ENERGIE

1
DE ENERGIEVRAAG VOOR ONZE TOEKOMSTIGE
SAMENLEVING

• W. Dhaeseleer
• K.U.Leuven Energie-Instituut

2
DE ENERGIEPROBLEMATIEK GEDREVEN DOOR EEN
MOGELIJKEKLIMAATSWIJZIGING

• W. Dhaeseleer
• K.U.Leuven Energie-Instituut

3
Waarom is er een energieproblematiek ?

• Onderscheid tussen
• - korte middellange termijn
• - lange termijn
• Voldoende energie beschikbaar volgende 20-40
  jaar
• gas, olie, steenkool, uranium
• Maar tegen welke prijs?
• lage prijzen in jaren 90
• nu hoge prijzen
• Structureel signaal of fluctuatie?

4
(No Transcript)
5
(No Transcript)
6
(No Transcript)
7
(No Transcript)
8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
10
De energieproblematiek

• Betere geografische spreiding
• Meer exploratie, nieuwe ontdekkingen, meer
  efficiënte productiemethoden
• Laatste decade primaire consumptie ? 2 /a
• tegen 7 /a voor olie in periode 1890-1970
• Momenteel wereldeconomie booming
• - USA, Europa
• - herstel van Verre Oosten

11

• Beschikbaarheid van (goedkope) energie?
• Korte termijn (volgende 10 jaar)
• geen reden tot ongerustheid (behalve
  prijsperturbaties)
• Middellange termijn (binnen 20-50 jaar)
• prijstoename olie gas te verwachten
• brandstofmix sommige landen uit evenwicht
• Lange termijn (gt 50 jaar)
• moeten leren leven met minder fossiele
  brandstoffen
• ? nood aan alternatieven

12
De energieproblematiek

• Uitputting fossiele bronnen
• Bronnen sowieso eindig na verloop van tijd
  uitgeput
• Tijdshorizon 10 000 jaar (cf radio-actief afval)
• bult tussen 1800 en 2200

13
Uitputting fossiele bronnen

• argument huidige generatie moet fossiele bronnen
  voor ver nageslacht bewaren
• reductie gebruik tot redelijk niveau uitsmeren
  bult
• nog steeds probleem voor zeer ver nageslacht
• geen gebruik meer van fossiele bronnen
• naar toekomst doorschuiven van bult
• wij hebben geen energie meer ? geen ontwikkeling
  van de
• aarde
• verdere generaties hebben zelfde moreel probleem
  als wij
• zullen bult misschien ook doorschuiven
• zo zou er nooit ontwikkeling van de aarde geweest
  zijn

14
Uitputting fossiele bronnen

• Stelling
• uitputting bronnen is onoverkomelijke zaak
• kunnen schatten niet bewaren voor latere
  generaties
• zijn maar schatten als ze nuttig zijn
• vroege verleden
• heden
• verre toekomst

15
Uitputting fossiele bronnen

• schatten van de aarde?
• toekomstige generaties doorschuiven bult?
• vroegere volkeren geen schatten
• niet opgesoupeerd weinig opbouw
• huidige generaties ontdekte schatten nuttig
  gebruiken (parabel van talenten)
• fossiele bronnen mogen worden opgesoupeerd

16
Uitputting fossiele bronnen

• Mits
• fossiele bronnen voor verhoging levensstandaard
• ondertussen nieuwe bronnen ontwikkelen
• niets aan toeval overlaten parallel investeren
  in R D verschillende technologieën
• verbruik fossiele bronnen vertragen tot nieuwe
  bronnen er zijn
• fractie overhouden voor petrochemie
• gemakkelijke bronnen voor ontwikkelingslanden
• meer moeilijke bronnen voor geïndustrialiseerde
  landen

17
De energieproblematiek

• De milieufactor
• Tot voor 15 - 20 jaar eigenlijk geen echt
  probleem
• NOx, Sox rookgaszuiveringsinstallatie
• nucleair afval stabiele barrieres om tegengaan
  migratie
• milieuzorg via technische oplossing vertaald in
  economisch prijskaartje

18
De energieproblematiekDe milieufactor

• Het broeikaseffect
• Vermeerderd serre-effect wegens vooral CO2 en CH4
• - mogelijke T stijging stijging zeeniveau
• Momenteel geen 100 zekerheid
• - positieve negatieve terugkoppelingen
  niet-lineaire modellering
• - zonne-activiteit en bewolking (Deense
  wetenschappers)
• - Moore (economist)
• - Böhmer-Christiansen

19
De energieproblematiekDe milieufactor

• Maar IPCC
• The balance of evidence suggests a discernible
  human influence on global climate

20
De energieproblematiekDe milieufactor

• Wetenschap zal uiteindelijk uitsluitsel geven
• Voorzichtigheidsprincipe
• beter voorkomen dan genezen
• Beleid zal maatregelen nemen
• Kyotoprotocol
• - min 5.2 geïndustrialiseerde wereld (2010
  t.o.v. 1990)
• - België min 7.5
• Neem broeikaseffect als een gegeven

21
De energieproblematiekDe milieufactor

• Gevolgen van broeikaseffect
• Globaal van aard geen loodgietersoplossingen
• Drastische heroriëntatie
• - druk op fossiele brandstoffen
• - minder tijd ontwikkeling andere bronnen
• - nucleaire energie als oplossing?
• - REG en hernieuwbare bronnen

22
De energieproblematiek

• Hoe realistisch is uitgangspunt?
• - geen fossiele bronnen
• - geen nucleaire energie
• - alleen REG en hernieuwbaar
• Kritische analyse voor België
• ? korte termijn
• ? middel-lange termijn
• ? lange termijn

23
De energieproblematiek

• Opening Europese markt elektriciteit gas
• Vrije keuze voor verbruikers
• afzet voor producenten niet gegarandeerd
• Producenten
• - geen lange-termijn verantwoordelijkheid meer
• - concentreren op kosten drukken /
  herstructureren

24
De energieproblematiekLiberalisering

• Producenten
• focusseren op korte termijn
• weinig investeringen in kapitaalintensieve
  technologie
• weinig investeringen in lange-termijn RD
• Lagere prijzen voor consument toename verbruik?

25
De energieproblematiekLiberalisering

• Lange-termijn stabiliteit zal waarschijnlijk
  terugkeren.
• Binnen 10-15 jaar zullen actoren spelregels
  geleerd hebben.
• Soort dynamisch evenwicht te verwachten.

26
De energieproblematiek

• Drijvende kracht achter energieproblematiek
• broeikaseffect
• geen fossiel
• nucleair?
• alleen REG en hernieuwbaar
• Sterk beïnvloed door liberalisering Europese markt

27

• Toekomstscenarios
• vele langetermijnscenarios (OESO,WEC,EU,SHELL,
  )
• geen voorspelling van de toekomst
• denkoefeningen om gevolgen van bepaalde
  ontwikkeling in te schatten
• om reactiemogelijkheid te testen om
  waakzaamheid aan te scherpen
• om tijdig correctief op te treden

28
Toekomstscenarios

• Beschouw SHELL scenarios (horizon 2060)
• voortdurende groei (? BAU)
• ? dubbel energiegebruik per capita
• ? dubbele wereldbevolking ? energie x 4
• dematerialisatie
• ? constant energiegebruik per capita
• ? dubbele wereldbevolking ? energie x 2
• ? enorme uitdaging voor
• aanbodzijde vraagzijde

29
Rationeel Energiegebruik (REG)

• Energie-intensiteit daalt,
• maar elektrische intensiteit stijgt
• Verliezen beperken (isolatie, dubbel glas)
• Meer efficiënte toestellen (2 HW
  thermodynamica)
• Ingrepen meer performante toestellen meestal
  duurder
• ? markt stimuleren via DSM programmas
• Invloed lagere elektriciteitsprijzen?

30
(No Transcript)
31
Rationeel Energiegebruik

• Eerste-hoofdwet-rendement
• nuttige energie-transfer-output van een toestel
• ? ----------------------------------------------
  ---------------- energie-input van een toestel
• ? lt 1 rendement
• ? gt 1 COP coefficient of performance
• ? ? 90 - 95 voor moderne verwarmingsketels

32
Rationeel Energiegebruik

• Tweede-hoofdwet-rendement
• zoek meest efficiënte toestel om taak uit te
  oefenen
• nuttig effect (warmte of arbeid) geleverd door
  toestel
• ? ----------------------------------------------
  -------------------------
• max. mogelijk nuttig effect geleverd door om het
  even welk toestel, met zelfde input energie als
  gegeven toestel

33
Rationeel Energiegebruik

• minimale exergie nodig om proces uit te voeren
  Emin
• ? ----------------------------------------------
  ----------------- ------
• werkelijke exergie nodig geweest om proces
  Ewer
• uit te voeren

34
Rationeel Energiegebruik

• Lage ?
• in brandstof, elektriciteit
• out lage T warmte
• exergieverlies bij verbranding 30
• brander met ketel (T0 4 C, te verwarmen tot 30
  C)
• ? 80 maar ? 7
• warmtepomp (T0 4 C, te verwarmen tot 30 C)
• COP 4 en ? 33
• zelfs met STEG van 50 ? ?tot 17
• elektriciteit via brandstofcellen ? ?tot 20-30

35
Rationeel Energiegebruik

• Behoorlijke energiebesparing mogelijk
• isolatie, spaarlampen, koelkasten,
  vermogenelektronica, brandstofcellen,...
• Onderscheid technisch, economisch
  marktpotentieel
• Verschillende schattingen EPRI vs LOVINS
• Op 10 jaar tijd
• technisch ? 35 à 40
• economisch ? 20 à 25
• markt ? 10 à 15
• Energiebesparingen zijn asymptotisch!

36
(No Transcript)
37
Rationeel Energiegebruik

• REG conclusies
• Betekenisvolle reducties mogelijk
• - korte termijn vertraging stijging elektrisch
  verbruik
• - lange termijn misschien daling verbruik
• Interventie overheid anders in geliberaliseerde
  markt
• - eerder stimulerend dan dwingend
• - energiebesparing moet marktproduct worden
• Onvoldoende voor middel-lange termijn
  energie-evolutie

38
Hernieuwbare bronnen

• Potentieel op wereldvlak aanzienlijk (USA, UK,
  Noorwegen,)
• België slecht bedeeld
• weinig wind, weinig zon, weinig oppervlakte,
  weinig hoogteverschil
• Onvoorspelbaarheid ogenblikkelijk vermogen
• extra kostenfactor
• Decentralisatie uitdaging netbeheer

39
Hernieuwbare bronnen

• Grootschalige implementatie (verre toekomst)
• - PV en dan stockage via H2
• - off-shore wind
• - import van hydro of zon
• Toekomstige waterstofeconomie?
• - productie H2 via elektrolyse
• - energieconversie via brandstofcellen,
  turbines, motoren

40
Hernieuwbare bronnen

• Europa
• In 1996 hernieuwbaar ? 6 energieconsumptie EU
• Streefdoel 2010 12
• België (schatting Ampere)
• Totaal tegen 2020 (elektr) ? max 8 TWh/a
• Totaal verbruik België 80 TWh/a in 1998
• Realistisch tegen 2020 ? 3 à 4 TWh/a
• Zonder afval (biomassa) ? 2 à 3 TWh/a

41
Tussenstand

• Zeker voor België, voor eerstvolgende 20...30
  jaar
• REG
• henieuwbare bronnen ? onvoldoende
• wel nu beginnen met acties voor REG en
  hernieuwbaar
• toch nog ? 80-90 te halen uit andere bronnen
• grote trekpaarden nodig voor basislast
• ? fossiel, nucleair

42
Fossiele bronnen

• Gas
• Lage CO2-uitstoot
• Ruime voorraden
• Elektriciteit via STEG (later brandstofcellen)
• Toch niet alle eieren in zelfde korf

43
Fossiele bronnen

• Warmtekrachtkoppeling
• Geen recuperatie van warmte bij
  elektriciteitsgeneratie
• Verstandige manier om arbeid te recupereren bij
  productie lage T warmte
• Brandstofbesparing afhankelijk van
• - rendementen gescheiden productie
• - nuttig gebruik van alle w armte
• - WKK bij deellast niet optimaal
• Veel decentrale productie netbeheerproblemen

44
Fossiele bronnen

• olie/benzine
• - nog lange tijd nodig voor transport
• steenkool
• - ruime reserves
• - interessante pistes via steenkoolvergassing
• (gecombineerde cycli)
• - nood aan decarbonisatie uitlaatgassen
  CO2-stockage

45
Nucleaire energie

• Nucleaire elektriciteitsopwekking
• Goed ontworpen nucleaire centrales, betrouwbaar
  veilig
• ? nieuwe generatie nog veiliger
• Nucleaire splijtstof nergens anders goed voor
• Nucleaire piste quasi CO2-vrij
• Niet-rationele angst voor nucleaire afval
• Nucleaire energie niet perfect, maar zeer valabel

46
Nucleaire energie

• Gezien onzekerheden voor lange termijn
  energie-efficiëntie en hernieuwbare bronnen, en
  CO2 nadelen fossiele bronnen.
• nood aan behoud technologie ? vervanging
  nucleair
• door nucleair bij einde levensduur
• ook lange-termijn RD investeringen nodig
• - nucleaire splijting (kweelreactoren, Rubbia)
• - kernfusie (ITER, DEMO)

47
Besluit

• Besluit
• Energieproblematiek
• gedreven door CO2 opening markten
• Geen kwestie van of dit of dat
• maar en dit en dat
• Promoten efficiëntie en hernieuwbare bronnen
• blijvende behoefte aan nucleair en fossiel
• Parallelle lange-termijn-investeringen in RD