Overgang naar duurzame energie vraagt meer ruimte voor energieproductie
De overgang naar duurzame energie betekent ook dat onze ruimte anders ingedeeld moet worden. Milieu-onderzoeker Paul Behrens en masterstudent John van Zalk onderzochten voor het eerst hoeveel ruimte de productie van verschillende energievormen kost. Biomassa, waterkracht en wind - van vitaal belang voor een duurzame toekomst - nemen de meeste ruimte in beslag, aardgas en kernenergie de minste. Publicatie in Energy Policy.
Verschillende brandstoftypes vragen bij de productie verschillende hoeveelheden ruimte. Voor hernieuwbare energiebronnen geldt dat de productie ervan over het algemeen meer ruimte vergt dan fossiele brandstoffen. Vergelijken kan aan de hand van de zogenoemde vermogensdichtheid: het gemiddelde elektrische vermogen dat wordt geproduceerd op één horizontale vierkante meter. Behrens en Van Zalk verzamelden 177 schattingen van Amerikaanse vermogensdichtheden uit de wetenschappelijke literatuur en vergeleken zo de vermogensdichtheid van negen specifieke energietypen. De resultaten zijn ook toepasbaar in andere landen.
Minder vervuiling, groter ruimtebeslag
De onderzoekers vonden dat vermogensdichtheden met maar liefst een factor 1000 variëren, met biomassa als laagste (0,8 W/m2 ) en aardgas als hoogste (1000 W/m2). De productie van zonne- en windenergie heeft 40 tot 50 keer meer ruimte nodig dan steenkool en 90 tot 100 keer meer dan gas. ‘De productie van fossiele brandstoffen is zeer vervuilend’, zegt Behrens. ‘Hernieuwbare energie produceren neemt meer ruimte in, maar die ruimte wordt minder vervuild en kan worden ontwikkeld voor meerdere toepassingen, zoals landbouw rond de basis van windturbines.’
Uit de analyse bleek ook dat de dichtheid van zonne-energie in de loop van de tijd toeneemt: de trend is zodanig dat nieuwe, driedimensionale ontwerpen tegen het midden van de eeuw meer dan drie tot vijf keer de huidige opbrengst kunnen bereiken.
Zonnepanelen op het dak
Met de toenemende bevolking en de daarmee stijgende behoefte aan voedsel en huisvesting, zal land een schaars halverwege deze eeuw een schaars goed zijn. ‘De zeer lage vermogensdichtheid van biomassa zal deze hernieuwbare brandstofbron weinig populair maken’, aldus Behrens, ‘vooral omdat de grond waarop gewassen voor de productie van brandstof worden geteeld, ook gebruikt kan worden gebruikt voor het telen van voedsel. De productie van zonne-energie op daken is qua ruimtebeslag de beste optie aangezien er geen concurrentie plaatsvindt met landgebruik. Offshore-windenergie gebruikt eveneens weinig ruimte. Verder kunnen toekomstige technologieën zoals algenparken, een andere mogelijkheid zijn om landconcurrentie te voorkomen.
Het artikel van John van Zalk en Paul Behrens is te lezen via: http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol.2018.08.023