Concentrating Solar Power: zon is de toekomst

De Stichting ter bevordering van Grootschalige Exploitatie van
Zonne-ENergie propageert de bouw van zonnespiegelcentrales in alle
landen ter wereld waar de zon uitbundig schijnt. 

Het energieprobleem en het klimaatprobleem kunnen opgelost worden als
de wereld op grote schaal deze zonthermische krachtcentrales gaat
bouwen. De technologie heet Concentrating Solar Power (CSP).

Zonnespiegelcentrales worden standaard uitgerust met warmteopslag en leveren na zonsondergang duurzame elektriciteit. In tegenstelling tot zonne-akkers met foto-voltaische zonnepanelen (PV) leveren CSP-centrales op ieder moment van de dag stroom naar behoefte.

In landen met een zonnig klimaat is zonne-energie nu al in staat om gedurende de zomer alle benodigde elektriciteit te leveren voor een lagere prijs dan fossiele centrales en kerncentrales. De optimale zonnecentrale bestaat uit een zonne-akker met zonnepanelen  voor de levering van stroom overdag, en een zonnespiegelcentrale  voor de levering van stroom ’s avonds en ’s nachts.

In de winter, als de zon gemiddeld lager staat, wordt het tekort aangevuld met thermische centrales die eerst nog op aardgas draaien, maar later op groene waterstof.

Aangezien zonnecentrales in de zonnige landen nu al rendabel zijn, dient de wereld hieraan prioriteit te geven. Maak de stroomvoorziening in Noord-Afrika en het Midden Oosten (de MENA-landen) binnen 10 jaar volledig duurzaam. Ga daarna door met het bouwen van zonnecentrales, en exporteer elektriciteit en groene waterstof naar Europa. Het Desertec plan krijgt steeds meer steun van grote bedrijven, en lijkt na een vertraging van 10 jaar alsnog een succes te worden.

Zonne-energie in de zonnige landen is het laaghangend fruit in de mondiale energietransitie!


Voor alles wat u weten wilt over CSP – in slechts 5 pagina’s – zie de Factsheet CSP Everything you always wanted to know about CSP (but didn’t dare to ask). Voor actueel nieuws over CSP, zie de website van de Vereniging voor Zonnekrachtcentrales.

GEZEN blijft zich inzetten voor grootschalige zonne-energie in de zonnige landen: Griekenland, Egypte en andere landen waar de zon overvloedig schijnt.


Laatste nieuws:

D66 bekritiseert Europese waterstofpolitiek

De Europese Commissie heeft onlangs (13 februari 2023) regels opgesteld voor de productie van groene waterstof.   Die regels gelden ook voor landen die groene waterstof exporteren naar de EU, zoals Namibië, waarmee Nederland een intentieverklaring  heeft gesloten. De Europese regels staan toe dat er zonnecentrales worden gebouwd in de Namibische woestijn die uitsluitend worden gebruikt om “groene” waterstof te gaan produceren voor de export.

Maar eerst moeten de bestaande fossiele centrales in Namibië natuurlijk worden vervangen door zonnecentrales, die stap heeft het grootste klimaateffect. En doet ook het meeste recht aan de burgers van Namibië. Maar van “Brussel” hoeft dat niet.

Van D66 moet het wel. Op het partijcongres van 13 mei  is een motie aangenomen met de uitspraak dat zolang de kolencentrale in Namibië niet volledig is vervangen door een of meerdere zonnecentrales, de waterstof uit dat land niet het predicaat groen verdient, en dus ook geen financiële voorkeursbehandeling mag krijgen ten opzichte van grijze waterstof .

Het is een kwestie van fatsoen, je importeert ook geen voedsel uit een land waar de bevolking honger lijdt.

En het is een kwestie van effectievere klimaatpolitiek: groene stroom moet eerst de grijze stroom verdringen, dat heeft het grootste  klimaateffect en dus prioriteit.

Zonne-energie

Een zonthermische energiecentrale heeft spiegels die de zonnestralen concentreren, zodat er hoge temperaturen ontstaan. Met die hoge temperaturen wordt stoom onder hoge druk gemaakt. Die drijft met behulp van een turbine een generator aan die elektriciteit produceert. Die technologie heet Concentrating Solar Power, afgekort CSP.

De meeste zonnespiegelcentrales slaan de energie in de vorm van warmte op in enorme tanks met vloeibaar zout. Na zonsondergang blijven de centrales elektriciteit produceren, gebruikmakend van de warmte uit de tanks. In Zuid-Spanje staan een aantal van deze centrales. Spanje was lange tijd het enige land waar na zonsondergang ECHTE ZONNESTROOM uit het stopcontact komt, en geen “groene sjoemelstroom”. Een zonnespiegelcentrale met warmte-opslag levert ook elektriciteit als het donker is. Zonnepanelen en windturbines leveren alleen als het licht is of de wind waait. Zonnespiegelcentrales zijn daarom superieur, en kunnen niet gemist worden.

Zonnespiegelcentrale (zonnetoren met heliostaatspiegels) in Fuentes de Andalucia, Spanje

Zonnespiegelcentrale (zonnetoren met heliostaatspiegels ) “Gemasolar” in Fuentes de Andalucia, Spanje. De 140 meter hoge zonnetoren wordt beschenen door 2650 heliostaatspiegels met 120 m2 spiegeloppervlak. De 20 MW centrale heeft een opslagcapaciteit van 15 uur vol vermogen. (foto: GEZEN).

 

Geen CO2

In een conventionele centrale wordt gas, steenkool of olie verbrand om de benodigde hoge temperatuur te maken. Bij de verbranding van deze fossiele brandstoffen komt koolzuurgas (kooldioxide, CO2) vrij waardoor het klimaat op aarde verandert met de bekende kwalijke gevolgen.
In een zonthermische krachtcentrale komt geen koolzuurgas vrij zodat het klimaat gespaard blijft. Er is meer dan voldoende ruimte in de woestijnen, zodat er genoeg zonthermische krachtcentrales gebouwd kunnen worden om de gehele wereld van alle vormen van energie te voorzien. Er zal dan geen tekort aan energie meer zijn.
Elektriciteit kan met weinig verlies over duizenden kilometer getransporteerd worden als je dat met hoogspanningsgelijkstroom (High-Voltage Direct Current, HVDC) doet. Het verlies in een HVDC-verbinding tussen Marokko en Nederland, 3500 km, bedraagt 15%. Dit verlies kan gemakkelijk gecompenseerd worden door ruim 15% meer zonnespiegels in de Marokkaanse woestijn op te stellen. De kosten van een HVDC zeekabel tussen Marokko en Nederland met een capaciteit van 4 GW, inclusief walstations, bedragen 8 miljard dollar. Aldus Paul van Son, CEO Dii Desert Energy.

Toekomstvisie

De toekomstvisie van de Stichting GEZEN voor 2050 is als volgt:

  • De elektriciteitsvoorziening van de hele wereld is vrijwel uitsluitend afkomstig van hernieuwbare energiebronnen:
  • Grootschalige zonne-energie in de woestijnlanden met lange-afstands transport naar de andere landen
  • Zonnepanelen en zonnecollectoren op alle daken die geschikt zijn
  • Windparken langs de kusten en in ondiepe zeeën
  • Batterijen vangen kortdurende tekorten aan zonnestroom en windstroom op
  • Als er (vooral ’s winters) een langdurig tekort is aan zonnestroom en windstroom, wordt groene waterstof ingezet in thermische centrales, bij voorkeur kleinere warmte-krachtcentrales (WKK) dichtbij woonwijken met warmtenetten
  • In plaats van WKK’s eventueel ook brandstofcellen
  • Aardwarmte
  • Waterkracht
  • Getijdenenergie
  • Golfenergie
  • Waterstof wordt in de woestijnen geproduceerd d.m.v. elektrolyse met elektriciteit uit zonnecentrales, PV en CSP.
  • Waterstof wordt eveneens geproduceerd met chemische reacties, gebruikmakend van de hoge temperaturen in zonne-torens (CSP).
  • Groene waterstof wordt zo nodig omgezet in ammoniak.
  • Vloeibare brandstoffen zoals methanol worden geproduceerd uit groene waterstof, samen met uit de atmosfeer ingevangen kooldioxide.

De Stichting GEZEN staat neutraal t.o.v. kernenergie, maar is absoluut tegenstander van kolencentrales. Er is genoeg gas om het transitietijdperk van fossiele energie naar duurzame energie te kunnen overbruggen.

Groene waterstof bestaat nog niet

In alle toekomstscenario’s speelt waterstof een grote rol. De belangrijkste functies van waterstof zijn:

  1. Het opslaan van overtollige zonne-energie in de zomer, om het tekort aan zonne-energie in de winter aan te vullen. Hoe dichter bij de evenaar de zonnepanelen en zonnecentrales staan, hoe kleiner het verschil in opbrengst tussen zomer en winter is. In het scenario van GEZEN komt het grootste deel van de zonnestroom uit zonnecentrales in Noord-Afrika en andere subtropische woestijnlanden. In het GEZEN-scenario is daarom minder waterstof nodig dan in de meeste andere toekomstscenario’s.
  2. Opslag van energie voor lange-afstand transport, scheepvaart en luchtvaart. Rechtstreeks, of als tussenfabrikaat bij de productie van vloeibare brandstoffen. Voor het alternatief, biobrandstoffen, ontbreekt het in de wereld aan voldoende geschikte grond, want voedselproductie heeft prioriteit.

Voor beide functies moet het waterstof een duurzame oorsprong hebben, dus geproduceerd worden door middel van electrolyse  met groene stroom. Stroom die je verbruikt is alleen daadwerkelijk groen als alle gascentrales, kolencentrales en kerncentrales uit staan.  Alleen in die situatie weet je zeker dat de extra stroom voor de productie van waterstof  afkomstig is van zonnestraling en wind. Alleen in dat geval is de waterstof echt groen. Maar als er nog ergens een gascentrale stroom staat te leveren  aan het Noord-West Europese elektriciteitsnet, dan is dat omdat alle windturbines en zonne-installaties al maximaal staan te produceren, gegeven de weersomstandigheden  van dat moment.  De stroom waarmee je waterstof produceert verdringt dan de andere consumenten van groene stroom  naar leveranciers van fossiele stroom. In feite is de stroom voor de electrolysers  dan afkomstig van het aardgas dat in die gascentrale extra moet worden verbrand om aan de extra stroomvraag te voldoen.

Door alle verliezen gaat bij die omzetting meer dan de helft van de energie verloren. Je kunt dat extra aardgas dan veel beter rechtstreeks in waterstof omzetten, zoals al jarenlang o.a. in Rijnmond gebeurt. De huidige megalomane plannen voor de productie van zogenaamde groene waterstof, “groene” waterstof, nep-groene waterstof,  gaan ten koste van  miljarden euro’s subsidie een enorme hoeveelheid extra CO2-uitstoot veroorzaken, en kostbaar aardgas verkwisten.

Meer over dit beladen onderwerp in: “Waarom “groene” waterstof op korte termijn (voor 2030) geen goed idee is. Zie ook https://waterstofgate.nl.

Waterstof als indirect broeikasgas

Als over enkele decennia groene waterstof een belangrijke rol gaat spelen in de wereldeconomie, krijgen we te maken met een lastig probleem. Waterstof is een indirect broeikasgas. Waterstof dat ontsnapt uit de talloze onvermijdelijke lekkages uit de 10 tot 100-duizenden kilometer aan waterstofpijpleidingen, de tanks met vloeibare waterstof, de gasflessen, enz. enz., heeft het effect dat al aanwezige broeikasgassen zoals methaan een langere verblijftijd in de atmosfeer hebben, waardoor de opwarming toeneemt.

Het Joint Research Centre van de Europese Commissie heeft in 2022 het rapport “Hydrogen emissions from a hydrogen economy and their potential global warming impact” uitgebracht. Hier volgt een uittreksel uit dit rapport.

Gemeten over een tijdvak van 20 jaar is waterstof een factor 20 sterker broeikasgas dan CO2 , over een tijdvak van 100 jaar een factor 11. De verblijftijd van waterstof in de atmosfeer is 2 jaar. Er nog weinig bekend over de omvang van de huidige waterstoflekkages. De schattingen lopen uiteen van 1% lekverlies bij pijpleidingtransport, 4% lekverlies bij hoge-druk waterstoftoepassingen en 10 tot 20% lekverlies bij vloeibaar waterstoftoepassingen. Volgens de meeste scenario’s, zoals het Net-Zero 2050 scenario van het IEA, zal tegen 2050 20% van de totale energieconsumptie op de wereld worden geleverd door waterstof. Het grootste deel van de waterstoflekkage zal in 2050 afkomstig zijn van de transportsector, en van de verscheping van vloeibaar waterstof over zeer grote afstanden.  In het 20% waterstofscenario (zoals in Net-Zero 2050) geeft vervanging van fossiele brandstof door groene waterstof een CO2-uitstootreductie van 96%, d.w.z. het klimaateffect van de 3% veronderstelde waterstoflekkage is gelijk aan 4% van de uitstoot die er zonder waterstof zou zijn geweest. Maar als er veel meer waterstoflekkage is, bv, 20%, dan is het klimaateffect van de waterstofeconomie veel groter, nl. 26% van de uitstoot van de fossiele economie.  Bij blauwe waterstof is de uitstoot van de waterstofeconomie aanzienlijk groter dan bij groene waterstof.

Detectie van waterstoflekken is erg moeilijk. Lekkages dienen in eerste instantie bestreden te worden vanwege de directe veiligheid, waterstof is uitermate brandbaar, en knalgas is zeer explosief.

Conclusie GEZEN

GEZEN concludeert dat het klimaateffect van weglekkend waterstof in een waterstofeconomie geen show-stopper hoeft te zijn. Maar dan moeten de veiligheidsmaatregelen enorm worden opgevoerd, wat de kosten van een waterstofeconomie flink zal doen stijgen, net als het geval is  bij kernenergie.

De vereiste veiligheidsmaatregelen zijn incompatibel met het massale gebruik van waterstof door huishoudens, de plannen om in woningen het aardgas te vervangen door waterstof zijn dan ook alleen al om die reden onzalig.

In het scenario van GEZEN wordt het grootste deel van de zonne-energie opgewekt in gebieden met  een gering verschil tussen de zomer- en de winteropbrengst, waardoor er structureel minder behoefte is aan waterstof en aan zonnebrandstoffen die groene waterstof als grondstof gebruiken.

Transport van energie over duizenden kilometers kan beter worden  met hoogspannings gelijkstroomkabels worden gedaan dan met waterstofpijpleidingen.

GEZEN is voorstander  van de productie van groene waterstof op de locaties waar elektriciteitsopwekking  het goedkoopste is, dus met zonnecentrales (zon-PV en zon-CSP) in de woestijnlanden. Maar dan moeten aldaar wel eerst de fossiele centrales zijn vervangen door zonnecentrales en andere hernieuwbare energiebronnen,  om verdringing te voorkomen.     De meeste groene waterstof wordt op de productielocatie samen met uit de lucht ingevangen CO2 en stikstof omgezet in gemakkelijker te  transporteren  brandstoffen zoals  methanol, methaan of ammoniak.

Meer over waterstof?

Wilt u meer nuchter, maar ook kritisch,  commentaar lezen over waterstof?

Zie Paul Martin, Hydrogen to Replace Natural Gas – By the Numbers.  Of koop het ebook van Jeroen Horlings, “Een objectieve kijk op WATERSTOF” (2020). Of lees het zeer lezenswaardige boekje van Machiel Mulder, “ENERGIETRANSITIE, Eerst snappen, dan doen” (2022). Mulder toont aan dat “groene” waterstof nog zeer lange tijd 50% duurder zal blijven dan blauwe waterstof, dat is waterstof die wordt geproduceerd uit aardgas, waarbij ongeveer 90% van de CO2 die hierbij ontstaat wordt afgevangen en opgeslagen in lege aardgasvelden (CCS, of CCUS). “Groene” waterstof zal zeker duurder zijn dan grijze waterstof. Kortom, de bovengenoemde megalomane plannen zullen nog minimaal 2 decennia met enorme bedragen gesubsidieerd moeten worden.

Investeringsplan

Zonthermische krachtcentrales komen er niet vanzelf. Grote investeringen en krachtige politieke besluiten zullen nodig zijn. Er moet Nederlandse en Europese wetgeving komen die bevordert dat op grote schaal kapitaal van pensioenfondsen en verzekeringsmaatschappijen maar ook van particulieren wordt benut om hiermee honderden gigawatt aan zonnespiegelcentrales te bouwen, en om tienduizenden kilometer aan Noord-Zuid lopende hoogspannings gelijkstroomleidingen aan te leggen.

Een Plan voor de Toekomst kan de somberheid van mensen over hun werkplek en hun financiële toekomst bestrijden. Een plan dat van visie getuigt.

Het Plan voor de Toekomst is een Groen Investerinsplan, waarbij een aanzienlijk deel van particulier spaargeld wordt ingezet voor de bouw van de infrastructuur voor een volledig duurzame wereldeconomie, met daarin een grote bijdrage van CSP. Het resultaat van vele studies is, dat zonder grootschalige spiegelcentrales in zonnige landen die 100% duurzame wereldeconomie niet te verwezenlijken is.

Het Internationaal Energie-Agentschap (IEA) heeft een wereldomvattend plan gemaakt voor de energietransitie, Net Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector (NZE). Met dit plan kan de temperatuurstijging op Aarde beperkt blijven tot 1,5 graad (in 2100 t.o.v. 1850).

Wij zijn van mening dat deze routekaart het beste, meest gedegen, plan is om de klimaatcrisis te bestrijden. Wij hebben een uittreksel met commentaar van het NZE-rapport geschreven.

De belangrijkste conclusie in NZE is, dat de wereld jaarlijks 5000 miljard dollar per jaar moet investeren in hernieuwbare energie (inclusief CSP-centrales), energiebezuiniging, energie-opslag, versterking van de netten, enz. Totdusver zijn de duurzame investeringen een factor 3 te laag, met als gevolg dat de CO2-uitstoot nog steeds stijgt.

5000 miljard dollar per jaar komt overeen met 6% van het cumulatieve bruto nationaal product (BNP). Als ieder land in het vervolg 6% van het eigen BNP aan duurzame investeringen pleegt, kan de opwarming stoppen bij anderhalve graad.

Voor Nederland komt dit neer op 45 miljard euro per jaar. Te besteden in het binnenland (aan een veel sterkere groei van het aantal windturbines op de Noordzee) en het buitenland (zonnecentrales in de zonnige landen rondom de Middellandse zee).

Op initiatief van GEZEN is in augustus 2021 een pleidooi hiervoor overhandigd aan

minister Sigrid Kaag, tevens partijleider van D66. Dit pleidooi heeft resultaat gehad, want op de klimaatconferentie COP26 in Glasgow (1-13 november 2021) hebben Nederland en Namibië een intentieverklaring ondertekend om gezamenlijk groene waterstof aldaar te gaan produceren. Daarna heeft Nederland een soortgelijke intentieverklaring ondertekend met Oman.

Doe mee en help CSP

Het is van belang dat de publieke opinie gemobiliseerd wordt, anders blijven investeringen in de absoluut noodzakelijke zonnespiegelcentrales te gering. Nederlandse bedrijven en Nederlandse investeerders zijn onmisbaar. Met alleen maar zonnepanelen en windturbines zullen we de strijd om duurzame energie echt niet winnen.

  • Word donateur ven de stichting GEZEN !
  • Word lid van de Vereniging voor ZonneKrachtCentrales!
  • U kunt het jaarverslag lezen van de Stichting GEZEN  voor een overzicht van de bouw van zonthermische krachtcentrales in de wereld en het succes van de CSP-lobby in de Tweede Kamer.
  • Mail ons: info@gezen.nl.
  • Nog beter: wordt (voor minimaal 20 euro per jaar) donateur van de Stichting GEZEN, zodat wij onze onkosten kunnen bestrijden: info@gezen.nl

De Stichting GEZEN heeft van de Belastingdienst een zg. ANBI verklaring gekregen, waardoor donaties aan GEZEN aftrekbaar zijn als gift bij de aangifte voor de Inkomstenbelasting.

  • Mail ons: info@gezen.nl
  • Bel ons: 06-51635345
  • Schrijf ons: Stichting GEZEN, Nieuwe Kerkhof 30a, 9712PW Groningen.

De CSP-lobby moet krachtiger worden dan die voor de kolenenergie. Alleen zo zal Nederland het voortouw kunnen nemen bij de wereldwijde transitie naar zonne-energie. Steun de totstandkoming van de nieuwe, schone, onuitputtelijke energiebron!

Over de auteur

foto van Evert du Marchie van Voorthuysen, auteur van deze site

Evert du Marchie van Voorthuysen, auteur van deze site

Deze site wordt geschreven door Evert H. du Marchie van Voorthuysen (1942). Hij is een nazaat van Adriaan Paets van Troostwijk (1752-1837), een van de ontdekkers/uitvinders van de elektrolyse van water (1789), waarmee groene waterstof wordt geproduceerd.

Evert van Voorthuysen  studeerde experimentele natuurkunde en promoveerde in de kernfysica aan de Rijksuniversiteit Groningen (RuG). Hij doceerde natuurkunde op de Zeevaartschool in Delfzijl en op de RuG. Hij deed onderzoek in de kernfysica, de vaste-stof fysica en de grondslagen van de kwantummechanica in Groningen en Baltimore (USA) tot 2003.

Vanaf 2004  jaar specialiseert Evert van Voorthuysen zich in de techniek en de economie van zonthermische krachtcentrales (CSP) en in energiepolitiek. Hij is oprichter en directeur van de stichting ter bevordering van Grootschalige Exploitatie van Zonne-ENergie (GEZEN). Vanaf 2006 is hij  technisch-wetenschappelijk directeur van Solaq BV. Solaq ontwikkelt technologie om in droge, zonrijke landen drinkwater uit de lucht te onttrekken met behulp van zonne-energie. De Stichting GEZEN en het bedrijf Solaq BV zijn volkomen onafhankelijk van elkaar.

Meer lezen/Further reference

Voor het actuele nieuws op het gebied van grootschalige duurzame energie, en vooral CSP, kijk HIER

Er staat eind 2022 al 6 gigaWatt (6300 megaWatt) aan zonnespiegelcentrales op de wereld. Voor een opsomming van al deze centrales zie alle CSP-centrales.

zie verder: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_solar_thermal_power_stations

Een meer gedetailleerd technisch en economisch overzicht van alle CSP-centrales staat op de website over hernieuwbare energie van het Amerikaans Ministerie van energie: http://www.nrel.gov/csp/solarpaces/

 

© 2013-2023 Stichting GEZEN, overname uitsluitend toegestaan met bronvermeldingen

Geef een reactie