Het dubbele dividend van lokale energie

De voordelen van een lokale zonne-installatie of windturbine worden meestal als volgt berekend: elke kilowattuur elektriciteit die door de zon of de wind wordt geleverd, bespaart een kilowattuur klassiek opgewekte elektriciteit. Het lokaal produceren van elektriciteit kan mensen echter bewuster maken van hun energieverbruik, zodat de energiebesparing groter wordt dan op het eerste gezicht lijkt.

Foto: Off-the-grid, Vannini & Taggart.

——————————————————————————————————–

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

——————————————————————————————————–

Het aanbod van elektriciteit en de vraag naar elektriciteit worden meestal als twee aparte onderwerpen beschouwd. Maar de manier waarop elektriciteit wordt geproduceerd, heeft een belangrijke invloed op de vraag ernaar. Dat wordt duidelijk als we de infrastructuur in rijke en arme landen met elkaar vergelijken.

Onzichtbare Energie

Het stroomnetwerk in rijke, geïndustrialiseerde landen levert elektriciteit die altijd, onmiddellijk en onbeperkt beschikbaar is. Gebruikers kunnen zoveel elektriciteit krijgen als ze maar willen, wanneer ze maar willen, en voor zolang ze maar willen — zolang de rekening maar wordt betaald.

Elektriciteit wordt in grote energiecentrales opgewekt en dan over grote afstanden getransporteerd. Het ontginnen van gas of ertsen gebeurt nog verder weg. Voor de meeste mensen is elektriciteitsproductie dus letterlijk onzichtbaar.

Gebruikers weten ook niet waar “hun” elektriciteit precies vandaan komt, noch hoe de elektronen werden opgewekt — het is niet duidelijk of de elektriciteit voor de laptop of de wasmachine afkomstig is van een kernreactor, een windturbine, of een steenkoolcentrale. Vanuit het gezichtspunt van de gebruiker is alle elektriciteit dezelfde. [1][2]

Voor andere nutsvoorzieningen in rijke landen geldt overigens hetzelfde: ook water, gas en internet zijn grotendeels onzichtbaar, homogeen en schijnbaar oneindig beschikbaar.

De manier waarop elektriciteit en andere nutsvoorzieningen in geïndustrialiseerde landen worden gepositioneerd, zet uiteraard niet aan tot een zuinig gebruik ervan. Het aanknippen van een lamp gaat niet gepaard met het besef dat er op dat moment ergens daadwerkelijk elektriciteit moet worden geproduceerd.

Elektriciteit wordt onbewust geconsumeerd. In het geval van een elektriciteitspanne, smeltende poolkappen of een ingestorte steenkoolmijn wijzen we met een beschuldigende vinger naar de energieproducenten of de overheid, en zelden naar onszelf.

Dat is problematisch, want in werkelijkheid zijn elektriciteit en andere nutsvoorzieningen natuurlijk helemaal niet oneindig beschikbaar. De voorraad fossiele brandstoffen is eindig en de ontginning en het gebruik ervan hebben duidelijk negatieve gevolgen voor het milieu en de gezondheid.

Hernieuwbare energiebronnen maken de elektriciteitsproductie dan weer steeds afhankelijker van het weer en de seizoenen, waardoor het afstemmen van vraag en aanbod steeds moeilijker wordt. De verwachting dat elektriciteit altijd en overal in onbeperkte mate beschikbaar moet zijn, maakt hernieuwbare elektriciteitsproductie tot een grote uitdaging.

Politici en ingenieurs rekenen vooral op “slimme” netwerken, “slimme” meters en “slimme” apparaten om het energieverbruik te verlagen. Helaas gaat het vaak om automatische systemen die het onzichtbare, immateriële en schijnbaar overvloedige karakter van centraal opgewekte elektriciteit alleen maar versterken. [1][2]

Zichtbare Energie

In arme landen bestaat een heel andere band tussen mens en energie. De infrastructuur is er het spiegelbeeld van die in rijke landen. Nutsvoorzieningen zijn zichtbaar en tastbaar. Water en brandhout worden meestal in de onmiddellijke omgeving bij elkaar gezocht, wat een actieve betrokkenheid vraagt van de gebruikers.

Na het verzamelen en transporteren moeten deze grondstoffen ook nog eens worden bewerkt: hout moet worden gehakt, water moet gekookt, gefilterd of bewaard worden. Verzamelen en bewerken van energie en water vereisen dus praktische kennis en vaardigheden, fysieke inspanning, alsook allerlei materiële hulpmiddelen zoals emmers, een bijl, aardewerk, of een ezel. [3]

Als er in arme landen al centraal beheerde systemen zijn voor elektriciteit of water, dan hebben die vaak te kampen met onderbrekingen: elektriciteit en water zijn slechts tijdens bepaalde periodes van de dag beschikbaar, zodat huishoudelijke taken of andere activiteiten afhankelijk daarvan moeten worden gepland.

Water en energie zijn dus niet altijd beschikbaar, maar schaars. Ook in de nabije omgeving verzamelde grondstoffen kunnen tijdelijk uitgeput raken, bijvoorbeeld omwille van droogte.

Transport van biogas in Ethiopië.

Er is ook sprake van verschillende “soorten” water en energie, afkomstig van verschillende bronnen en met verschillende kwaliteiten en kenmerken. Terwijl bijvoorbeeld drinkwater in zoetwaterbronnen wordt verzameld, komt het water voor het wassen van kleren uit de rivier, en wordt het chloorhoudende water uit de kraan enkel gebruikt voor het wassen van het lichaam of het doen van de vaat.

Centraal opgewekte elektriciteit wordt meestal alleen maar gebruikt voor verlichting, terwijl er voor koken brandhout, gas of kerosine worden ingezet — de productie van warmte kost immers erg veel elektriciteit.

Kortom, terwijl energie en water in rijke landen als onzichtbaar, homogeen en overvloedig beschikbaar worden gepresenteerd, zijn deze grondstoffen in arme landen schaars, divers, zichtbaar en tastbaar. Terwijl gebruikers in rijke landen slechts een schakelaar moeten aanknippen of een kraan opendraaien, vraagt het verzamelen en bewerken van deze grondstoffen in arme landen een fysieke inspanning van de gebruikers.

Het gevolg laat zich raden: in arme landen wordt veel spaarzamer omgesprongen met water en energie. Een onderzoek van migranten in Australië laat bovendien zien dat die spaarzaamheid intact blijft als water en energie plots wel overvloedig en makkelijk te krijgen zijn. [3]

Lokale Productie

Maar ook in de rijke wereld bestaan er alternatieven. In tegenstelling tot een ver weg gelegen elektriciteitscentrale brengt een zonne-installatie op het dak of een windmolen in de tuin de productie van elektriciteit erg dichtbij. Zonnepanelen en windturbines zijn zichtbaar en je kan ze in principe zelfs aanraken.

In het geval van lokale elektriciteitsproductie weet je ook perfect welke energiebron er wordt gebruikt. Daarbij is lokale, hernieuwbare elektriciteitsproductie afhankelijk van het weer en de seizoenen, wat de energieproductie wisselend en onvoorspelbaar maakt. Ook zonneboilers en regenwateropvangsystemen hebben deze effecten. [1][2]

Regenwateropvang. Bron: Builditsolar.

Onderzoek wijst erop dat huishoudens met een PV zonne-installatie op het dak bewuster omspringen met energie. Dat uit zich in een vermindering van het elektriciteitsverbruik en in een bereidheid om het gebruik van sommige apparaten (zoals vaatwassers en wasmachines) naar zonnige periodes te verschuiven.

In aan het net gekoppelde zonne-installaties, waarbij een tekort aan lokaal opgewekte elektriciteit automatisch wordt aangevuld met elektriciteit uit het netwerk, is de energiebesparing echter beperkt tot een gemiddelde van ongeveer 6 procent. [4][5]

Die kleine winst is niet verbazingwekkend, aangezien de koppeling met het lichtnet elektriciteit opnieuw de betekenis geeft van een onzichtbare en oneindig beschikbare hulpbron. Sommige onderzoeken laten bovendien zien dat het elektriciteitsverbruik na verloop van tijd opnieuw stijgt omdat er nieuwe apparaten worden aangekocht. In een aantal huishoudens werd het zelf produceren van energie als argument gebruikt om net meer (“groene”) energie te verbruiken.

Zelf Groenten Kweken

In een autonome (“off-the-grid”) zonne-installatie, waar een overschot aan zonne-energie ter plekke wordt opgeslagen in batterijen voor gebruik op een later tijdstip, is er wel sprake van een reële schaarste.

In theorie is het mogelijk om zoveel batterijen en zonnepanelen te plaatsen dat er zelfs twee of drie weken bewolkt weer kunnen worden overbrugd, maar in praktijk is die buffer om financiële redenen meestal beperkt tot hooguit twee of drie dagen. Tijdens langere periodes van slecht weer zit er in het geval van een autonome installatie niets anders op dan het verlagen van het energieverbruik.

Onderzoek in 100 “off-the-grid” huishoudens in Canada geeft een interessant beeld van het leven met beperkte en wisselende energiebronnen (voor zowel warmte als elektriciteit). Zo blijkt dat mensen met een autonoom energiesysteem andere opvattingen hebben over comfort. In plaats van heel het huis of heel de kamer te verwarmen en te verlichten, worden huishoudelijke activiteiten geconcentreerd rond lokale bronnen van verwarming en verlichting. [7]

Even opmerkelijk is de bereidheid om het energieverbruik in grote mate aan te passen aan het weer en de seizoenen. Zo wordt het gebruik van stofzuigers, elektrisch gereedschap of computergames uitgesteld tot momenten waarop er meer energie beschikbaar is dan de batterijen kunnen slikken.

Autonome elektriciteitsproductie op Corsica. Damien Antoni

Huishoudens met autonome energieproductie hebben ook andere opvattingen over gebruiksgemak. Het zelf produceren van energie vraagt doorgaans meer werk en aandacht dan het achteloos aanknippen van een schakelaar. Wie zelf elektriciteit produceert met behulp van zonnepanelen, controleert regelmatig de capaciteit van het systeem, houdt de weersvoorspellingen in de gaten, en anticipeert daarop door het verbruik aan te passen en te plannen.

Wie zelf hout hakt voor de tegelkachel, spendeert uren aan fysieke arbeid. Toch wordt dat extra werk en die extra aandacht niet als een straf beschouwd, integendeel. De Canadese “off-the-gridders” blijken allemaal een grote voldoening te halen uit het zelf opwekken van energie, en velen vergelijken de activiteit met het kweken van je eigen groenten. Er wordt ook volop geëxperimenteerd om zoveel mogelijk comfort te behalen met zo weinig mogelijk energieverbruik. [7]

Als lokale, hernieuwbare energieproductie tot een lager energieverbruik leidt, dan wordt ook de ingebedde energie van een zonne-installatie of windturbine minder belangrijk. In eerdere artikels hebben we gezien dat de productie van zonnepanelen, kleine windturbines en batterijen zoveel energie kost dat een autonoom systeem bij een gelijkblijvend energieverbruik geen energie of broeikasgassen bespaart.

Heeft een autonome installatie echter een aanzienlijke daling van het elektriciteitsverbruik als gevolg, dan kan ze wel degelijk een duurzame oplossing zijn, zelfs al wordt de energie van het productieproces nooit terugverdiend.

Hoe mensen bewust maken van energie?

Moet we dan allemaal geheel autonoom energie produceren? Niet noodzakelijk. We kunnen ook het bestaande model, waarbij centrale elektriciteitsproductie samengaat met lokale installaties, zodanig proberen aanpassen dat er een soortgelijke bewustwording ontstaat. [1][2] In zekere zin is die evolutie al aan de gang. Het toenemende aantal windturbines maakt elektriciteitsproductie steeds zichtbaarder — iets wat duidelijk wordt uit het groeiend verzet tegen de technologie bij een deel van de bevolking.

De door windturbines geproduceerde elektriciteit is echter niet schaars. Er is altijd evenveel elektriciteit beschikbaar, ook als de windturbines niet draaien, omdat er dan “stiekem” wordt overgeschakeld op een andere, niet-hernieuwbare energiebron — net als in het geval van een aan het net gekoppelde zonne-installatie. Door gebruikers te informeren over het wisselende aanbod van hernieuwbare energie, zou dat beeld kunnen worden bijgesteld.

De Local Energy Indicator.

Soortgelijke pogingen worden al ondernomen met elektronische displays die cijferinformatie weergeven over de consumptie van elektriciteit. Het probleem is dat deze aanpak de omgang met energie rationaliseert, terwijl veel mensen geen besef hebben van wat eenheden zoals kilowatt-uur nu eigenlijk betekenen.

Een aantal wetenschappers ontwierp daarom een informatiescherm (de “Local Energy Indicator”) dat op een grafische manier onder meer de hoeveelheid zonne-energie en windenergie in de buurt weergeeft — niet de consumptie dus, maar de productie van energie. [8][9] Proefpersonen bleken onder invloed van het apparaat het gebruik van de wasmachine en de vaatwasmachine uit te stellen naar winderige of zonnige periodes.

Andere wetenschappers ontwikkelden het idee verder door er ook een weersverwachting aan te koppelen. [10] Sinds de introductie van hernieuwbare energiebronnen zijn deze weersvoorspellingen van groot belang voor het beheer van de elektriciteitsinfrastructuur, maar ze kunnen even nuttig zijn voor huishoudens. Ook in dit geval werd er gekozen om de energieopbrengst niet voor te stellen in kilowattuur of in een munteenheid, maar als een fractie van de maximale capaciteit van een windturbine in de buurt.

Uiteraard kan ook een financiële stimulans mensen bewuster maken van hun energieverbruik. Elektriciteit zou duurder kunnen worden op een windstille, bewolkte dag. Maar deze onderzoeken laten zien dat een financiële prikkel niet de enige mogelijkheid is.

Kris De Decker

Dit artikel werd geschreven in samenwerking met het DEMAND Centre in Lancaster, Engeland. Met dank aan Elizabeth Shove.

——————————————————————————————————–

Bronnen:

[1] “Smart energy technologies in everyday life: smart utopia?“, Yolande Strengers, 2013

[2] “Infrastructures, practices and the dynamics of demand”, Olivier Coutard & Elizabeth Shove, in voorbereiding, 2016

[3] “Materialising energy and water resources in everyday practices: insights for securing supply systems“, Yolande Strengers, Cecily Maller, in “Global Environmental Change 22 (2012), pp. 754-763

[4] “Seeing the light: the impact of micro-generation on the way we use energy“, Dobbyn, October 2005

[5] “Behavioural responses to photovoltaic systems in the UK domestic sector”, J. Keirstead, Energy Policy, vol. 35, no. 8: 4128-41  

[7] “Off-the-Grid: Re-Assembling Domestic Life“, Phillip Vannini, Jonathan Taggart, 2015

[8] “Materializing Energy“, James Pierce, Eric Paulos, 2010

[9] “The local energy indicator: designing for wind and solar energy systems in the home“, James Pierce, Eric Paulos

[10] “Tiree Energy Pulse: Exploring Renewable Energy Forecasts on the Edge of the Grid“, Will, Simm et al., 2015

——————————————————————————————————–

Verwante artikels:

• Zonnepanelen op de vensterbank?
• Een huishouden op gelijkstroom
• Hernieuwbare energie vreet ruimte
• Een internet op zonne-energie
• Een varkenslap met een naam: Zet anoniem vlees aan tot overconsumptie?
• Gelukkig in een huis van 8 vierkante meter

—————————————————————————————————————————————————

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