De Sahara biedt kansen voor de energietransitie van Europa

Ons land is samen met andere landen voortvarend begonnen aan de energietransitie. Deze houdt in het vervangen van steenkool, aardolie en aardgas door duurzame, hernieuwbare, energiedragers met name wind en zon. Maar als we denken dat we er met zonnepanelen en windturbines wel komen, dan houden we elkaar behoorlijk voor de gek. Europa heeft een ononderbroken, betrouwbare energietoevoer nodig en die heeft de Sahara te bieden. 

Ik wil hier wijzen op een aantal ontwikkelingen die in het debat over energietransitie te weinig aandacht krijgen waardoor wij de opgave waarvoor wij staan ernstig onderschatten. Zo wordt de indruk gewekt dat energietransitie voornamelijk gaat over verduurzaming van de bestaande elektriciteitsproductie, van de opwekking van elektriciteit dus, terwijl deze niet meer is dan de helft van het werkelijke energieverbruik. Minstens even groot namelijk is het fossiele energieverbruik van de transportmodaliteiten (weg-, water- en luchttransport), verwarmingingsapparaten, benevens industriële krachtbronnen en chemie. Ook voor deze vormen van energieverbruik zal voldoende duurzame stroom moeten worden opgewekt, terwijl er ook steeds nieuwe vraag naar stroom bijkomt, zoals van datacenters. Dit alles vereist een gigantische opschaling van de elektriciteitsproductie.

Is energietransitie in deze omvang en binnen de gestelde termijn (2050) een haalbare kaart? Als we uitgaan van stroomopwekking met zonnepanelen en windturbines zijn de vooruitzichten voor een geslaagde en ook nog snelle energietransitie allesbehalve rooskleurig. Windenergie kan de huidige fossiel gestookte elektriciteitscentrales maar gedeeltelijk vervangen, simpelweg omdat er van tijd tot tijd weinig of geen wind is; ook boven zee. Windturbines wekken een aanzienlijk deel van hun bestaan bijna of helemaal geen stroom op. Daartegenover staan pieken in de productie van windturbines door grote windsterkte die moeten worden afgevlakt.

En zonne-energie dan? Fotovoltaïsche zonne-energie (PV), directe omzetting van zonlicht in elektriciteit, heeft hetzelfde euvel als windenergie, maar zelfs in nog sterkere mate, omdat de zon gemiddeld over het jaar de helft van de tijd, ’s-nachts, onder de horizon staat. De zon levert alleen overdag energie, terwijl bewolking en de afwisseling der seizoenen ook nog eens voor een niet te beïnvloeden, grillige variatie zorgen. In de wintermaanden met hun korte daglengte is de opbrengst in Noordwest-Europa zeer gering, ook als de zon schijnt. Dus ook bij zonne-energie hebben we te maken met een inherent inefficiënte, onzekere energiebron, met een nog lager rendement dan windenergie. We kunnen er van uitgaan dat wij daarom nog vele decennia aan fossiele brandstoffen zullen vastzitten.

Om deze kwalen te ondervangen en tegelijk het aandeel groene stroom in de brandstofmix van stroomopwekking te vergroten heeft de Nederlandse overheid miljarden beschikbaar gesteld om het verstoken van biomassa in energiecentrales aantrekkelijk te maken. Dit in de vorm van pellets, samengeperste houtsnippers uit de bossen van Canada en de Baltische staten. Het stoken van houtsnippers wordt ‘verkocht’ als CO2-neutraal, maar dit is zeer de vraag. Dit geldt alleen als de CO2 die hierbij vrijkomt ook weer wordt opgenomen, namelijk door nieuwe bosaanplant. Duurzaam bosbeheer is dan ook een voorwaarde. Maar dan nog duurt het enkele decennia voordat de jonge aanplant net zoveel CO₂ heeft opgenomen als de bomen die er stonden. Al die tijd is er een netto toename van CO₂. Biomassa in deze vorm past daarom niet in de transitie naar een duurzame energievoorziening voor 100% bestaande uit groene stroom.

Welke duurzame opties hebben we dan nog over? Kernenergie bijvoorbeeld, maar dat heeft zijn beperkingen. De voorbereidingen en de bouw van kerncentrales duren lang, en samenleving en politiek zijn verdeeld over de vraag of het radioactieve afval verantwoord kan worden opgeborgen. Daarentegen wordt het energierijke waterstofgas, verkregen via de elektrolyse van water, aangeprezen als een grote belofte. En zeg nou zelf, wat is er duurzamer dan het vrijwel overal aanwezige H₂O te ontleden in twee nuttige en schone gassen, namelijk zuurstofgas (O₂) en waterstofgas (H₂), dat laatste te verbranden en zo weer terug te brengen tot water. Een mooiere kringloop is niet denkbaar, maar er is wel een probleem, want voor de aanmaak van waterstofgas is elektriciteit nodig en hoe kunnen we daarvan genoeg en ook nog duurzaam opwekken?

Een serieuze kandidaat voor de grootschalige productie van duurzame stroom is een techniek die bekend staat als Concentrating Solar Power (CSP). Daarbij is heden in Europa het oog gevestigd op gebieden met veel zon het hele jaar door, zoals de Sahara. Bij CSP wordt zonnestraling doormiddel van parabolische spiegels gericht op een buizenstelsel, gevuld met olie. Door de hete olie via warmtewisselaars door water te leiden, wordt net als bij conventionele elektriciteitscentrales stoom opgewekt waarmee turbines worden aangedreven. De aldus opgewekte stroom wordt gebruikt voor de elektrolyse van H₂O en daarmee voor de productie van waterstofgas dat naar believen kan worden opgeslagen dan wel via pijpleidingen naar de gewenste bestemming kan worden getransporteerd. In Californië en Spanje zijn CSP's al in bedrijf. In de Sahara is niet alleen praktisch het hele jaar door veel zon, maar ook volop ruimte, wat een vereiste is voor dit systeem, want er zijn grote oppervlakten mee gemoeid. Marokko ziet wat dit betreft kansen om een rol te spelen als stroomleverancier van Europa. In het zuidoosten van het land kan met zonnestroom volop waterstof worden geproduceerd dat vervolgens via gasleidingen door de Middellandse Zee naar Europa kan worden getransporteerd. Bestaande gasnetten kunnen de waterstof vervolgens naar de Europese afnemers vervoeren. Hier ligt een uitgelezen kans om de energietransitie op Europese schaal los te trekken.