Duizend jaar fossiele brandstoffen: de vergeten geschiedenis van turf en steenkool

De geschiedenis van energie wordt meestal als volgt samengevat: van de Oudheid tot het begin van de Industriële Revolutie maakte de mens gebruik van biomassa, zon, wind en menselijke en dierlijke arbeid. Vervolgens werden al deze hernieuwbare energiebronnen vervangen door fossiele brandstoffen: eerst steenkool, daarna olie en gas.

Hoewel deze historische samenvatting globaal genomen correct is, waren er een aantal niet te verwaarlozen uitzonderingen. Het succes van zowat alle economisch belangrijke naties in West-Europa tijdens het laatste millennium – Vlaanderen, Nederland, Engeland – was gebouwd op een massaal gebruik van fossiele brandstoffen zoals turf en steenkool.

Illustratie: glasproductie in Nederland omstreeks 1700.

——————————————————————————————————–

// http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js // http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js

——————————————————————————————————–

Voor we in de preïndustriële geschiedenis van fossiele brandstoffen duiken, is het belangrijk om te wijzen op het onderscheid tussen thermische energie (hitte of warmte) en kinetische energie (mechanische energie of beweging). Tijdens het grootste deel van de menselijke geschiedenis konden windkracht, zonne-energie en menselijke en dierlijke arbeid enkel kinetische energie leveren. Dit was de energie die nodig was voor onder meer het vermalen van graan, het zagen van hout, of het voortstuwen van schepen.

Hout (en houtskool gemaakt van hout) was eeuwenlang de enige bron van thermische energie in Europa, afgezien van het sporadische gebruik van zonnewarmte voor lage-temperatuur processen zoals het drogen van voedsel. Hout en houtskool waren nodig voor activiteiten zoals het verwarmen van gebouwen, het koken van voedsel, het produceren van bouwmaterialen (zoals bakstenen, tegels, kalk en pleister), het vervaardigen van glas en papier, het smeden van ijzer en het maken van verf en zeep. Tegelijkertijd was hout ook het belangrijkste constructiemateriaal voor gebouwen, schepen, bruggen, molens, steigers, kades, kranen, lieren, mijnschachten, voertuigen, tonnen, meubels en gereedschappen.

Pas met de uitvinding van de de stoommachine in de 18de eeuw kon thermische energie worden omgezet in kinetische energie: de hitte die werd geproduceerd door het verbranden van steenkool werd gebruikt voor het aandrijven van machines en voertuigen. De komst van elektriciteit in de 19de eeuw maakte het mogelijk om kinetische energie om te zetten in thermische energie: een windmolen, bijvoorbeeld, kon worden gebruikt om een generator aan te drijven die energie leverde aan een elektrische oven of verwarming. (Kinetische energie kan thermische energie leveren door wrijving, bijvoorbeeld in het raderwerk van een windmolen, maar die energie ging meestal verloren).

Vandaag de dag is het evident dat beide vormen van energie inwisselbaar zijn (met aanzienlijk efficiëntieverlies), maar voor het grootste deel van de menselijke geschiedenis waren kinetische energie en thermische energie twee totaal verschillende zaken. Toen, net als vandaag, was thermische energie veel belangrijker dan kinetische energie.

Stedelijke heropleving

De Romeinen – die vrijwel al hun mechanische arbeid lieten uitvoeren door slaven – ontbosten grote delen van Europa in hun onophoudelijke zoektocht naar thermische energie en constructiemateriaal. Toen hun beschaving ten onder ging, herstelden de bossen zich tijdens het halve millenium dat we de Duistere Middeleeuwen noemen. Steden liepen leeg, kennis werd vergeten, de bevolking stagneerde. Maar bij het begin van het tweede millenium kwam er opnieuw een trend naar verstedelijking op gang. Dat had veel te maken met een aantal belangrijke innovaties in de landbouw op het einde van de Duistere Middeleeuwen, zoals verbeterde ploegen, het drieslagstelsel, het gareel en het hoefijzer.

Deze technologie bracht een hoger bevolkingsaantal en een groter voedseloverschot met zich mee: er kon meer voedsel geproduceerd worden met minder arbeid, zodat meer mensen in steden konden gaan wonen en zich daar met andere dingen bezighouden dan het bewerken van land. Het uitvinden van de drukpers, bijvoorbeeld, die de vraag naar hout voor de productie van papier sterk deed stijgen. Of het bouwen van gothische kathedralen, wat grote hoeveelheden bouwmaterialen vroeg, en dus ook heel wat thermische energie.

Verstedelijking ging met andere woorden hand in hand met een groeiende industriële activiteit. Daarbij kwam dat middeleeuwse industriële processen veel minder efficiënt waren dan gelijkaardige processen vandaag. Er was bijvoorbeeld 600 megajoule (MJ) energie in de vorm van houtskool nodig voor de productie van 1 kilogram ijzer, vergeleken met een energiekost van 20 tot 25 MJ (in de vorm van ‘cokes’) vandaag. Verstedelijking en industrialisering namen snel toe tussen 1100 en 1300, wat opnieuw resulteerde in ontbossing op grote schaal.

Windmolens zijn slechts het halve verhaal

Ons romantische beeld van de middeleeuwen als een paradijs van hernieuwbare energiebronnen is grotendeels het resultaat van ons onvermogen om een onderscheid te maken tussen kinetische energie en thermische energie. De Nederlanders en de Vlamingen, bijvoorbeeld, die de West-Europese economie domineerden van ongeveer 1100 tot 1700, zijn wereldwijd befaamd voor hun grootschalige inzet van windmolens vanaf de twaalfde eeuw.

De spectaculairste toepassing van windmolens had plaats in Holland vanaf het einde van de zestiende eeuw. Daar pasten de Nederlanders windkracht toe op een groot aantal industriële processen, zoals de vervaardiging van papier, het zagen van hout, het polijsten van glas en het maken van cement. (Zie het artikel “Geschiedenis en toekomst van de industriële windmolen“).

De industriële windmolen was een prachtvoorbeeld van preïndustriële techniek, maar hij verklaart slechts gedeeltelijk waarom Holland de belangrijkste economische macht ter wereld werd tijdens de zeventiende eeuw. Hoewel ze duurzame energie produceren, kunnen windmolens alleen maar kinetische energie leveren.

Je kan een windmolen bijvoorbeeld gebruiken om glas te polijsten, maar je kan er geen glas mee maken. Daar heb je thermische energie voor nodig. En in de tijd voor de Industriële Revolutie, zo vertellen ons de geschiedenisboeken, was de enige manier om hoge temperaturen te bereiken het verbranden van hout en houtskool.

Slechts één probleem: bijna alle bossen in de Lage Landen waren rond 1600 al verdwenen. Desondanks maakten de Hollanders tijdens hun Gouden Eeuw niet alleen glas, ze produceerden ook bakstenen, tegels en keramiek, ze raffineerden suiker en zout, ze bleekten linnen, kookten zeep, brouwden bier, distilleerden sterke dranken en bakten brood. Al deze processen waren gebaseerd op een massale input van thermische energie.

Bovendien produceerden de Nederlanders veel meer dan nodig was voor binnenlandse consumptie. Ze werden de grootste Europese exporteurs voor veel van de hierboven vernoemde producten. Op een wat bescheidener schaal gebeurde iets gelijkaardigs in Vlaanderen en Brabant een paar eeuwen eerder, waar een energie-intensieve industrie ontstond in de bijna totale afwezigheid van houtreserves. Hoe deden de Vlamingen en Hollanders dat dan? Door het delven van turf.

Wat is turf?

Turf is een tussenstadium in de vorming van steenkool. Het materiaal vormt zich wanneer plantmateriaal, meestal in moerasgebieden, niet geheel vergaat omwille van een gebrek aan zuurstof. De brandstof kan gevonden worden nabij de oppervlakte van de aarde in lagen die tot 5 meter dik kunnen zijn.

De energiedensiteit van gedroogde en samengeperste turf bedraagt tussen de 15 en 17 MJ per kilogram, wat vergelijkbaar is met de energiedensiteit van gedroogd hout (15 tot 18 MJ/kg), maar minder dan die van steenkool (24 MJ/kg) en houtskool (tot 19 MJ/kg). Turf neemt echter meer plaats in dan hout: 1 m3 steenkool levert zes keer zoveel warmte als 1 m3 turf, bijvoorbeeld.

Turf wordt nog steeds als brandstof gebruikt in een aantal landen, voornamelijk in Ierland, Finland en Rusland, waar het wordt verbrand in elektriciteitscentrales en als brandstof voor huishoudelijke verwarming. Hoewel turf door het Internationaal Klimaatagentschap (IPCC) als een hernieuwbare brandstof wordt geklasseerd, is dat zeer betwistbaar.

Turf vernieuwt zich aan een tempo van hoogstens ongeveer 1 millimeter per jaar, zodat het tenminste 3000 jaar duurt eer een turflaag van drie meter opnieuw tot z’n oorspronkelijke dikte is aangegroeid – en dan alleen als het land in tussentijd niet wordt verstoord. Daarbij heeft de ontginning van turf een erg grote impact op het landschap, terwijl het verbranden ervan meer CO2 produceert dan de verbranding van steenkool. Het enige voordeel tegenover steenkool is dat turf minder rook veroorzaakt en een lagere zwavelinhoud heeft, en dus minder luchtvervuiling produceert.

Turf steken

Voor de Industriële Revolutie werd turf gedolven met zeer eenvoudige gereedschappen. Voor het aansnijden van de turf werd de turflaag meestal eerst gedeeltelijk ontwaterd door het graven van sleuven in het oppervlak. Vervolgens werd het land ontdaan van vegetatie en werden de turfblokken verticaal ingestoken, mooi op maat.

De volgende stap was het horizontaal uitsteken van de turf, waarna het op kruiwagens werd geladen en naar een nabijgelegen legveld werd getransporteerd. Daar werd de turf over het land verspreid of verticaal opgestapeld om te drogen. Het duurde zes tot acht weken eer de turf droog genoeg was om als brandstof gebruikt te kunnen worden, waarna de turfblokken werden platgetreden om ze compacter te maken. Tijdens het droogproces werd de turf regelmatig omgedraaid. Uiteindelijk werd de brandstof in manden geladen en naar de boerderij of de markt vervoerd.

Het delven van turf was een seizoensarbeid die ongeveer drie maanden per jaar duurde, van de late lente tot de vroege zomer. De productie vroeger starten was risicovol, omdat vorst de drogende turf kon beschadigen. Het delven van turf tijdens de zomer was ook risicovol omdat de turf mogelijk niet voldoende zou drogen na een koude en natte zomer. Een te hete zomer was ook niet goed: de turf kon dan verstuiven.

Alles is weg

Je kan dus stellen dat turf de nadelen heeft van zowel fossiele brandstoffen als hernieuwbare energiebronnen, zonder de voordelen. Net zoals andere, beter bekende fossiele brandstoffen is turf een niet-hernieuwbare brandstof die grote hoeveelheden CO2 produceert, maar desondanks een energiedensiteit heeft die veel lager is dan die van andere fossiele brandstoffen. Langs de andere kant is turf delven een seizoensarbeid met een “oogst” die kan mislukken omwille van het weer.

Hoe dan ook, aangezien ze geen andere keuze hadden, bouwden de Vlamingen, Brabanders en Hollanders een wereldbefaamde economie op rond deze brandstof. We hebben weinig gedetailleerde kennis over de turfwinning in Vlaanderen en Brabant omdat er nauwelijks geschreven documenten overblijven uit de late middeleeuwen. De turfwinning in Nederland is, omdat ze wat later plaatsvond, echter relatief goed gedocumenteerd.

Tot in de twintigste eeuw woelden de Nederlanders zo’n 283.500 hectare grond om voor de turfwinning, bijna 10 procent van de totale landoppervlakte. Twee derde hiervan werd ontgonnen in de preïndustriële tijd. De turfwinning ging immers door op grote schaal door tot 1950, gebruikmakend van grote machines aangedreven door steenkool – net zoals dat in vele andere landen gebeurde vanaf het einde van de negentiende eeuw.

Als we 1850 als uitgangspunt nemen voor de start van de “moderne” turfwinning (Nederland begon erg laat aan de Industriële Revolutie), dan bedraagt de hoeveelheid turf die in de preïndustriële tijd (van 1300 tot 1850) werd gedolven iets meer dan 190.000 hectare. Daarvan werd ongeveer 70.000 hectare opgegraven van 1600 tot 1700, de honderd jaar die ruwweg samenvalt met de Hollandse Gouden Eeuw.

Al deze cijfers komen uit een essay uit 1978, “Peat and the Dutch Golden Age”, door J.W. de Zeeuw. Andere auteurs, zoals Jan de Vries, geven iets hogere schattingen in recentere publicaties, met zo’n 275.000 hectare turf die sinds 1600 werd gedolven. Hoe dan ook is bijna alle turf die ooit in Nederland bestond, vandaag verdwenen.

Energieverbruik per capita

iPads en goedkope vliegreizen hadden ze niet, maar voor het overige leefden de Hollanders uit de Gouden Eeuw op een manier die voor die tijd uniek was in de wereld. Het energieverbruik, de inkomens, de industriële productie en de verstedelijkingsgraad lagen in de zeventiende-eeuwse Republiek op een niveau dat door andere Europese landen pas bij het begin van de twintigste eeuw werd gehaald.

Historicus J.W. de Zeeuw berekende op basis van de gedolven turf en de gemiddelde dikte van de turflagen na ontwatering ook het energieverbruik van de Nederlanders tijdens de zeventiende eeuw. Hij concludeerde dat in een gemiddeld jaar 25.120.800 GJ energie werd gebruikt. Met een gemiddelde bevolking van 1,5 miljoen tijdens de 17de eeuw komt dat neer op een energieverbruik van 16,75 GJ per hoofd van de bevolking.

Andere auteurs komen tot gelijkaardige cijfers, variërend van 13,4 tot 19,3 GJ per capita per jaar. Dat komt overeen met het energieverbruik per hoofd van de bevolking in tientallen arme landen vandaag (sommige daarvan halen niet eens 10 GJ/capita), en is slechts 4,5 keer minder dan het gemiddelde wereldwijde energieverbruik per hoofd van de bevolking in 2008: 76,6 GJ. De Nederlanders verbruiken nu wel meer energie dan dat: 210 GJ/capita in 2003. Let op: het cijfer van 16,75 GJ/capita betreft alleen het turfgebruik, niet andere energiebronnen zoals wind, dierkracht, brandhout, houtskool en steenkool – al is de energie-inhoud daarvan in verhouding erg beperkt.

Verstedelijking in Holland en Vlaanderen

Het niveau van verstedelijking was al even uitzonderlijk. Meer dan 60 procent van de Nederlanders leefde in steden, vergeleken met ongeveer 10 procent in de meeste andere Europese landen tijdens de 17de eeuw. Het Nederlandse niveau van verstedelijking werd in andere Europese landen slechts bij het begin van de 20ste eeuw bereikt.

Een gelijkaardige ontwikkeling speelde zich af in Vlaanderen en Brabant tijdens de 16de eeuw, waar meer dan 30 procent van de bevolking in steden met meer dan 10.000 inwoners leefde. Vanaf ongeveer 1600 tot 1720 hadden de Nederlanders ook het hoogste inkomen per hoofd van de bevolking: tenminste het dubbele van dat in de omringende landen en ongeveer 5 keer hoger dan het inkomen per hoofd van de bevolking in de armste landen vandaag. Ook Vlaanderen was erg rijk in de periode dat het veel turf verbruikte. (Voor gedetailleerde cijfers zie “Middeleeuwers rijker dan armste landen vandaag“).

Met turf beschikten de Nederlanders over een goedkope energiebron die ruim voorradig was, terwijl de meeste andere landen in Europa volledig afhankelijk waren van hout – een grondstof die steeds duurder werd naarmate ontbossing verder om zich heen greep. Turf stimuleerde alzo de ontwikkeling van een groot aantal op export gerichte energie-intensieve industrietakken in Holland.

Energie-instensieve industrie

In een aantal gevallen was de aanwezigheid van die industrietakken exclusief te wijten aan de goedkope toevoer van thermische energie. Dit was bijvoorbeeld het geval voor de suikerraffinage, een puur thermisch proces. Suiker werd wereldwijd de meest verhandelde grondstof in de zeventiende eeuw, en Amsterdam had tegen 1650 de grootste concentratie raffinaderijen in Europa. In 1662 bevonden zich meer dan de helft van de honderd Europese raffinaderijen in Nederland, waar geïmporteerde suiker uit Zuid-Amerika en de Caraïben werd verwerkt.

Ook de zoutraffinage was louter gebaseerd op een massale input van thermische energie. Zout was onmisbaar als conserveringsmiddel voor vlees, vis en melkproducten. Nederland had 293 zoutraffinaderijen (“zoutpannen”) in 1674, de meesten daarvan geconcentreerd in Holland. Elk van die zoutpannen gebruikte zo’n 800 ton turf per jaar. Ongeveer zestig zoutpannen werden gebruikt voor het klaarmaken van haringtonnen, een ander belangrijk exportproduct. Haarlem werd dan weer de belangrijkste bleker van het Duitse linnen, een ander industrieel proces dat louter op thermische energie was gebaseerd. Voor al deze industrietakken was de legendarische Nederlandse windmolen van geen enkel direct belang.

Scheepsbouw: hout + turf

Het succes van andere industrietakken was daarentegen gebaseerd op de combinatie van turf en windkracht. Een goed voorbeeld is de scheepsbouw. Holland werd de belangijkste scheepsbouwer in Europa in de loop van de zeventiende eeuw. Van 1625 tot 1700 werden er op de Hollandse scheepswerven zo’n 500 zeeschepen per jaar gebouwd, velend daarvan besteld in het buitenland. Het hout dat gebruikt werd om de schepen te bouwen, werd gezaagd met de gesofistikeerde windmolens die in 1596 voor het eerst werden ingezet, terwijl turf de thermische energie leverde voor het buigen van planken, het smelten van teer en het smeden van ijzerfittingen.

Afgezien daarvan bood turf een belangrijk onrechtstreeks voordeel. Hoewel een grootschalig gebruik van turf niet verhinderde dat de Hollanders grote hoeveelheden hout importeerden, kon bijna al dat geïmporteerde hout gebruikt worden als constructiemateriaal omdat turf voor thermische energie zorgde. Dat leverde de Hollanders een veel grotere ‘return on investment’ op dan het gebruik van hout als brandhout, en het maakte hen dus minder kwetsbaar voor hoge houtprijzen. Turf was ook de brandstof die gebruikt werd om huizen en publieke instellingen te verwarmen, en als brandstof om te koken. Alleen de allerrijksten gebruikten hout om te verwarmen en te koken. Dat was veel duurder maar produceerde minder vervuiling.

Kris De Decker

——————————————————————————————————–

De teerzanden van Vlaanderen en Nederland (deel 2)

De evolutie van de turfwinning kent opvallende gelijkenissen met de ontginning van fossiele brandstoffen vandaag.

Toen de makkelijkst ontginbare reserves waren uitgeput, ontwikkelden de turfdelvers nieuwe technologie en nieuwe methodes voor het aanspreken van moeilijker bereikbare reserves. De turfwinning werd steeds kostelijker en trok steeds diepere sporen in het landschap. Tot het allemaal op was.

Lees het tweede deel van dit artikel.

——————————————————————————————————–

Bronnen:

• “Energiemarkten en energiehandel in Holland in de late middeleeuwen“, Charles Cornelisse, 2008.
• “Peat and the Dutch golden age” (.pdf), J.W. de Zeeuw, 1978.
• “The First Modern Economy: Success, Failure, and Perseverance of the Dutch Economy, 1500-1815“, Jan de Vries, 1997.
• “The Economy of Europe in an Age of Crisis, 1600-1750“, Jan De Vries, 1976
• “Verdwenen venen. Een onderzoek naar de ligging en exploitatie van thans verdwenen venen in het gebied tussen Antwerpen, Turnhout, Geertruidenberg en Willemstad. 1250-1750“, K.A.H.W. Leenders, 1989.
• “Peat and Canals” (.pdf), Michiel A.W. Gerding
• “Meeten, boren en besien: turfwinning in de buitenrijnse ambachten van het Hoogheemraadschap van Rijnland 1680-1800“, A.J.J. van’t Riet, 2005
• “Delfstoffen, machine- en scheepsbouw“, in “Geschiedenis van de techniek in Nederland”, H.W. Lintsen, 1993.
• “Het verloren technisch paradijs“, in “Geschiedenis van de techniek in Nederland”. H.W. Lintsen, 1993.
• “Vervening“, “Turfsteken“, “Veen“, “Slagturven“, “Baggerbeugel“, Wikipedia.
• “Canals and energy. The relationship between canals and the extraction of peat in the Netherlands 1500-1950” (.pdf), Michiel A.W. Gerding, in “Peatlands”, February 2010.
• “The Rise of Commercial Empires: England and the Netherlands in the Age of Mercantilism, 1650-1770 “, David Ormrod, 2003
• “A Forest Journey: The Story of Wood and Civilization“, second edition, John Perlin, 2005
• “The Making of Urban Europe, 1000-1994“, Paul M. Hohenberg & Lynn Hollen Lees, 1985
• “Urban World History: an Economic and Geographical Perspective“, Luc-Normand Tellier, 2009
• “Peatlands and climate change” (pdf), International Peat Society, 2008
• “The Dutch Republic in the Seventeenth Century: The Golden Age“, Maarten Roy Prak, Diane Webb, 2005.
• “The Rise of the Amsterdam Market And Information Exchange: Merchants, Commercial Expansion And Change in the Spatial Economy of the Low Countries, C.1550-1630“, Clé Lesger, 2006.
• “Turf fires -burning peat“. Old and Interesting.
• “The Mother of All Trades: The Baltic Grain Trade in Amsterdam from the Late 16th to the Early 19th Century“, Milja van Tielhof, 2002.
• “Energy transitions: history, requirements, prospects”, Vaclac Smil, 2010.

——————————————————————————————————–

Verwante artikels:

• Zo lossen we de energiecrisis (nooit) op: er is meer nodig dan duurzame energie
• Hoeveel olie kost de productie van olie? netto energie analyse
• Moeten we energie rantsoeneren? Een sociaal alternatief voor hogere energieprijzen
• Hernieuwbare energie op grote schaal: zijn er genoeg grondstoffen?
• Zit er te veel of te weinig olie in de grond? “peakoil” of “global warming”, wat is nu eigenlijk het probleem?
• Draait de industrie straks op geconcentreerd zonlicht?
• Zonne-energie maakt oliewinning goedkoper
• Open source energieproductie: de Solar Fire P32
• De optische telegraaf: e-mail in de 18e eeuw
• Geschiedenis van de windmolen: industriële revolutie in de Middeleeuwen
• Een roetzwarte toekomst: de revival van steenkool
• België en Nederland voor de Industriële revolutie : stadsplannen
• De geschiedenis van de techniek in Nederland : zesdelig boekwerk online

Startpagina.

// http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js