Hoe dicht zijn we bij echt CO2-vrije hernieuwbare energie?

De stijgende energieprijzen hebben dit jaar geleid tot recordwinsten in de oliesector. Deze week maakte BP bekend dat de onderliggende winst tussen april en juni meer dan verdrievoudigd was ten opzichte van vorig jaar. Toch blijven analisten volhouden dat grote olie leeft van geleende tijd. Meer dan 90 procent van de wereldeconomie streeft naar netto nul, en zelfs als het nog niet snel genoeg gebeurt, betekenen deze toezeggingen dat beleidsmakers overal plannen maken hoe ze fossiele brandstoffen snel kunnen uitfaseren.

Het VK wekt momenteel ongeveer 45 procent van zijn elektriciteit op uit fossiele brandstoffen. Maar er zijn plannen om vandaag over te stappen van het opwekken van 55 procent koolstofarme energie naar 95 procent koolstofarme energie in 2030. Dit is een gigantische onderneming die miljarden ponden aan investeringen in hernieuwbare energiebronnen met zich mee zal brengen.

Maar simpelweg overstappen op hernieuwbare energie is geen garantie voor “netto nul”. Belichaamde koolstof in hernieuwbare energiebronnen – dit zijn emissies die worden geproduceerd tijdens transport en productie – betekenen dat hernieuwbare energiebronnen een bescheiden koolstofvoetafdruk behouden. Volgens gegevens van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC) produceert windenergie doorgaans 10 g CO2 per kilowattuur (gCO2/kWh) elektriciteit, terwijl dat voor zonne-energie 30 gCO2/kWh is.

Hernieuwbare energiebronnen zijn veel schoner dan fossiele brandstoffen – aardgas, de schoonste fossiele brandstof, produceert 380 g CO2/kWh. Maar ze zijn niet helemaal vrij van CO2-uitstoot. Dit moet worden aangepakt als we het netto nulpunt willen bereiken.


Zonnepanelen produceren de hoogste uitstoot onder de reguliere hernieuwbare energiebronnen, en dit is grotendeels te danken aan hun productieproces. Hoogwaardig silicium in zonnecellen wordt vervaardigd via een zeer energie-intensieve methode, het ‘Siemens-proces’, waarbij trichloorsilaangas wordt verwarmd tot meer dan 1.100ºC. De efficiëntie van dit proces is verbeterd: de energie die nodig is om 1 Wp (‘wattpiek’ – een standaardmaat voor het vermogen van zonne-energie) te produceren, is drastisch gedaald, van 16 kilowattuur (kWh) midden jaren negentig naar 3 kWh in 2020 Maar dit blijft aanzienlijk, gelijk aan ongeveer een tiende van de standaard levenslange elektriciteitsoutput van een zonnecel van 1 Wp, dat is 30 kWh.

Als het op wind aankomt, heeft snelle technologische innovatie ervoor gezorgd dat turbines in de loop van de tijd zowel groter als efficiënter zijn geworden, waardoor ze tijdens hun levensduur veel minder uitstoot hebben. De productie heeft opnieuw de grootste impact op de uitstoot: analisten van Bernstein Research hebben berekend dat de productie van staal en aluminium verantwoordelijk is voor de meeste uitstoot van offshore wind, respectievelijk 62 procent en 19 procent. Modellering door BloombergNEF heeft aangetoond dat het bouwen van voldoende windturbines om tegen 2050 netto nul te bereiken 1,7 miljard ton staal nodig zal hebben, een cijfer net onder de jaarlijkse staalproductie van de hele planeet. Volgens de World Steel Association was dat in 2020 1,8 miljard ton.

Inhoud van onze partners

Hoe creëer je een verantwoorde vorm van

“Vakbonden helpen omstandigheden voor chauffeurs zoals ik te verbeteren”

Transport is de kern van nivelleren

Dus wat zijn de oplossingen? Er kunnen nog steeds grote koolstofbesparingen worden gerealiseerd door middel van energie-efficiëntie en technologische verbeteringen, zoals het maken van zonnecellen die zijn gemaakt van dunnere stukjes silicium. Industriële processen moeten ook niet worden aangedreven door steenkool, maar door schone energiebronnen zoals groene waterstof, die wordt geproduceerd uit water met behulp van hernieuwbare elektriciteit.

De Zweedse staalproducent SSAB AB loopt voorop in de productie van groen staal, gemaakt van waterstof, en het bedrijf streeft ernaar om tegen 2026 ‘s werelds eerste fossielvrije staal commercieel te verkopen. Het groeiende vertrouwen in de technologie is te zien aan het aantal staalproducenten dat nu zich committeren aan netto nul, inclusief reuzen als ArcelorMittal en Nippon Steel Corp.

Energie-intensieve industriële processen kunnen ook worden vermeden als meer materialen worden gerecycled. “De overgang naar een koolstofarme economie moet worden ontworpen met een materiële focus, waarbij alles wordt ontworpen met een gesloten-lus-mentaliteit wanneer het wordt geïnstalleerd”, legt Patrick Schroeder van de Britse denktank Chatham House uit. “Aanvankelijk was het alleen belangrijk om hernieuwbare energiebronnen te promoten in plaats van kolen en andere fossiele brandstoffen, maar nu de transitie plaatsvindt en onvermijdelijk is, moeten we meer nadenken over de circulaire economie.”

Gelukkig wordt al zo’n 90 procent van het materiaal van moderne turbines – waaronder staal, cement en koperdraad – regelmatig gerecycled. Het lastige zijn de bladen, die zijn gemaakt van een composietvezelmateriaal dat is ontworpen om ze licht en duurzaam te maken. Op dit moment is de belangrijkste commerciële route voor het recyclen van een blad het vermalen van de jaloezie om materiaal te produceren dat een vervanging kan zijn voor zand bij de cementproductie.

Maar de windindustrie is hard aan het innoveren om een ​​oplossing te vinden waarbij materialen hergebruikt kunnen worden. Toonaangevende fabrikant Siemens Gamesa, bijvoorbeeld, onthulde in september 2021 zijn eerste volledig recyclebare product: 81 meter lange bladen die zijn ontworpen om recyclers in staat te stellen onderdelen gemakkelijker te scheiden aan het einde van hun levensduur. Jonas Jensen van het bedrijf vertelde: schijnwerper dat ze voorlopig een “feature product” blijven, maar een aantal ontwikkelaars – waaronder het Franse EDF, het Duitse RWE en het Britse Western Power Distribution – hebben interesse getoond voor wanneer ze op de markt komen.

Zonnepanelen zijn ook moeilijk te recyclen, vanwege de manier waarop mineralen zoals lood, zilver en silicium worden gecombineerd om de zonnecel te vormen. Maar in de EU zijn fabrikanten van zonnepanelen bij windturbines al verplicht om ervoor te zorgen dat alle zonnepanelen worden gerecycled. Ze worden meestal verwerkt in traditionele recyclingfabrieken waar glas en metalen zoals koper en aluminium kunnen worden gewonnen in een “rudimentair proces” dat de elementen van de hoogste waarde niet opvangt, zegt Meng Tao, een duurzame zonne-expert aan de Arizona State University.

Toenemende, technologische verbeteringen betekenen dat bijna 100 procent van het zonnepaneel nu technisch kan worden gerecycled, waarbij alles wat overblijft een poeder wordt dat kan worden gebruikt als vervanging voor zand bij de cementproductie.

[See also: Is nuclear energy a sustainable solution to climate change?]

Leave a Comment