10 september 2014

prof.dr. Guido Mul

Met de vakanties achter de rug gaat het Science Café weer met hernieuwde energie van start. De zon mag dan langzaam een minder prominente rol gaan spelen de komende maanden, bij de eerste lezing van het nieuwe seizoen stond ze aan de basis van het onderwerp: de opslag van duurzame (zonne-)energie. Prof. dr. Guido Mul, hoogleraar aan de Universiteit Twente, kwam vertellen over het onderzoek, de technologie, en de praktische mogelijkheden op het gebied van duurzame energieopslag.

Allereerst liet Guido wat getallen de revue passeren, om ons een beetje een indruk te geven van waar we eigenlijk over praten als we het hebben over energieverbruik. Zo kwamen we erachter dat een gemiddeld Nederlands gezin ongeveer 100 GJ (gigajoule, een miljard joule) aan energie per jaar verbruikt, waarvan het grootste deel gaat zitten in vervoer. In het geheel genomen zal de geschatte mondiale energieconsumptie in 2020 neerkomen op ongeveer 20 TW (terawatt, dat is een miljoen maal een miljoen watt).

Even terzijde: omgerekend naar glazen melk (volgens Guido ongeveer 40 kcal per glas, maar dat is dan wel een Haags bakkie magere melk, kijk maar hier) komt die 20 TW neer op zo’n 120 miljoen glazen melk. Nou, dat valt wel mee, zul je misschien denken, tot je je realiseert dat het gaat om 120 miljoen glazen melk per seconde, want één watt is één joule per seconde. Dus die 120 miljoen mag je nog eens vermenigvuldigen met een dikke 30 miljoen, het aantal seconden in een jaar. Daarmee kom je dan op ruim 3,6 miljoen miljard glazen melk per jaar. Maar gelukkig hebben we andere energiebronnen dan melk, dus de koeien kunnen opgelucht ademhalen.

Terug naar de lezing, waar we nog wat getallen te verwerken kregen. Aan windenergie kunnen we een geschatte 2 tot 4 TW produceren, terwijl kernenergie zo’n 10 TW oplevert. Dat zijn grote getallen, maar ze vallen in het niet bij wat de zon aan energie over de aarde uitstrooit. Als we die energie helemaal zouden kunnen benutten, dan zouden we 120.000 TW kunnen produceren. Guido liet zien dat je met een flink stuk Sahara in principe de totale wereldbehoefte zou kunnen dekken.

Dat is mooi in theorie, maar de praktijk is weerbarstig. In Duitsland is men goed op weg met zonne-energie, maar daar ziet men ook problemen ontstaan met de stabiliteit van het netwerk, doordat de aanvoer van de opgewekte energie niet constant is en het netwerk de pieken niet goed kan opvangen. En daarmee komen we dan aan de kern van de lezing: de mogelijkheden voor opslag van duurzame energie.

Guido stond niet al te lang stil bij batterijen, vanwege een aantal bekende nadelen. Hij ging in op de gedachte om een aantal bestaande technologieën aan elkaar te koppelen. Aan de voorkant heb je dan de productie van waterstof (en het restproduct zuurstof) door middel van de elektrolyse van water. De energiebron daarvoor is ofwel elektriciteit uit zonnecellen, ofwel zonlicht dat direct op een in water ondergedompeld materiaal schijnt en daar, door de eigenschappen van dit materiaal, direct aan het oppervlak ervan zijn elektrolysewerk doet. Guido had een opstelling meegenomen waarin je deze processen in het klein kon zien gebeuren, en die in de pauze kon rekenen op ruime belangstelling.

De waterstof die je zo produceert kun je opslaan voor later gebruik. En aan het einde van de keten heb je dan een zogenoemde brandstofcel, waarin waterstof en zuurstof opnieuw worden gecombineerd tot water, waarbij de energie weer vrijkomt in de vorm van elektriciteit.
Wat je ook met de geproduceerde waterstof kunt doen is het laten reageren met CO2, tot bijvoorbeeld methaan (aardgas), en die kun je vervolgens in het aardgasnetwerk opslaan. Daarmee wordt een belangrijke brug geslagen naar een ander probleemgebied, nl. het overschot aan CO2 door het gebruik van fossiele brandstoffen. Als droomscenario schetste Guido de mogelijkheden om een dergelijk proces voor een huishouden geschikt te maken. Uit een redelijk technische berekening kwam uiteindelijk helaas de conclusie dat het proces nog zo’n 100 tot 1000 keer efficiënter moet om economisch interessant te worden.

In de pauze deden de dames van Lily Lion hun best om er een lekker sfeertje van te maken, wat ze heel goed afging. Daarna was het de beurt aan James van Lidth de Jeude om de discussie in goede banen te leiden. Dat zich onder de aanwezigen heel wat deskundigen bevonden bleek wel uit het niveau van de vragen. Maar men maakte zich ook druk over de praktische kant van de problematiek. Licht van twee kanten, hoe realiseer je dat? En hoe kom je aan de grote hoeveelheden gedestilleerd water? Wat doe je als het vriest? En ook maatschappelijke problemen kwamen aan de orde: een van de redenen dat zonnecellen in Nederland minder gretig aftrek vinden is dat men ze lelijk vindt. Dus wat minder opvallende, flexibele constructies van kunststof zouden uitkomst kunnen bieden.

Al met al was het een pittig Science Café, met een verhaal dat het nodige van de bezoekers vergde. Toch ging menigeen waarschijnlijk naar huis met het gevoel weer iets geleerd te hebben.


tekst en fotografie Huub Eggen.

« terug naar overzicht terugblikken