DE ENERGIEVRAAG VOOR ONZE TOEKOMSTIGE SAMENLEVING W. D’haeseleer K.U.Leuven Energie-Instituut ENERGIE INSTITUUT

DE ENERGIEPROBLEMATIEK GEDREVEN DOOR EEN MOGELIJKE KLIMAATSWIJZIGING W. D’haeseleer K.U.Leuven Energie-Instituut ENERGIE INSTITUUT

Waarom is er een energieproblematiek ? Onderscheid tussen - korte & middellange termijn - lange termijn Voldoende energie “beschikbaar” volgende 20-40 jaar gas, olie, steenkool, uranium Maar tegen welke prijs? * lage prijzen in jaren ’90 * nu “hoge” prijzen Structureel signaal of fluctuatie? ENERGIE INSTITUUT

ENERGIE INSTITUUT

ENERGIE INSTITUUT

ENERGIE INSTITUUT

ENERGIE INSTITUUT

ENERGIE INSTITUUT

ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek Betere geografische spreiding Meer exploratie, nieuwe ontdekkingen, meer efficiënte productiemethoden Laatste decade primaire consumptie  2 %/a tegen 7 %/a voor olie in periode 1890-1970 Momenteel wereldeconomie “booming” - USA, Europa - herstel van Verre Oosten ENERGIE INSTITUUT

Beschikbaarheid van (goedkope) energie? Korte termijn (volgende 10 jaar) geen reden tot ongerustheid (behalve prijsperturbaties) Middellange termijn (binnen 20-50 jaar) prijstoename olie & gas te verwachten brandstofmix sommige landen uit evenwicht Lange termijn (> 50 jaar) moeten leren leven met minder fossiele brandstoffen  nood aan alternatieven ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek Uitputting fossiele bronnen Bronnen sowieso eindig; na verloop van tijd uitgeput Tijdshorizon 10 000 jaar (cf radio-actief afval) “bult” tussen 1800 en 2200 ENERGIE INSTITUUT

Uitputting fossiele bronnen argument: huidige generatie moet fossiele bronnen voor ver nageslacht bewaren reductie gebruik tot redelijk niveau: uitsmeren “bult”; nog steeds probleem voor zeer ver nageslacht geen gebruik meer van fossiele bronnen: naar toekomst doorschuiven van “bult” wij hebben geen energie meer  geen ontwikkeling van de aarde verdere generaties hebben zelfde moreel probleem als wij: zullen “bult” misschien ook doorschuiven zo zou er nooit ontwikkeling van de aarde geweest zijn ENERGIE INSTITUUT

Uitputting fossiele bronnen Stelling: uitputting bronnen is onoverkomelijke zaak kunnen “schatten” niet bewaren voor latere generaties zijn maar “schatten” als ze nuttig zijn vroege verleden heden verre toekomst ENERGIE INSTITUUT

Uitputting fossiele bronnen “schatten” van de aarde? toekomstige generaties: doorschuiven bult? vroegere volkeren: geen schatten; niet opgesoupeerd; weinig “opbouw” huidige generaties: ontdekte schatten nuttig gebruiken (parabel van talenten) fossiele bronnen mogen worden “opgesoupeerd”: ENERGIE INSTITUUT

Uitputting fossiele bronnen Mits fossiele bronnen voor verhoging levensstandaard ondertussen “nieuwe” bronnen ontwikkelen niets aan toeval overlaten: parallel investeren in R & D verschillende technologieën verbruik fossiele bronnen vertragen tot nieuwe bronnen er zijn fractie overhouden voor petrochemie gemakkelijke bronnen voor ontwikkelingslanden meer moeilijke bronnen voor geïndustrialiseerde landen ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek De milieufactor Tot voor 15 - 20 jaar eigenlijk geen echt probleem NOx, Sox : rookgaszuiveringsinstallatie nucleair afval : stabiele barrieres om tegengaan migratie milieuzorg via technische oplossing vertaald in economisch prijskaartje ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek De milieufactor Het broeikaseffect Vermeerderd serre-effect wegens vooral CO2 en CH4 - mogelijke T stijging; stijging zeeniveau Momenteel geen 100 % zekerheid - positieve & negatieve terugkoppelingen; niet-lineaire modellering - zonne-activiteit en bewolking (Deense wetenschappers) - Moore (economist) - Böhmer-Christiansen ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek De milieufactor Maar IPCC: “The balance of evidence suggests a discernible human influence on global climate” ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek De milieufactor Wetenschap zal uiteindelijk uitsluitsel geven Voorzichtigheidsprincipe “beter voorkomen dan genezen” Beleid zal maatregelen nemen Kyotoprotocol - min 5.2 % geïndustrialiseerde wereld (2010 t.o.v. 1990) - België min 7.5 % Neem broeikaseffect als een gegeven ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek De milieufactor Gevolgen van broeikaseffect Globaal van aard; geen loodgietersoplossingen Drastische heroriëntatie - druk op fossiele brandstoffen - minder tijd ontwikkeling andere bronnen - nucleaire energie als oplossing? - REG en hernieuwbare bronnen ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek Hoe realistisch is uitgangspunt? - geen fossiele bronnen - geen nucleaire energie - alleen REG en hernieuwbaar Kritische analyse voor België  korte termijn  middel-lange termijn  lange termijn ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek Opening Europese markt elektriciteit & gas Vrije keuze voor verbruikers; afzet voor “producenten” niet gegarandeerd “Producenten” - geen lange-termijn verantwoordelijkheid meer - concentreren op kosten drukken / herstructureren ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek Liberalisering “Producenten” focusseren op korte termijn weinig investeringen in kapitaalintensieve technologie weinig investeringen in lange-termijn R&D Lagere prijzen voor consument; toename verbruik? ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek Liberalisering Lange-termijn stabiliteit zal waarschijnlijk terugkeren. Binnen 10-15 jaar zullen actoren spelregels geleerd hebben. Soort “dynamisch evenwicht” te verwachten. ENERGIE INSTITUUT

De energieproblematiek Drijvende kracht achter energieproblematiek: broeikaseffect geen fossiel nucleair? alleen REG en hernieuwbaar Sterk beïnvloed door liberalisering Europese markt ENERGIE INSTITUUT

Toekomstscenario’s vele langetermijnscenario’s (OESO,WEC,EU,SHELL,… ) geen voorspelling van de toekomst denkoefeningen om gevolgen van bepaalde ontwikkeling in te schatten om reactiemogelijkheid te testen; om waakzaamheid aan te scherpen om tijdig correctief op te treden ENERGIE INSTITUUT

Beschouw SHELL scenario’s (horizon 2060) “voortdurende groei” ( BAU) Toekomstscenario’s Beschouw SHELL scenario’s (horizon 2060) “voortdurende groei” ( BAU)  dubbel energiegebruik per capita  dubbele wereldbevolking  energie x 4 “dematerialisatie”  constant energiegebruik per capita  dubbele wereldbevolking  energie x 2  enorme uitdaging voor aanbodzijde & vraagzijde ENERGIE INSTITUUT

Rationeel Energiegebruik (REG) Energie-intensiteit daalt, maar elektrische intensiteit stijgt Verliezen beperken (isolatie, dubbel glas) Meer efficiënte toestellen (2° HW thermodynamica) Ingrepen & meer performante toestellen meestal duurder  markt stimuleren via DSM programma’s Invloed lagere elektriciteitsprijzen? ENERGIE INSTITUUT

ENERGIE INSTITUUT

Rationeel Energiegebruik Eerste-hoofdwet-rendement nuttige energie-transfer-output van een toestel = -------------------------------------------------------------- energie-input van een toestel  < 1 : rendement  > 1 : COP — — coefficient of performance   90 - 95 % voor moderne verwarmingsketels ENERGIE INSTITUUT

Rationeel Energiegebruik Tweede-hoofdwet-rendement zoek meest efficiënte toestel om taak uit te oefenen nuttig effect (warmte of arbeid) geleverd door toestel  = ----------------------------------------------------------------------- max. mogelijk nuttig effect geleverd door om het even welk toestel, met zelfde input energie als gegeven toestel ENERGIE INSTITUUT

Rationeel Energiegebruik minimale exergie nodig om proces uit te voeren Emin  = --------------------------------------------------------------- = ------ werkelijke exergie nodig geweest om proces Ewer uit te voeren ENERGIE INSTITUUT

Rationeel Energiegebruik Lage  : in: brandstof, elektriciteit out: lage T warmte exergieverlies bij verbranding: 30 % brander met ketel (T0 = 4 °C, te verwarmen tot 30 °C)  = 80 % maar  = 7 % warmtepomp (T0 = 4 °C, te verwarmen tot 30 °C) COP = 4 en  =33 % zelfs met STEG van 50 %  tot= 17 % elektriciteit via brandstofcellen  tot= 20-30 % ENERGIE INSTITUUT

Rationeel Energiegebruik Behoorlijke energiebesparing mogelijk isolatie, spaarlampen, koelkasten, vermogenelektronica, brandstofcellen,... Onderscheid technisch, economisch & marktpotentieel Verschillende schattingen EPRI vs LOVINS Op 10 jaar tijd: technisch  35 à 40 % economisch  20 à 25 % markt  10 à 15 % Energiebesparingen zijn asymptotisch! ENERGIE INSTITUUT

Rationeel Energiegebruik REG; conclusies Betekenisvolle reducties mogelijk - korte termijn: vertraging stijging elektrisch verbruik - lange termijn: misschien daling verbruik Interventie overheid anders in geliberaliseerde markt - eerder stimulerend dan dwingend - energiebesparing moet marktproduct worden Onvoldoende voor middel-lange termijn energie-evolutie ENERGIE INSTITUUT

Hernieuwbare bronnen Potentieel op wereldvlak aanzienlijk (USA, UK, Noorwegen,…) België slecht bedeeld weinig wind, weinig zon, weinig oppervlakte, weinig hoogteverschil Onvoorspelbaarheid ogenblikkelijk vermogen: extra kostenfactor Decentralisatie: uitdaging netbeheer ENERGIE INSTITUUT

Grootschalige implementatie (“verre” toekomst) Hernieuwbare bronnen Grootschalige implementatie (“verre” toekomst) - PV en dan stockage via H2 - off-shore wind - “import” van hydro of zon Toekomstige waterstofeconomie? - productie H2 via elektrolyse - energieconversie via brandstofcellen, turbines, motoren ENERGIE INSTITUUT

België (schatting Ampere) Hernieuwbare bronnen Europa In 1996 hernieuwbaar  6 % energieconsumptie EU Streefdoel 2010 12 % België (schatting Ampere) Totaal tegen 2020 (elektr)  max 8 TWh/a Totaal verbruik België 80 TWh/a in 1998 Realistisch tegen 2020  3 à 4 TWh/a Zonder afval (biomassa)  2 à 3 TWh/a ENERGIE INSTITUUT

Zeker voor België, voor eerstvolgende 20...30 jaar REG Tussenstand Zeker voor België, voor eerstvolgende 20...30 jaar REG henieuwbare bronnen  onvoldoende wel nu beginnen met acties voor REG en hernieuwbaar toch nog  80-90 % te halen uit andere bronnen grote trekpaarden nodig voor basislast  fossiel, nucleair ENERGIE INSTITUUT

Gas Fossiele bronnen Lage CO2-uitstoot Ruime voorraden Elektriciteit via STEG (later brandstofcellen) Toch niet alle eieren in zelfde korf ENERGIE INSTITUUT

Warmtekrachtkoppeling Fossiele bronnen Warmtekrachtkoppeling Geen recuperatie van warmte bij elektriciteitsgeneratie Verstandige manier om arbeid te “recupereren” bij productie lage T warmte Brandstofbesparing afhankelijk van - rendementen gescheiden productie - nuttig gebruik van alle w armte - WKK bij deellast niet optimaal Veel decentrale productie netbeheerproblemen ENERGIE INSTITUUT

- nog lange tijd nodig voor transport steenkool - ruime reserves Fossiele bronnen olie/benzine - nog lange tijd nodig voor transport steenkool - ruime reserves - interessante pistes via steenkoolvergassing (gecombineerde cycli) - nood aan “decarbonisatie” uitlaatgassen + CO2-stockage ENERGIE INSTITUUT

Nucleaire elektriciteitsopwekking Nucleaire energie Nucleaire elektriciteitsopwekking Goed ontworpen nucleaire centrales, betrouwbaar & veilig  nieuwe generatie nog veiliger Nucleaire splijtstof nergens anders goed voor Nucleaire piste quasi CO2-vrij Niet-rationele angst voor nucleaire afval Nucleaire energie niet perfect, maar zeer valabel ENERGIE INSTITUUT

nood aan behoud technologie  vervanging nucleair Nucleaire energie Gezien onzekerheden voor lange termijn energie-efficiëntie en hernieuwbare bronnen, en CO2 nadelen fossiele bronnen. nood aan behoud technologie  vervanging nucleair door nucleair bij einde levensduur ook lange-termijn R&D investeringen nodig - nucleaire splijting (kweelreactoren, Rubbia) - kernfusie (ITER, DEMO) ENERGIE INSTITUUT

Besluit Besluit Energieproblematiek gedreven door CO2 & opening markten Geen kwestie van of dit of dat maar en dit en dat Promoten efficiëntie en hernieuwbare bronnen blijvende behoefte aan nucleair en fossiel Parallelle lange-termijn-investeringen in R&D ENERGIE INSTITUUT