Kantelpunten in de samenleving:  Niet te stuiten opkomst van Cleantech

Parallel aan het verzet aan beide kanten van het conflict om verduurzaming van de energievoorziening vonden er in de afgelopen decennia technologische ontwikkelingen plaats die hun eigen economische momentum hebben gekregen en nu ongeacht protesten tot een kanteling lijken te gaan leiden.

Duurzame technologie met windturbines, zonnepanelen, accu’s, groene waterstof, elektrisch aangedreven auto’s, isolatie technieken, warmtepompen, brandstofcellen en technieken voor energieopslag maken elk een stormachtige ontwikkeling door. Door verbetering van de efficiëntie en de massaproductie is de prijs voor elektrische energie uit wind en zon nu overal lager dan voor elektrische energie uit kolen en gas en zelfs vele malen lager dan voor stroom uit nieuw te bouwen kerncentrales. Ondanks alle felle protesten groeit de capaciteit van windturbines wereldwijd met 17% per jaar en die voor zonneparken met meer dan 35 % per jaar.

In 2020 werd er voor het eerst in Europa meer stroom opgewekt met duurzame bronnen dan met fossiele. De verschillen tussen de landen in Europa zijn nog wel erg groot. In Duitsland, Spanje en het VK is de hoeveelheid groene stroom al duidelijk groter dan de hoeveelheid grijze stroom, maar er zijn ook landen waarbij nog geen 5% van de stroom duurzaam wordt opgewekt. Uiteraard liggen de percentages duurzaam voor het totale energieverbruik, inclusief warmte en transport, nog wel lager dan alleen voor de elektrische energie. Vooral de verduurzaming van de warmtevoorziening vraagt meer tijd.

De verkoop van elektrische voertuigen (EV’s) groeit met 45 tot 60% per jaar en door de ontwikkeling van betere en goedkopere accu’s zullen de EV’s goedkoper worden in aanschaf. De gebruikslasten zijn nu al beduidend lager dan voor brandstofauto’s. Na de baanbrekende ontwikkeling van EV’s door Tesla is de in 2003 opgerichte firma in 2020 uit de rode cijfers gekomen en is er een mega-fabriek in Shanghai geopend. Nieuwe mega-fabrieken zijn in aanbouw in Berlijn en in Texas. In 2021 verwacht Tesla 1 miljoen auto’s te produceren. Het is nog maar iets meer dan 1 % van de totale hoeveelheid geproduceerde auto’s op de wereld, maar de andere grote autofabrikanten zien intussen in dat ze niet achter kunnen blijven. Na Volkswagen hebben nu ook Ford, General Motors, BMW, Volvo en Mercedes  aangekondigd dat het hele wagenpark met alle modellen voor 2035 volledig elektrisch zal worden aangedreven. China heeft verklaard dat in 2035 de helft van het aantal nieuw verkochte auto’s elektrisch aangedreven moet zijn. Californië wil zelfs een totaal verbod op de verkoop van auto’s met brandstofmotor vanaf 2035 en het VK wil zo’n verbod al per 2030.

Door de combinatie van betere isolatie van gebouwen en door warmtepompen die op groene stroom de omgevingswarmte naar binnen brengen, daalt het energiegebruik voor verwarming van woningen en andere gebouwen spectaculair met 85 % of meer.

Opslag en transport

Er zijn nog veel hobbels te gaan voordat de energievoorziening van de wereld geheel duurzaam is. De grootschalige opslag van energie om langdurige discontinuïteit te overbruggen en het transport van duurzame energie over lange afstanden om klimaatzones te overbruggen zijn nog in ontwikkeling.

Voor rechtse politici is dat een argument om toch maar naar kernenergie over te stappen. Er zijn echter tal van betere concepten. De klassieke stuwmeren kunnen gebruikt worden voor energie-opslag. Tijdelijke overproductie van groene stroom kan worden omgezet in waterstof dat kan worden opgeslagen in onderaardse leegstaande zoutkoepels en in ammoniak dat kan worden opgeslagen in grote tanks. Zonnestroom uit landen met veel ruimte en veel zon kan omgezet worden in waterstof en ammoniak dat per schip naar andere landen getransporteerd kan worden. Door veel meer dikke kabels aan te leggen tussen landen met verschillende productie en gebruikshoeveelheden kan het verschil tussen vraag en aanbod aanzienlijk kleiner gemaakt worden.

Voor korte termijn fluctuaties is energiemanagement voor egalisatie van vraag en aanbod een goede mogelijkheid, waarbij de opslagcapaciteit van elektrische auto’s gebruikt kan worden. Al deze mogelijkheden vormen een enorme uitdaging voor de technologie van de toekomst en kansen voor investeerders.

Er zullen oplossingen gevonden moeten worden voor de schaarse grondstoffen die voor accu’s, windturbines en elektromotoren nodig zijn. De techniek om het vliegverkeer en scheepsverkeer te verduurzamen zal nog verder ontwikkeld moeten worden en de infrastructuur met laadpalen zal nog verbeterd moeten worden.

Toch is de energietransitie nu in volle gang en wordt de macht van fossiele energie langzaam maar zeker gebroken. Het argument dat het niet kan is achterhaald. Prof Mark Jacobson van de Stanford universiteit heeft voor 143 landen becijferd dat we voor 2050 met de huidige technieken 99,7 % van de globale CO2 kunnen stoppen .

De grote doorbraak van de energietransitie is het besef dat dit veel meer werkgelegenheid oplevert dan er door het verminderen van fossiele energie gaat verdwijnen en dat de totale kosten voor de transitie lager zullen zijn dan de kosten door klimaatschade en gezondheidsschade die nu veroorzaakt worden door fossiele brandstoffen.

Een andere grote omwenteling ontstaat doordat de energievoorziening gedecentraliseerd en de opwekking gespreid en gedemocratiseerd wordt, zodat er geen geopolitieke spanningen met prijsfluctuaties meer door kunnen ontstaan.

Einde steenkool

Omdat steenkool de meest milieuvervuilende fossiele brandstof is en steenkool bij de verbranding in een centrale per eenheid opgewekte elektriciteit twee keer zo veel CO2 afgeeft als aardgas, staat het gebruik van steenkool wereldwijd onder grote druk van de klimaatbeweging.

Tot de jaren 50 was steenkool de belangrijkste energiebron voor zowel industrie, transport, elektriciteit, verwarming als transport. Gas, olie, kernenergie en waterkracht hebben een groot deel van die functies overgenomen. In 2019 voorzag steenkool nog maar voor 25% in de totale energiebehoefte van de wereld. Sindsdien daalt het gebruik van steenkool met 8 % per jaar. Sindsdien daalt het gebruik van steenkool met 8 % per jaar.

Het gebruik was nog wel essentieel voor de ijzer- en staalindustrie en voorzag voor ongeveer de helft in de energiebehoefte van elektriciteitscentrales. In de kolenmijnen van de wereld werkten vele duizenden arbeiders onder ongezonde en gevaarlijke omstandigheden en bij de verbranding van steenkool komt schadelijk stof, zwavel, kwik en CO2 vrij. Steenkool kreeg steeds meer de wind tegen.

Sinds 2008 is het gebruik van kolen in de VS gezakt vanaf 1,2 miljard ton/j naar 0,4 miljard ton/j in 2020. Het gebruik in elektriciteitscentrales is in de afgelopen 5 jaar gedaald van 50 naar 10 %. De belangrijkste oorzaak is niet het klimaat maar de overschakeling op goedkoper aardgas, dat door de nieuwe fracking-techniek in grote hoeveelheid beschikbaar was gekomen. In 2012 vonden 90.000 mensen een baan in de Amerikaanse kolenindustrie maar in 2019 werkte er nog 54.000 mensen. Het is nog maar 0,03 % van het totale aantal arbeidsplaatsen in de VS en dat zal naar verwachting de komende jaren nog verder dalen.

De angst voor verder verlies van banen in de steenkoolindustrie heeft Trump veel stemmen opgeleverd. In de staat Wyoming bijvoorbeeld won Trump in 2020 van Biden met 70 % tegen 27 % van de stemmen. De staat heeft 19 kolenmijnen en produceert 40% van alle kolen in de VS. Circa 6000 arbeiders in de kolenindustrie hebben er een heel goed inkomen. Liz Cheney vertegenwoordigt die staat in het Huis van afgevaardigden. Toen zij met nog 9 andere republikeinen naar geweten voor impeachment van Trump stemde, kreeg zij de hele Republikeinse Partij vanuit Wyoming over zich heen. De Republikeinse Partij is niet alleen de partij van Trump geworden maar vooral de partij voor fossiele brandstoffen en ontvangt jaarlijks 60 miljoen US$ aan donaties van big fossil.

Ook in de rest van de wereld is steenkool bezig aan een gestage neergang. China was door de enorme economische groei in 2018 de grootste gebruiker geworden met 4,6 miljard ton/j, meer dan de helft van het totale verbruik in de wereld. De energievoorziening van China was voor 59% gebaseerd op steenkool, maar vanwege de enorme luchtverontreiniging wordt al enige jaren zwaar ingezet op schone energie uit wind en zon en sinds 2014 is het gebruik van kolen ook daar aan het dalen. Veel installaties staan de helft van de tijd stil en maken verlies.

India is met 0,72 miljard ton per jaar ook nog een grootgebruiker. De elektriciteitscentrales draaien daar nog voor 70% op steenkool uit eigen land. Zowel in India als in China wordt zwaar ingezet op energie van windparken en zonneparken. De EU gebruikt ook nog 0,5 miljard ton voor het grootste deel in Duitsland en Polen, maar in de meeste andere Europese landen worden de kolencentrales echter vrij snel gesloten zodat daar in 2025 geen kolencentrales meer in bedrijf zullen zijn. Verder zitten Indonesië, Australië en Rusland elk nog op een gebruik van 0,4 – 0,5 miljard ton.

Vanaf 2020 is elektriciteitsopwekking met zonnepanelen en windturbines in de hele wereld goedkoper dan uit steenkoolcentrales. Vanwege de onevenredig grote bijdrage van 44% door steenkoolcentrales aan de wereldwijde CO2 emissie staat steenkool onder druk in landen die zich willen houden aan de klimaatafspraken van Parijs. Op de kapitaalmarkt besluiten steeds meer investeerders om niet meer in steenkool te beleggen. Het steenkool tijdperk nadert haar einde.

Einde kernenergie

Kernenergie had in de jaren 70 het imago dat het klimaatneutraal zou zijn en wordt nog steeds door rechtse kringen gepropageerd als oplossing voor het klimaatprobleem. Vanaf 2020 is echter zonneklaar dat stroom uit wind en zon veel goedkoper is en dat de risico’s voor ongevallen bij kernenergie te groot zijn.

Vanaf de jaren 50 is door tientallen landen ingezet op kernenergie. Tussen 1965 en 1980 werden elk jaar 15 tot 30 nieuwe reactoren gebouwd. Amerika stond aan de top.

Na de ramp in Chernobyl in 1986 was de animo sterk verminderd. Dit werd nog minder na de ramp in Fukushima in 2011. Een groot aantal landen hebben toen besloten niet met kernenergie verder te willen gaan. Vanaf een maximum van 429 centrales is het aantal teruggezakt naar 340 in 2019 waarvan 97 in Amerika. De meeste centrales zijn inmiddels ouder dan 25 jaar. Terwijl de oudste centrales langzaam maar zeker gesloten worden,  komen er weinig nieuwe centrales bij. De globale elektriciteitsproductie uit kernenergie is sinds 2005 nauwelijks nog toegenomen.

Hoewel de technologie en de veiligheid van moderne centrales veel beter is dan van de eerste types, is de angst voor ongevallen groot. De veiligheidsvoorschriften zijn intussen zodanig dat de bouw van nieuwe centrales zeer lang (10 tot 15 jaar) duurt en extreem duur is geworden. Hierbij komt dat er geen goede oplossing is gevonden voor het radioactieve afval en dat er bijna geen land, verzekeraar of bedrijf is dat garant wil staan voor eventuele schade. Elektriciteit uit kernenergie is al met al 3 tot 4 keer zo duur geworden als energie uit wind en zon. Nieuwe zonneparken en windparken kunnen bovendien zonder risico binnen enkele jaren gerealiseerd worden.

Illustratief voor de toekomst van kernenergie is de financiële situatie van het Franse staatsbedrijf EDF. Om de 56 oude kernreactoren draaiend te houden moeten zij tot aan 2030 bij elkaar €100 miljard investeren, terwijl ze al een schuld van €42 miljard in de boeken hebben staan.

De grote kostenvoordelen van schone energie zullen zo een kantelpunt worden in het voordeel van cleantech.

Lees meer afleveringen uit de serie Kantelpunten.