In elke discussie over klimaatverandering staat hernieuwbare energie meestal bovenaan de lijst van veranderingen die de wereld kan doorvoeren om de ergste gevolgen van de stijgende temperaturen af te wenden. Dat komt omdat hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie geen kooldioxide en andere broeikasgassen uitstoten die bijdragen tot de opwarming van de aarde.
Schone energie heeft veel meer te bieden dan alleen maar 'groen' zijn. Deze groeiende sector creëert banen, maakt elektriciteitsnetten veerkrachtiger, vergroot de toegang tot energie in ontwikkelingslanden en helpt de energiefactuur te verlagen. Al deze factoren hebben bijgedragen tot een renaissance van hernieuwbare energie in de afgelopen jaren, waarbij wind- en zonne-energie nieuwe records hebben gevestigd voor de opwekking van elektriciteit.
De afgelopen 150 jaar is de mens sterk afhankelijk geweest van steenkool, olie en andere fossiele brandstoffen om alles van gloeilampen tot auto's en fabrieken aan te drijven. Fossiele brandstoffen zijn verankerd in bijna alles wat wij doen, en als gevolg daarvan hebben de broeikasgassen die vrijkomen bij de verbranding van die brandstoffen een historisch hoog niveau bereikt.
Doordat broeikasgassen warmte in de atmosfeer vasthouden die anders in de ruimte zou ontsnappen, stijgt de gemiddelde temperatuur aan het aardoppervlak. De opwarming van de aarde is één symptoom van de klimaatverandering, de term die wetenschappers nu verkiezen om de complexe verschuivingen te beschrijven die het weer en het klimaatsysteem van onze planeet beïnvloeden. Klimaatverandering omvat niet alleen stijgende gemiddelde temperaturen maar ook extreme weersomstandigheden, de verplaatsing van populaties en leefgebieden van wilde dieren, de stijging van de zeespiegel en een hele reeks andere effecten.
Natuurlijk hebben duurzame energiebronnen—zoals elke energiebron—hun eigen nadelen en bijbehorende discussies. Een daarvan heeft betrekking op de definitie van hernieuwbare energie. Strikt genomen is hernieuwbare energie precies wat u zou denken: eeuwig beschikbaar, of zoals de U.S. Energy Information Administration het formuleert: 'vrijwel onuitputtelijk'. Maar 'hernieuwbaar' betekent niet noodzakelijkerwijs duurzaam, zoals tegenstanders van ethanol op basis van maïs of van grote stuwdammen voor waterkracht vaak beweren. Het omvat ook niet andere lage- of nulemissiebronnen die hun eigen voorstanders hebben, zoals energie-efficiëntie en kernenergie.
Waterkracht: eeuwenlang hebben mensen de energie van de rivierstromingen benut door dammen te gebruiken om de waterstroom te beheersen. Waterkracht is veruit 's werelds grootste bron van hernieuwbare energie, met China, Brazilië, Canada, de VS en Rusland als grootste waterkrachtproducenten. Hoewel waterkracht in theorie een schone energiebron is die wordt aangevuld door regen en sneeuw, heeft zij ook een aantal nadelen.
Grote dammen kunnen de ecosystemen van rivieren en omliggende gemeenschappen verstoren, waardoor wilde dieren gevaar lopen en bewoners ontheemd raken. Waterkrachtcentrales zijn kwetsbaar voor aanslibbing, waardoor de capaciteit in gevaar kan komen en apparatuur kan worden beschadigd. Droogte kan ook problemen veroorzaken. In het westen van de VS waren de kooldioxide-emissies over een periode van 15 jaar 100 megaton hoger dan ze normaal zouden zijn geweest, volgens een studie uit 2018, omdat nutsbedrijven overschakelden op steenkool en gas ter vervanging van waterkracht die verloren ging door droogte. Zelfs waterkracht op volle capaciteit heeft zijn eigen emissieproblemen, aangezien rottend organisch materiaal in reservoirs methaan doet vrijkomen.
Stuwdammen zijn niet de enige manier om water te gebruiken voor energie: Getijden- en golfenergieprojecten over de hele wereld hebben tot doel het natuurlijke ritme van de oceaan op te vangen. Mariene energieprojecten genereren momenteel naar schatting 500 megawatt aan stroom—minder dan één procent van alle hernieuwbare energiebronnen—maar het potentieel is veel groter. Programma's zoals de Saltire-prijs van Schotland hebben innovatie op dit gebied aangemoedigd.
In het ‘Algenteeltcentrum’, een gebouw van 1500 vierkante meter op de campus van de Technische Universität München, wordt onderzoek gedaan naar het gebruik van algen voor de productie van biokerosine en andere biomaterialen. Met behulp van ultra-efficiënte LED-lampen en transparant glas kunnen wetenschappers de klimaatomstandigheden op elke plek op aarde en daarmee de groeicyclus van algen nabootsen. De resultaten van het onderzoek zullen worden gebruikt om lichtere brandstoffen en constructiematerialen voor de vliegtuigindustrie te ontwikkelen.
Wind: Het benutten van de wind als energiebron begon meer dan 7.000 jaar geleden. Tegenwoordig worden er over de hele wereld steeds meer windturbines geplaatst die elektriciteit opwekken, en China, de VS en Duitsland zijn de grootste producenten van windenergie. Van 2001 tot 2017 is de cumulatieve windcapaciteit wereldwijd toegenomen van 23.900 megawatt tot meer dan 539.000 mw—meer dan 22 keer zoveel.
Sommigen hebben misschien bezwaar tegen het uitzicht en het geluid van windturbines, maar windenergie, met haar dalende prijzen, blijkt een te waardevolle hulpbron te zijn om links te laten liggen. Hoewel de meeste windenergie afkomstig is van turbines aan land, verschijnen er ook offshore-projecten, met de meeste in het VK en Duitsland. Het eerste offshore-windmolenpark van de VS werd in 2016 geopend in Rhode Island, en andere offshore-projecten komen in een stroomversnelling. Een ander probleem met windturbines is dat ze een gevaar vormen voor vogels en vleermuizen, waarbij jaarlijks honderdduizenden dieren sterven. Dat is niet zoveel als bij botsingen en andere bedreigingen zoals het verlies van hun leefomgeving en invasieve soorten, maar wel genoeg dat ingenieurs werken aan oplossingen om ze veiliger te maken voor vliegende wilde dieren.
Zon: van daken van huizen tot grootschalige parken, zonne-energie verandert de energiemarkten over de hele wereld. In het decennium tussen 2007 en 2017 is de totale wereldwijd geïnstalleerde energiecapaciteit uit fotovoltaïsche panelen met maar liefst 4.300 procent toegenomen.
Naast zonnepanelen, die het zonlicht omzetten in elektriciteit, maken centrales voor geconcentreerde zonne-energie (CSP) gebruik van spiegels om de zonnewarmte te concentreren, waardoor in de plaats thermische energie wordt gewonnen. China, Japan en de VS nemen het voortouw bij de omschakeling naar zonne-energie, maar er is nog een lange weg te gaan: in 2017 was zonne-energie goed voor ongeveer twee procent van de totale elektriciteitsproductie in de VS. Thermische zonne-energie wordt wereldwijd ook gebruikt voor warm water, verwarming en koeling.
Een Toyota Land Cruiser die is omgebouwd tot een elektrische pick-up maakt in Kenia een testrit bij het Ngong Hills Wind Power Station. Ruim twee derde van de energie in het land wordt duurzaam opgewekt. Daarnaast is Kenia van plan zijn CO2-uitstoot verder terug te dringen. Het verduurzamen van de transportsector zou eraan bijdragen die ambitie te verwezenlijken.
Biomassa: biomassa-energie omvat biobrandstoffen zoals ethanol en biodiesel, hout en houtafval, biogas van stortplaatsen, en vast stedelijk afval. Net als zonne-energie is biomassa een flexibele energiebron die voertuigen van brandstof kan voorzien, gebouwen kan verwarmen en elektriciteit kan opwekken. Maar biomassa kan voor netelige kwesties zorgen.
Critici van ethanol op basis van maïs zeggen bijvoorbeeld dat het concurreert met de voedselmarkt voor maïs en dat het dezelfde schadelijke landbouwpraktijken ondersteunt die hebben geleid tot giftige algenbloei en andere milieurisico's. Evenzo zijn er discussies losgebarsten over de vraag of het een goed idee is om houtpellets uit bossen in de VS naar Europa te verschepen om ze daar te verbranden voor de opwekking van elektriciteit. Ondertussen werken wetenschappers en bedrijven aan manieren om maïsstengels, afvalwaterslib en andere biomassabronnen efficiënter om te zetten in energie, met als doel waarde te onttrekken aan materiaal dat anders verloren zou gaan.
Geothermisch: geothermische energie, die in sommige landen al duizenden jaren wordt gebruikt voor koken en verwarming, wordt gewonnen uit de interne warmte van de aarde. Op grote schaal kunnen ondergrondse stoom- en warmwaterreservoirs worden aangeboord via putten van een kilometer diep of meer om elektriciteit op te wekken. Op kleinere schaal zijn sommige gebouwen uitgerust met geothermische warmtepompen die gebruik maken van ondergrondse temperatuurverschillen voor verwarming en koeling. In tegenstelling tot zonne- en windenergie is geothermische energie altijd beschikbaar, maar ze heeft neveneffecten die moeten worden aangepakt, zoals de rotte eierenlucht die gepaard kan gaan met vrijkomende waterstofsulfide.
Steden, staten en federale regeringen over de hele wereld voeren een beleid dat erop gericht is meer hernieuwbare energie te gebruiken. Ten minste 29 Amerikaanse staten hebben normen vastgesteld voor hernieuwbare energiebronnen—beleidsmaatregelen die een bepaald percentage energie uit hernieuwbare bronnen voorschrijven. Meer dan 100 steden over de hele wereld beschikken nu over ten minste 70% hernieuwbare energie, en nog andere doen toezeggingen om de 100% te halen. Andere beleidsmaatregelen die de groei van hernieuwbare energie kunnen stimuleren, zijn onder meer het vaststellen van koolstofprijzen, normen inzake brandstofrendement en normen inzake efficiëntie van gebouwen. Ook bedrijven maken een verschil: zij kochten in 2018 recordhoeveelheden hernieuwbare energie.
Vraagt u zich af of uw land ooit voor 100% op hernieuwbare energie kan draaien? Waar u ook woont, wetenschapper Mark Jacobson gelooft dat het mogelijk is. Die visie wordt hier uiteengezet, en hoewel zijn analyse niet zonder kritiek is, duidt ze op een realiteit waarmee de wereld vandaag rekening moet houden. Zelfs zonder klimaatverandering zijn fossiele brandstoffen een eindige hulpbron, en als we willen dat onze pacht op de planeet wordt verlengd, zal onze energie hernieuwbaar moeten worden.
Als je meer wilt weten over onze planeet, het milieu en natuurbehoud, mis dan 'One Strange Rock'
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com