Lang leve de zon

Zonne-energie wordt in Nederland vooral toegepast op daken. In de toekomst zullen zonnepanelen meer en meer als geïntegreerde elementen in zowel dak als gevel worden toegepast, waaronder ook ramen. Daarbij zijn verschillende kleuren in de panelen mogelijk naast het traditionele blauw en zwart. Een voorbeeld is de Solarwindow, voorzien van raamcoating met luminescente zonne-concentratoren. 

Onder invloed van subsidies, zoals de SDE-regeling, wordt het echter ook steeds aantrekkelijker om op grote schaal te investeren in zonnepanelen. Je ziet in Nederland steeds meer zonneparken verrijzen op braakliggende terreinen. Vaak in samenwerking met lokale energiecoöperaties, waarbij buurtbewoners meeprofiteren van de opbrengst. Zoals bij Zonnepark Ameland, waar 23.000 panelen met een opbrengst van 6 megawatt álle 1.550 huishoudens op het eiland van groene stroom voorzien. 

Daarnaast wordt er geëxperimenteerd met drijvende zonnepanelen en heeft Nuon onlangs aangegeven zes parken te willen vestigen op plekken waar ook windparken komen te liggen. 

Ondertussen zijn ook allerlei innovaties gaande op het gebied van materialen en materiaalgebruik, gericht op steeds hogere efficiëntie. Zoals de dubbelzijdige, silicium zonnecellen, ontwikkeld door de Nederlandse machinebouwer Tempress in samenwerking met ECN. Daarbij wordt door een glasplaat of transparante folie aan de achterkant ook diffuus en transparant licht omgezet in zonnestroom.

Tenslotte zal in de toekomst in toenemende mate gebruik worden gemaakt van opslag van elektriciteit om de schommelingen in de door zon opgewekte stroom in het net op te vangen. Bijvoorbeeld in de accu’s van auto’s. 

Lang leve de wind

Bij windenergie zetten windturbines wind om naar elektriciteit. Maar net als bij zonne-energie is de hoeveelheid opgewekte stroom weersafhankelijk en dus wisselend. Offshore windturbines zijn vaak groter dan op het land. Ook waait het op zee harder, waardoor meer energie wordt opgewekt. 

Toekomstige ontwikkelingen richten zich met name op grotere turbines offshore, vele honderden meters hoog en met flexibele wieken die terugklappen bij zware storm. Aerodynamisch onderzoek gecombineerd met materiaalonderzoek heeft geleid tot lichtere wieken, waarbij staal vervangen kan worden door composiet materiaal. Ook worden er drijvende windturbines ontwikkeld.

Enkele innovaties op het gebied van windenergie zijn verticale as windturbines. Zulke verticale as windturbines zijn ook de kleine windturbines oftewel ‘urban windturbines’, meestal toegepast in de stedelijke omgeving. Extra uitdaging vormt een hybride toepassing van zon- en windenergie, ‘powernest’, waarmee de pieken en dalen bij verschillende weerstypen kunnen worden opgevangen. 

Een veelbelovende innovatie is de Lagerwey Crane. Deze kraan, die met de mast ‘mee-klimt’ terwijl hij deze opbouwt, heeft niet alleen geen grote kraan-opstelplaats nodig, ook is hij geschikt voor het aanleggen van grote windturbines op lastige plekken, zoals bij dijken, bergruggen, bossen en op drassige grond. 

Lang leve water

Het aandeel van waterenergie is in een land als Nederland met weinig hoogteverschillen, gering. Hoe groter immers het hoogteverschil waardoor water naar beneden stroomt, hoe meer energie kan worden opgewekt, zeker in combinatie met stuwdammen. Het opvangen van regenwater en smeltende sneeuw in een reservoir zorgt voor nieuwe toevoer van water. Zo blijft de hoeveelheid opgewekte energie min of meer constant.

Andere vormen van waterenergie zijn getijdenenergie, golfenergie en ‘blauwe’ energie. Bij deze laatste, innovatieve techniek wordt uit het verschil in zoutconcentratie tussen zeewater en zoetwater energie opgewekt. Een proefopstelling in de Afsluitdijk is recentelijk geïnstalleerd. Ook uit het snelstromende water tussen Den Helder en Texel is het theoretisch mogelijk om met een soort windturbine op zijn kop in het water energie opwekken. 

Ook zien we in Nederland kleinschalige waterenergie-projecten opkomen, zoals de vorig jaar gelanceerde waterkrachtcentrale in de Dommel, gekoppeld aan de stuw in Sint-Michielsgestel. Gebruikmakend van het hoogteverschil van 1,80 meter zorgt een vijzelturbine met een diameter van 4 meter voor optimaal rendement. De draaiende beweging van de schroef wordt door een generator omgezet in elektrische stroom: die bedraagt 600.000 kWh per jaar.

Lang leve bio-energie

Dankzij de oliecrisis in de jaren zeventig ontstond er behoefte naar alternatieve energiebronnen. Met als gevolg dat in de daarop volgende decennia ook veel onderzoek is verricht naar de inzet van biomassa voor het opwekken van elektriciteit: bio-energie dus. 

Verbranden van hout en afval is een traditionele vorm van bio-energie, gebruikt voor het verwarmen van huizen. Tegenwoordig wordt biomassa in de vorm van houtpellets, gemaakt van diverse reststromen uit de bosbouw, door particulieren gebruikt in kachels voor het verwarmen van hun huis. Daarnaast worden houtpellets gebruikt als bijstook in kolencentrales. Het daarbij vrijkomende CO2 wordt weer opgenomen door bomen en planten tijdens hun groei. Zolang de uitstoot in balans is met de opname op lange termijn, is dit proces in principe CO2 neutraal. Het uitgestoten CO2 kan ook worden opgevangen en opgeslagen. Een biomassacentrale kan goed gecontroleerd worden en kan een constante output hebben, anders dan wind en zon.

Biomassa kan daarnaast worden omgezet naar biobrandstoffen, zoals ethanol, die kunnen worden bijgemengd bij benzine. Tenslotte kan biomassa als vervanging van olie gebruikt worden als startmateriaal in de petrochemische industrie om er allerlei producten mee te maken.