Biomassa

Biomassa is alle levende materie op aarde. Biomassa op aarde vormt een aanzienlijke energievoorraad op aarde. Bekende biomassa vormen zijn; hout, stro en mest. Biomassa kan op verschillende manieren gebruikt worden als energiebron. Door directe verbranding kan de geproduceerde warmte benut worden voor industrie processen of om een elektriciteitscentrale mee te stoken.

Daarnaast kennen we vergassing en vergisting waarbij brandbare gassen geproduceerd worden die gebruikt kunnen worden voor bijv. het aandrijven van een motor.

Biomassa is in beginsel een duurzame energiebron doordat het opgeslagen koolstof (de brandstof) vrijkomt als CO₂ wat bij de aangroei van bijv. een gewas, (in het fotosyntheseproces) weer wordt opgenomen. Dit vormt dus een kringloop.

Helaas worden biomassa brandstoffen niet altijd duurzaam gebruikt doordat in de kringloop bijv. kunstmest wordt gebruikt of de hoeveelheid gebruikte biomassa niet opnieuw is aangeplant.

CO₂

CO₂ of koolzuurgas is het gas dat vrijkomt bij de verbranding van brandstoffen.
Het wordt gezien als een belangrijke veroorzaker van recente klimaatveranderingen. Dit gas is komt van nature voor en is niet giftig. Doordat we brandstoffen gebruiken (olie, gas, kolen) die lang in de grond waren opgeslagen, komt dit gas nu in grote hoeveelheden vrij en verstoort het natuurlijke percentage in de lucht.

Duurzame energiebronnen hebben geen CO₂ uitstoot of vormen een kringloop.

Duurzame energie

Duurzame energie is energie waarover de mensheid in de praktijk voor onbeperkte tijd kan beschikken en waarbij door het gebruik ervan het leefmilieu en de mogelijkheden voor toekomstige generaties niet worden benadeeld. (Wikipedia 2006)

Energie verkregen uit continue of herhalende energiestromen die voorkomen in het natuurlijke milieu. (Twidell and Weir, 1986)

Duurzame energiebronnen zijn;

Biomassa, OTEC, zonne energie, windenergie, geothermische energie, golfslag energie, getijden energie, hydro-elektrische energie.

Elektriciteit

Bij elektriciteit hebben we het over elektrische lading in een magneet (magnetisme) of elektrische stroom. Bij elektrische stroom gaat het om de verplaatsing van elektronen (onderdeeltjes van atomen) die zich bewegen tussen twee punten als deze onder spanning staan. Deze stroom van elektronen zorgt ervoor dat bijv. onze apparaten werken en lampen branden.

Elektrische stroom wordt opgewekt in energiecentrales of door duurzame energie opwekkers waarbij in de meeste gevallen een soort grote dynamo, generator genoemd, voor de elektronen stroom zorgt.

Fossiele brandstoffen

Zijn koolstofverbindingen die ontstaan zijn uit planten- en dierenresten van soms miljoenen jaren geleden. Deze koolstofverbindingen zijn vaak gevormd onder grote druk en temperatuur. Voorbeelden zijn; aardgas, aardolie, kolen en turf.

De aarde kent een beperkte voorraad fossiele brandstoffen en van sommigen is duidelijk dat we ze nog hooguit enkele decennia kunnen gebruiken.
Bij de verbranding van fossiele brandstoffen ontstaat CO₂ , een belangrijk broeikasgas wat het klimaat verstoort. Dit komt doordat brandstoffen die zich in miljoenen jaren hebben gevormd nu in zeer korte periode worden gebruikt. Daarnaast kunnen deze brandstoffen luchtvervuiling veroorzaken doordat in de uitlaatgassen stikstof en zwavelverbindingen kunnen voorkomen.

 

Gasturbines

In een gasturbine, bestaande uit een compressor, verbrandingskamer en schoepen, vindt energieomzetting plaats. Uit de energie in een brandstof kan men bewegingsenergie halen voor aandrijving, warmte of elektriciteit. In het laatste geval is de gasturbine gekoppeld aan een grote dynamo, de generator.

Gasturbines worden ook gebruikt in straalvliegtuigen.

 

Generator

Is een dynamo die mechanische energie uit bijvoorbeeld een dieselmotor of gasturbine omzet in elektrische energie. In de generator wordt in een magnetisch veld spanning opgewekt waardoor stroom in een kring kan gaan vloeien.

Groene stroom

Elektriciteit opgewekt op een duurzame manier.

Nucleair

Nucleaire energieopwekking kennen we voornamelijk onder het begrip ‘kernenergie’. Kernenergie is energie opgewekt door kernreacties. Bij deze reacties veranderen kernen van atomen of ze vallen uiteen doordat ze geraakt worden door andere deeltjes. Dit proces noemen we kernsplitsing. Deze reacties kunnen in een kerncentrale gecontroleerd plaatsvinden. Bij deze reactie komt relatief veel energie vrij in de vorm van warmte. Deze warmte wordt gebruikt in een energie-omzettingsproces zoals we die kennen van kolen of gas centrales. Hierbij wordt met warmte stoom gegenereerd, wat gebruikt wordt om een stoomturbine aan te drijven die op zijn beurt een generator aandrijft om zo elektriciteit te verkrijgen.

Bij kernsplitsing ontstaat, voor de mens gevaarlijke, radioactieve straling. Deze straling veroorzaakt hoofdzakelijk vormen van kanker en misvormingen. De meeste huidige kerncentrales opereren echter op een zeer veilige manier. Door strikte veiligheidsmaatregelen worden ongelukken waarbij radioactieve straling in het milieu terechtkomt voorkomen. Bij elektriciteitsopwekking door kernenergie komt geen CO₂ vrij.

Om kernreacties te beheersen wordt in een aantal gevallen grote hoeveelheden koelwater gebruikt die geloosd wordt op open water. Lozing van dit licht radioactieve koelwater heeft geleid tot grote discussies omdat zeer negatieve effecten op het leven in de zeeën lijken te ontstaan.

Ondanks een relatief veilige manier van opereren kent kernenergie een aantal andere gevaren.
Hoog radioactief afval uit een centrale moet intensief gekoeld en bewaakt worden om straling in het milieu te voorkomen. Na een bepaalde periode (de halfwaardetijd, ruim 100.00 jaar) is het stralingsniveau gedaald. Dit laag radioactief materiaal is nog steeds gevaarlijk voor de mens. Daarna is er nog eens ca. 100.000 jaar nodig om de radioactiviteit van het afval volledig af te breken.

De opslag vindt vaak ondergronds plaats, maar omdat het afval zo enorm lang opgeslagen moet worden om geen gevaar meer te vormen heeft men tot op heden nog geen gepaste oplossing gevonden. Hierdoor vormt het dus een probleem op een haast niet te bevatten tijdsschaal waarmee we vele toekomstige generaties opschepen.

Een ander probleem vormt het wereldwijde transport van radioactief materiaal. Brandstof gebruikt in een kerncentrale kan in een bepaald recycling proces tot nieuwe brandstof worden omgevormd. Dit proces geschiedt echter maar op een paar plaatsen in de wereld. De hierbij gevormde radioactieve afvalstoffen worden meestal weer voor opslag onder de grond in het land van herkomst verzonden. Hierdoor vindt er wereldwijd een vervoer van laag tot hoog radioactief materiaal per schip plaats. Ongelukken met deze schepen kunnen zware tragedies veroorzaken waarbij besmetting van de wereldzeeën en daarmee ook ons leefklimaat niet ondenkbaar is.

Stoomturbine

De stoomturbine is een apparaat dat energie uit stoom gebruikt om bewegingsenergie op te wekken. Stoom met een bepaalde druk en temperatuur wordt tegen een reeks rotorschoepen geleid. Hierbij daalt de druk en temperatuur en is een rotatie op de hoofdas verkregen. Deze hoofdas is geschakeld aan een generator waarmee elektriciteit wordt opgewekt.

Stoom wordt opgewekt in stoomketels in energiecentrales, door verbranding van kolen, gas, olie, biomassa of een nucleair proces.

Thermisch

In een thermische centrale wordt gebonden energie in een brandstof omgezet in warmte. Deze warmte kan benut worden door het om te zetten in bewegingsenergie en elektrische energie. In kolen en oliecentrales gebeurt dit met een ketel en turbine installatie, maar dieselcentrales met dieselgeneratoren vallen ook onder de thermische centrales.

Thermische centrales stoten het broeikasgas CO₂ uit. Afhankelijk van zuiveringsprocessen, stoten ze ook bepaalde hoeveelheden stikstof en zwavelverbindingen uit, verantwoordelijk voor zure regen. Kolencentrales stoten per geproduceerde energie-eenheid de meeste CO₂ en gascentrales produceren de minste. Biomassacentrales kunnen CO₂ neutraal werken.

Voorbeelden zijn, kolencentrales, dieselcentrales, STEG-centrales, biomassa centrales.

Wervelbedproces

In thermische centrales worden brandstoffen in een grote ketel verbrand. In de wanden van deze ketel zitten buizen. Door de geproduceerde warmte kan er in deze buizen stoom uit water geproduceerd worden. Deze stoom gebruikt met om een turbine aan te drijven.

Het wervelbedproces wordt toegepast in moderne kolencentrales en sommige biomassa centrales. Met dit proces kunnen meerdere brandstofvormen in 1 centrale gebruikt worden. In kolencentrales zorgt dit proces ervoor dat de vorming van schadelijke stoffen in de verbrandingsgassen worden teruggebracht. Hierbij wordt poederkool door middel van een luchtstroom wervelend in de ketel gebracht waar het verbrand.

IEA

(Internationaal Energie Agentschap) , een organisatie met 26, voornamelijk westerse, deelnemende landen die zich richten op veiligheid van energievoorziening, economische groei en milieuduurzaamheid door samenwerking op het gebied van energiebeleid.

Watt

(symbool W) is de een eenheid van vermogen. Dit geeft de snelheid aan waarmee arbeid geleverd kan worden.

Of!

Hoeveel energie een apparaat verbruikt. Bijv. Een gloeilamp met een vermogen van 40 watt gebruikt een hoeveelheid energie van 40 joule per seconde.

1 W = 1 J/sec

Bij energieopwekking hebben we het vaak over veelvoud aan watts. Het is daarom gemakkelijk om de voorvoegsels te gebruiken;

kW (kilowatt, 1000 Watt), MW (megawatt, miljoen Watt), GW (gigawatt, miljard Watt)

MW

eenheid van vermogen. In dit geval hoeveel miljoen (mega of M) Joule een windturbine pér seconde (W = J/sec) kan leveren.

Dus waartoe een windturbine in staat is (elektrische) energie te leveren.

Wattuur

(symbool kWh) is de arbeid die wordt verricht of de energie die wordt gebruikt als een vermogensbron 1 watt gedurende 1 uur moet leveren.

Meer praktisch is het gebruik van de ”kWh”.

1 kWh = 3,6 miljoen joule

Zegt iets over de hoeveelheid geleverde of verbruikte (elektrische) energie. Zoals u in uw jaarafrekening kan aflezen hoeveel elektrische energie u in een jaar verbruikt heeft kan men zeggen hoeveel een windturbine in een jaar geleverd heeft.

kWh

1 kWh is de arbeid die wordt verricht of de energie die wordt gebruikt als een vermogensbron 1000 watt gedurende 1 uur moet leveren.

(zo ook bij u thuis; 1 kWh is de energie die verbruikt wordt indien een apparaat met een vermogen van 1 kW gedurende 1 uur in werking is geweest.)

Hiermee geeft men de hoeveelheid energie aan die geleverd is over een bepaalde tijd.

Huishoudelijk verbruik

Het gemiddelde verbruik van elektriciteit in Nederland bedroeg in 2004 gemiddeld 3.400 kWh of 3,4 MWh per jaar. De cijfers over het jaar 2005 zullen over enige tijd bekend worden gemaakt. Zij zullen weinig verschillen met die van 2004. Wanneer de initiatiefgroep stelt dat het windpark dat men wil bouwen, voldoende stroom levert voor alle huishoudens in Dantumadeel, Dongeradeel en Ferwerderadeel kan de volgende rekensom worden gemaakt: aantal huishoudens (ca. 12.000) maal het gemiddelde huishoudelijk verbruik (3.400 kWh) = verwachte gemiddelde productie (41 miljoen kWh of 41.000 MWH).