debilt.allesduurzaam.nl

Groene energie echt groen?

"Duurzame energie moet nog een stuk duurzamer worden" is het thema dat afgelopen week boven kwam drijven tijdens de Financial Times Energy Conferentie in Londen. Hoewel wetenschappers het eens zijn dat de mensheid de uitstoot van broeikasgassen bij het genereren en transporteren van elektriciteit, zodat het klimaat niet warmer en minder voorspelbaar wordt, gebruiken veel van de "duurzame" technologien vaak grondstoffen die niet duurzaam zijn.

Supratik Guha (IBM) vertelde tijdens de conferentie dat verkopen van silicium zonnecellen hard groeit. Hierdoor was 2008 het eerste jaar dat de silicium wafers voor zonnecellen beter verkochten dan degene voor microcips. Maar hoewel silicium het meest voorkomende element in de aardkost is (op zuurstof na), kunnen alleen relatief inefficiente cells worden gemaakt die niet echt kunnen concurreren met elektriciteit die wordt opgewekt met fossiele brandstoffen. De beste en meest geavanceerde zonneceltechnologien vertrouwen op grondstoffen die veel zeldzamer zijn.

5007_indium.jpg


Zeldzame metalen

De efficientie van zonnecellen is gemeten aan de hand van het percentage van lichtenergie die wordt omgezet in elektriciteit. Silicium zonnecellen haalden eind december 2008 eindelijk de magische grens van 25%, maar de zogenoemde multi-junction zonnecellen kunnen efficienties halen van meer dan 40%. Hoewel deze cellen keer op keer worden genoemd als de toekomst van zonne-energie, halen ze hun kracht uit het zeldzame metaal indium. Er zijn minder dan tien mineralen op aarde die indium bevatten. Geen van deze komt voor in grote hoeveelheden en in totaal is maar 0,25 op de miljoen deeltjes in de aardkorst een indiumdeeltje.

Het grootste gedeelte van dit zeldzame deeltje indium wordt gebruikt om LCD schermen te fabriceren. Hierdoor is de prijs voor indium de laatste jaren gestegen tot boven de $1000 per kilogram. De berekeningen voor de groei van zonne-energie zijn niet meegenomen in de berekeningen voor de beschikbaarheid van indium. Als de groei aanhoudt hebben we volgens pessimistische schattingen nog maar 10 jaar indium beschikbaar. En als de zon een belangrijk bron van elektriciteit moet worden is een alternatief voor indium essentieel.


Platinum

De droom van de waterstofeconomie heeft volgens Paul Adcock (Intelligent Energy) vergelijkbare uitdagingen. Een goedkope manier om waterstof te maken is voorlopig echter nog niet beschikbaar. Nieuwe methoden, zoals het gebruik van bacterieele enzymen om water te "splitsen" hebben nog een lange weg te gaan voor ze commerciaal haalbaar zijn.

Tot nu toe zijn brandstofcellen nog steeds de meest effectieve manier om gas in elektrictiteit om te zetten. Deze manier vertrouwt echter op het dure platinum om de reactie te catalyseren. Het probleem is dat platinum nog veel zeldzamer is dan indium. Slechts 0.003 deeltjes per miljard in de aardkorst is platinum en de prijs is niet in kilogrammen, maar per gram. Er bestaan schattingen dat als de 500 miljoen auto's die op dit moment over de aarde rijden uitgerust waren met brandstofcellen, de wereld over 15 jaar door de voorraad platinum heen zou zijn.

Helaas zijn platinumloze brandstofcellen nog steeds niet goed genoeg. Een brandstofcel gebasserd op nikkel, ontwikkeld aan de universiteit van Wuhan in China, is nog 10 keer zo inefficient als platinum katalysatoren. Een nieuwe aanpak die vorige week werd gepresenteerd laat zien dat koolstof nanotubes zowel effectiever als goedkoper kunnen zijn dan platinum. Helaas zal het nog lang duren voordat platinumvrije brandstofcellen commercieel haalbaar zullen zijn.


Brandstof of eten?5007_algen_biobrandstof.jpg

Biobrandstoffen, zoals ethanol uit mais, zijn de meest beruchte voorbeelden van het verkeerd gebruiken van de term duurzame energie. De hoeveelheid verbouwbare grond op de wereld is beperkt en duurzame energie moet concurreren met voedsel, aldus Ausilio Bauen van het Imperial College uit Londen. Er zijn mogelijke oplossingen, maar geen van hen zijn klaar om op de markt te worden gebracht. Biobrandstoffen gemaakt van bijvoorbeeld cellulose kunnen gemaakt worden van oneetbare planten(resten) of hout in plaats van eetbare platen. Algen, die worden gekweekt in tanks blijven de aandacht trekken en het winnen van biobrandstoffen uit zeealgen of zeewie zou geen beslag leggen op de hoeveelheld landbouwgrond.

Duurzame energietechnologien blijven de grote hoop voor de toekomst en zijn op de korte termijn gegarandeerd van onderzoeksgeld. Er is echter een tweede golf van ideeen voor duurzame energie nodig die echt gebaseerd is op duurzame grondstoffen, anders raakt ook de duurzame energie op. 

Bron: New Scientist