EXERGIE in plaats van ENERGIE besparing!!

Duurzaamheid… uuh…..

Op dit moment zijn vele mensen actief betrokken bij het meer duurzaam maken van de samenleving en staat duurzaamheid hoog op de agenda bij overheden, kennisinstituten, bedrijven en particulieren. De consequenties van het te snel verbruiken van fossiele brandstoffen mag ruim 40 jaar na het uitkomen van het rapport van de Club van Rome langzaam bekend worden verondersteld….hoop ik.

Toch staan we nog maar aan het begin van een gigantische transformatie gezien het feit dat nog steeds maar heel weinig van alle energie uit duurzame energiebronnen (zon, wind, water en biomassa) komt. En het is hoog tijd dat we echt stappen gaan maken.

De huidige klimaatsveranderingen kosten nu al volgens de WHO per jaar 150.000 mensen het leven.

Tijdens mijn speurtocht kwam ik de rapporten tegen van Ecofys. Volgens hun studie uit 2011 voor het WWF moet in 2050 ongeveer 50% bespaart worden op energiegebruik en bijna 100% van de in 2050 gebruikte energie moet dan duurzaam zijn. Alleen voor een heel klein deel zal in 2050 energie uit de fossiele brandstoffen, zoals kolen, gas en olie worden gehaald.

Heb je al een idee hoe jij die 50% energiebesparing gaat halen?

Energiebesparing kan door het isoleren van huizen, het zuinig omgaan met energie (trui aan de thermostaat een graadje lager, geen computers, Tv’s ..etc.. onnodig aan laten staan, wat dacht je van de fiets) en het aanschaffen van energiezuinige apparaten.

Daarnaast ook door te zorgen dat er minder energiefluctuaties ontstaan (DUS: niet iedereen s’avonds om 7 uur de vaatwasser aan), waardoor extra centrales nodig zijn om de pieken op te kunnen vangen.

De vraag is hoe gaan we uiteindelijk 50 % energiebesparingen in 2050 voor elkaar krijgen? In de wereld, in Nederland?

Al googelend stuitte ik op een interessante presentatie van Arnold Grubler van IIASA. Arnold Grubler heeft zich bezig gehouden met Urban Energy Systems. En terecht wijst hij op het feit dat we op stedelijk niveau nog niet zo goed naar energiehuishouding hebben gekeken, wel op wereld, landelijk en huishoudniveau, maar niet op een stedelijk niveau. Dat is raar want nu al zit 50% van de wereldbevolking in een stedelijke omgeving (steden met meer dan 100.000 inwoners). Volgens Grubler ontbreekt het ons eigenlijk nog aan goede modellen om op stedelijk niveau goed te kunnen analyseren en keuzes te maken.

Er is kwaliteitsverschil in energie

Arnold Grubler zette mij op het spoor dat de ene energie de andere niet is. De figuur die mij triggerde was een weergave van energiestromen voor de stad Vienna.

Vienna

Wat je hier ziet is een zogenaamde Sankey-diagram, waarin secundaire energie (energie, die al is opgewerkt zodat de samenleving ze kan gebruiken), omgezet wordt naar Final Energy (energie, zoals die wordt afgenomen door de eindgebruiker), en uiteindelijk naar energie (Useful Energy), die wij echt gebruiken. Nu blijken er twee soorten verliezen, allereerst het verlies van energie als totaal (dat is in het voorbeeld van Wenen ongeveer 50%), maar daarnaast is er ook nog verlies van de bruikbare energie, de zogenaamde exergie.

Wat is Exergie?

Zonder nu weer in allerlei formules te duiken vond ik een aardige beschrijving op een website van de TU Delft, afdeling Engineering Systems & Services: http://www.tbm.tudelft.nl/over-faculteit/afdelingen/engineering-systems-and-services/sectie-ei/medewerkers/lydias/exergie/inleiding/introductie/.

Citaat:

“Energiestromen hebben allerlei toepassingsmogelijkheden, zoals ruimtes verwarmen, verlichting en motoren laten draaien. Hoe meer toepassingsmogelijkheden een energiestroom heeft, hoe meer waarde zo’n stroom vertegenwoordigt. Zo vertegenwoordigt elektriciteit een hoge waarde. Elektriciteit kan bijvoorbeeld gebruikt worden om een straalkacheltje te laten werken, een lamp te laten branden en een mixer te laten draaien. Heet water heeft minder waarde want je kunt er praktisch alleen maar een ruimte mee verwarmen of mengen met koud water om te gebruiken als warm badwater. Het aantal toepassingsmogelijkheden of de waarde van een energiestroom, wordt ook wel aangeduid met de kwaliteit van die energiestroom.

Vergelijk het maar met geld. Met een muntstuk van vijf gulden kun je meer doen dan met twee kilo appels ter waarde van vijf gulden; je kunt met dat muntstuk immers gemakkelijker peren kopen dan dat je iemand vindt die jouw appels voor peren wil ruilen. Zo is elektriciteit te vergelijken met geld, en warmte met appels (of peren).”

Weer terug naar het plaatje van Wenen. Daar vindt in het systeem een behoorlijk verlies van hoogwaardige energie plaats, namelijk van 100% naar 17 % uiteindelijk omgezet naar iets bruikbaars.In die omzetting vindt zo’n 66% van de inefficiëntie in het uiteindelijke gebruik plaats.

Kan dat niet veel beter en waar moeten we aan gaan werken?

Ook in de US zijn ze wakker geworden want er is een studie van de American Council for an Energy-Efficient Economy (ACEEE), die tot een vergelijkbare conclusie aan het komen is (Zie een blog “Forget Energy Efficiency, Think Exergy” van Katherine Tweed op de GreenTech Media website). Dat is een take-away: We gaan met deze nieuwe benadering niets winnen, als onze policymakers, gebruikers en bedrijven niet op deze manier naar energie gaan kijken.

In Nederland heb ik werk op dit gebied weten te vinden vanaf 2007 van TU Delft, afdeling Engineering Systems & Services. Met zelfs een voorbeeld van een Exergieplanning van de regio Parkstad Limburg:

regio aanpak

http://www.ribuilt.eu/Portals/0/Docs/Partners/Nieuwe_Energie/Publicaties/An_Exergy_Planning_Approach_for_the_Region_Parkstad_Limburg.pdf.

Een voorbeeld op gebiedsniveau. Op deze wijze worden allerlei aktiviteiten zoals industrie, allerlei gemeentelijke en buurtvoorzieningen, huishoudens en met elkaar verbonden en wordt er hoogwaardige energie bespaart. Helaas heb ik nog geen echte concrete kosten-baten analyse gezien.

En exergieverbetering in een huishouding?

Effe googelen en daar hebben we weer een leuk onderzoekje, dit keer uit Zweden: “Exergy Analysis in Buildings : A complementary approach to energy analysis” Marco Molinari uit 2009. Hier een plaatje uit zijn verhaal:

househoilexergy

De Carnot-factor zegt iets over hoe zuinig er met exergie wordt omgegaan (1 = perfect, kan niet beter en hoe dichter bij de 0, hoe meer verkwisting).

Om die 50% energiebesparing te vinden, moeten hier toch kansen liggen. Op de huidige manier gooien we heel veel weg.

De eerst stap is om uit te zoeken hoe een exergie-zuinig huishouden er uit ziet….