd, heeft een
effectief oppervlak van 0,75 vierkante meter en levert in Nederland per jaar 80 kilowattuur. Dat is
gemiddeld 220 wattuur per dag. Voldoende om 1 uur per dag naar een flatscreen TV te kijken. Op
jaarbasis bespaart dit, in geld uitgedrukt: 80 ×  € 0,20 =  € 16,-   Het paneel kostte bij Greenpeace
(inclusief allerlei subsidies)  € 454,-   De "terugverdientijd" is dus 28 jaar.
Citaat uit een recente advertentie voor zonnepanelen:   "Dit met Lasertechnologie ?? vervaardigde
zonnepaneel, heeft ook bij bewolkte hemel en tot laat in de avond, een hoog rendement".
Ja, het rendement is dan misschien wel hoog, maar de opbrengst is bij bewolkte hemel en laat in
de avond bijna nul. Dat komt, omdat de hoeveelheid ingestraalde energie dan heel erg weinig is.

Zonne-energie heeft wel de potentie, om ooit interessant te worden. De hoeveelheid zonne-energie
die in Nederland jaarlijks wordt ingestraald op een oppervlakte van 25 vierkante kilometer
bedraagt 5000 × 5000 × 1000 kilowattuur = 25 miljard kilowattuur. Dat is de hoeveelheid energie,
die (volgens Einstein) equivalent is aan 1 kilogrammassa. Bij een rendement van 100% zou dat
voldoende zijn voor een kwart van het jaarlijks elektriciteitsverbruik in Nederland. Een praktische
mogelijkheid, om deze energie op een efficiënte manier "te pakken" te krijgen bestaat voorlopig nog
niet.

In 2007 was het opgestelde vermogen aan zonne-energie in Nederland 52 megawatt.
Dat leverde in dat jaar een hoeveelheid energie op van 0,036 miljard kilowattuur.   www.energie.nl
Het elektriciteitsverbruik in Nederland is ongeveer 100 miljard kilowattuur per jaar.
Het aandeel zonne-energie was dus  0,036%   De hoeveelheid zonne-energie die jaarlijks op de
gehele aarde wordt ingestraald, is  8000 keer  zoveel als het jaarlijks wereldenergieverbruik.

Zon-voltaïsche centrale   (elektrische zonnepanelen)
De grootste zonne-energiecentrale ter wereld, die elektriciteit opwekt met behulp van elektrische
zonnepanelen, bevindt zich in Duitsland in de buurt van Leipzig.   Het "Waldpolenz Solar Park"
omvat 550.000 panelen en beslaat een oppervlakte van 1 vierkante kilometer. Het piekvermogen
is 40 megawatt en de jaarproduktie is 40.000 megawattuur.  (10.000 huishoudens)
Een conventionele centrale van 1200 megawatt levert per jaar ruim  200 keer  meer energie.
http://renewableenergydev.com/red/solar-energy-waldpolenz-solar-park/
http://en.wikipedia.org/wiki/Waldpolenz_Solar_Park
www.juwi.com/uploads/media/008PRGridConnectionpartIIofBrandis2008_02.pdf

Zon-thermische centrales   (concentrated solar power)
Begin 2009 werd in Spanje, bij Sevilla een grote commerciële zon-thermische centrale, de PS20
in bedrijf gesteld. Het vermogen van deze centrale is 20 megawatt en de energie-opbrengst is
voldoende voor 12.000 huishoudens. Het zonlicht wordt opgevangen door 1255  heliostaten, die
elk een oppervlakte hebben van 120 vierkante meter en die met de stand van de zon meedraaien.
Het geconcentreerde zonlicht verhit een vat met water, dat zich bovenop een toren van 160 meter
bevindt. Met de hete stoom die ontstaat, wordt op de gebruikelijke wijze elektriciteit opgewekt.
Het voordeel van deze "concentrated solar power" centrale is, dat (overdag) constante energie-
levering mogelijk is, dankzij een buffer van hete stoom, met een warmtecapaciteit van
15 megawattuur. De produktiefactor wordt hierdoor aanzienlijk verhoogd.

Bij Andasol, ook in Spanje, wordt een ander type zon-thermische centrale gebouwd. Hier wordt de
zonnestraling opgevangen in  zonnetroggen, die in noord-zuid richting staan opgesteld en die met de
stand van de zon meedraaien. Zonnetroggen zijn trogvormige spiegels, waarbij de dwarsdoorsnede
de vorm van een parabool heeft. De spiegels staan in lange rijen opgesteld. Eén rij is 150 meter lang
en heeft een reflecterend oppervlak van 800 vierkante meter. In de "brandlijn" bevindt zich een
stalen buis, waar olie doorheen stroomt. Deze olie wordt door de geconcentreerde zonnestraling
verhit tot ongeveer 400 graden Celsius. In een warmtewisselaar wordt hiermee water verhit tot
stoom. Met de stoom wordt op conventionele wijze elektriciteit opgewekt. Een deel van de
opgevangen warmte wordt overdag opgeslagen in een enorme tank met 25000 ton gesmolten zout.
De warmtecapaciteit hiervan is voldoende om, als de zon niet schijnt, gedurende 7 uur elektriciteit
op te wekken. In Spanje is de hoeveelheid ingestraalde zonne-energie 2000 kilowattuur per vierkante
meter per jaar, dus 2 keer zo veel als in Nederland. Het vermogen van de zon-thermische centrale is
50 megawatt. De jaarproduktie is 170.000 megawattuur. (50.000 huishoudens).
www.solarmillennium.de/
www.solarmillennium.de/upload/Animationen/andasol_blue_engl.swf     (start animatie links onder) www.greenpeace.nl/raw/content/reports/solar-thermal-power-2020-en.pdf
www.gezen.nl/wordpress/?m=200705

In Californië is een zon-thermisch project gerealiseerd met een vermogen van 354 megawatt.
http://ludb.clui.org/ex/i/CA9679/
www.powerfromthesun.net/chapter1/Chapter1.htm

Windenergie
Een moderne windmolen heeft een vermogen van 1,5 megawatt. (= 1500 kilowatt)  Dat is gelijk aan
het vermogen van 20 auto’s.  (de Opel "Astra" bijvoorbeeld, heeft een motor van 74 kilowatt). Bij
Siemens aan de A12 (bij Zoetermeer) staat zo’n molen. De ashoogte van deze molen is 85 meter en
de wiekdiameter is 70 meter. Het hoogste punt, dat door de wieken wordt bereikt is dus 120 meter.
De opbrengst van deze molen is ongeveer 3 miljoen kilowattuur per jaar. Voldoende voor de
elektriciteitsvoorziening van 882 huishoudens. (dus exclusief verwarming, warm water, koken en het
gebruik van de auto).  De opgewekte energie van een windmolen is evenredig met de 3e macht van
de windsnelheid. Als het "halve" kracht waait, is de energie-opbrengst nog maar 1/8 deel van de
opbrengst bij "volle" kracht. De produktiefactor (= werkelijke opbrengst / theoretische opbrengst)
van een windmolen op land is ongeveer 23%.   Op open zee is dit ongeveer 40%.
De produktiefactor (op land) neemt toe, naarmate de windmolen hoger en groter is.

In 2007 was het opgestelde vermogen aan windenergie in Nederland 1640 megawatt.
Dat leverde in dat jaar een hoeveelheid energie op van 3,44 miljard kilowattuur.   www.energie.nl
Het elektriciteitsverbruik in Nederland is ongeveer 100 miljard kilowattuur per jaar.
Het aandeel windenergie was dus  3,44%.
Dat is  100 keer  zoveel als de hoeveelheid zonne-energie in Nederland.

Enkele Nederlandse windmolenparken

Teletekst 17 november 2009
Ondanks veel verzet van de bevolking in Urk komt bij het dorp het grootste windmolenpark van
Nederland. Minister van der Hoeven geeft een miljard euro aan subsidie voor het park, dat
voldoende elektriciteit levert voor 400.000 huishoudens.
(De subsidie bedraagt dus 2500 euro per huishouden.!!)

Persbericht op 19 maart 2008:
"Het Wereld Natuurfonds gaat campagne voeren voor een groot windenergiepark in de Noordzee.
Het moet vanaf de kust niet te zien zijn en een capaciteit krijgen van 6000 megawatt. Dat komt
neer op 6 energiecentrales".

Het vermogen van het geplande windenergiepark is dan misschien wel 6 keer zo groot als van een
gewone energiecentrale, maar de energie-opbrengst is maar 3 keer zo groot. Dat komt omdat de
produktiefactor (= werkelijke opbrengst / theoretische opbrengst) van windenergie (op zee) slechts
40% is. Bij een gewone centrale is dit ruim 80%.
Het geplande windmolenpark zal  1200 windmolens van 5 megawatt gaan omvatten.
De energie-opbrengst zou dus net zoveel zijn als van 3 gewone elektriciteitscentrales.
Het windmolenpark zou in 2020 gereed moeten zijn. Dat betekent, dat er 2 molens per week
moeten worden geplaatst. Dat lijkt wel een wat erg optimistische planning. De totale hoeveelheid
windenergie, die in  Denemarken  in 2007 werd opgewekt, was ruim 7 miljard kilowattuur.
Het geplande Nederlandse windmolenpark moet 21 miljard kilowattuur per jaar gaan opleveren. www.wereldomroep.nl/actua/duurzaam/windmolens080319
www.iea.org/Textbase/stats/electricitydata.asp?COUNTRY_CODE=DK

De grootste windmolens ter wereld
De grootste windmolens ter wereld worden gebouwd bij Estinnes (België). Deze molens hebben
een ashoogte van 135 meter. De wiekdiameter is 126 meter. Het hoogste punt, dat door de
wieken wordt bereikt is dus 198 meter. Deze molens hebben elk een vermogen van 6 megawatt.
(80 auto's). De jaarproduktie per molen is 17 miljoen kilowattuur. (5000 huishoudens).
De produktiefactor is dus ongeveer 32%.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Windturbinepark_Estinnes

Energie-opslag in de accu's van elektrische auto's
Windenergie zal misschien ooit een belangrijke rol bij de elektriciteitsopwekking voor het openbare
net kunnen gaan spelen. De levering van windenergie is van nature onderhevig aan grote en vaak
snelle fluctuaties. Omdat het niet altijd (hard) waait, is de produktiefactor in het gunstigste geval
(op zee) 40%. Dat betekent dus, dat er in 60% van de tijd geen of heel weinig windenergie wordt
opgewekt. Daarom zal de bestaande infrastructuur voor de elektriciteitsopwekking voor 100%
gehandhaafd moeten blijven. Bij grootschalige produktie van windenergie ontstaat er behoefte
aan opslag van elektriciteit, om de fluctuaties in het aanbod op te vangen. Energie-opslag kan
plaats vinden door produktie van waterstofgas, via elektrolyse van water. Dat is een omslachtige
methode met een slecht (totaal)rendement.
Een meer realistische oplossing van het opslagprobleem van elektrische energie, lijkt het gebruik
van accu's. Tegen de tijd dat elektrische auto's op grote schaal worden gebruikt, is het potentieel
aan opslagcapaciteit voor elektrische energie zeer groot. Gaan we uit van bijvoorbeeld 1 miljoen
elektrische auto's (er rijden in Nederland ruim 7 miljoen auto's rond) en een accucapaciteit van
50 kilowattuur per auto, dan komt men op een totale opslagcapaciteit van 50 miljoen kilowattuur.
Ter vergelijking: een gewone elektriciteitscentrale van 1200 megawatt levert in 24 uur ongeveer
1200 × 24 × 0,8 =  23000 megawattuur =  23 miljoen kilowattuur  (0,8 = de produktiefactor)
Deze vorm van energie-opslag vereist een intelligent, geautomatiseerd energiemanagement
systeem.   ("Energy Internet")

Energy Internet   (smart grid)
Energy Internet is een energiemanagement systeem, dat de verdeling regelt tussen de energie
die wordt opgewekt door duurzame energiebronnen (wind- en zonne-energie) en conventionele
elektriciteitscentrales. Het doel hierbij is:

Geothermische energie
Geothermische energie wordt gewonnen uit de aardwarmte. Vanaf het aardoppervlak neemt de
temperatuur bij toenemende diepte met globaal 30 graden Celsius per 1000 meter toe. Dat is een
gemiddelde waarde. Afhankelijk van plaatselijke omstandigheden, kan dit (sterk) variëren. In
vulkanische gebieden zijn de temperaturen aanzienlijk hoger. Op een diepte van 5000 meter is
de temperatuur gemiddeld 150 graden. Geothermische energie zal misschien een rol gaan spelen
bij de toekomstige energievoorziening. Dank zij de verbeterde boortechnieken, die ontwikkeld
zijn voor het winnen van aardolie op grote diepte, is het nu mogelijk geworden om geothermische
energie op commerciële schaal te exploiteren. Geothermische energie is:

Getijdencentrale
De energie die door een getijdencentrale wordt opgewekt, is indirect afkomstig van de maan.
De grootste (en enige commercieel werkende) getijdencentrale ter wereld, staat (sinds 1966) in
Frankrijk bij La Rance. Het verschil tussen eb en vloed is daar zeer groot, maximaal 13 meter.
Het vermogen van de centrale is 320 megawatt. De hoeveelheid energie die jaarlijks wordt
geproduceerd is 540.000 megawattuur. Dat is 0,54% van het elektriciteitsverbruik in Nederland.
De produktiefactor is ongeveer 20%. Tijdens de "kentering", dat is de periode waarin de
vloedstroom overgaat in de ebstroom of omgekeerd, wordt er vrijwel geen energie opgewekt.
Bij een gewone waterkrachtcentrale met een stuwmeer, kan de produktiefactor oplopen tot 100%.

Waterkracht
Zelfs in Zwitserland is waterkracht van beperkte betekenis geworden omdat het energieverbruik,
ook daar, de laatste jaren sterk is toegenomen. In Zwitserland wordt tegenwoordig ongeveer 41%
van de elektrische energie opgewekt door kerncentrales. Alleen in Noorwegen wordt vrijwel alle
elektrische energie met behulp van waterkracht opgewekt.
Wereldwijd wordt 16% van alle elektrische energie door waterkracht opgewekt.
Dat is bijna net zoveel als door kernenergie.  zie overzicht

De grootste waterkrachtcentrale ter wereld
De grootste waterkrachtcentrale ter wereld, de ITAIPU, staat op de grens tussen Brazilië en
Paraguay. Het bijbehorende stuwmeer is 170 kilometer lang. Het vermogen van deze centrale
is 12600 megawatt. De jaarlijkse elektriciteitsproduktie is ongeveer 75 miljard kilowattuur.
In China wordt momenteel een nog grotere waterkrachtcentrale gebouwd.
Deze waterkrachtcentrale, de  "Drieklovendam",  heeft een energie-opbrengst van 84 miljard
kilowattuur per jaar. Dat is 3% van het elektriciteitsverbruik van China. Om de bouw mogelijk
te maken, moeten ruim 4 miljoen mensen verhuizen. Chinese staatsmedia spreken van een
milieucatastrofe. Ter vergelijking: het jaarlijks elektriciteitsverbruik in Nederland is ongeveer
100 miljard kilowattuur.
www.solar.coppe.ufrj.br/itaipu.html
http://nl.wikipedia.org/wiki/Drieklovendam

Verbranden van hout(afval) en biomassa
De gedachte hierbij is, dat tijdens het groeien van bomen, zuurstof wordt aangemaakt en koolzuur
(CO2) wordt opgenomen. Bij verbranding vindt het omgekeerde plaats. Netto vervuilt deze
zogenaamde "korte cyclus" het milieu dus niet. ("CO2 neutraal")  De opbrengst is 5,3 kilowattuur
per kilogram droog hout. Deze vorm van duurzame energie-opwekking heeft als groot voordeel dat
er geen opslagprobleem is. Het hout(afval) en de biomassa wordt bijgemengd bij de brandstof van
de, door milieuactivisten zo verguisde, kolengestookte centrales. De extra vrijkomende CO2 is dan
"groen" en wordt in mindering gebracht op de uitstoot volgens "Kyoto".
In Nederland wordt ongeveer 4% van de elektrische energie opgewekt door het
verbranden van hout(afval) en biomassa.
Dat zal in de nabije toekomst niet veel meer worden, want de hoeveelheid biomassa is nu eenmaal
beperkt. Men kan dan ook terecht twijfels hebben over energieleveranciers die plotseling enorme
hoeveelheden "groene" energie zijn gaan verkopen aan de consument.

Warmte-kracht koppeling   (WKK)
Bij de produktie van elektriciteit in een elektriciteitscentrale is het rendement ongeveer 40%.
Van de toegevoerde primaire energie  gaat dus ongeveer 60% in de vorm van warmte via het
koelwater verloren. Bij veel centrales wordt deze "afvalwarmte" tegenwoordig gebruikt voor
stadsverwarming en verwarming van kassen. De warmte moet daarbij vaak over grote afstanden
worden vervoerd en gedistribueerd, wat uiteraard nogal wat verliezen oplevert. Desondanks
wordt het totaalrendement van de elektriciteitscentrale hierdoor aanzienlijk verhoogd.

Bij warmte-kracht koppeling is de opwekking van warmte en elektriciteit (kracht) direct aan elkaar
gekoppeld. Warmte en elektriciteit worden dan bij de verbruiker opgewekt. De warmteproduktie
is hierbij hoofdzaak, terwijl de elektriciteit nu een bijprodukt is. Het totale rendement is zeer hoog,
omdat er vrijwel geen warmte verloren gaat en alle elektriciteit nuttig wordt gebruikt.
(overtollige elektriciteit wordt teruggeleverd aan het net)
Warmte-kracht koppeling wordt veel toegepast bij ziekenhuizen, zwembaden, fabrieken en
de glastuinbouw. Bij de glastuinbouw is de vrijkomende CO2 zeer welkom, omdat daarmee
de groei van de planten wordt bevorderd. (koolzuurassimilatie)
Het totaalrendement bij warmte-kracht koppeling is ongeveer 90%.
www.energieprojecten.nl/edu/ut_wkk.html

Warmtepomp
Een warmtepomp "pompt" warmte van een laag temperatuurniveau naar een hoger niveau.
Het lage niveau is bijvoorbeeld de grondwarmte, die op enige diepte het gehele jaar door ongeveer
12 graden is. De warmtepomp werkt volgens hetzelfde principe als een koelkast, maar het doel is
anders. Bij een koelkast wordt de binnenruimte gekoeld en men neemt de warmte die daarbij buiten
de koelkast ontstaat, op de koop toe. Bij een warmtepomp gaat het juist om die warmte. Daarmee
kan een ruimte worden verwarmd. De warmte die ontstaat is gelijk aan de pomp-energie,
vermeerderd met de warmte die uit de grond wordt gehaald. Het rendement lijkt daardoor groter
dan 100%.  Men spreekt bij een warmtepomp van de COP  (= coëfficiënt of performance).
De COP kan bijvoorbeeld 4 zijn. Dan wordt 3 keer zoveel warmte, (gratis) aan de grondwarmte
onttrokken als de pomp-energie bedraagt. De totale hoeveelheid geproduceerde warmte is dan
4 keer de pomp-energie.
De COP van een warmtepomp is groter naarmate het temperatuurverschil tussen inlaat en uitlaat
kleiner is. Daarom wordt een warmtepomp vaak gebruikt in combinatie met vloerverwarming.

Persbericht op 13 Januari 2009:
"In Den Haag is een zeewater-warmtecentrale geopend. Hiermee gaat men ruim 800 woningen in
de Scheveningse wijk Duindorp voorzien van warmte, die wordt gewonnen uit de Noordzee".

Enkele gegevens:
Het systeem bestaat uit 1 grote centrale warmtepomp, die de warmte uit het zeewater van 5 graden
Celsius omhoog pompt naar 11 graden. Water met deze temperatuur wordt via een distributienet
toegevoerd aan de woningen. Iedere woning heeft een kleine warmtepomp, die de temperatuur
verder verhoogt tot 45 graden voor de (vloer)verwarming en 65 graden voor het tapwater.

Warmte-kracht koppeling vergeleken met een warmtepomp

Mogelijkheden voor het opwekken van warmte   (geïdealiseerd)

primaire energie = 100%	elektriciteit	afvalwarmte	nuttige warmte
verbranden	-	-	100%
opwekken van elektriciteit	40%	60%	-
warmte-kracht koppeling	40%	-	60%
warmtepomp	-	60%	160%

Bij de warmtepomp wordt de elektriciteit (40%) volledig verbruikt om er warmte mee op te wekken.
Bij een "coëfficiënt of performance" =  4 wordt daarmee 4 × 40% =  160% nuttige warmte opgewekt.
De warmtepomp is dus aanmerkelijk efficiënter dan warmte-kracht koppeling. Als daarbij ook nog de
afvalwarmte wordt benut, komt men zelfs op 220%

Batterijen
Een alkaline batterij (AA-cel) bevat 1,5 ampère-uur bij 1,5 volt. Dat is 2,25 wattuur. Zo’n batterij
kost ongeveer  € 0,40    1 kilowattuur kost dus   € 178,-
Oplaadbare nikkel-metaalhydride batterijen (AA-cel) hebben tegenwoordig een capaciteit van wel
2,5 ampère-uur bij 1,2 volt. Dat is 3 wattuur. In het gebruik zijn deze oplaadbare batterijen zeer
veel goedkoper en milieuvriendelijker dan gewone batterijen. De oplaadbare nikkel-metaalhydride
batterijen van GP PowerBank voldoen voor 100% aan de elektrische specificaties, wat opmerkelijk
genoemd mag worden. Andere merken heb ik niet nagemeten, maar er bevindt zich veel "kaf onder
het koren", vooral bij snel oplaadbare batterijen.
Helaas is de maatvoering van de AA-cel kennelijk niet genormaliseerd, of de fabrikanten houden
zich niet altijd aan de norm. Hierdoor kunnen bij sommige toepassingen (mechanische) problemen
ontstaan, als men alkaline batterijen vervangt door oplaadbare nikkel-metaalhydride batterijen.
Die blijken namelijk soms iets langer en dikker te zijn dan de alkaline batterijen. Ook de lagere
klemspanning (1,2 volt) kan een bezwaar zijn.

Overzicht energiedichtheid en celspanning van enkele oplaadbare batterijen en accu’s

	wattuur per kilogram	celspanning volt
loodaccu	35	2,1
Super Charge ion Battery	50	2,4
nikkel-metaalhydride batterij	70	1,2
lithium-ion batterij	150	3,6
lithium-ion polymeer batterij	200	3,7
zink-lucht batterij	210	1,4

www.hondaev.org/batt.html

De zink-lucht batterij ("electric fuel") is niet oplaadbaar, in de gebruikelijke betekenis van het
woord. Als de batterij leeg is, moeten de (zink)anodes worden vervangen. Bij toepassing in een
elektrische auto, zou dit een voordeel kunnen zijn, omdat men dan niet uren hoeft te wachten tot
de batterij weer opgeladen is. In plaats daarvan moet de batterij worden uitgewisseld met een
geregenereerd exemplaar. De zink-lucht batterij voor toepassing in elektrische auto’s is overigens
nog in het experimentele stadium. De energiedichtheid is 6 keer zo groot als van een loodaccu,
maar toch nog 60 keer zo klein als van benzine. (bij hetzelfde gewicht)
Er wordt ook gewerkt aan de nucleaire batterij.    www.zdnet.nl/news.cfm?id=39437

Bericht in "De Ingenieur" van 13 november 2009:
"Onderzoekers van het Technion-Israël Institute of Technology hebben een batterij bedacht die
stroom levert door oxidatie van silicium. Een accu van dit type heeft een bijna zestigmaal grotere
energiedichtheid dan een hoogwaardige lithiumbatterij. Theoretisch is de energiedichtheid
8,5 kilowattuur per kilogram (dat is bijna net zoveel als van benzine) of  21,1 kilowattuur per liter.
Een industriële introduktie kan binnen 3 jaar plaatsvinden. Grote oplaadbare silicium accu"s voor
gebruik in auto's zouden over 10 jaar beschikbaar zijn".
www.deingenieur.nl/00/IG/nl/188/nieuws/13227/Stroom_uit_oxiderend_silicium.html

Dit verhaal is te mooi om waar te zijn en het is dan ook waarschijnlijk niet waar. Als het wel waar
is, dan zou het probleem van de elektrische auto zijn opgelost. Bij een gewicht aan accu's, gelijk
aan dat van een volle benzinetank, (en bij het halve volume), zou de actieradius van een elektrische
auto dan zo'n 2000 kilometer kunnen zijn. Als de accu's steeds worden geladen, als de auto niet
rijdt, dan zou de gemiddelde energievoorraad ruim voldoende zijn voor het dagelijks gebruik.

Toshiba meldt een doorbraak in de ontwikkeling van oplaadbare lithium-ion batterijen
Begin 2008 komt Toshiba met een verbeterde lithium-ion batterij op de markt. Het is de SCiB
(Super Charge ion Battery). Bij deze batterij wordt gebruik gemaakt van nanotechnologie.
De belangrijkste eigenschappen van de standaardmodule, die 10 cellen bevat, zijn:

Bij het snel laden van een batterij vanuit het lichtnet krijgt men te maken met enorme laadstromen.
Voor het laden van 9,1 kilowattuur (= 1 liter benzine-equivalent) in 1 uur, is bij 230 volt een
stroom nodig van 9100 / 230 = 40 ampère.   (rendementen buiten beschouwing gelaten)
Als men deze hoeveelheid energie in 5 minuten in een batterij wil stoppen, dan moet de stroom
vanuit het lichtnet 12 keer zo groot zijn, dus 480 ampère. Het tanken van energie in de vorm van
benzine gaat dus wel even wat gemakkelijker en sneller dan het "tanken" van elektrische energie.

Batterijen en accu's zijn (nog) niet erg geschikt voor het opslaan van (zeer) grote hoeveelheden
elektrische energie, zoals bijvoorbeeld vereist is bij een elektrische auto. Ook als door nieuwe
ontwikkelingen batterijen en accu's kleiner en lichter worden, blijft nog steeds het probleem van
de zeer grote laadstromen of de langdurige laadtijden. Bij een bepaalde hoeveelheid energie
is het produkt van laadstroom en laadtijd constant. Bij een korte laadtijd, moet de laadstroom
groot zijn. Omgekeerd geldt, dat men bij een kleine laadstroom onherroepelijk vervalt in lange
laadtijden. Wat dit betreft is het gebruik van brandstofcellen minder problematisch, omdat men
dan waterstofgas tankt. Het (totaal)rendement daarbij is echter wel aanzienlijk slechter en de
vraag blijft natuurlijk: "waar haalt men het waterstofgas vandaan".

De hoeveelheid energie die (in de vorm van voedsel) wordt verbruikt bij lopen en fietsen
Voor een persoon van 75 kilogram is het basaalmetabolisme (grondstofwisseling) ongeveer
300 kilojoule per uur, dat is 2 kilowattuur per etmaal. Deze hoeveelheid energie wordt continu
verbruikt voor hartslag, ademhaling, constant houden van de lichaamstemperatuur (aanvullen
van het warmteverlies), spijsvertering etc. De energie-inhoud van bijvoorbeeld 1 liter volle melk
is 2700 kilojoule en dat is voldoende voor 9 uur basaalmetabolisme.

De hoeveelheid mechanische energie die nodig is om 100 kilometer te fietsen
Bij een snelheid van 20 kilometer per uur en bij windstil weer, moet een rechtop zittende fietser
gedurende 5 uur ongeveer 75 watt leveren.
De benodigde hoeveelheid energie voor 100 kilometer fietsen is dus 5 × 75 = 375 wattuur.
Dat is 1350 kilojoule. Bij een rendement van 25% is hiervoor de energie-inhoud van 2 liter
volle melk = 5400 kilojoule nodig. Van 100 kilometer fietsen val je dus niet af.
Je valt wèl af van zwemmen, door het warmteverlies. (en vooral door minder te eten.!)
Bij een tegenwind van 5 meter per seconde (= 18 kilometer per uur), moet 3 keer zoveel
energie worden geleverd als bij windstil weer.
www.xs4all.nl/~janver/hoesterk_theorie.html

Elektrische fiets
Bij een elektrische fiets wordt de fietser ondersteund door een elektromotor. Deze motor wordt
gevoed vanuit een oplaadbare accu. De mate van ondersteuning wordt automatisch geregeld door
een trapsensor. De trapsensor meet de kracht waarmee de fietser op de pedalen trapt. Evenredig
met die kracht, wordt de hoeveelheid energie geregeld die aan de motor wordt toegevoerd. Het
resultaat hiervan is, dat bij het oprijden van een helling of bij tegenwind, de ondersteuning toeneemt.
In het ideale geval, zal men bij het oprijden van een helling of bij tegenwind even gemakkelijk blijven
fietsen, als op een vlakke weg zonder wind. Maar dat kost dan natuurlijk wel veel energie. Daarom
is het bij de meeste elektrische fietsen mogelijk, om de mate van ondersteuning meer of minder
progressief in te stellen met behulp van een schakelaar op het stuur. Men kan dan bijvoorbeeld
kiezen voor de stand  "Normaal" of  "Power". De actieradius van de ondersteuning, wordt bepaald
door de energie-inhoud van de accu en het energieverbruik van de motor, dus door de gekozen
mate van ondersteuning. Het wettelijk toegestane maximale vermogen van de motor is 250 watt.

Een goed voorbeeld van een elektrische fiets is het type Remo van het merk Antec.  www.antec.nl
Deze elektrische fiets is voorzien van een afneembaar (lithium-ion) accupakket van 36 volt bij
8 ampère-uur. Dat is een energie-inhoud van 288 wattuur, equivalent aan 0,03 liter benzine.
(een borrelglaasje vol)  Een acculading kost minder dan  € 0,10 (= 0,5 kilowattuur)  Elektrische
fietsen zijn zo geconstrueerd, dat de elektromotor alleen ingeschakeld kan worden, als men
meetrapt. In de letterlijke betekenis van het woord een rijwiel met hulpmotor. De Remo heeft
een pulsgestuurde 3-fasen motor in het voorwiel. Met behulp van een microprocessorschakeling,
die de omvormer tussen accu en motor bestuurt, is het mogelijk om met zeer weinig verliezen de
motorondersteuning binnen ruime grenzen in te stellen. De motorondersteuning is instelbaar tussen
10% en 90%. Volgens de fabrikant, kan men 50 kilometer fietsen bij 50% motorondersteuning.
Omgerekend naar benzine-equivalent en rekening houdend met een rendement van 33% voor
de elektriciteitsopwekking en 75% voor de laad- ontlaadcyclus van de accu, komt men op een
verbruik van   1 liter per 390 km.

Elektrische treinen

De Dubbeldekker

De Dubbeldekker is de modernste en zuinigste trein van de NS. De basisuitvoering van de trein is
4 wagons met 372 zitplaatsen en een lengte van 108 meter. Het gewicht, inclusief de reizigers is
254 ton. Het vermogen is 1608 kilowatt. (gewicht en aantal passagiers is bij deze trein vergelijkbaar
met een Jumbo, het vermogen is vergelijkbaar met de grote windmolen bij Zoetermeer). Bij de
volgende, globale berekening wordt uitgegaan van een rendement van de trein van 85%, een traject
van 14 kilometer en een snelheid van 140 km/uur. (39 meter per seconde). Tijdens het optrekken
wordt 100% van het beschikbare vermogen gebruikt. De snelheid van 140 km/uur wordt na
2,4 minuten bereikt. Er is dan 3000 meter afgelegd en 54 kilowattuur verbruikt. Voor de volgende
9360 meter wordt 1/3 van het vermogen gedurende 4 minuten benut, dat is 30 kilowattuur. Voor
snelheidsvermindering en remmen wordt de resterende 1640 meter gebruikt. De netto hoeveelheid
verbruikte energie is dus   54 + 30 = 84 kilowattuur. (dat is iets meer dan de hoeveelheid energie
die het zonnepaneel van Greenpeace van 0,75 vierkante meter in een jaar levert).
Het totaal rendement van de elektriciteitsopwekking en de trein samen is   33% × 85% = 28%.
Voor een traject van 14 kilometer wordt bruto verbruikt 84 / 0,28 = 300 kilowattuur, dat is
equivalent aan 33 liter benzine. Hiermee kunnen 372 personen over een afstand van 14 kilometer
worden vervoerd. Dat is per reiziger een verbruik van   1 liter per 158 km. De resultaten van deze
berekening komen goed overeen met de gegevens die ik van een treinbestuurder kreeg. Bij het
remmen kan de Dubbeldekker energie terug leveren aan de bovenleiding. Voor de verwarming is
‘s winters veel extra energie nodig. Die energie moet via de bovenleiding worden toegevoerd. Bij
een auto wordt de verwarming verzorgd door de ”afvalwarmte”. Bij de trein wordt de warmte-
energie opgewekt met een rendement van ongeveer 33%

De Thalys

De Thalys, die op de Hoge Snelheid Lijn (HSL) gaat rijden, verbruikt natuurlijk veel meer energie
dan een gewone trein. De gelijkspanning van 1500 volt, zoals in Nederland wordt toegepast, is dan
niet meer toereikend. De Thalys op de lijn Parijs - Amsterdam is geschikt voor 3 verschillende
voedingsspannigen:

Elektrische boot   (gezien op de Hiswa)
Een accu van 420 ampère-uur, 24 volt, dus 10 kilowattuur. Een boot van 800 kilogram vaart hier
8 uur op, met een snelheid van 3,5 knopen. (= 6,32 km/uur)   Aan energie kost dat ongeveer  € 3,-
en voor die prijs zou men 8 personen over een afstand van 50 kilometer kunnen vervoeren.
Omgerekend naar benzine-equivalent, komt men per reiziger op   1 liter per 91 km.

De snelle veerboot tussen Hoek van Holland en Harwich
Deze boot, van het type Catamaran, is met 75 kilometer per uur de snelste veerboot ter wereld.
De boot wordt aangedreven door 4 gasturbines met een totaal vermogen van 69000 kilowatt.
De boot is 124 meter lang en 40 meter breed. De vervoercapaciteit is 1500 passagiers en 350
auto’s. De hoeveelheid verbruikte energie is dus 69000 / 75 = 920 kilowattuur per kilometer.
Bij een rendement van 40% van de gasturbines komt men op 253 liter benzine-equivalent per
kilometer. Een auto weegt gemiddeld net zoveel als 12 passagiers. Totaal komt men daarmee op
het gewicht van 350 × 12 + 1500 = 5700 passagiers. Dat is per "passagier"  1 liter per 23 km.
Inmiddels is deze veerboot uit de vaart genomen, omdat er te weinig belangstelling voor was.

Vliegtuigen

Een Jumbo kan maximaal 100.000 liter brandstof per vleugel meenemen. De actieradius is dan
13.500 kilometer. (= 1/3 van de aardomtrek).  Het verbruik is dus 2 × 100.000 / 13.500 =
15 liter per kilometer. Een Jumbo kan 450 passagiers vervoeren. Het verbruik per passagier is
dan 1 liter per 30 km. (veel zuiniger dan een auto met 1 inzittende). Ongeveer de helft van het
startgewicht van een Jumbo bestaat (bij een lange afstandsvlucht) uit de meegenomen brandstof.

Enkele globale gegevens en berekeningen:

De elektrische auto
Een auto-accu van 12 Volt, 36 ampère-uur, kan 12 × 36 = 432 wattuur aan energie leveren.
De normale tankinhoud van een auto is 48 liter benzine. Dat komt overeen met 437 kilowattuur.
Dat is dus ongeveer gelijk aan de energie-inhoud van 1000 auto-accu’s.
Al in de jaren 1899-1915 werden er in Amerika 5000 elektrische auto's gefabriceerd door
Baker Electric. De topsnelheid was 23 kilometer per uur, bij een actieradius van 80 kilometer.
Een ander bekend merk uit die begintijd was Detroit Electric. Deze firma produceerde elektrische
auto's die een topsnelheid bereikten van 32 kilometer per uur, bij een actieradius van 130 kilometer.
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_production_battery_electric_vehicles_(table)
Elektrische auto’s kunnen tegenwoordig redelijke afstanden afleggen. Dat komt door een beter
soort accu (nikkel-metaalhydride of lithium-ion in plaats van loodaccu’s) en het hogere rendement
van de elektromotor (90%) in vergelijking met een benzinemotor (25%).  Bovendien wordt zoveel
mogelijk energie bespaard door een lagere snelheid, (de luchtweerstand is evenredig met de 2e
macht van de snelheid), een lage rolweerstand en een laag gewicht.
Enkele kenmerken van de elektrische auto zijn:

In Californië rijden 1000 elektrische auto’s in proefbedrijf rond.
Het betreft een 5-persoons auto van het merk  Toyota, type RAV4-EV
Enkele gegevens:

In 2008 kwam in Amerika een elektrische 2-persoons sportauto op de markt, de "Tesla".
Enkele gegevens:

De hybride auto

Toyota heeft in 1997 de "Prius" op de markt gebracht. Dit is een "hybride" auto. In 2004 verscheen
een verbeterde versie. Van dit type rijden er wereldwijd nu (2008) al meer dan 1 miljoen stuks rond.
Het is een auto, die afhankelijk van de situatie, door een elektromotor (50 kilowatt), een benzine-
motor (57 kilowatt) of een combinatie van beiden wordt voortbewogen. Het doel hierbij is om een
zo hoog mogelijk (voertuig)rendement te behalen. Het rendement van de (Atkinson) benzinemotor is
hoog, maar sterk afhankelijk van de belasting en het toerental. Bij de elektromotor is het rendement
altijd hoog. De elektromotor werkt daarom (mee) als het rendement van de benzinemotor laag is.
De energie voor de elektromotor wordt geleverd door een oplaadbare nikkel-metaalhydride batterij
van 1,3 kilowattuur. (= 0,14 liter benzine-equivalent).
Bij (regeneratief) remmen en snelheidsvermindering werkt de elektromotor als dynamo en levert
energie terug aan de batterij. Bovendien wordt de batterij opgeladen door een generator, die aan
de benzinemotor gekoppeld is. Het opladen gebeurt, als de benzinemotor met een hoog rendement
werkt. De generator kan ook rechtstreeks energie aan de elektromotor leveren. De benzinemotor,
generator en elektromotor zijn gekoppeld aan een mechanische energieverdeler, die door een
microprocessor wordt bestuurd. Deze energieverdeler functioneert tevens als een continu variabele
automatische versnellingsbak.
www.john2211.nl/Hybride_planetary_gear_set.htm
http://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/vehicles/hybrid-car7.htm
Het hybride systeem kan natuurlijk nooit energiezuiniger zijn, dan de benzinemotor die er
deel van uit maakt. Alle energie is immers uiteindelijk alleen van deze motor afkomstig en alle
energie-omzettingen gaan gepaard met (geringe) verliezen. De winst van het hybride systeem wordt
gehaald uit de volgende eigenschappen:

De brandstofcel auto
Een brandstofcel "verbrandt" waterstofgas, waardoor elektriciteit wordt opgewekt. Het rendement
hierbij is ongeveer 45%. De opgewekte elektriciteit wordt via een accu toegevoerd aan een
elektromotor met een rendement van 85%, die de auto voortbeweegt. Bij remmen en snelheids-
vermindering wordt energie teruggeleverd aan de accu. Bij verbranding van waterstofgas ontstaan
geen schadelijke gassen, alleen maar water. Voor wat de auto betreft is dat juist. De vraag blijft
alleen, waar haalt men het waterstofgas vandaan. Welnu, dat kan verkregen worden door
ontleding van water. Hiervoor is netto evenveel energie nodig, als later bij de "verbranding" in de
brandstofcel vrij komt. (wet van behoud van energie)  Het rendement bij de ontleding van water is
ongeveer 66%. De benodigde elektrische energie voor de ontleding van het water moet worden
opgewekt via verbranding van fossiele brandstoffen (waarbij wel schadelijke gassen ontstaan),
kernenergie, windenergie of andere vormen van "groene" energie. Uiteraard gaan deze energie-
omzettingen weer gepaard met een rendement in de orde van 33% of minder. Waterstofgas kan
ook gewonnen worden uit aardolie of aardgas. Shell schijnt zich daar in de nabije toekomst mee
bezig te gaan houden. Maar dat kost fossiele brandstof.
De auto die op waterstofgas rijdt, is dus geen oplossing van het energieprobleem.
Integendeel.   Het totaalrendement is ongeveer  8%.   (45% × 85% × 66% × 33% = 8%)
Toyota verwacht, dat hybride brandstofcel auto’s op zijn vroegst in 2010 grootschalig op de
markt kunnen worden gebracht. Er rijden van dit merk al enige prototypes rond. Het betreft een
5-persoons auto, type FCHV-4 (Fuel Cell Hybrid Vehicle) met een maximale snelheid van
150 km/uur. De brandstof is pure waterstof in een hogedruktank, bij een druk van 35 atmosfeer.
Voorwaarde voor de introductie van de brandstofcel auto, is een infrastructuur, die het mogelijk
maakt, dat op veel plaatsen (het zeer explosieve en dus gevaarlijke) waterstofgas onder hoge druk,
getankt kan worden.
De toegepaste brandstofcel heeft een vermogen van 90 kilowatt. De energie wordt via een nikkel-
metaalhydride batterij, aan een elektromotor van 80 kilowatt geleverd. Het energieverbruik van de
brandstofcel auto is, omgerekend naar benzine-equivalent, ongeveer 1 liter per 6 km.
Het laatste nieuws op het gebied van brandstofcel auto's is de ontwikkeling van de FINE-N.
www.toyota.nl/innovation/design/concept_cars/fine_n/index.aspx
Bij deze auto worden de 4 wielen elk afzonderlijk aangedreven door een elektromotor.
Hierdoor is er geen differentieel meer nodig, wat een beter voertuigrendement tot gevolg heeft.
De modulaire opbouw van het voertuig biedt nieuwe mogelijkheden voor de vormgeving, mede
omdat er zich geen motor in de neus bevindt. Bovendien kan de brandstofcel in principe op elke
willekeurige plaats in het voertuig worden geplaatst. Een uitgebreid verhaal over voor- en nadelen
van brandstofcel auto's etc. is te vinden op:   www.toyota.co.jp/en/tech/environment/fchv

Zoals de zaken er nu voor staan, is het zeer onwaarschijnlijk dat de brandstofcelauto ooit op de
weg zal verschijnen. Het ligt meer voor de hand, dat auto's in de toekomst zullen gaan rijden op
synthetische benzine, synthetische dieselolie of elektriciteit.

Een werkend systeem van een brandstofcel auto in de vorm van (leerzaam) speelgoed is te koop
voor  € 99,-   Het omvat een zonnecel, een reactor voor de produktie van waterstof door middel
van elektrolyse van water en een brandstofcel auto.
www.geosenergie.nl/easyshopmaker/p_h-racer.htm

Het valt op, dat vooral Toyota op alle fronten zeer actief is met de ontwikkeling van "groene"
auto’s. Het zijn allemaal volwaardige 5-persoons auto’s zonder compromissen op het gebied van
veiligheid en luxe. Ze worden (al jaren) op grote schaal in de praktijk beproefd en toegepast.

Bericht in NRC-Handelsblad van 11 augustus 2006:
"General Motors, DaimlerChrysler en BMW gaan samen 1 miljard dollar investeren in de
ontwikkeling van een hybride motor. De drie fabrikanten werken samen om tegenwicht te bieden
aan Toyota, dat op het gebied van hybride motoren een beslissende voorsprong dreigt ?? te nemen.
General Motors wil de nieuwe motor in 2007 gaan gebruiken, DaimlerChrysler heeft vergelijkbare
plannen. BMW wil pas enkele jaren later een hybride auto op de markt brengen".

Honda, evenals Toyota een pionier op het gebied van hybride auto's brengt, na de hybride versie
van de "Civic", nu de "Insight" op de markt.
Ook start Honda met de produktie van de waterstofauto.
www.honda.nl/content/autos/modellen_civic_hybrid_techniek.html
www.honda.nl/specials/car/insight/website/index.php#/technology_ima
www.nrc.nl/economie/article1130926.ece/Honda_bouwt_eerste_commerciele_waterstofauto

Volkswagen noemt de hybride auto een "ecologische ramp". Desalniettemin is men zelf ook
bezig met de ontwikkeling van een hybride auto, "omdat de markt daar om vraagt".
www.platformschonevoertuigen.nl/documents/hybride%20autos%20%20reactie%20tno1.pdf

BMW heeft inmiddels laten weten, voorlopig af te zien van de ontwikkeling van de brandstofcel
auto. Wel zal men een verbrandingsmotor, die op waterstof draait, ontwikkelen. Het rendement
hierbij zou ongeveer 50% zijn.

Als de bewering van Volkswagen juist zou zijn, dan wordt het met de elektrische auto
helemaal een grote ramp, want dáár zit pas een grote batterij in.!

De "Waterstof  Economie"

"groene" energie  >  elektrolyse van water  >  waterstofgas  >  brandstofcel  >  elektriciteit

Het opslaan van elektrische energie in een accu, gaat gepaard met een rendement van 75%.
(laad- ontlaadcyclus)  Het opslaan van elektrische energie in waterstofgas is veel minder efficiënt.
Het rendement van elektrolyse van water is 66% en van de brandstofcel 45%. Dit levert een totaal
rendement op van 30%. Waterstofgas als opslagmedium van energie lijkt alleen zinvol voor
voertuigen, als de aardolie op is en als er dan nog steeds geen doorbraak in de accutechnologie
heeft plaats gevonden. Het is ook denkbaar dat de nucleaire batterij ooit een oplossing biedt.

Interessant is onderstaande link:
www.nrg-nl.com/kranten/2004/040507b.html
Op deze site wordt melding gemaakt van een nieuw procédé, om met behulp van kernenergie via
thermochemische processen water te splitsen in waterstof en zuurstof, zonder gebruik te maken van
elektriciteit als energie verslindende tussenstap. Rendementen worden niet genoemd. Dit proces
zou een manier kunnen zijn om efficiënt en grootschalig waterstof te produceren, waarbij geen CO2
vrij komt. Ook wordt het in de toekomst misschien mogelijk, om waterstof op een efficiënte manier
op te slaan in metaalhydriden of gashydraten met behulp van nanotechnologie.

Aardgas en aardolieprodukten, zoals dieselolie en benzine, zijn chemische verbindingen van koolstof
en waterstof. Deze zogenaamde koolwaterstoffen zijn, in tegenstelling tot pure waterstof, zeer goed
handelbaar. Energie komt vrij door verbranding van zowel de koolstof als ook van de waterstof.
Daarbij wordt respectievelijk kooldioxide (CO2) en water (H2O) gevormd.
De produktie van waterstof kan met behulp van kernenergie plaats vinden. (via een thermochemisch
proces of via elektrolyse van water). De ideale oplossing is echter, om waterstof met behulp van
"groene" energie te produceren. Daar zal waarschijnlijk heel weinig van terecht komen, want het
potentieel aan economisch winbare "groene" energie is (zeer) gering en de conversie naar waterstof
is bijzonder inefficiënt. Waterstof produceren uit fossiele brandstof is uiteraard mogelijk, maar dat
was nou net  niet de bedoeling, omdat de fossiele brandstoffen opraken.

Er bestaan nogal wat misverstanden omtrent water, waterkracht, waterstofgas en kernfusie van
waterstof-isotopen. Daarom hierbij het volgende overzichtje:

Water
Water is het verbrandingsprodukt van waterstofgas en zuurstof en bevat dus geen energie.

Waterkracht
Waterkracht komt vrij, als snelstromend water of water onder hoge druk een turbine aandrijft.
Dit gebeurt in een waterkrachtcentrale. Waterkracht is een energiebron.

Waterstofgas
Water kan door elektrolyse worden ontleed in waterstofgas en zuurstof. De energie in het
waterstofgas komt weer vrij bij de "verbranding" in een brandstofcel. De energie voor de
ontleding van water moet in eerste instantie worden geleverd door fossiele brandstoffen,
kernenergie, kernfusie, windenergie, waterkracht, geothermische energie of zonne-energie.
(dus door energiebronnen). Waterstof is dus geen energiebron, maar een energiedrager.

Kernfusie van waterstof-isotopen
Waterstof-isotopen kunnen via kernfusie samensmelten tot helium en daarbij een enorme
hoeveelheid energie leveren. Deze techniek staat nog in de kinderschoenen en het zal nog minstens
50 jaar duren voordat er (misschien) praktische toepassingen zijn. Kernfusie is een energiebron.

Kernfusie

De energie die de zon uitstraalt is afkomstig van kernfusie van waterstofatomen. Deze kernfusie
komt tot stand bij een extreem hoge druk en een temperatuur van 15 miljoen graden Celsius.
Bij kernfusie op aarde is de druk, in vergelijking met de zon, verwaarloosbaar en daarom moet
de temperatuur hier zeer veel hoger zijn, ongeveer 150 miljoen graden Celsius.

Als materie zeer sterk wordt verhit, vormt het een plasma. In een plasma bewegen de atoomkernen
en elektronen los van elkaar. Atoomkernen zijn positief geladen en stoten elkaar af. De afstotende
kracht wordt bij 150 miljoen graden overwonnen door de snelheid waarmee de atoomkernen zich
dan bewegen. Daardoor treedt kernfusie op.

De fusie-reactie die op aarde het gemakkelijkst tot stand kan worden gebracht, is de fusie van de
waterstof-isotopen deuterium en tritium. Hierbij ontstaan helium-atomen, neutronen en zeer veel
energie. Fusie van een deuterium-tritium mengsel met een massa van 250 kilogram levert evenveel
energie op, als de verbranding van 2,7 miljoen ton steenkool. Dat is voldoende om een
elektriciteitscentrale van 1000 megawatt een jaar lang (op vol vermogen) draaiende te houden.

Het grootste probleem bij kernfusie is de extreem hoge temperatuur, die nodig is om het fusieproces
in het plasma tot stand te brengen. Geen enkel materiaal is tegen die temperatuur bestand. In een
zogenaamde "Tokamak" wordt het hete plasma opgesloten in een sterk magnetisch veld en het komt
daardoor niet in contact met de wand. Een Tokamak is een ringvormige reactor waarin het plasma
wordt verhit tot de temperatuur waarbij kernfusie optreedt.

Een Tokamak moet een minimale grootte hebben, om meer energie te leveren dan nodig is voor het
op gang houden van het fusieproces.   ITER  (International Tokamak Experimental Reactor) zal de
eerste (experimentele) kernfusiecentrale zijn, waarbij dat gaat lukken. De buitenafmetingen zijn:
24 meter hoog en 34 meter in doorsnede.  ITER is een project, waarvoor Reagan en Gorbatsjov
ooit het initiatief hebben genomen, toen de koude oorlog ten einde liep.  ITER moet aantonen dat
het mogelijk is om langdurig energie op te wekken met kernfusie. Men verwacht hiermee gedurende
10 minuten 500 megawatt te kunnen opwekken. Dat is tien keer meer dan wordt gebruikt voor het
instandhouden van het hete fusieplasma.  ITER wordt het grootste internationale wetenschappelijke
onderzoeksproject sinds de bouw van het  International Space Station (ISS).

Na  ITER zal  DEMO gebouwd worden. Dat is een grotere centrale die de technische haalbaarheid,
betrouwbaarheid en economische aantrekkelijkheid van fusie-energie moet demonstreren. Tenslotte
zal omstreeks 2050 het eerste prototype van een commerciële fusiecentrale,  PROTO gereed zijn.
Kernfusie is inherent veilig. Er treedt geen kettingreactie op. Zodra er iets mis gaat, stopt de reactie.
Bij kernfusie komt weinig radioactief afval vrij. Dit afval heeft een korte halveringstijd.

bron:   Kernfusie, een zon op aarde.
Auteur:  Dr. Ir. M.T. Westra   FOM-instituut voor plasmafysica "Rijnhuizen".
www.fusie-energie.nl/artikelen/watisfusie.doc

Persbericht op 21 november 2006:
"De Europese Unie,  de VS,  Rusland,  China,  Japan,  India en  Zuid-Korea  hebben een akkoord
getekend over de bouw van de eerste kernfusiecentrale. De bouw (van ITER) begint in 2008 in het
Zuid-Franse Cadarache en zal 10 jaar in beslag nemen".

Kernenergie

De brandstof voor de kerncentrale in Borssele bestaat voor 4,5% uit splijtbaar Uranium 235.
Bij het splijtingsproces wordt ongeveer 1 promille van de massa omgezet in energie.
De energie die per kilogram kernbrandstof als warmte vrijkomt is daarom "slechts" 1,2 miljoen
kilowattuur.

In 2002 was het elektriciteitsverbruik in Nederland ruim 100 miljard kilowattuur
www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/table62.xls
Hiervoor zou nodig zijn:

of of

250 ton 31.000.000 ton

verrijkt Uranium   steenkool

(rendement 33%) (rendement 40%)

Het verschil in rendementen is het gevolg van het feit dat een kerncentrale met lagere temperaturen
werkt (door toepassing van warmtewisselaars), dan een met gas, olie of kolen gestookte centrale.
Carnot   Als we uitgaan van een trein met goederenwagons van 50 ton en elk een lengte van
12 meter, dan levert dit het volgende beeld op:

In 2002 was het totale primaire energieverbruik in Nederland 1154 miljard kilowattuur
www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/tablee1.xls
Het equivalent hiervoor is ongeveer 127 miljard liter benzine, een kubus van 500 × 500 × 500 meter.
Het is duidelijk, dat duurzame energie "voorlopig" geen optie is.

Van 1990 t/m 2006 was de toename van de wereldbevolking  24%
www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/tableb1.xls
Van 1990 t/m 2006 was de toename van het wereldenergieverbruik  36%
www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/tablee1.xls

Conclusie: Kernenergie is onontkoombaar.
(geen vervuiling van de atmosfeer, wel een beperkt radioactief afvalprobleem !!)

Sommige mensen denken:

De schone kernfusie laat wel erg lang op zich wachten. "Ze" zijn daar al meer dan een halve eeuw
mee bezig. De meest optimistische schatting is, dat in 2050 de eerste commercieel werkende
kernfusie centrale operationeel zal zijn. Men zal tegen die tijd wel met praktische resultaten moeten
komen, want ook de voorraad splijtbaar Uranium voor het bestaande type kerncentrales is beperkt
en slechts voldoende voor de komende 75 jaar.
Kweekreactoren, waarbij 60 tot 100 keer efficiënter met de splijtstof wordt omgegaan, mogen er
van de milieuactivisten niet komen. (Kalkar)

Op internet vond ik het volgende bericht van ECN = Energieonderzoek Centrum Nederland:
"Nieuwe kernbrandstof vermindert radioactief afval"
"Thorium is een interessante brandstof, omdat de Thoriumvoorraad op aarde voldoende is voor
enkele duizenden jaren. De radiotoxiteit van Thorium is een factor 10 tot 100 keer lager in alle
stadia van de cyclus dan Uranium".

Tegenstanders van kernenergie zeggen "dat het niet kan".
Het tegendeel wordt in de ons omringende landen bewezen:

Frankrijk België

77% 54%

Duitsland Zwitserland

22% 41%

Engeland Zweden

16% 45%

Alleen in Nederland beperkt men zich schijnheilig tot 4% en importeert vervolgens het ontbrekende
uit Frankrijk, België en Duitsland.
Wereldwijd wordt ongeveer 14% van alle elektrische energie opgewekt door kernenergie.
Door milieuactivisten wordt het belang van kernenergie steevast gebagatelliseerd, terwijl waterkracht
dan wordt opgevoerd als een zeer belangrijke energiebron. De realiteit is, dat het aandeel
kernenergie wereldwijd bijna net zo groot is als het aandeel waterkracht.  zie overzicht

De kerncentrale in Borssele heeft een vermogen van 449 megawatt. In het jaar 2000 was de
energie-opbrengst 3.699.000 megawattuur. De produktiefactor van deze centrale was toen 94%.
Een kerncentrale is slecht regelbaar en draait daarom vrijwel altijd op maximaal vermogen.
Inmiddels heeft de Nederlandse regering besloten, dat de kerncentrale in Borssele tot 2033 in
bedrijf mag blijven.

Persbericht op 23 juni 2009:
"Energiebedrijf Delta wil in Borssele een tweede kerncentrale bouwen. In een nog vertrouwelijke
notitie schrijft het bedrijf dat een kerncentrale een belangrijke bijdrage levert aan de milieu-
doelstellingen. Ook de consument zou ervan profiteren, doordat de elektriciteitsprijs omlaag kan".

Persbericht op 13 oktober 2009:
"België houdt zijn kerncentrales 10 jaar langer open dan aanvankelijk de bedoeling was. Dat heeft
de minister van Energie bekend gemaakt. De centrales zouden eigenlijk in 2015 sluiten, ze blijven
nu tot 2025 in bedrijf omdat dat extra geld voor de Belgische schatkist oplevert".

Persbericht op 1 januari 2010:
De enige kerncentrale van Litouwen is buiten gebruik gesteld. Litouwen beloofde de sluiting in
2004 in ruil voor toetreding tot de Europese Unie. De centrale is een grotere versie van die bij
Tsjernobyl. Voor Litouwen betekent het dat het een goedkope bron van energie kwijt is en nu
veel afhankelijker wordt van onder meer gas uit Rusland. De kerncentrale leverde bijna driekwart
van de Litouwse energiebehoefte.

De hoeveelheid elektrische energie die in Nederland wordt opgewekt, neemt minder toe dan het
binnenlandse verbruik. Dit komt doordat er steeds meer (kern)energie uit het buitenland wordt
geïmporteerd. Dat is goedkoper dan het opwekken van energie met conventionele centrales in
Nederland. Bovendien kan men zo gemakkelijker voldoen aan de eisen van Kyoto, omdat een deel
van de luchtvervuiling dan in het buitenland plaats vindt. Door de privatisering worden alle reserves
wegbezuinigd. Ongeveer 19% van de in Nederland gebruikte elektrische energie wordt geïmporteerd.
De hoeveelheid geïmporteerde kernenergie is 2 keer zoveel als in de kerncentrale in Borssele wordt
opgewekt. www.energie.nl

Wat kernenergie betreft:  iedere oplossing heeft voor- en nadelen.  ("wet van behoud van ellende")
De vraag is maar wat je liever hebt:  onomkeerbare klimaatverandering, stijging van de zeespiegel,
luchtvervuiling (CO2), uitputting van alle fossiele brandstoffen, overstromingen, milieurampen met olie-
tankers, oorlogen om de aanvoer van olie of aardgas veilig te stellen, aardbevingen en bodemdaling
door gaswinning, etc. of een beperkt (radioactief) afvalprobleem, dat in principe oplosbaar is. Men
staat voor dit dilemma, omdat er voor het jaar 2050 nog zo nodig 3 miljard mensen bij moeten komen,
(dat zijn netto 182.000 per dag er bij), terwijl er al 6 miljard aardbewoners zijn.
Het veel gehoorde argument, dat het afval van kerncentrales 240.000 jaar radioactief blijft, is niet zo
interessant. Ik durf de stelling wel aan, dat de mensheid ruim binnen deze termijn van onze planeet is
verdwenen. Misschien wel door kernwapens, waar vrijwel niemand zich druk over maakt.!!

Veel mensen zijn tegen kernenergie, omdat ze bang zijn dat hun nageslacht (over duizenden jaren)
zal worden opgescheept met het probleem van radioactief afval. Desondanks verbruiken diezelfde
mensen in record tempo alle fossiele brandstoffen die er nu nog zijn, zonder zichzelf ook maar enige
beperking op te leggen. De eerstvolgende generatie moet het dan maar verder bekijken.
Diezelfde mensen denken straks "genuanceerd" over kernenergie, als duidelijk wordt dat hun eigen
energievoorziening in gevaar zal komen.

Problemen bij kernenergie zijn:

Een vertragende factor voor de invoering van kernenergie zou een sterke bezuiniging op het
energieverbruik kunnen zijn. Helaas zal dat niet werken.   Iedereen denkt:

Stom hè, ik vind het gewoon:

lekker leuk gemakkelijk lekker warm lekker koel

vlees, kasgroente, diepvriesprodukten, uit de tropen aangevoerd fruit vlieg- en autovakanties, veel kinderen, de TV (die de hele dag aanstaat) de auto, koelkast, (af)wasmachine, wasdroger, magnetron centrale verwarming airconditioning

Enkele feiten, berekeningen en wetenswaardigheden

Bijna alle energie op aarde is afkomstig van de zon
Bijna alle energiebronnen op aarde (aardolie, aardgas, steenkool, biomassa, wind- en waterkracht)
vinden hun oorsprong in zonne-energie. Uitzonderingen zijn geothermische energie, kernenergie en
energie afkomstig van de maan. (getijdencentrales). De meest directe energiebron is de licht- en
warmtestraling van de zon. Deze energiebron is schoon en onuitputtelijk en daar zullen we het in de
verre toekomst voor een groot deel van moeten hebben. De energie die de zon uitstraalt wordt
opgewekt door kernfusie. Elke seconde wordt in de zon  4,27 miljard kilogrammassa omgezet in
energie. Kernfusie zal op aarde misschien ook een grote rol gaan spelen bij de energie-opwekking.

Berekening van de hoeveelheid energie die de zon in 1 seconde uitstraalt

De hoeveelheid energie die de zon in 1 seconde uitstraalt is 1 miljard keer zoveel
als het totale elektriciteitsverbruik van Nederland in 1 jaar.

De totale hoeveelheid zonne-energie die op de aarde wordt ingestraald

Door sommige mensen wordt de conclusie getrokken, dat er dus geen energieprobleem is.
Men moet daarbij wel het volgende bedenken:

Enkele eigenschappen van licht

Alle elektromagnetische golven, dus ook radiogolven, planten zich voort met de snelheid van het
licht. Het feit dat de lichtsnelheid constant is, heeft veel toepassingen mogelijk gemaakt, zoals:

De energiedichtheid van zonlicht

Zonne-energie in de Sahara
Bij de evenaar is de daglengte het gehele jaar 12 uur. De geïntegreerde hoeveelheid zonne-energie,
die daar op een horizontaal geplaatst zonnepaneel, bij een volkomen wolkenloze hemel valt, is
gemakkelijk te berekenen. Die hoeveelheid blijkt 8 keer zoveel te zijn, als wanneer de zon 1 uur
loodrecht boven het paneel staat. (2 uur na zonsopgang en 2 uur voor zonsondergang bijvoorbeeld,
staat de zon 30 graden boven de horizon, de hoeveelheid ingestraalde energie is dan nog maar de
helft van het maximum)  De produktiefactor gedurende een etmaal en dus ook gedurende een jaar,
komt daarmee op 33,3%. In Nederland is dit 11,4%. De opbrengst van zonne-energie in de Sahara
per oppervlakte eenheid en over een jaar gerekend, is dus theoretisch slechts 3 keer zoveel als in
Nederland. In de praktijk zal de opbrengst nog lager zijn door vervuiling van de zonnepanelen,
o.a. door het veelvuldig voorkomen van zandstormen etc. Fantasieën over "zonne-akkers" met
gigantische hoeveelheden zonne-energie in de Sahara moeten dus enigszins worden gerelativeerd.

Globale zonnestraling in Nederland in 1999   (Statistisch Jaarboek 2001)

dec.  t/m  febr.	mrt.  t/m  mei	juni  t/m  aug.	sept.  t/m  nov.
26	119	159	58

Totaal:   26 + 119 + 159 + 58 = 362 kilojoule per vierkante centimeter per jaar.
Dat is 3620000 kilojoule per vierkante meter per jaar.   1 kilowattuur = 3600 kilojoule
De totale hoeveelheid ingestraalde energie was dus: 1006 kilowattuur per vierkante meter per jaar.

Daglichtperioden in Nederland   (lente, zomer, herfst en winter)

20 maart             H = 37,8 graden     D = 12 uur 11 min.

21 juni                 H = 61,4 graden     D = 16 uur 45 min.

22 september     H = 38,2 graden     D = 12 uur 11 min.

21 december       H = 14,5 graden     D = 07 uur 44 min.

H = de hoogste stand van de zon, midden op de dag
D = de daglengte, gemeten van zonsopgang tot zonsondergang

Enkele brandstoffen:   zuurstofverbruik en verbrandingsprodukten   (geïdealiseerd)

brandstof	zuurstof	kooldioxide	water
1 kg  steenkool	2,67 kg	3,67 kg	- - - -
1 kg  aardgas	4,00 kg	2,75 kg	2,25 kg
1 kg  benzine	3,51 kg	3,09 kg	1,42 kg
1 kg  dieselolie	3,47 kg	3,12 kg	1,35 kg
1 kg  waterstof	8,00 kg	- - - -	9,00 kg

De hoeveelheid kooldioxide per opgewekte kilowattuur van enkele brandstoffen
A= de hoeveelheid kooldioxide (CO2) die bij de verbranding vrijkomt
B= de energie-inhoud van 1 kilogram brandstof   (kilowattuur)
C= de elektriciteitsproduktie bij een rendement van 40%   (kilowattuur)
D= de hoeveelheid kooldioxide (CO2) per opgewekte kilowattuur

brandstof	A	B	C	D
1 kg  steenkool	3,67 kg	8,1	3,24	1,13 kg
1 kg  aardgas	2,75 kg	10,6	4,24	0,65 kg
1 kg  benzine	3,09 kg	13,0	5,20	0,59 kg
1 kg  dieselolie	3,12 kg	12,0	4,80	0,65 kg

Het broeikaseffect
Veel mensen denken dat het broeikaseffect wordt veroorzaakt door de energie die vrij komt bij de
verbranding van de fossiele brandstoffen. Dat is niet het geval, want die hoeveelheid energie is
verwaarloosbaar klein ten opzichte van de hoeveelheid energie die door de zon op aarde wordt
ingestraald. De zon straalt per tijdseenheid  8000 keer  meer energie in, dan door menselijke
activiteiten wordt opgewekt. Het broeikaseffect wordt veroorzaakt door de kooldioxide (CO2),
die bij de verbranding van fossiele brandstoffen vrij komt en vooral ook door de waterdamp in de
atmosfeer. Deze broeikasgassen laten de zonne-energie op weg naar de aarde vrijwel ongehinderd
door, terwijl de uitstraling van warmte afkomstig van de aarde grotendeels wordt tegengehouden.
De aarde koelt minder af, naarmate er meer broeikasgassen in de atmosfeer aanwezig zijn. Of het
effect van kooldioxide (CO2) in dit proces zo groot is als algemeen wordt aangenomen, is nog lang
geen uitgemaakte zaak. Wel is duidelijk dat, hoe dan ook, het klimaat de laatste jaren sterk aan het
veranderen is. Denk hierbij aan het wegsmelten van het ijs op de noordpool en het verdwijnen van
de “eeuwige” sneeuw in de Alpen. Ook de winters zijn de laatste jaren (in Europa) opvallend warm.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Broeikaseffect

De effectieve hoogte van de atmosfeer
De soortelijke massa van lucht is 1,29 kilogram per kubieke meter bij een druk van 1 atmosfeer.
1 atmosfeer =  1 kilogram per vierkante centimeter =  10000 kilogram op een vierkante meter.
De effectieve hoogte van de atmosfeer is dus 10000 / 1,29 =  8000 meter. (afgerond).
De luchtdruk neemt af met de hoogte. (steeds minder snel naarmate de hoogte toeneemt)
Op een hoogte van 5500 meter is de druk 0,5 atmosfeer. Op 10,5 kilometer hoogte, waar het
meeste vliegverkeer plaatsvindt, is de druk nog 0,25 atmosfeer.
1 meter hoogteverschil op aarde is   (1 / 8000) × 1000 =  1 / 8 gram per vierkante centimeter.
Zo'n hoogteverschil is gemakkelijk meetbaar met een digitale hoogtemeter.

Vergelijking diverse lichtbronnen

	watt	lumen	lumen per watt	lichtrendement
gloeilamp	75	930	12	5%
LED-lamp	7	400	57	25%
spaarlamp	23	1550	67	29%
TL-buis	51	4800	94	41%

Het aantal lumen (= lichtstroom) per watt is een maat voor het lichtrendement van een lichtbron.
1 watt lichtenergie komt overeen met 228 lumen, rekening houdend met de ooggevoeligheidskromme.
Een LED-lamp geeft meestal gebundeld licht. Het rendement lijkt daardoor hoger dan het is.
Het kan dan ook niet rechtstreeks vergeleken worden met een "rondstraler" zoals een spaarlamp.
Het rendement wordt bovendien nadelig beïnvloed door de omzetting van de netspanning van
230 volt naar de lage brandspanning van de LED's. (meestal 2 tot 5 volt) en de slechte arbeidsfactor.
Het zal nog wel even duren, voordat de LED-lamp de TL-buis voorbijstreeft, voor wat betreft het
lichtrendement. Het is zelfs de vraag, of dat ooit zal lukken. (voor wit licht). De voordelen van de
LED-lamp zijn de afmetingen, de schokbestendigheid en de levensduur. Bovendien is na inschakelen
van deze lamp het licht onmiddellijk op volle sterkte. (veel sneller dan bij een gloeilamp). Voor
ruimteverlichting lijken LED-lampen vooralsnog totaal ongeschikt. Wel zijn ze geschikt voor
decorverlichting, speciale lichteffecten, backlight van LCD-schermen en bij toepassingen waarbij
gekleurd licht gewenst is. In vergelijking met kleine gloeilampjes, zoals bijvoorbeeld in zaklantaarns
en in het achterlicht van een fiets, is het rendement van LED's zeer hoog.

LED-lampen
De nieuwste LED-lamp van Philips is de “Master LED” type A55 van 7 watt. Op de verpakking
wordt vermeld dat, als de lamp in een armatuur zit, de hoeveelheid naar beneden uitgestraald licht
even veel is als bij een 40 watt gloeilamp. Naar de zijkanten wordt veel minder licht uitgestraald
en naar boven bijna niets. Dit in tegenstelling tot een gewone spaarlamp. Deze LED-lamp bestaat
voor de helft uit een koellichaam. Dat blijkt zo warm te worden, dat men het niet langdurig kan
vastpakken. Het lijkt daarom zeer onwaarschijnlijk, dat de lamp slechts 7 watt uit het lichtnet
opneemt. Ik zou dat graag willen nameten, maar ik ben niet bereid daarvoor de exorbitant hoge
aanschafprijs van 40 euro neer te tellen. Deze lamp bespaart per uur  40 - 7 = 33 wattuur. Bij
een kilowattuurprijs van 20 eurocent, moet deze lamp minstens 6000 uur branden, voordat men
de kosten er uit heeft. Bij een gebruik van 3 uur per dag is dat dus pas na 6 jaar.

Bij de toepassing van LED’s als backlight voor LCD-schermen, wordt gebruik gemaakt van de
eigenschap, dat LED’s traagheidsloos kunnen worden geschakeld. Het backlight kan daardoor
worden meegemoduleerd met de beeldinhoud. Hierdoor kan een zeer hoge contrastverhouding
van het beeld worden bereikt. Bovendien is het energieverbruik dan laag, omdat de LED’s
gemiddeld maar een deel van de tijd op volle sterkte branden. Dit in tegenstelling tot backlight
met fluorescentiebuizen. Bovendien kunnen beeldschermen met LED-backlight veel dunner zijn.
Bij de nieuwste LED-TV van Philips wordt het backlight verzorgd door meer dan 1000 LED's.

Spaarlampen
De levensduur van spaarlampen valt nogal tegen, vooral als ze vaak in- en uitgeschakeld worden.
Vaak wordt dan nog niet eens 1 jaar gehaald. Dit in tegenstelling tot gewone gloeilampen die veel
langer meegaan. Een spaarlamp kan slechts 2500 keer in- en uitgeschakeld worden. Bij een
brandduur van 3 minuten per keer (bijvoorbeeld op de WC) is de levensduur 125 uur. Bij een
brandduur van 4 uur per keer haalt men 10.000 uur. Het hangt dus van de toepassing af, wat
de beste keus is, een spaarlamp of een gloeilamp. Tussen 2009 en 2012 wordt de gloeilamp
gefaseerd uit de handel genomen. Hierdoor wordt het CO2 probleem een (heel klein) beetje
kleiner. Het energieverbruik van de verlichting is slechts 3% van het totale energieverbruik. Deze
maatregel zal dus weinig helpen, maar maakt de mensen misschien wel wat meer milieubewust.
De spaarlamp bevat, evenals de TL-buis, schadelijke stoffen (o.a. kwik) en moet daarom als
klein chemisch afval worden behandeld.

OLED's
Bij Philips is de ontwikkeling gestart van verlichting door middel van "OLED's" (organic LED's)
Dit zijn geen "lampen", maar oplichtende panelen, vergelijkbaar met een LCD-scherm.
De verwachting is, dat men ooit een lichtopbrengst zal kunnen realiseren van 140 lumen per watt
Dat komt overeen met een lichtrendement van ongeveer 60%.
www.lighting.philips.com/nl_nl/trends/led/what_is_led.php?main=nl_nl&parent=1&id=nl_nl_trends&lang=nl
www.lighting.philips.com/in_en/trends/download/organic.pdf

Vliegtuigen
www.aerospaceweb.org/aircraft/jetliner/b747
www.aerospaceweb.org/aircraft/jetliner/a380

	max. aantal passagiers	leeg gewicht	brandstof gewicht	max. take-off	vliegbereik kilometers	km/liter/ passagier
Boeing 747	524	181 ton	173 ton	396 ton	13.445	32,5
Airbus  380	840	275 ton	261 ton	540 ton	14.450	37,2

de soortelijke massa van kerosine = 0,8 kilogram / kubieke decimeter

Elektrische trein
De basisuitvoering van de Dubbeldekker bestaat uit 4 wagons. Bij een rendement van 85% is het
bruto vermogen 1890 kilowatt. De spanning op de bovenleiding is tegenwoordig 1800 volt. Deze
trein verbruikt bij vol vermogen dus een stroom van ruim 1000 ampère en vertegenwoordigt daarbij
een weerstand van ongeveer 2 ohm. De (gelijk)stroom, afkomstig van een voedingsstation, wordt
via de bovenleiding aan de trein toegevoerd. De rails vormt de retourleiding. De totale weerstand
van 10 kilometer bovenleiding + rails is ongeveer 0,2 ohm. De afstand tussen 2 voedingsstations is
maximaal 20 kilometer. De trein is dus nooit verder dan 10 kilometer van een voedingsstation
verwijderd. Op drukke trajecten zijn er de laatste jaren veel voedingsstations bij gekomen.
Hierdoor is de gemiddelde afstand tussen de trein en een voedingsstation veel kleiner geworden.
De totale koperdoorsnede van de bovenleiding bij dubbel spoor is 10 vierkante centimeter.
Dit wordt verkregen door parallelschakeling van alle draden (8 stuks) die boven de rails hangen.
(per spoor: 1 versterkingsleiding, 1 draagkabel en 2 rijdraden)
www.nicospilt.com/bovenleiding.htm
http://nl.wikipedia.org/wiki/Bovenleiding

Het energieverlies in de bovenleiding van een trein
In Nederland rijden de elektrische treinen op 1800 volt gelijkspanning.  (nominaal 1500 volt).
Het energieverbruik van een trein  =  spanning  ×  stroom  ×  tijd.
Als men bij hetzelfde energieverbruik de spanning bijvoorbeeld 5 keer zo hoog maakt, dan wordt
de stroom 5 keer zo klein. Het energieverlies in de bovenleiding  (=  evenredig met het kwadraat
van de stroom), wordt dan 25 keer zo klein. Desondanks ziet het er niet naar uit, dat men voor het
Nederlandse spoorwegnet ooit een hogere voedingsspanning zal gaan toepassen. Alleen op de
trajecten van de Betuwelijn en de HSL wordt 25 kilovolt wisselspanning toegepast.
www.nieuwsbank.nl/inp/2005/10/18/R203.htm

Vermogen en energie bij het fietsen op een vlakke weg, rechtop zittend en bij windstil weer
A = het vermogen, nodig voor het overwinnen van de mechanische weerstand
B = het vermogen, nodig voor het overwinnen van de luchtweerstand
C = het totaal benodigde vermogen
D = de energie per kilometer

snelheid	A	B	C	D
10 km/uur	8 watt	7 watt	15 watt	1,5 wattuur
20 km/uur	18 watt	56 watt	74 watt	3,7 wattuur
30 km/uur	32 watt	189 watt	221 watt	7,4 wattuur
40 km/uur	52 watt	448 watt	500 watt	12,5 wattuur

www.xs4all.nl/~janver/hoesterk_theorie.html

Het vermogen, nodig voor het overwinnen van de luchtweerstand, is evenredig met de
3e macht van de snelheid van een voertuig.     (zie kolom B van bovenstaande tabel)

De energie, die verbruikt wordt voor het overwinnen van de luchtweerstand gedurende
dezelfde tijd, is evenredig met de 3e macht van de snelheid.

De energie, die verbruikt wordt voor het overwinnen van de luchtweerstand over
dezelfde afstand, is evenredig met de 2e macht van de snelheid

Wind bij fietsen is altijd nadelig, als men op de plaats van vertrek terug wil keren
rekenvoorbeeld:

Ook bij zijwind moet een fietser meer energie leveren dan bij windstil weer
rekenvoorbeeld:

Vergelijking tussen een helling en tegenwind bij hetzelfde fietsvermogen
(snelheid steeds 20 kilometer per uur)

een helling	of tegenwind	fietsvermogen
0%	0,0 km/uur	75 watt
1%	7,9 km/uur	129 watt
2%	13,7 km/uur	184 watt
3%	19,1 km/uur	238 watt
4%	23,4 km/uur	292 watt
5%	27,4 km/uur	346 watt
6%	31,3 km/uur	400 watt

www.xs4all.nl/~janver/hoesterk_theorie.html

Elektrische fietsen
Bij een snelheid van 20 kilometer per uur en een tegenwind van 4 meter per seconde, moet een
rechtop zittende fietser een vermogen leveren van ruim 180 watt.  Dat komt overeen met een
hoeveelheid energie van 9 wattuur per kilometer.   www.xs4all.nl/~janver/hoesterk_theorie.html
Voor 50% ondersteuning door een elektrische fiets, is dan 4,5 wattuur mechanische energie per
kilometer nodig. Het rendement van de elektromotor met bijbehorende energieregeling is 75%.
Bij  50% ondersteuning  moet de accu van een elektrische fiets dus ongeveer 4,5 / 0,75 =
6 wattuur per kilometer  leveren. Dat is wel een minimum waarde, want men gebruikt de
ondersteuning vooral bij (sterke) tegenwind. De (gemiddelde) actieradius van een elektrische
fiets bij 50% ondersteuning is hiermee gemakkelijk te berekenen.
actieradius (kilometer) = energie-inhoud van de accu (wattuur) / 6 (wattuur per kilometer)
Een voorbeeld laat zien, dat dit aardig klopt. De Sparta Ion M-Gear heeft een accu met een
energie-inhoud van 240 wattuur. De actieradius is dus 240 / 6 = 40 kilometer. Dit komt goed
overeen met de gegevens van de fabrikant. Zolang men met een constante snelheid op een
vlakke weg rijdt, is het gewicht van de fiets niet of nauwelijks van invloed op de actieradius.
Er bestaan 3 uitvoeringsvormen van elektrische fietsen:

De Antec Remo heeft een lithium-ion accu (afneembaar) met een spanning van 36 volt bij
8 ampère-uur. De energie-inhoud is dus 288 wattuur. De oplaadtijd is 6 uur. De ondersteuning is
continu regelbaar tussen 10% en 90%.  Naar keuze 5 of 7 versnellingen. Motor in het voorwiel.
Bij 50% ondersteuning is de actieradius 50 kilometer.   www.antec.nl

De Gazelle Easy Glider is voorzien van trapbekrachtiging, dus een elektromotor gekoppeld aan
de trapas.  Het voordeel van deze constructie is, dat men de wielen gemakkelijk kan verwijderen
bij het vervangen van een band. Bovendien kan elk gewenst type versnellingsnaaf en een dichte
kettingkast worden toegepast. De fiets is voorzien van een lithium-ion accu (afneembaar) met een
spanning van 26 volt bij 7,2 ampère-uur. De energie-inhoud is dus slechts 187 wattuur. De hierbij
opgegeven actieradius van 60 kilometer is onwaarschijnlijk groot. Toch kan dit worden gehaald,
omdat bij deze fiets de ondersteuning afneemt als men sneller gaat fietsen.
Tot 16 km/uur is de ondersteuning 50%. Daarboven neemt de ondersteuning geleidelijk af tot nul.
Bij 20 km/uur is de ondersteuning nog maar 25%.  (dat is 3 wattuur per kilometer)
www.gazelle.nl

De Sparta Ion M-Gear heeft een nikkel-metaalhydride accu (niet afneembaar) met een spanning
van 24 volt bij 10 ampère-uur. De energie-inhoud is dus 240 wattuur. De oplaadtijd is 3 uur.
Opvallend is de zeer duidelijke en nauwkeurige indicatie van de energievoorraad in de accu.
(in stapjes van 3%)   Motor met trapsensor in het achterwiel.   Voorzien van een derailleur met
7 versnellingen. Bij 50% ondersteuning is de actieradius 40 kilometer.  www.sparta.nl
Het principe van de motor met trapsensor wordt op ingenieuze wijze ook toegepast bij een
"hulpmotor voor een handmatig voortbewogen rolstoel".

De voordelen van een elektrische fiets zijn:

De waterstof-fiets
Het laatste nieuws op het gebied van elektrische fietsen, is de waterstof-fiets. Dit is een fiets,
waarbij de accu is vervangen door een brandstofcel.
Enkele globale gegevens:

Het tanken van de waterstof is omslachtig en de vraag is natuurlijk weer "waar haalt men de
waterstof vandaan", met name tijdens een fietstocht. Desalniettemin is dit een eerste stap
naar een fiets die op waterstof rijdt en als zodanig een interessante ontwikkeling. Het is zeer
onwaarschijnlijk, dat de waterstof-fiets ooit zal worden gebruikt. Bij toepassing van de nieuwe
generatie lithium-ion accu's bij een gewone elektrische fiets, duurt het opladen slechts enkele
minuten en het kan vrijwel overal plaatsvinden. Bovendien is het veel goedkoper. (10 eurocent)
Wel lijkt de combinatie van brandstofcel en waterstoftanks zinvol op plaatsen waar geen
elektriciteitsvoorziening is, zoals bijvoorbeeld op kampeerterreinen en in pleziervaartuigen.

Vermogen van enkele elektrische centrales in Nederland

locatie	vermogen (megawatt)
Borssele, kerncentrale	449
Amsterdam, Hemweg	1229
Geertruidenberg, Amercentrale	1245
Maasbracht, Clauscentrale	1280
Eemscentrale	2400

Het totale elektriciteitsverbruik in Nederland is 100 miljard kilowattuur per jaar. Een elektrische
centrale van 1200 megawatt kan, bij vol vermogen en continu bedrijf, een hoeveelheid energie van
10 miljard kilowattuur per jaar leveren.     (1200 megawatt × 8760 uren = 10 miljard kilowattuur)
In de praktijk is een conventionele centrale gedurende ongeveer 80% van de tijd operationeel.
Voor het totale elektriciteitsverbruik van Nederland zijn er dus minstens 12 grote centrales nodig.

De STEG-centrale
In een stoom- en gascentrale, de STEG-centrale, wordt de elektriciteit opgewekt met behulp van
twee turbines. De eerste turbine is een gasturbine, die wordt aangedreven door het verbranden van
aardgas of synthesegas. Synthesegas ontstaat bij vergassing van steenkool of biomassa. De tweede
turbine is een stoomturbine. Deze wordt aangedreven door stoom, geproduceerd door de warmte
van de uitlaatgassen van de gasturbine. Vaak zitten de gas- en stoomturbine op dezelfde as en ze
drijven dan samen een generator aan.
Het rendement van een STEG-centrale is maximaal 58%.  De meeste nieuwe elektriciteitscentrales
die nu in West-Europa worden gebouwd, zijn STEG-centrales.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Stoom-_en_gascentrale

Bij een STEG-centrale is de verhouding tussen de inlaattemperatuur van de gasturbine en de
uitlaattemperatuur van de stoomturbine veel groter dan bij een enkelvoudig proces.
Het totaalrendement is daardoor dus ook groter. Carnot.  De gasturbine heeft een rendement van
40%.  Uit de uitlaatgassen, die dus nog 60% van de energie bevatten, wordt via de stoomturbine
nog eens 30% gewonnen. Dat levert 18% extra op. Totaal komt dit dus uit op 58%.

De grootste kerncentrale ter wereld
Deze bevindt zich in Japan, aan de westkust, in Kashiwazaki. De kerncentrale bestaat uit 7 units
met een gezamenlijk vermogen van 8212 megawatt. Dat is ruim 18 keer zoveel als de kerncentrale
in Borssele en bijna 7 keer zoveel als een gemiddelde conventionele centrale in Nederland.
http://en.wikipedia.org/wiki/Kashiwazaki-Kariwa_Nuclear_Power_Plant

Enkele citaten uit ingezonden brieven in NRC-Handelsblad
De belofte die waterstof in de toekomst zal gaan betekenen voor de energievoorziening voor de
mens op deze wereld, berust op pure fantasie.
Niet in technisch opzicht. Het wérkt: de waterstofmotor, de brandstofcel en ook de windmolens
of de zonnecellen die misschien de stroom moeten leveren om het waterstofgas via elektrolyse uit
water te maken. Dit soort verhalen, zonder enige kwantificering omtrent het potentieel van de
genoemde techniek, passen in de populaire blaadjes van de autolobby, niet in de NRC.

Het gebruik van waterstof als brandstof in auto’s heeft als grootste bezwaar dat het zeer onveilig is.
Zowel bij de distributie via pijpleidingen als bij het rijden met een van een waterstoftank voorziene
auto is het met de veiligheid slecht gesteld.
Bij toepassing van elektrolyse met behulp van elektriciteit, opgewekt in een aardgas gestookte
centrale, is de keten:    aardgas  > elektriciteit  > waterstof  > elektriciteit  > voortbewegingsenergie.
Men zou zowaar op het idee komen om auto’s op aardgas te laten rijden en waterstof maar te
vergeten.

In 2002 was het elektriciteitsverbruik in Nederland ruim 100 miljard kilowattuur
Dit zou opgewekt kunnen worden met (afgerond):

of   1.000.000.000  zonnepanelen van 1 vierkante meter   of               10.000  windmolens van 3 megawatt (op zee)   of        48.000.000  ton hout (of biomassa)   of        31.000.000  ton steenkool   of        24.000.000  ton aardgas   of                    250  ton verrijkt uranium

geen CO2   geen CO2   "CO2 neutraal"   114.000.000 ton CO2   66.000.000 ton CO2   geen CO2

Bij dezelfde hoeveelheid geproduceerde elektriciteit, ontstaat bij een kolengestookte centrale
1,73 keer zoveel kooldioxide (CO2) als bij een gasgestookte centrale.
1 ton aardgas = 1200 kubieke meter

In 2002 was het totale primaire energieverbruik in Nederland 1154 miljard kilowattuur
In onderstaande tabel is voor enkele "groene" energiebronnen de benodigde oppervlakte vermeld
als percentage van het totale landoppervlak van Nederland. (= 35.054 vierkante kilometer)

of   alleen zonnepanelen   of   alleen windmolens   of   alleen biomassa

31%   110%   540%

zie ook: "De Ingenieur", 4 februari 2005.

CO2 uitstoot, veroorzaakt door het personenauto verkeer in Nederland
Op 1 juni 2005 bedroeg het aantal auto's in Nederland 7 miljoen stuks. Per auto wordt gemiddeld
17400 kilometer per jaar gereden, bij een verbruik van 8,3 liter benzine per 100 kilometer.
De totale hoeveelheid verbruikte benzine hiervoor is ruim 10 miljard liter.
De soortelijke massa van benzine is 0,7 kilogram / liter.
Hiermee komt men op een jaarlijks verbruik van 7 miljard kilogram benzine.
Bij de verbranding hiervan wordt 21,6 miljard kilogram CO2 geproduceerd.

CO2 uitstoot, veroorzaakt door het huishoudelijk elektriciteitsverbruik in Nederland
Het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van alle huishoudens in Nederland is 23,2 miljard kilowattuur.
Bij een rendement van 40% van de elektriciteitscentrale is hiervoor 58 miljard kilowattuur aan
primaire energie nodig.
Bij uitsluitend kolengestookte centrales ontstaat 26,2 miljard kilogram CO2
(dat is 1,13 kilogram CO2 voor elke verbruikte kilowattuur)
Bij uitsluitend gasgestookte centrales ontstaat 15,3 miljard kilogram CO2
(dat is 0,66 kilogram CO2 voor elke verbruikte kilowattuur)
Als men bedenkt, dat de elektriciteit in Nederland zowel met kolengestookte als gasgestookte
centrales wordt opgewekt, dan kan men concluderen dat het personenauto verkeer globaal
evenveel CO2 produceert, als vrijkomt bij de elektriciteitsproduktie voor alle huishoudens.
Het is merkwaardig dat milieuactivisten protesteren tegen kolengestookte elektriciteitscentrales
terwijl ze zelf, net als iedereen, rustig in een auto rondrijden.    ("milieu-dominees")

Windenergie
Iedereen is er voorstander van, totdat er een windmolen in de buurt komt te staan.
NIMBY ofwel Not In My BackYard. Men ervaart of verwacht de volgende bezwaren:

Elektrische auto’s
In 2005 waren er in Nederland 7 miljoen auto’s. Per auto werd gemiddeld 17400 kilometer per
jaar gereden. Dat levert een totaalafstand op van 120 miljard kilometer per jaar. (dat is 800 keer
de afstand aarde - zon ). Stel, een elektrische auto verbruikt gemiddeld 150 wattuur per kilometer.
Inclusief de laad- ontlaadcyclus van de batterij, is het verbruik dan 200 wattuur per kilometer.
Als alle auto’s in Nederland elektrisch zouden gaan rijden, dan is hiervoor per jaar nodig:
120 × 200 =  24000 miljard wattuur =  24 miljard kilowattuur.     (= 1 kilogrammassa-equivalent)
Voor de opwekking van deze hoeveelheid energie zijn 3 grote elektriciteitscentrales extra nodig.
Het elektriciteitsverbruik van alle huishoudens in Nederland is ook  24 miljard kilowattuur per jaar
(7 miljoen huishoudens verbruiken elk netto 3400 kilowattuur per jaar)
De capaciteit van de gehele infrastructuur van het elektriciteitsnet (hoogspanningsleidingen, kabels,
transformatoren  etc.) zou dus aanzienlijk moeten worden vergroot.

De laatste tijd verschijnen er steeds meer berichten in de pers over zeer snel oplaadbare accu's
en supercaps. Leveren deze een reële oplossing voor de energievoorziening in elektrische auto's ??
Nou nee, niet echt. Een elektrische auto met een actieradius van 500 kilometer, zal bij een verbruik
van 150 wattuur per kilometer, een accu moeten hebben met een capaciteit van 75 kilowattuur.
Bij een oplaadtijd van 6 minuten (= 0,1 uur) komt men dan op een vermogen van 750 kilowatt.
Dat vereist een stroom uit het lichtnet van 3260 ampère. Dat lijkt geen realistische oplossing.

Persbericht op 29 december 2008:
"De elektro-auto is nog niet klaar voor een snelle opmars. De baas van Bosch, de grootste auto-
toeleverancier ter wereld, noemt de verwachtingen over elektrische auto's overdreven euforisch.
Auto's met een verbrandingsmotor zullen nog zeker twintig jaar het straatbeeld domineren"

Vergelijking van enkele elektrische auto's en de Prius
A = het netto energieverbruik in wattuur per kilometer, bij een snelheid van 100 kilometer per uur
B = de actieradius in kilometers, bij een constante snelheid van 100 kilometer per uur
C = de effectieve energie-inhoud van de batterij in kilowattuur   (C = A × B)
D = het vermogen van de elektromotor in kilowatt
E = de acceleratie van 0 - 100 kilometer per uur, in seconden
F = de topsnelheid in kilometer per uur
G = het primaire energieverbruik in wattuur per kilometer, bij een snelheid van 100 kilometer per uur
H = het aantal kilometers per liter benzine-equivalent

	A	B	C	D	E	F	G	H
General Motors EV1	135	200	27	100	8	130	450	20
Toyota  RAV-4	190	140	27	57	20	120	630	14
Tesla Roadster	150	350	53	185	4	200	500	18
Tesla model S	175	240	42	120	6	190	583	16
Loremo  EV	60	150	9	20	15	170	200	45
Think City	150	180	27	30	25	100	500	18
Toyota FT-EV	----	80	----	45	----	110	----	----
Opel Ampera	267	60	16	111	9	160	890	10
Toyota Prius (2009)	109	1000	----	73 / 60	10	180	364	25

Vergelijking van het primaire energieverbruik van een elektrische auto en een benzine-auto

Vergelijking van de kilometerprijs van een elektrische auto en een benzine-auto

De Opel Astra (of vergelijkbare auto)
Het vermogen van de motor is 74 kilowatt. Bij dit vermogen en een rendement van 25% is de
hoeveelheid verbruikte energie 296 kilowattuur per uur. De tankinhoud is 45 liter benzine, dat
is 410 kilowattuur. Bij vol vermogen rijdt de auto daar 1,4 uur op.  Bij de topsnelheid
van 165 km/uur is de actieradius 231 kilometer en het verbruik 1 liter per 5,1 kilometer.
Bij 100 km/uur is de actieradius ongeveer 750 kilometer, dus 750 / 231 = 3,3 keer zo groot.
De auto rijdt dan 7,5 uur op een volle tank. Verbruik bij deze snelheid is 1 liter per 16,7 kilometer.

Vergelijking van de actieradius van een auto met een dieselmotor en een auto met een
benzinemotor

Energieverbruik per huishouden en van alle huishoudens in Nederland in het jaar 2000
A = netto energieverbruik per huishouden
B = primair energieverbruik per huishouden in kilowatturen
C = primair energieverbruik van alle huishoudens in Nederland in miljard kilowatturen

	A	B	C
voor verlichting etc.	3380 kilowattuur	8450	58
voor verwarming	1965 kubieke meter aardgas	17292	118
voor de auto	1444 liters benzine	14932	102
totaal		40674	278

In het jaar 2000 waren er in Nederland 6,85 miljoen huishoudens.

Vergelijking van verschillende soorten energiecentrales
A = vermogen per centrale (megawatt)
B = opgewekte energie per centrale in 1 jaar (megawattuur)
C = benodigd aantal centrales in Nederland
D = produktiefactor  (werkelijke jaaropbrengst / theoretische jaaropbrengst)

energiecentrale	A	B	C	D
conventionele kolen- of gascentrale	1200	8.410.000	12	80,0%
kerncentrale  Borssele	449	3.699.000	27	94,0%
getijdencentrale  La Rance in Frankrijk	320	540.000	186	19,3%
windmolenpark  in zee bij IJmuiden	120	435.000	230	41,4%
zonnetrogcentrale  Andasol in Spanje	50	170.000	588	38,8%
zon-voltaïsche centrale  Waldpolenz	40	40.000	2500	11,4%

De opgewekte energie =  vermogen × 8760 uur × produktiefactor     (een jaar heeft 8760 uren)
Het jaarlijks elektriciteitsverbruik in Nederland = 100 miljoen megawattuur   (= 100 miljard kilowattuur)

Het Waldpolenz Solar Park in Duitsland, is de grootste zon-voltaïsche centrale ter wereld.
Het omvat 550.000 panelen op een oppervlakte van 1 vierkante kilometer.
Voor de volledige elektriciteitsvoorziening van Nederland zouden er dus 2500 van deze centrales nodig zijn.
Dat zijn 2500 × 550.000 = 1,375 miljard panelen bij een oppervlakte van 2500 vierkante kilometer.
Een veld van 50 bij 50 kilometer.   Zonne-energie, een realistisch perspectief ??
Let wel, het gaat hier alleen over de opwekking van  elektrische energie.

Het totale primaire energieverbruik van Nederland is 1000 miljard kilowattuur per jaar. Voor de
opwekking van 100 miljard kilowattuur aan elektriciteit is bij een rendement van 40 % een hoeveelheid
primaire energie nodig van 250 miljard kilowattuur. De rest,  750 miljard kilowattuur,  moet dus ooit
ook "groen" worden opgewekt.

De produktiefactor bij bovenvermelde energiecentrales

Vergelijking verschillende vervoermiddelen in volgorde van efficiency
A = aantal kilometers per liter benzine-equivalent per vervoerde persoon
B = energieverbruik vergeleken met een conventionele auto over dezelfde afstand

vervoermiddel	A	B
brandstofcel auto                              (1 inzittende)	6	2
conventionele auto                            (1 inzittende)	12	1
elektrische auto                                 (1 inzittende)	15	0,80
hybride auto, Prius                            (1 inzittende)	20	0,60
snelle veerboot       (350 auto's + 1500 passagiers)	23	3000
vliegtuig, Jumbo                           (450 passagiers)	30	180
elektrische trein, Thalys                (377 passagiers)	50	90
elektrische boot                               (8 passagiers)	91	1
lopen   (theoretisch)	108	0,11
elektrische trein, Dubbeldekker    (372 passagiers)	158	30
elektrische fiets, meetrappend	390	0,03
fietsen   (theoretisch)	540	0,02

Een "conventionele" auto rijdt 12 kilometer op 1 liter benzine bij een snelheid van 120 km/uur.

De "Zonnewagen" van NUON
Ook in 2005 heeft het Nuon Solar Team (voor de 3e keer) de World Solar Challenge gewonnen.
Dit is een wedstrijd (over ruim 3000 kilometer) voor voertuigen die uitsluitend door zonne-energie
worden aangedreven. Het Nuon Solar Team wordt gevormd door een aantal studenten van de
TU Delft die, onder begeleiding van ex-astronaut Wubbo Ockels, de "zonnewagen" hebben
ontworpen, resp. verbeterd. De studierichtingen van deze studenten zijn:
Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek, Werktuigbouwkunde, Industrieel Ontwerpen en Informatica.
Het project wordt gesponsord door NUON en de TU Delft.
De afgelegde afstand was 3021 kilometer, dwars door Australië van noord naar zuid, bij een
gemiddelde snelheid van 102,75 kilometer per uur. Enkele technische gegevens van het voertuig:

De World Solar Challenge van 2009 werd gewonnen door Japan. De doorslag werd gegeven
door de indium-gallium-arsenide zonnecellen, ontwikkeld door Sharp. Deze zonnecellen hadden
een rendement van 30%.

TU Delft wint eerste waterstof race ter wereld
De race met "waterstof-karts" vond op 23 augustus 2008 in Rotterdam plaats.
Enkele gegevens van het winnende voertuig:

De duurzame zeilboot van Wubbo Ockels
Dit is een groot zeewaardig zeiljacht (25 meter lang), dat in zijn eigen elektrische energiebehoefte
voorziet. Bij de maximum snelheid van 18 kilometer per uur, is het voortstuwingsvermogen van de
wind 125 kilowatt. Een deel hiervan, ongeveer 10 kilowatt wordt "afgetapt" voor de opwekking van
elektriciteit. Dit gebeurt door middel van 2 schroeven die zich aan de onderzijde van het schip
bevinden. De energie wordt opgeslagen in een loodaccu met een capaciteit van 350 kilowattuur en
een gewicht van 12 ton. Per etmaal kan aldus 240 kilowattuur worden geladen, wat voldoende is
voor 10 etmalen energieverbruik. De energiebehoefte van het schip is gemiddeld 24 kilowattuur per
etmaal. De bediening van de zeilen gebeurt elektrisch en er is veel elektronica aan boord. Bovendien
is er veel energie nodig voor warm water, koken etc.
www.liwwadders.nl/data/nieuws/items/EEFFkZZAukDaXkKuaR.php
www.zonnestroomproducenten.nl/docs_pdfs/Project%20ECOLUTION%20Sunny.pdf

Biobrandstof

de jaaropbrengst van koolzaadolie is ongeveer 1700 liter per hectare.

1 hectare = 10.000 vierkante meter

de opbrengst is dus 0,17 liter per vierkante meter

de primaire energie-inhoud hiervan is 1,7 kilowattuur.

als men de bijprodukten in rekening brengt (perskoek en stro) komt men op ruim 3 kilowattuur

na omzetting in elektrische energie, bij een rendement van 40%, resteert 1,2 kilowattuur

de jaaropbrengst van een elektrisch zonnepaneel van 1 vierkante meter is 100 kilowattuur

een elektrisch zonnepaneel produceert, bij dezelfde oppervlakte en gedurende dezelfde tijd,
    dus  80 keer meer elektrische energie dan koolzaadolie.
Een wat betere oplossing lijkt het produceren van bio-ethanol. Dat wordt (na vergisting) verkregen
uit suikerbieten, suikerriet of maïs. De opbrengst is 0,57 liter per vierkante meter, met een primaire
energie-inhoud van 3,5 kilowattuur. Dat is 2 keer zoveel als wat koolzaadolie oplevert.
http://plantaardigheden.nl/aardig/aardigheden/biobrandstoffen.htm
www.solaroilsystems.nl
http://wesker.web-log.nl/log/1387665
http://managementscope.nl/scopist/3-wereld/1451-biobrandstof-is-een-ramp
www.vhlde.nl/content/view/63/202/

Sinds september 2005 worden de oliemaatschappijen in Nederland verplicht, om benzine en diesel
te mengen met 2% biobrandstof. Men streeft naar 10% in 2020.

Persbericht op 9 oktober 2008:
"Het kabinet beperkt het gebruik van biobrandstoffen in benzine en diesel. Het was de bedoeling dat
volgend jaar 4,5% uit koolzaad en palmen zou bestaan. Dat wordt naar 3,75% bijgesteld. Ook voor
2010 wordt het streefcijfer verlaagd, want het lijkt het erop dat het stimuleren van biobrandstoffen
nadelig is voor de voedselproduktie in arme landen".

Het is immoreel en misdadig om kostbare landbouwgrond te gebruiken voor (grootschalige)
produktie van biobrandstof om hier onze auto's op te laten rijden, terwijl er in grote delen van de
wereld in toenemende mate hongersnood heerst. Bovendien wordt de effectieve uitstoot van CO2
door het gebruik van biobrandstoffen niet of nauwelijks verminderd.

De energie-opbrengst van houtteelt
Een site, waar men kan beleggen in hout, vermeldt:

in 21 jaar is de produktie 400 kubieke meter teakhout per hectare (ergens in de tropen)

in 1 jaar is dat 19 kubieke meter teakhout per hectare

1 hectare = 10.000 vierkante meter

1 kubieke meter teakhout =  800 kg

de energie-inhoud van 1 kilogram hout =  5,3 kilowattuur

bij verbranding van 19 kubieke meter hout komt vrij: 19 × 800 × 5,3 =  80.000 kilowattuur

dat is 8 kilowattuur per vierkante meter per jaar

dat is  0,8 procent  van de energie-instraling van zonlicht
www.goedinvesteren.nl/teak.html

Heteluchtmotor
Een heteluchtmotor wordt van buitenaf verwarmd en bevat geen kleppen. De betrouwbaarheid
is daardoor zeer groot, terwijl de motor ook erg geruisloos is. Vrijwel alle energiebronnen zijn
geschikt om de motor te verwarmen, dus ook zonne-energie of aardgas.
http://home.hccnet.nl/hvisser.5/stirling%201.html
http://techni.tachemie.uni-leipzig.de/stirling/
http://travel.howstuffworks.com/stirling-engine.htm

Energieverlies in de voedselkringloop
Als een mens graan eet, wordt 10% van het graan gebruikt voor de groei van zijn lichaam.
Met 1 kilo graan kunnen 100 gram menselijke spier-eiwitten worden gemaakt. Als dat graan aan
een varken wordt gevoerd, maakt dat dier uit 1 kilo graan 100 gram varkensvlees. Een menselijke
vleeseter kan uit die 100 gram varkensvlees nu nog maar 10 gram menselijke spier-eiwitten maken.
Dus, als 1 kilo graan direct door een mens wordt gegeten, kan hij daar 100 gram van groeien.
Als diezelfde kilo graan eerst naar een varken gaat en dan als vlees gegeten wordt, kan hij maar
10 gram groeien. Uit het oogpunt van energie, is het eten van vlees dus zeer inefficiënt.
www.animalfreedom.org/paginas/informatie/energiekringloop.html

Elektrisch scheren in vergelijking met gewoon scheren

elektrisch scheren:  2,8 wattuur voor 7 keer scheren, inclusief laad- ontlaadcyclus van de batterij.
    per keer dus  0,4 wattuur

gewoon scheren:  200 cc water 50 graden verwarmen =  10 kilocalorie =  11,6 wattuur
    dat is 11,6 / 0,4 =  29 keer zoveel energie als bij elektrisch scheren.

Vergelijking van een warmwaterkruik met een elektrisch deken

warmwaterkruik:  inhoud 1,6 liter
    water verwarmen van 10 naar 80 graden =  1,6 × 70 =  112 kilocalorie =  130 wattuur

elektrisch deken (1-persoons) =  25 watt     (keuze uit de stand  16, 25 of  50 watt)
    de hele nacht aan =  8 uur =  8 × 25 =  200 wattuur

Spaarlampen
Het gebruik van spaarlampen levert nauwelijks energiebesparing op.
Omdat deze lampen "toch vrijwel geen energie verbruiken", laat men ze de hele dag maar
branden en worden ze overal opgehangen.

Betrouwbaarheid van de levering van elektriciteit
Iedereen verwacht, dat de levering van elektriciteit voor minstens 99,99% van de tijd
is gegarandeerd. Gelukkig is dit in de praktijk aanzienlijk beter. Bij een betrouwbaarheid
van slechts 99,99% zou men gemiddeld 53 minuten per jaar in het donker zitten.

Het energieverbruik van de verlichting
Het energieverbruik van de verlichting is ongeveer 15% van het totale elektriciteitsverbruik van een
huishouden. Als men ook de verwarming van de woning en het gebruik van de auto in rekening
brengt, is het aandeel van de verlichting slechts 3%.  Als men ernst wil maken met energiebesparing,
is het beter om de verwarming wat lager te draaien en de auto af te schaffen, in plaats van zo nu en
dan het licht in de keuken uit te doen. Kleine beetjes helpen namelijk maar een (heel klein) beetje.!!
Ook het idee om de verlichting van autowegen te verminderen (om energie te sparen) terwijl men
daarbij het autoverkeer ongemoeid laat, zet weinig zoden aan de dijk. Het demonstreert slechts het
totale onbegrip over verhoudingen bij de "deskundigen".

Het energieverbruik van alle huishoudens in Nederland
In het jaar 2000 was het energieverbruik van alle huishoudens in Nederland  278 miljard kilowattuur.
Dit is inclusief de verwarming van de woning en het gebruik van de auto. Het totale energieverbruik,
met inbegrip van industrie, transport en openbaar vervoer, was toen 1154 miljard kilowattuur.
Het aandeel van de huishoudens was dus  24% van het totale energieverbruik.

Nederland verbruikt ongeveer  1% van de wereldenergie
In 2002 was het verbruik van primaire energie in Nederland 1154 miljard kilowattuur.
Het wereldverbruik van primaire energie was toen 120.220 miljard kilowattuur.

Een Nederlander verbruikt  67 keer zoveel energie als nodig is om in leven te blijven
Een mens verbruikt aan voedsel gemiddeld 2500 kilocalorie per dag. Dat is 3 kilowattuur.
In 2002 was het verbruik van primaire energie in Nederland 1154 miljard kilowattuur.
Omgerekend naar het verbruik per inwoner per dag komt men op ongeveer 200 kilowattuur.
Dat is dus 67 keer zoveel en equivalent aan de energie-inhoud van 22 liter benzine.
Een Nederlander verbruikt bijna net zoveel energie als een Amerikaan.
En van Amerikanen wordt altijd beweerd, dat het enorme energieverspillers zijn.!!
Inwoners van Afrika moeten het met 13 kilowattuur per dag doen.

1 Nederlander verbruikt in zijn leven evenveel energie als een Jumbo, die 1 keer
om de aarde vliegt

het energieverbruik van een Nederlander is 22 liter benzine-equivalent per dag

in 75 jaar is dat:  22 × 365 × 75 = 600.000 liter benzine-equivalent

een  Jumbo verbruikt 200.000 liter kerosine voor een vlucht van 13.500 kilometer,
    dat is 600.000 liter voor 40.000 kilometer (de aardomtrek)

de hoeveelheid CO2 die daarbij wordt geproduceerd is ongeveer 1500 ton,
    zowel door een Nederlander als door een Jumbo
www.6minutes.be/NL/Artikel.aspx?ArtikelID=7014&RubriekID=18

Persbericht op 14 januari 2008:
"In 2010 zullen er 1 miljard auto's en vrachtwagens op de aarde rondrijden. Momenteel zijn er
wereldwijd 942 miljoen voertuigen. Het bereiken van 1 miljard wagens tegen 2010 is slechts een
tussenfase. Ondanks de milieuproblemen groeit het wagenpark in 2015 tot 1,124 miljard stuks".

Energieën op wereldschaal, per jaar en omgerekend in kilogrammassa-equivalent
(1 kilogrammassa is equivalent aan   25 miljard kilowattuur)
netto elektriciteitsverbruik       =     15 × 10¹² kilowattuur  =             600 kilogrammassa
totaal primair energieverbruik  =   120 × 10¹² kilowattuur  =           4800 kilogrammassa
ingestraalde zonne-energie      =              10¹⁸ kilowattuur  =   40 miljoen kilogrammassa

Paardenkracht (pk)
De paardenkracht is in tegenstelling tot wat het woord suggereert geen kracht, maar een
eenheid voor vermogen.   1 pk is het vermogen om een massa die 75 kilogram weegt,
(een mens bijvoorbeeld), per seconde 1 meter omhoog te heffen.

Wattpiek
Wattpiek is het elektrisch vermogen van een zonnepaneel, bij een instraling van
1000 watt per vierkante meter en een (paneel)temperatuur van 25 graden Celsius.
Bij een rendement van 12% (huidige stand van de techniek) is het elektrisch vermogen
van een zonnepaneel van 1 vierkante meter dus 120 wattpiek.
De jaaropbrengst van 1 wattpiek is in Nederland ongeveer 850 wattuur. Een zonnepaneel
van 1 vierkante meter levert dus 120 × 850 =  102.000 wattuur =  102 kilowattuur per jaar.
Het rendement van een zonnepaneel is afhankelijk van het ingestraalde vermogen en van de
(paneel)temperatuur. (hoe warmer hoe slechter). Ook is een zonnepaneel onderhevig aan
veroudering en vervuiling. Bovendien treden er verliezen op in de "inverter". De inverter is
een schakeling die de lage gelijkspanning van het zonnepaneel omzet in een wisselspanning
van 230 volt. Hierdoor is het mogelijk om de zonne-energie terug te leveren aan het lichtnet.

Ter illustratie hieronder de gegevens van een zonnepaneel dat ENECO levert.

afmetingen van 3 panelen	3 x 1645 x 990 mm
nominaal vermogen	642 wattpiek
jaaropbrengst	546 kilowattuur
jaaropbrengst van 1 wattpiek	850 wattuur
rendement   (bij 25 graden Celsius)	13,1%

http://prive.eneco.nl/producten_en_tarieven/producten/zonnepanelen.asp   (klik op brochure)

1 kilocalorie =
De hoeveelheid energie die nodig is om de temperatuur van 1 kilogram water
met 1 graad te verhogen.   (bij een luchtdruk van 1 atmosfeer)
Het laten smelten van 1 kilogram ijs van 0 graden Celsius kost 80 kilocalorie.
Het aan de kook brengen van 1 kilogram water van 0 graden kost 100 kilocalorie.
Dat is samen 180 kilocalorie.
Het volledig verdampen van 1 kilogram water van 100 graden kost 540 kilocalorie.
Dat is (toevallig?) precies 3 keer zoveel.

1 megawattdag =
De hoeveelheid energie die vrijkomt bij de volledige splijting van 1 gram Uranium 235.
(daarbij wordt ongeveer 1 promille van de massa omgezet in energie)
1 megawattdag = 24000 kilowattuur
www.nrg-nl.com/public/abc/abc_boek.html

1 mtoe  (megaton oil equivalent) =
De hoeveelheid energie die vrijkomt bij het verbranden van 1 miljoen ton ruwe olie.
1 mtoe = 11,63 miljard kilowattuur
(dus 2 mtoe is bijna net zoveel energie als 1 kilogrammassa equivalent)

1 btu  (British thermal unit) =
De hoeveelheid energie die nodig is om 1 pound water (0,45 kilogram), 1 graad Fahrenheit
(0,56 graad Celsius) in temperatuur te doen stijgen.    1 btu = 0,252 kilocalorie.
10¹⁵ btu = 293 miljard kilowattuur

Overzicht van de belangrijkste vindplaatsen van fossiele brandstoffen
in procenten

	Midden Oosten	Afrika	Noord Amerika	Zuid Amerika	Azië en Oceanië	Voorm. USSR	West Europa
steenkool		6,9	37,3	3,1	35,4	6,1	11,2
aardolie	62,1	6,3	7,4	7,9	3,8	9,8
2,7
aardgas	32,5	6,4	5,5	3,9	9,3	37,3	5,2

Tabellen en grafieken

Wereldproduktie van primaire energie in 2006         (verdeling naar energiebron)

www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/table29.xls

Wereldverbruik van primaire energie in 2006         (verdeling naar werelddeel)

	1015 btu	percentage
Noord Amerika	121	26
Centraal en Zuid Amerika	24	5
West Europa	86	18
Oost Europa en USSR	46	10
Midden Oosten	24	5
Afrika	15	3
Azië en Oceanië	156	33
totaal wereld	472	100

Wereldverbruik van primaire energie in 2006         (verdeling naar werelddeel)

www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/tablee1.xls

Het netto elektriciteitsverbruik als deel van het totale primaire energieverbruik in 2006
(verdeling naar werelddeel)
in miljard kilowattuur

	elektriciteits- verbruik	totale primaire energieverbruik	percentage
Noord Amerika	4.544	35.453	13
Centraal en Zuid Amerika	802	7.032	11
West Europa	3.297	25.198	13
Oost Europa en USSR	1.196	13.478	9
Midden Oosten	558	7.032	8
Afrika	480	4.395	11
Azië en Oceanië	5.502	45.708	12
totaal wereld	16.379	138.296	12

www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/table62.xls
www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/tablee1.xls

Het totale primaire energieverbruik per inwoner per dag in 2006
(verdeling naar werelddeel)

	aantal inwoners (x 1 miljoen)	totale energieverbruik per inwoner per dag (kilowatturen)
Noord Amerika	439	221
Centraal en Zuid Amerika	454	42
West Europa	591	117
Oost Europa en USSR	285	130
Midden Oosten	187	103
Afrika	914	13
Azië en Oceanië	3.649	34
totaal wereld	6.519	58

www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/tableb1.xls

Overzicht van de energiebronnen voor de opwekking van elektriciteit in enkele landen   (2007)
in miljard kilowattuur

	kern- energie	water- kracht	wind- energie	zonne- energie	geotherm. biomassa	steenkool, olie en gas	totaal
Nederland	4,2	0,1	3,4	0,04	5,7	89,7	103,2
België	48,2	1,7	0,5	0,01	3,9	34,5	88,8
Duitsland	140,5	28,5	39,7	3,08	30,8	394,6	637,1
Engeland	63,0	8,9	5,3	0,01	11,4	307,5	396,1
Frankrijk	439,7	64,2	4,1	0,02	5,5	56,3	569,8
Zwitserland	27,9	36,7	0,0	0,03	2,3	0,9	68,0
Italië	0,0	38,5	4,0	0,04	13,5	257,8	313,9
Spanje	55,1	30,8	27,5	0,50	4,0	185,4	303,3
Zweden	67,0	66,2	1,4	0,00	10,7	3,6	148,8
Noorwegen	0,0	135,1	0,9	0,00	0,6	0,9	137,5
Denemarken	0,0	0,0	7,2	0,00	3,9	28,1	39,2
Afrika	11,3	98,6	1,2	0,03	1,8	505,1	618,1
Japan	263,8	84,2	2,6	0,01	26,1	757,0	1133,7
China	62,1	485,2	8,8	0,12	2,3	2720,6	3279,2
Australië	0,0	14,7	2,6	0,01	2,0	235,6	255,0
USA	836,6	275,5	34,6	0,69	89,6	3111,8	4348,9
Wereld	2719,1	3162,7	173,3	4,79	325,7	13469,3	19854,9

www.iea.org/stats/index.asp

Overzicht van de energiebronnen voor de opwekking van elektriciteit in enkele landen   (2007)
in procenten.

	kern- energie	water- kracht	wind- energie	zonne- energie	geotherm. biomassa	steenkool, olie en gas	totaal
Nederland	4,1	0,1	3,3	0,04	5,5	86,9	100
België	54,3	1,9	0,6	0,01	4,4	38,9	100
Duitsland	22,1	4,5	6,2	0,48	4,8	61,9	100
Engeland	15,9	2,2	1,3	0,00	2,9	77,6	100
Frankrijk	77,2	11,3	0,7	0,00	1,0	9,9	100
Zwitserland	41,0	54,0	0,0	0,04	3,4	1,3	100
Italië	0,0	12,3	1,3	0,01	4,3	82,1	100
Spanje	18,2	10,2	9,1	0,16	1,3	61,1	100
Zweden	45,0	44,5	0,9	0,00	7,2	2,4	100
Noorwegen	0,0	98,3	0,7	0,00	0,4	0,7	100
Denemarken	0,0	0,0	18,4	0,00	9,9	71,7	100
Afrika	1,8	16,0	0,2	0,00	0,3	81,7	100
Japan	23,3	7,4	0,2	0,00	2,3	66,8	100
China	1,9	14,8	0,3	0,00	0,1	83,0	100
Australië	0,0	5,8	1,0	0,00	0.8	92,4	100
USA	19,0	6,3	0,8	0,02	2,1	71,6	100
Wereld	13,7	15,9	0,9	0,02	1,6	67,8	100

Energiebronnen voor de opwekking van elektriciteit, wereldwijd

groen   =  windenergie, zonne-energie, geothermisch, hout en biomassa

Overzicht van de toename van groene energie bij de opwekking van elektriciteit in
enkele landen, van 1990 tot 2007
in procenten

	1990	1994	1998	2002	2004	2005	2006	2007
Nederland	1,4	2,2	5,1	5,6	6,9	9,2	9,6	8,8
België	1,0	1,4	1,3	2,1	2,3	2,9	4,5	5,0
Duitsland	0,9	1,5	2,4	5,1	7,0	7,4	8,6	11,5
Engeland	0,5	1,5	1,1	1,8	2,2	4,0	4,1	4,2
Frankrijk	0,5	0,5	0,6	1,0	1,1	1,2	1,4	1,7
Zwitserland	1,0	1,5	1,9	2,3	3,0	3,6	3,8	3,4
Italië	1,6	1,8	2,5	3,8	4,6	5,1	5,2	5,6
Spanje	0,5	0,6	1,9	5,1	8,0	8,6	10,2	10,4
Zweden	1,3	1,6	2,1	3,4	4,8	5,8	7,3	8,1
Noorwegen	0,2	0,3	0,3	0,4	0,7	0,7	1,1	1,1
Denemarken	3,3	4,9	10,6	19,1	25,6	29,4	21,8	28,3
Afrika	0,1	0,1	0,2	0,2	0,4	0,4	0,5	0,5
Japan	2,1	2,1	1,8	2,1	1,5	2,3	2,5	2,5
China	0,0	0,0	0,2	0,2	0,1	0,1	0,2	0,4
Australië	0,4	0,4	0,6	0,9	1,1	1,2	1,5	1,8
USA	2,2	2,5	2,2	2,4	2,4	2,5	2,7	2,9
Wereld	1,2	1,4	1,5	1,9	2,0	2,1	2,3	2,5

groen     =  windenergie, zonne-energie, geothermisch en biomassa
www.iea.org/stats/index.asp

Overzicht van de toename van het elektriciteitsverbruik in enkele landen,
van 1990 tot 2006.
in miljard kilowattuur en de toename in procenten

	1990	2006	toename
Nederland	73	110	51
België	59	86	46
Duitsland	502	549	9
Engeland	286	349	22
Frankrijk	324	447	38
Zwitserland	47	59	26
Italië	220	316	44
Spanje	130	254	95
Zweden	130	134	3
Noorwegen	98	112	14
Denemarken	29	35	21
Afrika	276	480	74
Japan	777	982	26
China	549	2529	361
Australië	136	220	62
USA	2837	3817	35
Wereld	10407	16379	57

www.eia.doe.gov/pub/international/iealf/table62.xls  (totaal)

Energiestromen in Nederland     (1 petajoule =  0,278 miljard kilowattuur)

	petajoule	miljard kilowattuur	percentage
diensten	368	102	14
huishoudens	421	117	16
landbouw	170	47	7
industrie	1142	318	44
transport	500	139	!9
totaal	2601	723	!00

www.energie.nl/stat/data/fig123.html

Alternatieve energiebronnen

Zonnetoren

Zonnestraling verwarmt de lucht die zich onder een lage cirkelvormige, doorschijnende collector
bevindt. Deze collector is aan de rand open. Het doorschijnende dak van deze collector vormt
samen met de grond een opslagruimte voor de opgewarmde lucht. In het midden van het ronde dak
staat een toren. De verwarmde lucht stijgt op in deze toren. Daardoor wordt nieuwe koude lucht
aangevoerd aan de rand van de opslagruimte. Ook 's nachts is er een continue stroom warme lucht
naar de toren, omdat de gehele grondoppervlakte bestaat uit met water gevulde buizen. Overdag
warmen deze buizen op en ’s nachts geven ze hun warmte weer af. In de luchtstroom naar de toren
staan een aantal windturbines opgesteld. De hieraan gekoppelde generatoren wekken elektriciteit
op. In Australië gaat men misschien ooit zo'n toren bouwen.
Enkele gegevens:   (afgerond)

Blue Energy
Blue Energy is een vorm van duurzame energie-opwekking die gebaseerd is op het verschil in
zoutconcentratie van (zout) zeewater en (zoet) rivierwater. Door op het grensvlak een "generator"
met kunststof membranen (een soort filters) te bouwen, kan (misschien) enige energie worden
gewonnen. De techniek die hiervoor wordt gebruikt, heet "omgekeerde elektrodialyse". Het water
aan de ene kant van het membraan is positief geladen, dat aan de andere kant negatief. Het
spanningsverschil is 80 millivolt. Door stapeling van een groot aantal membranen kan voldoende
spanning worden verkregen voor een praktische toepassing. Het systeem werkt als een soort accu.
Er is geen andere energiebron ?? nodig dan zoet en zout water. De opbrengst zou theoretisch
voldoende kunnen zijn voor de elektriciteitsvoorziening van Noord Nederland, als al het zoete
water dat via Nederland de zee in stroomt, benut wordt voor deze vorm van energie-opwekking ??
Een zeer onrealistisch en ongeloofwaardig verhaal.
http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/18247384/
www.p-plus.nl/artikel.php?IK=236

Laddermolen
De laddermolen bestaat uit een windgedragen systeem van een groot aantal vleugels die aan een
sterk touw zijn gebonden en die een lus vormen. Eén uiteinde van de lus drijft op de grond een
dynamo aan. De vleugels zijn als schoepen zo ingesteld, dat langs één kant van de lus de vleugels
omhoog bewegen onder invloed van de wind. Voorbij het kantelpunt ?? hoog in de lucht gaan de
vleugels langs de andere kant van de lus weer naar beneden. Daarbij wordt de stand van de
vleugels zodanig veranderd, dat ze een neerwaartse druk ondervinden. Zo ontstaat een draaiende
beweging van de lus. De energie-opbrengst van de laddermolen zou minstens 50 keer zoveel zijn
als bij een windmolen met een vermogen van 1 megawatt. ??   Wie het gelooft, mag het zeggen.
www.ecoboot.nl/artikelen/OckelsLaddermolen.php

De Maglev windturbine

Maglev is de afkorting van magnetische levitatie (= zweving). De Maglev windturbine heeft een
verticale as. De as en de "windvanen" rusten op een magnetische lagering. Een magnetisch lager is
vrijwel wrijvingsloos. (maar verbruikt wel energie). Door de zeer geringe lagerwrijving, gaat deze
windturbine al bij een luchtsnelheid van 1,5 m/sec draaien en levert bij 3 m/sec een bruikbare
hoeveelheid energie. Zeer hoge windsnelheden vormen geen probleem, de molen kan dan gewoon
blijven draaien. Hierdoor kan, volgens de Chinese uitvinders, dit type windturbine 20% meer
energie leveren in vergelijking met een conventionele windturbine van hetzelfde vermogen. Hoe
de magnetische lagering werkt, komt niet uit de verf. Die zou met permanente magneten zijn
opgebouwd en daardoor geen elektrische energie gebruiken voor de "levitatie".
Een zeer onwaarschijnlijk verhaal, dus. In sommige publicaties laat men zijn fantasie de vrije loop.
Deze molen zou 1000 keer efficiënter zijn dan een gewone windturbine.??  Men moet wel zeer naïef
zijn, om dit soort onzin te geloven. Misschien wordt bedoeld, dat de lagerwrijving bij deze molen
1000 keer geringer is dan bij een gewone molen. De lagerwrijving verbruikt normaal slechts enkele
procenten van de energie die door een windturbine wordt opgewekt. Daar is dus zeer weinig winst
aan te behalen. Wel interessant is de verticale as, waardoor deze molen ongevoelig is voor de
windrichting, terwijl zeer grote constructies mogelijk zijn. De windenergie wordt daarbij over de
gehele hoogte van de molen opgewekt. Dit soort constructies is overigens al vele jaren bekend.
De molen zou monstrueuze afmetingen hebben, (zoiets van 600 meter hoog, bij een diameter van
400 meter) en dan net zoveel energie kunnen opwekken als 1000 gewone windmolens.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Maglev_windturbine
www.worldwatch.org/node/4217

Golfslagenergie
Golfslagenergie is energie die te winnen is uit de snel wisselende waterhoogte op zee door
aanwezigheid van golven. Hoewel hieruit theoretisch (zeer veel) energie te winnen is, wordt dit
tot op heden nog niet veel gedaan, omdat de kosten de baten meestal overstijgen.
Voor de kust van Portugal wordt de eerste commerciële golfslagcentrale gebouwd, een centrale
die energie uit zeegolven omzet in elektrische energie. Het systeem moet vanaf 2006 elektriciteit
leveren voor (slechts) 1500 huishoudens.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Golfenergie
www.neoweb.nl/forum2

Energie-instraling vanuit de ruimte
Om dit mogelijk te maken, moeten enorme zonnepanelen in een geostationaire baan om de
aarde worden gebracht. De opgevangen zonne-energie wordt vervolgens door middel van
microgolven naar de aarde gestraald en daar omgezet in elektriciteit.
Een waanzinnig plan, dat uiteraard nooit zal worden gerealiseerd.  (leuk voor James Bond films)
http://abcnews.go.com/Technology/story?id=98547&page=2

Vrije energie

De Warden Clyff Tower Met 5 van deze torens wilde Tesla een wereldwijde, draadloze energievoorziening mogelijk maken

In deze opsomming van alternatieve energiebronnen, mag de vermelding van "vrije energie" niet
ontbreken. Er is geen enkele wetenschappelijke onderbouwing voor het bestaan van "vrije energie".
Toch kan men hierover vage twijfels hebben, omdat Tesla dit in 1889 zou hebben uitgevonden.
Tesla (1856-1943) was een van de grootste uitvinders aller tijden. Hij bedacht onder meer de
infrastructuur van de elektriciteitsnetten zoals wij die tegenwoordig overal gebruiken.
Dus energietransport door middel van wisselstroom via hoogspanningsleidingen en transformatoren.
Ook was hij de uitvinder van de wisselstroom(inductie)motor, de fluorescentie buis (TL-buis), de
radio en de afstandsbediening. In 1943, kort nadat hij was overleden, werd door het Amerikaanse
Hooggerechtshof officieel vastgesteld dat Tesla de uitvinder van de radio was en dus niet Marconi.
Zijn grootste uitvinding zou zijn, de wereldwijde energievoorziening door "vrije energie", afgetapt uit
de "ether". Experimenten hiermee vonden echter nooit plaats, omdat zijn geldschieters het lieten
afweten. Tesla was in staat om energie draadloos over grote afstanden te transporteren. Vermeld
wordt dat hij lampen op een afstand van enkele honderden meters draadloos liet branden. Ook zou
hij een elektrische auto hebben omgebouwd, die daarna een week lang kon rondrijden zonder dat
de accu werd opgeladen. Ook dit zou mogelijk gemaakt zijn, door het draadloos overbrengen van
energie. Ter herinnering hieraan, kreeg een elektrische 2-persoons sportauto de naam  "Tesla".
www.teslamotors.com
http://reformation.org/who-killed-electric-car.html
Interessant zijn de hieronder vermelde links. De lezer moet zelf maar zijn (haar) conclusies trekken.
Tesla was òf een genie, òf hij was (op latere leeftijd) een fantast. Het is fascinerend om zijn
levensverhaal te lezen.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla
www.lucidcafe.com/library/96jul/teslaauto01.html
http://educate-yourself.org/fe/radiantenergystory.shtml
www.pbs.org/tesla/ins/index.html
www.ufowijzer.nl/tekstpagina/NikolaTesla.html

Opslag van Energie

Chemische energie
In batterijen en accu’s, maar ook bij de produktie van waterstofgas, wordt elektrische energie in
de vorm van chemische energie opgeslagen.

Warmte
Opslag van warmte kan plaats vinden in materiaal met een grote warmtecapaciteit, bijvoorbeeld in
water (zonneboiler), of in waterhoudende zandlagen op enige diepte in de grond. (aquifers)
Meestal gaat het daarbij om vrij lage temperatuurniveaus, die onbruikbaar zijn voor de produktie van
elektriciteit. Wel kan de opgeslagen warmte met behulp van warmtepompen worden gebruikt voor
verwarmingsdoeleinden. Bij een zon-thermische centrale wordt voor (kort durende) opslag van de
zonne-energie, gebruik gemaakt van gesmolten zout. Met de opgeslagen warmte kan tijdens zonloze
periodes elektriciteit worden geproduceerd.

Kinetische energie
Kinetische energie (bewegingsenergie) kan worden opgeslagen in een vliegwiel. De opslagcapaciteit
is vrij klein. Een vliegwiel kan worden gebruikt bij het afremmen van een voertuig. Er wordt dan
bewegingsenergie in het vliegwiel opgeslagen. Bij het optrekken kan die energie weer worden
gebruikt. Dit wordt bij sommige stadsbussen toegepast.
www.tue.nl/cursor/bastiaan/jaargang42/cursor08/onderzoek.htm

Potentiële energie
Potentiële energie ontstaat bij het verplaatsen van massa naar een hoger niveau.
Potentiële energie kan bijvoorbeeld worden verkregen, door water op te pompen naar een hoger
gelegen spaarbekken. Dit gebeurt vaak bij waterkrachtcentrales. Voor het oppompen wordt de
overtollige energie gebruikt, die in de dal uren beschikbaar is. In tijden van droogte kan de potentiële
energie, die is opgeslagen in het spaarbekken, door de waterkrachtcentrale weer worden omgezet
in elektrische energie. Het rendement van deze vorm van energie-opslag is vrij hoog, ongeveer 75%.
Een andere vorm van potentiële energie ontstaat, als men lucht samenperst. Perslucht kan worden
gebruikt voor de aandrijving van gereedschappen en zelfs van auto’s.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Air_Car

Energiebesparing

Isolatie van de woning
Voor de verwarming van een slecht geïsoleerd huis is gemiddeld 2150 kubieke meter aardgas per
jaar nodig. Voor een goed geïsoleerd huis is dit nog maar 700 kubieke meter. Isoleren helpt dus
echt heel veel.   www.milieucentraal.nl/pagina?onderwerp=Isoleren

Verwarming van de woning
Het principe van  warmte-kracht koppeling  kan ook bij de verwarming van een woning worden
toegepast. Een goed voorbeeld hiervan is de HRe-ketel   (hoog rendement elektrisch)
Deze verwarmingsketel bevat een heteluchtmotor waarmee elektriciteit wordt opgewekt. De
overtollige elektriciteit wordt teruggeleverd aan het lichtnet. Het totale rendement is ruim 90%. Als
alle huizen met zo'n ketel zouden worden uitgerust, dan waren er misschien minder elektrische
centrales nodig. Omdat het rendement van een conventionele centrale slechts 40% is, kan bij
grootschalige toepassing van de HRe-ketel een aanzienlijke energiebesparing en dus vermindering
van de uitstoot van CO2 worden bereikt. Een probleem is echter, dat men dit systeem in de zomer
niet intensief zal gebruiken, (alleen voor de verwarming van tapwater), omdat men dan meestal
liever wil koelen dan verwarmen. Het totaal geïnstalleerde vermogen van de elektrische centrales
zal daarom waarschijnlijk toch niet veel kleiner kunnen worden. De energielevering van de centrales,
gerekend over het gehele jaar, kan wel minder zijn.
http://prive.eneco.nl/producten_en_tarieven/acties/hre.asp
www.peopleplanetprofit.be/artikel.php?IK=868

Warm water
Het (voor)verwarmen van tapwater kan met een hoog rendement (65%) plaatsvinden met behulp
van zonnecollectoren. Bij het douchen kan men het verbruik van warm water enigszins beperken
door gebruik te maken van een waterbesparende douchekop. Eén keer een bad nemen kost
120 liter water. Eén keer douchen de helft. (7,5 liter water per minuut, gedurende 8 minuten). Een
waterbesparende douchekop verbruikt 7,5 liter water per minuut, een gewone douchekop 8,2.
Veel besparing kan worden bereikt, door de warmwaterboiler vlak bij de kraan te monteren, zowel
in de keuken als bij de douche. In veel huizen bevindt zich een combiketel op zolder. Dat is wel de
slechtst denkbare plaats. Als men warm water nodig heeft, moet eerst de lange leiding naar de
keuken of badkamer worden opgewarmd voordat het water op de verbruiksplaats de gewenste
temperatuur heeft. Na dichtdraaien van de kraan koelt het water in de leiding weer af, wat puur
energieverlies betekent. Bovendien kost dit ook nog eens extra veel water.

Auto
Een aanzienlijke besparing in brandstof kan men bereiken met hybride auto's. Men moet dan
denken aan (maximaal) 25%. De enige echte besparing is natuurlijk het afschaffen van de auto.
Helaas is het openbaar vervoer van een dermate slechte kwaliteit, dat men deze stap moeilijk zal
zetten. Alleen een extreme verhoging van de benzineprijs, tot bijvoorbeeld   € 5,- per liter, zal op
termijn enig effect sorteren, maar de meeste mensen zijn niet uit hun auto te slaan.   zie anekdote

De zuinigste 4-persoons auto met een benzinemotor, zal bij een snelheid van 100 kilometer per uur
nooit veel zuiniger kunnen worden dan 1 liter per 40 km. Dit kan men berekenen aan de hand van de
laagst denkbare lucht- en rolweerstand, gecombineerd met het hoogst denkbare rendement van een
benzinemotor. Dat verbruik van 1 liter per 40 km is overigens ook aangekondigd voor de nieuwe
Prius, die in 2010 op de markt komt. Ter vergelijking:  het voertuig dat op zonne-energie de “World
Solar Challenge” won, de Luna 4, heeft een verbruik (omgerekend naar benzine-equivalent) van
1 liter per 70 km. Dit voertuig kan slechts 1 persoon in half liggende houding vervoeren.
http://en.wikipedia.org/wiki/Loremo
http://evolution.loremo.com
www.toyota.nl/innovation/design/concept_cars/1x/index.aspx

Verlichting
Hoewel verlichting relatief weinig energie verbruikt, kan men daar toch wel wat op bezuinigen door
het consequent gebruik van spaarlampen. In de nabije toekomst zullen misschien ook LED-lampen
een rol kunnen gaan spelen bij de energiebesparing.

De ineenstorting van de olie-economie

Stel, dat in het jaar 2000 de top van de produktie was bereikt, dan zal er in 2020 evenveel olie
worden geproduceerd als in 1980. De wereldbevolking is intussen verdubbeld en bovendien is men
steeds afhankelijker van olie geworden. Het gevolg hiervan is, dat wereldwijd de vraag naar olie in
2020 zeer veel groter zal zijn dan de produktie. De olieprijs zal dan exploderen tot zo’n 400 dollar
per vat. Olie-afhankelijke economieën zullen ineenstorten en waarschijnlijk zullen er oorlogen om
de olie uitbreken.

De komende olieschaarste is het begin van een nieuwe, blijvende toestand. De vermindering van de
olieproduktie zal ongeveer 7% per jaar bedragen. Dat is 50% in 10 jaar. De algemene verwachting
is, dat tussen 2008 en 2012 ernstige problemen zullen ontstaan.

De prijsontwikkeling van de ruwe olie

jaar	dollar per vat
1973	3 -   12
1998	10 -   15
2000	24 -   37
2002	20 -   28
2004	30 -   51
2006	58 -   80
2007	53 -   99
2008	32 - 146
2009	32 -   81
2010	69 -   83

Persbericht op 20 december 2007:
"De NAM  (Nederlandse Aardolie Maatschappij) gaat weer olie winnen in Schoonebeek.
De volgende 25 jaar kunnen er zeker 100 miljoen vaten worden geproduceerd".

Het wereldverbruik van aardolie is 1000 vaten per seconde. De produktie van Schoonebeek
in 25 jaar is dus voldoende voor het wereldverbruik gedurende 100.000 seconden =  28 uur.

Hoe zal het nu verder met de energie gaan?

Olie
De olie begint op te raken. Al gedurende 15 jaar worden er geen grote olievelden meer gevonden.
Men gaat daarom in Canada en Venezuela de moeilijk winbare olie uit teerzand halen. Ook gaat
men naar olie boren op 5 kilometer diepte in de Golf van Mexico. De prijs van ruwe olie neemt
snel toe. Men gaat weer naar olie boren in Schoonebeek.!!

Gas
Er is voorlopig nog voldoende gas, waarschijnlijk nog voor de komende 60 jaar. De top van de
aardgasproduktie wordt over 20 jaar bereikt. Daarna zal de prijs sterk gaan stijgen. West Europa
is daarbij vooral afhankelijk van Noorwegen, Rusland, Noord Afrika en het Midden Oosten.

Bericht in de Volkskrant van 5 december 2006:
"Bij ongewijzigde omstandigheden zijn de gasreserves (in Nederland) in 2030 uitgeput".

Shell is wereldwijd bezig met projecten om gas te gebruiken voor de fabricage van een soort
dieselolie.  GTL =  Gas to Liquids, een variant op het Fischer-Tropsch procédé.

Steenkool
Er is wereldwijd zeer veel steenkool. Voldoende voor minstens 200 jaar. Steenkool is overal goed
voor. Er kan stadsgas, waterstofgas, synthetische benzine en dieselolie mee worden geproduceerd.
Daarbij komt overigens wel zeer veel CO2 vrij. Maar daar zit natuurlijk niemand mee, als er een
energietekort is. De techniek voor de produktie van synthetische benzine uit steenkool is al sinds
1923 bekend en werd in de 2e wereldoorlog door Duitsland op grote schaal toegepast.
(Fischer-Tropsch synthese)
http://nl.wikipedia.org/wiki/Synthetische_olie

Waterkracht
Hoewel de meest rendabele projecten al zijn gerealiseerd, liggen er nog grote mogelijkheden in
Afrika en Zuid-Amerika. Waterkrachtcentrales veroorzaken veel schade aan het milieu.

Groene energie
Groene energie verkregen uit wind, zon, biomassa  etc. is voorlopig van weinig betekenis. Men
denkt hiermee (in Nederland) maximaal 20% van (alleen) de elektriciteit in 2020 te kunnen
opwekken. Windenergie komt in enkele landen uit de "startblokken".
Zonne-energie is vooralsnog te verwaarlozen. Men moet hierbij denken aan hooguit enkele
promillen van de totale elektriciteitsproduktie. Het hoogste scoort Duitsland met 0,48 procent.
Dat is dus 4,8 promille. De wereldproduktie van zonne-energie is slechts 0,2 promille.
Zie: "overzicht van de energiebronnen voor de opwekking van elektriciteit"   in procenten

Biobrandstof
Grootschalige produktie van biodiesel etc. gaat ten koste van de voedselproduktie en het kost
bovendien veel gewone brandstof. Dat is dus geen reële optie. De omzetting van zonne-energie
naar biobrandstof gaat gepaard met een extreem laag rendement, in de orde van 1%

Kernenergie
Kernenergie is, bij het huidige verbruik, nog zo'n 75 jaar mogelijk. Daarna is het Uranium op. Een
oplossing zou kunnen zijn, het toepassen van kweekreactoren. Dan zou men met het Uranium nog
zo'n  5000 jaar vooruit kunnen   (alleen voor de elektriciteitsproduktie !!)
Als het Uranium op raakt, kan men waarschijnlijk met Thorium verder. Thorium kan volledig
worden "verbrand" in eenvoudige reactoren. Dit in tegenstelling tot Uranium, waarvan slechts
0,7%  kan worden gebruikt. (de isotoop U235).  In India zijn al enkele Thoriumreactoren in bedrijf.
Thorium zal op termijn waarschijnlijk de belangrijkste nucleaire brandstof worden. De hoeveelheid
Thorium op aarde is 3 keer zo groot als de hoeveelheid Uranium.
www.withouthotair.com/   (hoofdstuk 24,  bladzijde 166)

Kernfusie
Omstreeks 2050 mogen we de eerste praktische resultaten verwachten van kernfusie. Dan kan de
mensheid beschikken over een oneindige hoeveelheid "schone" energie. De totale ontwikkelingstijd
heeft dan ongeveer 100 jaar in beslag genomen. Men kan zich afvragen of het ooit wel zal lukken
om zeer grote hoeveelheden energie op te wekken door middel van gecontroleerde kernfusie. Nog
nooit heeft een technische ontwikkeling zo lang geduurd. Denk bijvoorbeeld aan elektriciteit, radio,
(satelliet)televisie, vliegtuig, computer, ruimtevaart, kernenergie, waterstofbom, etc.
Die uitvindingen werden allen gerealiseerd in een tijdsbestek van enkele 10-tallen jaren, van idee
naar een bruikbaar produkt.

Waterstof
Waterstof kan worden geproduceerd met behulp van kernenergie via een thermo-chemisch proces
of door elektrolyse van water. De benodigde elektriciteit voor de elektrolyse van water zal door
kernfusie geleverd moeten worden, of door "groene" energie. Maar daarvoor is nog een lange weg
te gaan. Waterstof is een "onhandelbare" brandstof, waarvoor nog geen infrastructuur bestaat. De
brandstofcel is voorlopig nog veel te duur en vraagt nog veel ontwikkeling. Waterstof is geen
energiebron, maar een energiedrager. Het produceren van waterstofgas door elektrolyse van water
kost 1,5 keer meer energie dan het oplevert.   Waterstof ??  dat wordt voorlopig dus niks.

Er is een wanverhouding ontstaan tussen de produktie en consumptie van energie. Er zouden vrijwel
geen problemen zijn, als er een paar miljard mensen minder op deze aarde zouden rondlopen.
(rondrijden). De werkelijkheid is, dat er voor het jaar 2050 nog een paar miljard mensen bij zullen
komen

De enige oplossing lijkt:   (sterk) bezuinigen op energie en (veel) minder mensen.
Bezuinigen op het energieverbruik, terwijl tegelijkertijd het aantal aardbewoners toeneemt, levert
per saldo niets op. Dat is "dweilen met de kraan open".

Het worden interessante tijden

Energie-inhoud, watervoorbeeld en energieverbruik

Watervoorbeeld
Om de eigenschappen van elektriciteit duidelijk te maken, gebruikt men vaak het watervoorbeeld.
Stel, de waterleiding is in staat om (maximaal) 10 liter water per minuut via een kraan in een
emmer te laten lopen. Het vermogen van de waterleiding is dan 10 liter water per minuut.
Dit vermogen is dus ook aanwezig als de kraan dicht is.
Het vermogen van de aansluiting voor een brandslang is veel groter, misschien wel 1000 liter per
minuut, omdat de waterleiding daar een veel grotere diameter heeft.
Vermogen is een eigenschap.
Zodra men de kraan helemaal open draait, stroomt er elke minuut 10 liter water in de emmer.
Na bijvoorbeeld 5 minuten is er 50 liter water uit de kraan gekomen. Dat is de energie.
Energie levert altijd iets op,  in dit geval water.
Energie = vermogen x tijd.
Hoe langer de kraan open staat, hoe meer "energie" er uit stroomt. Draait men de kraan weer dicht,
dan houdt de "energielevering" op, maar  het vermogen om energie te leveren  blijft aanwezig.
Er kan niet méér water in de emmer, dan de inhoud toelaat. De vorm van de emmer is daarbij niet
van belang. Een lage emmer met een grote diameter kan net zoveel water bevatten als een hoge
emmer met een kleine diameter.
Een accu kan men vergelijken met de emmer. Er kan niet méér energie in, dan de energie-inhoud
toelaat. Het type is daarbij niet van belang. Een accu met een lage spanning en veel ampère-uren
kan net zoveel energie bevatten als een accu met een hoge spanning en weinig ampère-uren.

Vergelijking   water - elektriciteit

	vermogen	energie
water	liters per minuut	liters
elektriciteit	joule per seconde	joule

zie:   Eenheden en omrekenfactoren voor Vermogen :   1 joule per seconde = 1 watt

Energie en arbeid

In Nederland is het elektriciteitsverbruik van een huishouden ongeveer 10 kilowattuur per dag.
Dat kost dus  € 2,00 per dag. Het energieverbruik (en ook het "sluipverbruik") van huishoudelijke
apparaten kan men gemakkelijk meten met een energiemeter. Die kan worden geplaatst tussen
de wandcontactdoos en het apparaat waarvan men het verbruik wil meten.
www.lage-energierekening.nl   (even klikken op "Meten is weten")

Anekdote
Tijdens een verjaarsvisite kwam ik in gesprek met een mevrouw van middelbare leeftijd. Het
gesprek kwam al gauw op treinen en auto's.  "Wàt, bent u met de trein.?"  vroeg ze stomverbaasd.
Toen ik zei, dat op termijn de benzine op zal raken, werd mevrouw plotseling zeer agressief.
Haar reactie was: "Als je maar niet denkt, dat ik dan zal ophouden met autorijden"
(dus ook niet als de benzine op is !!??)

Boeken over energie

"Sustainably Energy - without the hot air"
www.withouthotair.com/
Dit boek geeft een volledig overzicht van de (on)mogelijkheden van duurzame energie.
auteur:   David MacKay, professor aan de Universiteit Cambridge.
Lees vooral hoofdstuk 19:   "Every BIG helps"
Enkele citaten uit het boek:

"Zes graden"
www.hitte.nu/lynas.html
In zes hoofdstukken wordt beschreven wat de wereld te wachten staat bij een opwarming van
zes graden. Zes graden is de voorspelde opwarming aan het einde van deze eeuw, als we niet
snel tot een wereldwijde reductie van de CO2-uitstoot komen.
auteur:   Mark Lynas, wetenschapsjournalist en milieubeschermer.

Enkele citaten uit een interview met Mark Lynas:
vraag:
Waarom ben je ten aanzien van kernenergie zo radicaal van mening veranderd?
antwoord:
De wetenschap brengt geen overtuigende bezwaren meer naar voren. Moderne kerncentrales
kunnen eigenlijk niet meer ontploffen, Ze verbruiken inmiddels het radioactieve afval waar we
toch vanaf moesten. Gezondheidsrisico’s vallen in het niet bij andere gebruikte technieken. Het
levert enorme hoeveelheden stroom uit een minuscule hoeveelheid brandstof. De hoeveelheid
afval is heel erg klein en het is niet zo schadelijk voor de natuur als sommige mensen denken.
Ik durf zelfs te beweren dat het principieel afwijzen van kernenergie de grootste fout is die de
milieubeweging ooit heeft gemaakt. Dat is omdat het de deur heeft opengezet naar kolencentrales.
We hebben het aan de antikernenergiebeweging te danken dat er miljarden tonnen CO2 de
atmosfeer in zijn geblazen. Achteraf was dat een slecht idee.
vraag:
Maar uiteindelijk is de brandstof voor kerncentrales toch ook op?
antwoord:
Dat klopt, maar dat duurt nog een eeuw of twee. Ik wil er graag even aan herinneren dat we
nog maar een paar jaar hebben om het zelfregulerend vermogen van onze planeet te redden.
Dat is de keus waar we voor staan. Het probleem is dat milieuorganisaties het niet echt
kunnen maken om nu opeens toe te geven dat ze fout zaten met kernenergie.
www.milieudefensie.nl/publicaties/magazine/2009/oktober/Mark%20Lynas.pdf
www.guardian.co.uk/books/2007/apr/23/scienceandnature.climatechange

Interessante sites:
http://members.home.nl/energie-milieu/index.htm
www.co2minderen.be/
www.verhoeven272.nl/jan/energie/index.html
www.jacobh.nl/nlboek.html
www.hoesnel.nl/energie_ontwikkeling/energie-consumptie-2025.html
www.heavens-above.com/

Een collage van actuele persberichten

NRC-Handelsblad 13 november 2009
Het klimaatprobleem is op te lossen, zegt het Internationaal Energie Agentschap (IEA). Als we
zuiniger worden, meer kernenergie gebruiken en massaal elektrisch gaan rijden. Kernenergie speelt
een veel grotere rol dan in eerdere scenario's. Aardgas eveneens. Maar het opvallendste is de
enorme omslag die het IEA nodig acht in de transportsector. Die zal massaal over moeten op
elektrisch vervoer, vertelde chef-econoom Fatih Birol van het IEA gisteren. "Dit is de achilleshiel",
onderstreepte Birol. De omslag is nodig, niet alleen vanwege het klimaat. Het vermindert tevens
de kans op internationale conflicten. Zonder beleidswijzigingen zal de vraag naar olie toenemen
van 84 miljoen vaten per dag nu, naar 105 miljoen vaten in 2030. De prijs zal volgens de prognose
van het IEA stijgen naar bijna 200 dollar. Het zal de wereldeconomie ontwrichten. Bovendien
kan de krapte makkelijk leiden tot conflicten. Wellicht gewapende. Het IEA heeft in zijn analyse
één toverwoord:  zuiniger.

Teletekst 15 november 2009
Wereldleiders zijn het erover eens dat een akkoord op de klimaattop van volgende maand in
Kopenhagen niet reëel is. Kern is, dat voor een juridisch bindend akkoord Kopenhagen te vroeg
komt, maar dat daar wel afspraken gemaakt kunnen worden voor een volgende conferentie.

Teletekst 18 november 2009
De temperatuur kan wereldwijd met 6 graden stijgen als de klimaattop in Kopenhagen mislukt.
Dat zegt het Global Carbon Project, een groep wetenschappers en universiteiten die zoveel
mogelijk gegevens over de uitstoot van CO2 hebben verzameld en geanalyseerd. Volgens het
GCP is de uitstoot van CO2 tussen 2000 en 2008 met 29% gestegen. De klimaattop van
volgende maand is "de laatste kans" om de schade te beperken tot een stijging van 2 graden.

Teletekst 11 december 2009
Minister Cramer heeft uitgehaald naar Tweede Kamerleden die vinden dat het klimaatprobleem
wordt overdreven. Met name de PVV en kamerlid Verdonk vragen zich af of er wel een
probleem is. De VVD wil een onafhankelijk onderzoek naar aanleiding van de affaire waarbij
uit uitgelekte e-mails zou blijken dat wetenschappers rommelen met cijfers. De minister houdt
vast aan de cijfers van het klimaatpanel van de Verenigde Naties, het IPCC.

Teletekst 18 december 2009
De Verenigde Staten en China hebben op de klimaatconferentie in Kopenhagen geen nieuwe
toezeggingen gedaan om de CO2-uitstoot terug te dringen. President Obama en premier
Wen Jiabao benadrukken het belang om de uitstoot aan banden te leggen, maar hielden vast
aan al eerder gemaakte beloftes. Obama vindt dat landen elkaar moeten kunnen controleren
op het nakomen van de afspraken. Dat ligt vooral bij China gevoelig. Die zien liever geen
VN-waarnemers bij hun fabrieken

Teletekst 18 december 2009
Voordat duidelijk werd dat de arme landen zich tegen het klimaatakkoord verzetten, hadden
Nederlandse politici er al hun teleurstelling over geuit. Ze bekritiseerden vooral het gebrek
aan bindende afspraken over CO2-reductie. Het CDA sprak van het "best haalbare resultaat".
Groenlinks van een "slap akkoord". D66 vond dat de EU meer zijn nek had moeten uitsteken.

Teletekst 19 december 2009
De arme landen hebben in Kopenhagen vanochtend vroeg het VN-klimaatakkoord geblokkeerd.
Vooral Bolivia, Venezuela, Cuba en de eilandenstaat Tuvalu zijn tegen het akkoord.
Groot Brittanië doet nog een laatste reddingspoging. Veel arme landen voelen zich
buitengesloten door de grote landen en zijn daardoor gefrustreerd.

Teletekst 19 december 2009
Gisteravond leek het erop, dat de klimaattop na een moeizaam verloop toch redelijk zou
slagen. De grote landen, waaronder de VS, China, India en de EU, hadden een voorlopig
akkoord bereikt. Daarin staat dat de aarde maximaal 2 graden mag opwarmen.
President Obama sprak van een "belangrijke doorbraak". Kort daarna vetrok hij naar huis.
Over vermindering van de CO2-uitstoot waren geen bindende afspraken gemaakt.

Teletekst 19 december 2009
In Kopenhagen is geen formeel akkoord gesloten om de opwarming van de aarde tegen te
gaan. Het was de bedoeling dat alle 192 landen die aan de klimaattop deelnamen het akkoord
zouden tekenen, maar Sudan, Bolivia, Venezuela, Tuvalu en Cuba stemden er niet mee in.
Veel milieu-organisaties en arme landen spreken van een flop.

Teletekst 19 december 2009
De klimaattop in Mexico van volgend jaar is de laatste kans om maatregelen te nemen tegen
de opwarming van de aarde. Dat zegt Yvo de Boer, het hoofd van het VN-klimaatbureau.
Hij noemt het akkoord dat op de klimaattop in Kopenhagen is gesloten "erg mager", gezien de
grote hoeveelheid wereldleiders die naar Denemarken was gekomen en de voorbereidingstijd.

Teletekst 24 december 2009
De Amerikaanse president Obama vindt dat de teleurstelling over de uitkomst van de klimaattop
in Kopenhagen terecht is. "Volgens de wetenschap moeten we de uitstoot van broeikassen de
komende 40 jaar aanzienlijk verminderen. Niets in het Kopenhagen-akkoord verzekert dat dat
gebeurt". De top in Kopenhagen leverde niets meer op dan een intentieverklaring van de
deelnemers om de komende jaren iets te doen aan de uitstoot van CO2.

Teletekst 20 januari 2010
Het VN-Klimaatpanel erkent dat een waarschuwing over het smelten van de gletsjers in het
Himalayagebergte niet voldoende was onderbouwd. In een rapport uit 2007 stond dat de
gletsjers rond 2035 zouden zijn verdwenen, maar die stelling blijkt niet houdbaar. Het
Klimaatpanel (IPPC) laat weten dat de waarschuwing niet was gebaseerd op de eisen die
het IPPC zelf stelt aan gedegen onderzoek

Teletekst 27 januari 2010
Dat het klimaatpanel van de VN fouten heeft gemaakt, noemt minister Cramer van Milieu
"verontrustend". Ze zegt dat het vertrouwen in het klimaatonderzoek is geschonden. Het panel
schreef dat de gletsjers op de Himalaya in 2035 door de opwarming van de aarde zullen zijn
gesmolten. Dat is op z´n vroegst 2350. Toch doet dat volgens Cramer niets af aan de conclusie
dat de aarde door toedoen van de mens snel opwarmt.

Teletekst 28 januari 2010
Minister Cramer vraagt het Planbureau voor de Leefomgeving om te kijken naar fouten in het
rapport van het klimaatpanel van de VN. Cramer vindt dat verontrustend omdat het vertrouwen
in het klimaatonderzoek daardoor is geschonden. Ze wil weten hoe het VN-klimaatpanel de
cruciale fout heeft kunnen maken. Het PvdA-kamerlid Samson vindt dat mensen zoals hij, te
makkelijk hebben gezegd dat de wetenschap geen andere keus biedt dan nu meteen ingrijpen.

Teletekst 04 februari 2010
Minister Cramer duldt geen fouten meer van klimaatonderzoekers. Dat heeft ze gezegd tegen
wetenschappers die het jaarlijkse rapport "De Staat van het Klimaat" hebben geschreven.

Teletekst 10 februari 2010
Nederlandse wetenschappers vinden dat het VN-klimaatpanel  IPCC openlijker en sneller
fouten moeten erkennen. Wel is de ophef over het recentste rapport buiten proporties, staat
in hun open brief. Critici gebruiken de fouten om de hele wetenschap in diskrediet te brengen,
maar de conclusies van het rapport zijn niet gekleurd, zeggen de wetenschappers. Volgens hen
is het publieke vertrouwen in het klimaatbeleid beschadigd.

Teletekst 18 februari 2010
Yvo de Boer vertrekt als hoofd van het VN-klimaatbureau. Bij de klimaattop in Kopenhagen
probeerde De Boer tevergeefs een bindend klimaatverdrag tot stand te brengen. De Boer zegt
dat zijn vertrek daar niet mee samenhangt.

Teletekst 19 februari 2010
De vertrekkende VN-klimaatchef Yvo de Boer verwacht niet dat de klimaattop in Mexico
van eind dit jaar een bindend verdrag oplevert. Volgens hem heeft het magere resultaat van
de recente top in Kopenhagen duidelijk gemaakt dat het daarvoor waarschijnlijk te vroeg
is. In Mexico kan hooguit een ontwerp van een langetermijnbeleid worden opgesteld.

Teletekst 26 februari 2010
De VN stelt een onderzoek in naar het omstreden rapport uit 2007 van het VN-klimaatpanel
IPCC. Er komt een commissie van onafhankelijke wetenschappers die de fouten onder de
loep gaan nemen. Het IPCC ligt onder vuur nadat de afgelopen maanden verschillende
fouten in het rapport waren ontdekt. O.a. zijn de passages over de opwarming van de aarde
gebaseerd op meetfouten.