Wordt thermische energie volledig vervangen?

ⅰLessen uit stroomuitval

Heb je ooit een stroomstoring meegemaakt? Plotseling valt alles uit, vallen liften stil, raken mobiele telefoons leeg en vallen airconditioners uit. Dat gevoel van machteloosheid doet je beseffen dat elektriciteit de "lucht" van de moderne samenleving is.

Er zijn wereldwijd inderdaad grote stroomuitvalgevallen geweest:

De stroomstoring in Noord-Amerika in 2003 zorgde ervoor dat tientallen miljoenen gebruikers 's nachts zonder stroom zaten.

Tijdens de koude periode in Texas in 2021 werden windenergie- en aardgascentrales massaal gesloten. Omdat er geen energieopslag als back-up was, leden miljoenen mensen onder vriestemperaturen en stroomuitval.

Stroomuitval in sommige regio's van China: kolentekorten en schommelingen in de vraag naar hernieuwbare energie zetten het elektriciteitsnet onder druk, waardoor er beperkingen op de stroomvoorziening gelden.

Deze voorbeelden laten zien dat uitsluitend vertrouwen op thermische energie riskant is, en dat uitsluitend vertrouwen op hernieuwbare energie eveneens riskant is. Het energiesysteem heeft een stabielere 'combinatiestrategie' nodig.

ⅡMachtsstructuren in verschillende landen

Wereldwijd zijn er grote verschillen in energiebronnen:

China: Steenkoolcentrales blijven de belangrijkste bron, maar de afgelopen jaren is de geïnstalleerde capaciteit van zonne-energie en windenergie enorm toegenomen en wordt het model ‘hernieuwbare energie + energieopslag’ geleidelijk aan een trend.

Verenigde Staten: Een evenwichtige aanpak tussen aardgas en hernieuwbare energie, terwijl we wereldwijd koploper zijn op het gebied van batterij-energieopslagtechnologie, waarbij Californië en andere regio's de grootste energiecentrales ter wereld hebben gebouwd.

Europa: Duitsland en Spanje zijn koplopers op het gebied van wind- en zonne-energie, terwijl Frankrijk voor de stabiliteit van het elektriciteitsnet afhankelijk is van kernenergie. Europa als geheel zet zich in voor de energietransitie, waarbij de ontwikkeling van opslagsystemen in een stroomversnelling komt.

Japan en Zuid-Korea: Deze landen zijn sterk afhankelijk van geïmporteerde energie. Ze moeten een evenwicht vinden tussen leveringszekerheid en het actief ontwikkelen van combinaties van zonne-, waterstof- en opslagtechnologieën.

Globaal gezien bewegen alle regio's in de richting van het model ‘hernieuwbare energie + opslag’, zij het in verschillend tempo.

ⅲHoe is de huidige situatie?

De ontwikkeling van nieuwe energiebronnen bloeit, maar kent ook uitdagingen.

De "grilligheid" van zonne-energie en windenergie: zonne-energie kan alleen overdag worden opgewekt als de zon schijnt, en stopt 's nachts; windenergie is afhankelijk van het weer en stopt tijdens "windstille periodes". Deze volatiliteit zet de stabiele werking van het elektriciteitsnet onder druk.

De opkomst van energieopslagbatterijen: lithium-ionbatterijen en flowbatterijen fungeren als gigantische 'powerbanks'. Ze slaan overtollige elektriciteit op tijdens periodes van overschot en geven deze weer vrij tijdens piekvraag om het elektriciteitsnet in evenwicht te houden.

Beleidsfactoren: China heeft expliciet bepaald dat nieuwe fotovoltaïsche en windenergieprojecten gepaard moeten gaan met energieopslagfaciliteiten. De VS en Europa gebruiken ondertussen fiscale subsidies en marktmechanismen om bedrijven te stimuleren energieopslaginfrastructuur te bouwen.

Er zijn nog steeds uitdagingen: energieopslagbatterijen zijn duur, hebben een beperkte levensduur en de recycling en hergebruik ervan aan het einde van hun levensduur zijn nog steeds een onopgelost probleem.

Met andere woorden: energieopslag wordt geleidelijk aan steeds gebruikelijker, maar het zal nog wel even duren voordat het de traditionele energiebronnen volledig vervangt.

ⅳWaarom moeten we kolencentrales vervangen?

Milieubescherming: kolencentrales dragen in grote mate bij aan de uitstoot van koolstofdioxide, luchtvervuiling en het broeikaseffect.

Energiezekerheid: Schommelingen in de prijzen van steenkool en aardgas hebben een directe invloed op de elektriciteitsprijzen en -levering.

Economische haalbaarheid: Zonne-energie en windenergie worden steeds betaalbaarder, zelfs rendabeler dan kolencentrales.

Doelstellingen voor CO2-neutraliteit: om de uitstoot te verminderen, moet het gebruik van kolengestookte elektriciteitscentrales geleidelijk worden afgebouwd en uiteindelijk volledig worden afgeschaft.

ⅤKan het kolencentrales volledig vervangen?

Het antwoord is: uiteindelijk, maar niet binnenkort.

De komende tien jaar zal kolencentrales de ruggengraat van het elektriciteitsnet blijven.

2030–2040: Naarmate energieopslag goedkoper wordt en waterstofenergie betrouwbaarder, zal kolengestookte energie geleidelijk aan naar de 'bank' verschuiven.

Rond 2050: Verwacht wordt dat hernieuwbare energie in combinatie met energieopslag de overhand zal nemen en dat kolencentrales grotendeels zullen verdwijnen.

Met andere woorden: het toekomstige energiesysteem zal er waarschijnlijk als volgt uitzien: hernieuwbare energie en energieopslag zijn de belangrijkste bronnen, kolencentrales zullen een ondergeschikte rol spelen en kernenergie, waterkracht en waterstofenergie zullen aanvullende ondersteuning bieden.

Energieopslagbatterijen zullen steeds vaker worden gecombineerd met zonne- en windenergie, net zoals smartphones niet zonder batterijen kunnen. Om hernieuwbare energie echter volledig te laten vervangen door kolencentrales, zijn technologische doorbraken, beleidsondersteuning en netupgrades nog steeds nodig. In de toekomst zal kolencentrales misschien niet zomaar verdwijnen, maar eerder geleidelijk naar de achtergrond verdwijnen, totdat je op een dag beseft dat de energiesector al gedomineerd wordt door schone energie.