President Sarkozy zei deze week dat dure grondstoffen een gevaar zijn voor de economische groei. Er zijn meer economen en politici, die hiervoor waarschuwen.
Maar de klassieke economie leert ons dat een hoge prijs van grondstoffen automatisch leidt tot investeringen, die het aanbod van de grondstof vergroten.
Een mooi voorbeeld hiervan is koper. De afgelopen 10 jaar is de prijs van koper verviervoudigd.
Door die prijsstijging wordt het economisch rendabel om armere ertsen te gaan winnen, om uitgeputte mijnen te heropenen en om koper terug te winnen uit afval. Door deze ontwikkelingen blijft de wereldwijde koperproduktie stijgen.
De exploitatie van grondstofvoorraden begint altijd met de rijkste en makkelijkst winbare ertsen. Pas als die zijn uitgeput begint men aan armere ertsen.
De exploitatie van armere ertsen kost echter meer energie.
Er moet meer gesteente worden verplaatst en het kost meer energie om de grondstof te zuiveren uit erts van een lager gehalte.
Dit geldt voor alle grondstoffen.
Zelfs bij gelijkblijvend gebruik van grondstoffen zal er steeds meer energie nodig zijn. Er kan geen energie worden geleend om de grondstofwinning op peil te houden. De extra energie, die nodig is om grondstoffen (terug) te winnen, komt uit het totale energiebudget van de wereld (of een land).
Het stijgend energieverbruik van grondstofwinning gaat ten koste van andere energieverbruikende processen. It is a zerosum world.
De stijgende vraag naar energie, zorgt ervoor dat steeds meer energiebronnen economisch interessant worden. Biobrandstoffen, wind en zonne-energie, schaliegas en teerzand. Energiewinning uit die bronnen kost zelf ook steeds meer energie. Er moet steeds meer energie geïnvesteerd worden om dezelfde hoeveelheid energie te winnen.
En er bestaan helaas geen banken waar je energie kunt lenen tegen een schappelijke rente.
Energie is de afgelopen 10 jaar snel duurder geworden. En het zal alleen nog maar duurder worden. Energie wordt nooit meer zo goedkoop als het nu is…..
Aan het begin van het aardolie-tijdperk kostte het weinig moeite om de olie naar boven te halen. Om 1 miljoen vaten olie te winnen, werden slechts 40.000 vaten verbruikt. Bij een olieprijs van $20 per vat komt dat neer op $800.000.
Tegenwoordig moet je 100.000 vaten olie ter waarde van 10 miljoen dollar verbruiken om 1 miljoen vaten naar boven te halen.
Voor steenkool geldt eenzelfde rekensommetje. Het kostte weinig energie om de makkelijk winbare steenkool in Zuid-Limburg naar boven te halen. Bij een lage olieprijs is het transport van steenkool goedkoop.
Tegenwoordig komt de steenkool van buiten Europa. Er is meer transportbrandstof nodig en de transportbrandstof is veel duurder. De steenkool is zelf ook veel duurder geworden: $120 per ton.
Eindelijk is fossiele energie zo duur geworden, dat wind- en zonne-energie ermee kunnen concurreren. Helaas wordt de produktie van windmolens en zonnepanelen ook steeds duurder door gestegen grondstofprijzen en omdat energie duurder is geworden. Ook duurzame energie zal nog duurder worden.
Energie is nog altijd erg goedkoop, maar het zal nooit meer goedkoper worden.
Een vliegvakantie zal steeds duurder worden.
Een volle tank benzine zal een steeds groter deel van je salaris kosten.
De elektriciteitsrekening zal steeds hoger worden.
Is het erg dat energie steeds duurder wordt?
Nee, de mensheid heeft in het verleden laten zien dat ze ook zonder fossiele brandstof kan. En als we onze ambities wat bijstellen en ons gedrag wat aanpassen, gaan we met zijn allen een mooie toekomst tegemoet.
Voorheen werd de klimaatverandering als belangrijkste reden genoemd om te investeren in duurzame energiebronnen zoals wind- en zonne-energie. Dat is aan het veranderen.
Nu blijkt het economisch rendabel om windmolens en zonnepanelen te maken i.p.v. conventionele energiecentrales. Niet alleen voor kleinschalige, afgelegen boerderijen, maar grote bedrijven in grote steden beginnen zelf energie op te wekken om de kosten te drukken.
In sommige delen van de wereld kan zonne-energie al concurreren met energie uit fossiele brandstof.
Optimisten menen dat we in 2050 volledig zullen zijn overgestapt op duurzame energie. Tijdens die overstap zelf zullen we nog heel veel fossiele energie moeten investeren in de bouw van windmolens en zonne-centrales.
Het lijkt erop dat de overstap naar duurzame alternatieven, te laat is ingezet: 2050 is nog ver weg. In veel landen is er nu al een nijpend tekort aan energie. Klik voor een overzicht eens naar energyshortage.org. In grote delen van Afrika en Zuid-Azië zijn stroomonderbrekingen een alledaags verschijnsel.
In het zonovergoten Australië moet in allerijl een conventionele elektriciteitscentrale uit de grond gestampt worden om een dreigend energietekort af te wenden.
Makkelijk winbare olie en steenkool raken op en zullen onvoldoende zijn om tot 2050 voldoende energie op te wekken. De overstap naar duurzame energie moet zo snel mogelijk.
Voor de overstap naar duurzame energie is geen geld opzij gezet. Overheden zullen jarenlang veel moeten bezuinigen op uitgaven aan onderwijs, gezondheidszorg en defensie om de energiecentrales van de toekomst te bouwen. De politici kunnen dergelijke langetermijnplannen moeilijk verkopen en zullen daarom de pijnlijke beslissingen voor zich uitschuiven.
De duurzame energie van de toekomst hebben we nu al nodig. Door energietekorten zal onze welvaart afnemen. Gedwongen door hoge kosten en stroomonderbrekingen, zullen we ons leven aanpassen. De vraag naar elektriciteit zal afnemen. Met als groot voordeel dat de overstap naar duurzame elektriciteit makkelijker wordt.
Een zonnecentrale in Andalusië krijgt voor elkaar wat tot nu toe logisch voor onmogelijk werd gehouden: energie produceren midden in de nacht. Voor 25 000 huishoudens. Hoe krijgen ze dat voor elkaar?
In het woestijnachtige landschap rond Sevilla leveren de heliostaten negen maanden per jaar continu vermogen.
Zonnecentrale lost piekstroomprobleem elegant op
Toegegeven: je moet er bijna twee vierkante kilometer land voor klaar hebben liggen en driehonderd miljoen euro kunnen regelen bij de bank, maar dan beschik je ook over een indrukwekkende zonnecentrale. De Gemasolar Power Plant bij de Spaanse stad Sevilla in het zonnige Andalusië wekt voldoende elektriciteit op om maar liefst 25 000 huishoudens van energie te voorzien.
De zonnecentrale bestaat uit concentrische ringen heliostaten – spiegels die zo met de zon meebewegen dat ze licht altijd naar een centrale toren weerkaatsen, waar gesmolten zout tot negenhonderd graden Celsius wordt verhit. De spiegels weerkaatsen 95% van alle licht en zijn dus in deze eerste stap veel efficiënter dan een zonnepaneel. In de tweede stap wordt de zonnestraling geabsorbeerd door het vloeibare zout. In theorie is ongeveer tweederde van de hitte-energie af te tappen en in elektriciteit om te zetten.In de praktijk is dit veel lager, maar het rendement is toch vergelijkbaar met dat van hoogwaardige zonnepanelen.
Tegelijkertijd accu
De zonnecentrale werkt 270 dagen per jaar, dat is ongeveer driekwart van de tijd. Dat is driehonderd procent beter dan vergelijkbare alternatieve energieopwekkers. Dit is te danken aan het zonnige klimaat in Zuid-Spanje. Heel bijzonder is dat de centrale ook midden in de nacht energie kan leveren. Dat komt omdat de energie wordt opgeslagen in de vorm van zeer heet gesmolten zout. Overdag wordt een overschot aan energie geproduceerd en in de vorm van gesmolten zout opgeslagen. In de nacht kan deze energie worden afgetapt door het gesmolten zout een stoomturbine te laten verhitten.
De concentrische cirkels van de Gemasolar zonnekrachtcentrale hebben veel weg van een bovenmaats kunstproject
Toepasbaarheid kan zelfs nog groter
De uitvoering zou zelfs nog goedkoper kunnen en ook het grondgebruik minder als de heliostaten boven op de gebouwen van een bestaande of nieuw te bouwen stad zouden kunnen worden geconstrueerd. Ook zouden de heliostaten welkome schaduw leveren aan de inwoners van een dergelijke stad, wat airconditioners uitspaart. Mogelijk kunnen de metalen spiegels in de nacht dienen als condensatiekernen voor waterdamp, waardoor ook drinkwater zou kunnen worden geproduceerd. Ook kan de grond worden gebruikt voor tuinbouw, mogelijk overdekt met plastic om water te sparen. Op die manier zou het land twee keer benut kunnen worden en zelfs de stad van voedsel kunnen voorzien.
In het verre verleden was oliewinning een makkie. Men boorde een gat en de olie spoot eruit. Met een kleine investering aan mankracht kon men miljoenen vaten olie winnen.
Hetzelfde gaat op voor de winning van aardgas. In de vorige eeuw was er voldoende gas dat onder hoge druk uit gasvelden gewonnen kon worden. Nu moeten we beginnen om shale-gas te winnen. Via een ingewikkeld proces moet het gas worden vrijgemaakt uit poriën in gesteente. Het kost veel meer energie om shale-gas te winnen, dan het conventionele aardgas.
De winning van olie, uit de diepzee of uit teerzand kost tegenwoordig veel meer energie.
Als er meer energie nodig is voor de winning van olie en gas, dan zal er minder overblijven voor vliegtuigen, auto’s, fabrieken en huishoudens.
Een grondstof-gebaseerde wereld waarin niemand meer hoeft te werken, er geen bezit meer bestaat, maar iedereen zich zo nuttig mogelijk probeert te maken en alle kringlopen gesloten zijn. Dat is, in het kort, wat het Venus Project voor ogen heeft. Absurde fantasie of bereikbaar ideaal?
‘Kapitalisme doodlopende weg’
Fresco wil dat wij allen in dit soort Atlantis-achtige steden gaan wonen.
Uitvinder en zakenman Jacque Fresco is in zijn leven nauw betrokken geweest bij het ontwerpen en industrieel produceren van diverse van zijn uitvindingen. Daardoor, en door zijn hoge leeftijd, heeft hij een redelijk nauwkeurige kijk op de langjarige trends in de industrie en de economie. Volgens Fresco wordt schaarste daarmee steeds meer iets van het verleden. Technisch gesproken is het niet moeilijk om ieder mens een niveau welvaart te geven op modern westers niveau.
Tegelijkertijd wordt er met productie steeds minder verdiend. Het grootste deel van de waarde wordt afgeroomd door bankiers en dergelijke. Het netto resultaat is dat er steeds minder mensen echt nodig zijn om voor de belangrijkste levensbehoeften te zorgen en het grootste deel van de mensen vooral elkaar bezig houdt. Denk aan verkopers die tijdens het werk bellen, extra personeel dat managers moet beschermen tegen opdringerige verkopers, advocaten die elkaar aan het werk houden en dergelijke. Dit alles wordt geregistreerd als economische groei.
We moeten daarom allen steeds harder werken voor een steeds lager loon. In de Verenigde Staten, bijvoorbeeld, is het modale besteedbare inkomen de afgelopen twintig jaar gedaald. De Amerikanen zijn gemiddeld wel rijker dan twintig jaar geleden, maar deze rijkdom is meer dan geheel naar de allerrijksten (vooral mensen uit de financiële sector) gegaan. Als deze trend zich doorzet is het logische gevolg dat geheel automatische fabrieken grote hoeveelheden mensen aan de bedelstaf zullen brengen. Als gevolg stort het globale handelssysteem in, want de producten kunnen aan niemand meer verkocht worden. In feite is de bankcrisis hier een symptoom van.
Vrijwel alle werk in het Venus Project wordt gedaan door robots. Net als nu overigens...
Het Venus Project
Het doel van het Venus Project is bezit af te schaffen, management en planning uit te laten voeren door machines en zo de structurele weeffout in het kapitalisme herstellen. Als geen bezit meer bestaat, bestaan er ook geen uitbuiting of armoede meer. Iedereen kan gewoon pakken wat hij of zij nodig heeft. Automatische fabrieken produceren alles wat nodig is. Nu er geen economische dwang meer bestaat, kunnen mensen producten ontwerpen die gebruiksvriendelijk zijn, ecologisch verantwoord en volledig te recyclen zijn. Dat doen ze niet omdat ze het geld nodig hebben – er is geen geld meer – maar omdat ze hun tijd nuttig en productief willen besteden. Open-source wordt de norm in plaats van de uitzondering.
Fresco heeft zelfvoorzienende steden ontworpen. Steden maken recycling namelijk gemakkelijker en springen zuiniger om met energie en grondstoffen dan wanneer de inwoners verspreid zouden wonen over een groot oppervlak.
Utopie, droom of nachtmerrie?
Technisch gesproken is het Venus Project realistisch. We zijn ruim in staat om met de beschikbare energie en grondstoffen het Venus Project tot werkelijkheid te maken. Op veel terreinen zullen zelfs flinke besparingen geboekt kunnen worden, denk aan het verdwijnen van overbodige zakenreizen, overproductie en dergelijke en de gevolgen van de vrijwel volledige recycling..
De problemen zullen zich waarschijnlijk vooral voordoen op het sociale vlak. Wat Fresco omschrijft is een commune. De meest voorkomende commune is uiteraard een echtpaar. In het verleden leden communes een moeizaam bestaan en bleken alleen stabiel met een klein aantal mensen of fervente idealisten. Zelfs de kibboetsen, ooit gesticht door idealistische zionisten, veranderen nu in ‘doorsnee’ landbouwnederzettingen met veel privé-eigendom. Privé-eigendom zit de mens in het bloed. Zelfs kleine kinderen beschouwen al voorwerpen als eigendom.
In een maatschappij van overvloed zullen er onaangename werkjes overblijven die niet direct kunnen worden geautomatiseerd. In ons studentenhuis was de schoonmaakbeurt altijd gehaat. Wie gaat lijken opruimen? Demente bejaarden verzorgen?
Door bezit af te schaffen zullen veel misdaden verdwijnen, maar niet alle. Dingen als mishandeling, aanranding en dergelijke zullen blijven. Er bestaan mensen die er een ziekelijk genoegen in scheppen anderen kwaad te doen.
Doemdenkers voorspellen net als milieubeschermers en klimaatactivisten, graag een catastrofe. Zonder die catastrofe worden ze niet serieus genomen. Maar het is erg ongeloofwaardig dat de wereld, zoals wij die kennen in een paar dagen of een paar maanden compleet verandert.
Het klimaat kan alleen verder opwarmen als de immense oceaanoppervlakken op Aarde opwarmen en dat duurt nu eenmaal erg lang (decennia).
Hetzelfde geldt voor het opraken van steenkool, aardgas en aardolie. Het duurt tientallen jaren voordat de produktie van een kolenmijn, een aardgasveld of een oliebron zover is afgenomen dat vootzetten van exploitatie onrendabel wordt.
De olieproduktie in de VS piekte in 1970 en de economische almacht van de VS staat het laatste decennium onder druk. Toch leveren de duizenden oliebronnen binnen de VS al tientallen jaren voldoende olie om miljoenen auto’s te laten rijden en duizenden vliegtuigen in de lucht te houden. De afname van de olieproduktie, en van het aantal gereden en gevlogen kilometers gaat heel geleidelijk. Van een catastrofale ineenstorting is geen sprake.
Ook als de produktie van steenkool, aardgas en aardolie wereldwijd terugloopt, dan wordt dat produktieverlies uitgesmeerd over heel veel gebruikers.
Kwantumdots beloven zonnecellen efficiënter te maken dan de huidige generatie. Ook zijn ze zuiniger met kostbare grondstoffen, want een laagje van maar enkele tientallen atomen dik is al voldoende. Het is nu voor het eerst gelukt om kwantumdots te dopen om ze zo geschikt te maken voor zonnepanelen.
Voor de productie van zonnecellen zijn nu nog dure, zeldzame grondstoffen nodig. China richt al steeds meer barrières op voor de export van strategische mineralen zoals de zogeheten zeldzame aardmetalen.
De kwantum dots op deze afbeelding zijn elk enkele atomen breed.
Kwantumdots efficiënter dan klassieke zonnecellen
Silicium transistors en ook silicium zonnecellen werken omdat ze uit laagjes elektronrijke (n) en p-materialen (met gaten) bestaan. Hierdoor kan de stroom van elektronen door de halfgeleider met spanning worden geregeld: essentieel voor zowel transistoren als zonnecellen.
Het is in theorie mogelijk om dat wat nu door een dikke laag halfgeleider gebeurt, ook door quantum dots, groepjes van rond de duizend atomen met een doorsnede van enkele nanometers, uit te laten voeren. Het theoretisch rendement hiervan is zelfs groter dan dat van klassieke zonnecellen, omdat de golflengtes waarvoor quantum dots gevoelig zijn precies overeen kunnen stemmen met die van zonlicht, door de quantum dots de gewenste eigenschapen en grootte te geven (1).
Dit zou vanzelfsprekend enorm veel grondstoffen schelen. Ook kunnen quantum dots goedkoop worden geproduceerd. Helaas bleek het onmogelijk om quantum dots te “dopen” met atomen die net als n- en p-materialen extra elektronen of juist een elektronengat opleveren. Fosfor- en booratomen, die gewoonlijk worden gebruikt, werken niet in een quantum dot. Materialen op nanoschaal krijgen heel andere eigenschappen, waardoor de andere atomen ze als het ware uit de quantum dot wippen.
Goedkoop te fabriceren
Althans: tot voor kort. De Israëlische onderzoekers Eran Rabani van de universiteit van Tel Aviv en zijn collega prof. Uri Banin van de universiteit van Jeruzalem zijn er in geslaagd afzonderlijke gedoopte quantumdots te produceren. Hierbij gaan ze uit van een oplossing met zilver- of koperionen en voegen deze oplossing geleidelijk toe aan een suspensie (fijne deeltjes zwevend in vloeistof) van kristalletjes indiumarsenide. Dit leidde tot met zilveratomen gedoopte p-dots of met koperatomen gedoopte n-dots.
De nanodeeltjes zijn opgelost in een vloeistof, dus zouden op eenvoudige wijze door een printkop of via een drukpers op plooibare plastic sheets kunnen worden aangebracht.
Indium en zilver zijn weliswaar met enkele honderden euro’s per kilo niet goedkoop, maar per vierkante meter zonnepaneel is van elk minder dan een gram nodig omdat quantumdots zo extreem klein zijn. Indien hier een werkend zonnepaneel van is te fabriceren, dan betekent dat, dat voor enkele tientjes een geheel dak is te bedekken met volwaardige zonnepanelen.
Aardolie wordt geproduceerd door de verhitting van organische resten bij zeer grote hitte, wil de gangbare geologische wijsheid. Het gevolg: alleen op een beperkt aantal plaatsen (namelijk waarvan geologen weten dat daar veel organisch materiaal is gefossiliseerd, zoals voormalige zeebodems) wordt naar aardolie geboord. Nieuw onderzoek spreekt andere taal: naar nu blijkt kan in de aardmantel methaan worden aaneengeregen tot langere koolwaterstofketens. Stikt het op allerlei onbekende plaatsen van de aardolie?
Dinosauruspap
Volgens de gangbare theorie ontstond aardolie als volgt. In de loop van miljoenen jaren dwarrelden allerlei overblijfselen van plankton, eencellige en meercellige microscopische plantjes en diertjes, neer op de zeebodem. Daardoor ontstonden dikke sedimentpakketten met een hoog gehalte aan organische stoffen. Deze raakten op een gegeven moment begraven onder een dikke laag gesteente en belandde op een gebied waar de temperaturen veel hoger zijn. Dat werkte als een natuurlijke kraakinstallatie, waardoor de zuurstofrijke organische stoffen hun zuurstof in de vorm van water afsplitsten en via de stof kerogeen, die door de hitte werd gekraakt, lange ketens koolwaterstoffen produceerde, de zwarte smurrie: aardolie.
Produceert de aarde zelf grote hoeveelheden aardolie? Het is goed mogelijk, blijkt uit nieuw onderzoek.
Abiogenetische vorming van aardolie
De abiogenetische oorsprong van aardolie controversieel te noemen, is vermoedelijk een enorm understatement. Volgens deze theorie, vooral populair in Rusland, vormt zich voortdurend methaan in de aardmantel dat naar boven borrelt. Dit wordt gedeeltelijk geoxideerd, waardoor waterstof wordt onttrokken en -weer – aardolie ontstaat. Uitgesloten, aldus de gevestigde geologie. Een berekening laat echter zien dat aardolie zich wel degelijk in de mantel kan vormen. Ongeveer honderd kilometer onder het aardoppervlak is de druk vijftigduizend atmosfeer en de temperatuur twaalfhonderd graden. Bij deze temperatuur en druk werken diamantjes en metaaloxiden als katalysator om methaan aaneen te rijgen tot langere molecuulketens: aardolie.
Hiermee is niet bewezen dat dit proces ook daadwerkelijk plaatsvindt, maar, zo blijkt, de omstandigheden diep onder de aarde zijn er zeer geschikt voor.
Gevolgen van grote hoeveelheden abiogene olie
Als er zich op allerlei nog niet onderzochte plaatsen op de aardbol aardolie zou bevinden, zou dit de opmars van schone alternatieve energie een zware klap toebrengen en de hoeveelheid milieuvervuiling als gevolg van oliewinning veel groter maken. Een positiever effect zou zijn dat onze afhankelijkheid van dubieuze olieleveranciers als Saoedi-Arabië af zou nemen en dat de catastrofale ineenstorting die sommigen voorzien als de olie uitgeput raakt, uitblijft. We kunnen dan via een zachte landing overstappen op duurzaam. Wel zal de hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer ngo harder stijgen. Op dit moment zijn de gevolgen beperkt (en bevordert het gas de plantengroei), bij hogere concentraties zullen de negatieve effecten vermoedelijk overheersend worden.
Door de aardbeving moesten in Japan en in de VS de Toyota-fabrieken de produktie staken. Er kunnen geen auto’s meer in elkaar gezet worden omdat sommige onderdelen niet meer op voorraad zijn. Die onderdelen worden in Japanse fabrieken gemaakt, maar die zijn getroffen door de aardbeving en tsunami. Nu worden zelfs de Toyota-fabrieken in Europa stilgelegd.
De Toyota-fabrieken zijn afhankelijk geworden van heel veel toeleveranciers.
Het is de prijs van complexiteit.
De eerste auto’s bestonden uit tientallen onderdelen. Die onderdelen werden in de autofabriek zelf of dicht in de buurt gemaakt. Moderne auto’s bestaan uit duizenden onderdeeltjes. Veel van die onderdeeltjes worden gemaakt in gespecialiseerde fabrieken om de kosten te drukken.
Hoe complexer een produktieproces, hoe kwetsbaarder het wordt voor onderbrekingen.
En hoe complexer de samenleving georganiseerd is, hoe kwetsbaarder die samenleving wordt.
