In 2030 meet IPCC de toestand – Deel 7: Energie

Actiedomeinen

Broeikasgassen die klimaatopwarming veroorzaken hebben meerdere bronnen en er zijn dus ook meerdere remedies om die te voorkomen. Voor de beknoptheid van dit overzicht concentreren we ons op drie domeinen:

Energie op andere manieren opwekken;
Landbouw op andere manier opzetten
En manieren om koolstofdioxide uit het verleden uit de atmosfeer halen. Dit laatste omdat het IPCC meer en meer zegt dat we niet zonder deze technologie kunnen.

Energie

Voor alles wat we maken of doen is energie nodig. Processen om energie op te wekken of producten te maken hebben CO₂ als bijproduct. Voorbeelden van enkele basismaterialen

Elektriciteit: thermische centrales zetten warmte-energie om in beweging die elektriciteit produceert. Warmteproductie door verbranden van fossiele brandstoffen als kolen, olie of gas geeft CO₂ als bijproduct. 42,5% van alle CO₂ emissies is voor productie van elektriciteit. China, de VS, India, Rusland en Japan (samen 56%) zijn de grootste producenten van elektriciteit en huishoudens (56,2%) wereldwijd de grootste verbruikers¹;
Staal: voor de productie van staal wordt een mengsel van ijzererts en schroot verwarmd in hoogovens. Door dit mengsel te bewerken met zuurstof ontstaan verschillende soorten staal. Per ton geproduceerd staal komt 1,81 ton CO₂ vrij, goed voor 8% van alle CO₂ emissies;
Cement: door een mengsel van kalksteen, klei en zand te verwarmen wordt klinker gemaakt. Fijngemalen klinker is het basisproduct van cement. Per ton cement komt ook één ton CO₂ vrij, goed voor nog eens 8% van alle CO₂ emissies;
Kunstmest: kunstmest wordt gemaakt door grondstoffen als fosfor, stikstof en kalium onder druk te verhitten met gas, olie of elektriciteit. Per ton kunstmest komt drie ton CO₂ vrij of 2% van alle CO₂ emissie.

Naast de vaststelling over CO₂ emissie per ton is er de spectaculaire groei van deze producten in de voorbije 70 jaar.

Stijging productie elektriciteit, staal, cement en meststoffen; verschillende bronnen

Maken van producten leidt tot verbruik van materialen en water én tot land dat bedekt en bemest wordt met deze producten. Dit heeft grote impact op waterhuishouding, plantengroei en biodiversiteit.

Drie mogelijke manieren om van energie en de kwalijke bijproducten af te geraken zijn

Energie niet gebruiken;
Energie opwekken zonder of met veel minder CO₂ als bijproduct;
Processen ontwikkelen die veel minder of geen energie verbruiken.

Duurzame energie

Minder tot geen energie verbruiken

We verbruiken minder energie² door huizen te isoleren, tuinen te laten verwilderen, steden groener te maken met parken, verticale tuinen en vijvers, gronden te ontharden, ons te voet en met de fiets te verplaatsen of met (geëlektrificeerd) openbaar vervoer, enz. De aanleg van “groene 15 minuten steden”³ wordt cruciaal omdat op dit moment 55% van de wereldbevolking van 8 miljard mensen in steden leven maar na 2050 wordt dat 67% van de 9,8+ miljard ofwel 6,7 miljard ⁴.

Door minder producten aan te kopen, bijvoorbeeld omdat we ze laten herstellen of omdat we ze langer gebruiken ook al zijn ze wat verouderd, besparen we op energie én materialen om ze te maken, op te slaan en te transporteren. Materialen die we hergebruiken of voorzien om te hergebruiken vormen een besparing op energie en materialen in de toekomst. Dit zowel thuis, in bouwwerken als voor infrastructuur.

Voor geostrategische, financiële en ecologische redenen zullen bedrijven in de nabije toekomst de plaats waar ze grondstoffen halen, onderdelen en producten maken moeten herzien. Energie-opwekking, verbruik en zekerheid zullen daar een belangrijke rol in spelen.

Bij deze acties moeten we op onze goede zijn voor “greenwashing”. Al te vaak wordt recyclage niet uitgevoerd zoals geadverteerd of zoals we verwachten. Veel gerecycleerde plastic of elektronica eindigt nog steeds op vuilnisbelten in Afrika of Azië en zelfs in de oceaan.

Energie zonder broeikasgassen

Iedereen heeft de mond vol om alles wat we doen te elektrificeren. Fietsen en auto’s op batterij, verwarmen op elektriciteit, gras afmaaien of haag scheren op batterij enz. Maar dat heeft enkel zin als die elektriciteit opgewekt wordt zonder broeikasgassen als bijproduct. Daarom zitten zonnecellen en windenergie in de lift. Kerncentrales worden weer bespreekbaar, al was het maar gedurende 60 jaar van de transitie. Nieuw onderzoek suggereert dat het bestaande kernafval kan gerecupereerd en hergebruikt worden⁵. De zogenaamde Small Modular Reactors (SMR) zijn nog een verre droom. Op dit moment bestaan ze op tekentafels. Dat SMR sterk gepromoot worden door bijv. Bill Gates is misschien geen toeval. Het elektriciteitsverbruik, nodig voor de computerindustrie in 2040, wordt geschat op dezelfde grootteorde als de ganse elektriciteitsproductie van vandaag⁶. De vraag naar nieuwe computertechnologieën met laag energieverbruik wordt gigantisch.

Zonnecellen en windenergietechnologieën verbeteren snel en worden snel goedkoper. Tegelijk daalt de hoeveelheid CO₂-emissie voor het produceren van de installaties onder de 10 g/kWh. Dat is beduidend lager dan de opwekking met kolen (840 g/kWh) of gas (490 g/kWh), zelfs in combinatie met technologieën om CO₂ op te vangen. De prijs van zonnecellen nam de voorbije tien jaar sneller af dan voorspeld en de investeringen in panelen gaan de voorbije drie jaar heel wat sneller dan verwacht⁷.

Een technologie die aan belang wint is het splitsen van water met groene elektriciteit of algen in waterstof en zuurstof. Dit waterstof kan dan later en op een andere plaats in een cel reageren met zuurstof om elektriciteit te maken met water als enig bijproduct. Groene waterstof produceren op grote schaal, opslaan en distribueren moet nog op punt gezet worden want dit gaat over de kleinste van alle atomen. Het is een veelbelovende technologie voor industriële grootverbruikers aan energie zoals staal- en cementproductie en de scheepvaart.

Processen met minder energieverbruik

In eerste instantie zoeken bedrijven om hun huidige energievoorziening te vergroenen. Dat kan door elektriciteit te halen uit waterstof dat door zonnecellen gemaakt wordt in woestijnlanden. Het pilootproject voor een hoogoven van staalbedrijf ArcelorMittal in Zelzate¹⁸ is daarvan een voorbeeld. Een andere mogelijkheid is door CO₂ op te vangen in de energiecentrales en die op te slaan in lege olievelden of te gebruiken in producten.

Maar uiteindelijk moet het energieverbruik van die processen naar beneden of moeten de producten vervangen worden door producten die minder energie opslorpen. De cementindustrie bijvoorbeeld voert hiervoor testen ui waarbij materialen aan de grondstoffen worden toegevoegd – composietmateriaal, kleisoorten, rubber… – om het product sterker te maken en er minder van te gebruiken én om de temperatuur van chemisch reageren te verlagen van 1.450°C naar ongeveer 800°C⁹.

Maar hét grote voorbeeld is de natuur zelf. Overal om ons heen zien we planten en dieren die een eindeloze kringloop vormen van geboren worden, groeien, leven en sterven en daarbij heel weinig energie gebruiken en geen afval produceren. Natural Intelligence (NI) neemt deze processen als voorbeeld om een wereld te creëren zonder broeikasgassen en zonder afvalberg.

¹ Electricity Generation and Related CO2 Emissions | Planète Énergies (planete-energies.com)

² IPCC_AR6_SYR_LongerReport.pdf, pagina’s 43 – 46

³ De 15-minutenstad | Netwerk Duurzame Mobiliteit (duurzame-mobiliteit.be)

⁴ Urbanization – Our World in Data

⁵ What A Waste Rapport NL (replanet.nl)

⁶ https://www.sciencealert.com/computers-will-require-more-energy-than-the-world-generates-by-2040

⁷ Solar Industry Supply Chain That Will Beat Climate Change Is Already Being Built – Bloomberg

⁸ ArcelorMittal ondertekent intentieverklaring met de Belgische en Vlaamse regering ter ondersteuning van een investering van 1,1 miljard euro in decarbonisatietechnologieën in de toonaangevende vestiging in Gent. – ArcelorMittal in België

⁹ A roadmap to reducing CO2 emissions in concrete manufacturing – ASME en VUB-ingenieurs gieten flinterdun beton met textielwapening | Vrije Universiteit Brussel