- Windenergie op steroïden – maximaal vermogen uit elk zuchtje wind
- Futuristisch energieproject in Arizona dat zon, water, mist en lucht combineert
- Laserstralen naar de Aarde
- Warmte- en energiewinning bij een vulkaan – onuitputtelijke bron diep in de aarde
- Zonne-energie in delen van Spanje, Israël en Ethiopië door gigantische solar-tulpen
- Wordt beheerste kernfusie de ‘Holy Grail’ van de duurzame energie?
Door de snelheid waarmee we fossiele brandstoffen gebruiken komen we binnen deze eeuw nog in een crisis terecht. Om deze crisis te overleven of, sterker nog, te vermijden, zijn veel bedrijven bezig met research en ontwikkeling van energie uit hernieuwbare bronnen zoals wind- en waterkracht en zonne-energie. Ingenieurs en wetenschappers onderzoeken nieuwe combinaties van duurzame energiebronnen die nog niet eerder samen zijn gebruikt. Ook wordt er research gedaan naar geheel nieuwe bronnen die ons nóg duurzamere en efficiëntere soorten energie kunnen leveren. Zonne-energie uit de ruimte, reusachtige solar-tulpen, gecontroleerde kernfusie en zelfs geothermische energie zijn enkele nieuwe manieren om energie op te wekken.
Windenergie op steroïden – maximaal vermogen uit elk zuchtje wind
De aankomende 25 jaar zien we exponentiële nieuwe ontwikkelingen op het gebied van windenergie en kunnen we het maximale aan energie halen uit elk zuchtje wind. Aangezien offshore windenergie zeer effectief is vanwege sterkere en consistentere wind zien we straks steeds meer windparken in de zee. Neem bijvoorbeeld het Anholt windmolenpark in Denemarken waar 111 turbines ongeveer 1.30 gigawatt aan stroom leveren en er zitten nog veel meer offshore-windenergieprojecten in de pijplijn. Het nieuw voorgestelde Britse offshore windmolenpark, ongeveer 120 kilometer uit de kust van Yorkshire, wordt met zijn 400 vierkante kilometer de grootste in de wereld. Het project is enorm belangrijk en zal een grote rol spelen in de voorziening van koolstofarme energie. Deze energie-infrastructuur is uitermate geschikt voor de 21e eeuw en heeft de capaciteit om meer dan een miljoen huishoudens van stroom te voorzien. Het toekomstige project levert in de toekomst naar schatting 2.000 banen op voor de bouw ervan en nog eens 300 banen om het windpark draaiende te houden.
Futuristisch energieproject in Arizona dat zon, water, mist en lucht combineert
Er zijn plannen om in St. Luis, in de woestijn van Arizona in de VS, een enorme, 682 meter hoge energie genererende toren te bouwen. Het wordt het één na hoogste bouwwerk ter wereld en gaat op een ongebruikelijke manier schone energie opwekken: een reeks pompen stuwt water naar boven dat in een tunnel in de toren weer naar beneden gesproeid wordt waardoor mist ontstaat. Blootgesteld aan de hete woestijnlucht wordt de mist omgezet in druppels die door de toren naar beneden vallen. Tegen de tijd dat het water de bodem bereikt, met een snelheid van 80 km per uur, ontstaat er een neerwaartse luchtverplaatsing die de turbines onderaan de toren in beweging brengt. De zonne- en windenergietoren werkt ononderbroken door – het enige dat de toren nodig heeft om deze luchtverplaatsing teweeg te brengen is de hete woestijnlucht. De energiecentrale zelf werkt op de eigen gegenereerde energie: 75 procent van het water wordt aan de onderkant van de toren weer opgevangen en met 11 procent van de energie-output van de toren weer naar boven gepompt.
Laserstralen naar de Aarde
SBSP of Spaced Based Solar Power (zonne-energie vanuit de ruimte) werd in de zeventiger jaren al bedacht; gigantische satellieten met grote zonnepanelen die in een baan om de Aarde cirkelen, waarbij ze altijd zonlicht opvangen dat door middel van microgolven of lasers naar de aarde gestuurd wordt. Meer zonne-energie bereikt de aarde in een uur dan de mensheid in een jaar kan verbruiken. Eén zonnepaneel van een vierkante meter vangt in de ruimte 1366 Watt aan energie op. Op aarde vangt datzelfde oppervlak maar 250 Watt op. Een antenne op de satelliet verstuurt de energie als laserstralen of microgolven naar de Aarde. Deze stralen worden opgevangen en omgezet in elektriciteit. Door de steeds grotere vraag naar energie, de hoge prijzen van fossiele brandstof en een grotere milieu bewustwording is er sinds kort hernieuwde aandacht voor zonne-energie uit de ruimte. Onderzoekers van het JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) zijn inmiddels met de ontwikkeling van de apparatuur begonnen. In maart 2015 is het JAXA gelukt om draadloos 1,8 kilowatt aan energie te verzenden naar een kleine ontvanger op 50 meter afstand, door elektriciteit om te zetten in microgolven en weer terug naar elektriciteit. Deze energie was genoeg om een kleine elektrische waterkoker te laten werken. Het plan is om in het jaar 2030 een zonnesatelliet in een baan om de Aarde te brengen, alhoewel het bouwen en onderhouden van grote structuren in de ruimte nogal wat voeten in de aarde zal hebben.
Warmte- en energiewinning bij een vulkaan – onuitputtelijke bron diep in de aarde
Met geothermie wordt warmte en energie gewonnen bij een vulkaan – een onuitputtelijke bron van duurzame energie. In bestaande geothermie-projecten wordt vanuit reservoirs in de aardkorst al heet water omhoog gepompt, maar het Amerikaanse bedrijf Alta Rock Energy kreeg onlangs toestemming voor een wel heel bijzonder geothermieproject met een nieuwe boortechniek, vlakbij een vulkaan. Het Newberry Enhanced Geothermal Systems project is bezig met de aanleg van een ondergronds haarvatenstelsel in het hete gesteente binnen een aantal kilometers van de vulkaan. De bedoeling is om de magmalagen rondom de boorgaten poreus te maken zodat koud water onder hoge druk door het hete gesteente gepompt kan worden – drie kilometer onder de grond. Dit water wordt in een mum van tijd kokendheet. Het kokende water wordt vervolgens weer naar boven gepompt waar het verandert in stoom. Deze stoom wordt in turbines omgezet in energie. Met deze techniek kan men vrijwel overal in de wereld kokend water uit de aarde halen. Ook al lijkt geothermische energie de ideale oplossing omdat het onuitputtelijk is en natuurlijk, is een energiepark dichtbij een vulkaan ook erg gevaarlijk. Wat gebeurt er bijvoorbeeld als magma in de aardkern opeens met kracht naar buiten geperst wordt of als men per ongeluk een ruimte aanboort waar de stoom met hoge druk naar buiten komt? Dat zou kunnen leiden tot explosies waarbij gevaarlijke gassen als waterstofsulfide de lucht in geblazen worden. Ook zou het verpompen van water in de grond in de buurt van een vulkaan de kans op seismische activiteit kunnen verhogen.
Zonne-energie in delen van Spanje, Israël en Ethiopië door gigantische solar-tulpen
AORA Solar heeft onlangs hun derde biogas zonne-energiecentrale gebouwd, en dit keer in Ethiopië. Het Hybrid System bestaat uit tulpvormige torens die zonlicht opvangen dat door vijftig spiegels die continu de stralen van de zon volgen, weerkaatst wordt. Het water dat opgeslagen is in de bollen wordt hierdoor tot zeer hoge temperaturen verhit en de resulterende stoom wordt vervolgens gebruikt om turbine-generatoren aan te drijven die elektriciteit opwekken. Deze unieke en indrukwekkende zonne-hybride-technologie is uitermate geschikt om landelijke ‘off-grid’ gebieden in Ethiopië van energie te voorzien. AORA heeft ook al verschillende actieve sites in Israël en Spanje. Gedurende de nacht of als het bewolkt is schakelt de turbine van de toren over op biobrandstoffen zodat een continue energieproductie gewaarborgd is.
Wordt beheerste kernfusie de ‘Holy Grail’ van de duurzame energie?
Kernfusie is de meest elementaire vorm van energie in ons universum. Fusie-energie genereert stroom wanneer waterstof temperaturen van rond de 100 miljoen graden Celsius bereikt. Het is eigenlijk geen hernieuwbare energie, maar zeker een belangrijke mogelijke toekomstige energiebron. Dit soort fusie-energie is niet te verwarren met de ongecontroleerde fusiereactie die gebruikt wordt om een waterstofbom te creëren; met ongecontroleerde fusie komt alle energie in één keer vrij, met ongekende vernietigingskracht als gevolg. Als we in staat zijn om met gecontroleerde fusie dezelfde hoeveelheid energie op te wekken zou dit weleens de ultieme energiebron ter wereld kunnen worden. Ingenieurs en wetenschappers in Saint-Paul-lez-Durance, een groot nucleair onderzoekscentrum in Cardache, Frankrijk, zijn bezig met het ontwerpen van een gecontroleerde fusiereactor; de eerste in de wereld die onbeperkte, koolstofvrije energie zal produceren zonder gevaarlijk kernafval. De site van het project dat bekend staat als ITER (Internationale Thermonucleaire Experimentele Reactor), is net zo groot als 60 voetbalvelden en naar verwacht gaat de energieproductie in 2027 van start.
De toekomst van energie wordt een ‘bigger deal’ dan informatietechnologie ooit was
De druk om alternatieve en hernieuwbare energiebronnen te vinden is groter dan ooit. Sommigen voorspellen dat we een toekomst van zonne-energie tegemoet gaan, terwijl anderen ons zien afstevenen op een waterstofeconomie, en ook torenhoge windturbines behoren tot de mogelijkheden. Naar alle waarschijnlijkheid boren we in de toekomst verschillende energiebronnen aan die ons niet afzonderlijk, maar ook gecombineerd met elkaar, kunnen voorzien van schone, duurzame energie. Hoe dan ook, de toekomst van energie wordt een ‘bigger deal’ dan informatietechnologie ooit was.
