Stroomversnelling.... 19 jaar later (STT61)

De ontwikkelingen die alleen werden voorspeld kunnen we toetsen op het al of niet verschijnen in de markt. Daarbij kwamen in het toekomstbeeld naar voren: lcd-schermen, elektrisch vervoer, pv-panelen en windgeneratoren op woonhuizen, warmtepompen, schakelende voedingen en led-verlichting.

Lcd-schermen
De lcd-schermen hebben in de markt de crt-schermen volledig verdrongen. Initieel heeft dat geleid tot energiebesparingen, die voor een deel weer teniet zijn gedaan door de alsmaar toenemende beeldschermformaten.

Zonnepanelen
Zonnepanelen voor elektriciteitsopwekking hebben een grote vlucht genomen gezien de cijfers van enkele recente onderzoeken. In 2017 werden er 3 miljoen zonnepanelen geïnstalleerd, Het totale pv-vermogen is nu 3000 Megawatt (ongeveer zeven elektriciteitscentrales). De zonnepanelen zijn inmiddels een bekend beeld in veel woonwijken. De lage rentevoet maakt dat een investering in zonnecellen beter rendeert dan geld op de bank.

Windgeneratoren
Hoewel er inmiddels nog steeds geëxperimenteerd wordt met kleinschalige windgeneratoren en er zelfs succesvolle modellen zijn van 100500 Watt, is een windgenerator in een woonwijk nog steeds een zeldzaamheid. Inzet blijft voorlopig beperkt tot maritieme toepassingen en een enkel verkeersbord.

Warmtepompen zien we in een aarzelende opkomst in Nederland. Waar in de landen in zuid europa veel airco’s zonder veel problemen ook gebruikt kunnen worden als verwarming, is in de winter de buitentemperatuur in Nederland soms te laag om nog efficiënt warmte uit de lucht te kunnen halen. Hier zijn dus kostbare installaties nodig om warmte op te slaan en te onttrekken aan bijvoorbeeld de bodem.

Schakelende voedingen
Schakelende voedingen hebben in de meeste toepassingen de conventionele voedingen met transformatoren verdrongen. Door steeds hogere schakelsnelheden en steeds hogere rendementen zien we de voedingen op steeds meer plaatsen in steeds kleinere vorm. Goedkope voedingen willen nog wel eens wat vervuiling in de ether veroorzaken wanneer ze niet goed gefilterd worden.

Led’s
Bij de komst van de eerste blauwe leds, tijdens de STT-studie nog vooral te vinden in laboratoria, werd al snel gesproken van de mogelijkheden om gloeilampen te vervangen door led’s. Inmiddels is de gloeilamp naar de achtergrond verdrongen (mede door Europese wetgeving) en maakt led de stap van utiliteitsverlichting naar sfeerverlichting, al of niet gestuurd is via domotica-controllers. Zelfs de tl-buis wordt langzaam verdrongen door led’s.

Nationale en internationale ontwikkelingen
De opstellers van de toekomstvisie 2020 hebben destijds gedetailleerde uitspraken gedaan over de verduurzaming van onze elektriciteitsproductie. Daarbij hebben ze een ambitie voor verduurzaming gecombineerd met verwachtingen voor technologische ontwikkeling. In 2020 zou 22% van de elektriciteit uit duurzame bronnen komen, waarbij het grootste deel afkomstig is uit windparken op zee. Wanneer de CBS gegevens van 2016 worden vergeleken met deze toekomstvisie, blijkt dat met name de ontwikkeling van waterkracht en wind op zee sterk afwijken van het beeld. Tot op zekere hoogte wordt de achterblijvende waterkracht-opwekking gecompenseerd door een snellere toename van de windopwekking op land en een iets grotere toename van de zonnestroom. Tot 2015 is er echter nauwelijks ontwikkeling geweest in de hoeveelheid elektriciteit uit wind op zee. Daarmee lijkt het erop dat de grootste bron van duurzame energieopwekking behoorlijk achter is gebleven bij de toekomstvisie.

De visie stelt dat in 2020 de brandstofcel commercieel toegepast wordt, net als combinaties van een brandstofcel met een turbine. Afgezien van demonstratieprojecten en een enkele waterstofauto is er echter nog geen commerciële toepassing op dit moment. De verwachting dat de nadruk op biomassa-verbranding zou afnemen door tekorten aan betaalbare biomassa is ook nog geen waarheid geworden. De visie schetst dat de grote offshore-windparken met gelijkstroom ingekoppeld worden, een beeld dat inderdaad waarheid lijkt te worden. Vrijwel alle offshore-parken worden met HVDC gekoppeld.

Het Nederlands continentaal plat biedt nog voldoende ruimte
De lijst met inmiddels gerealiseerde HVDC-projecten groeit gestaag en telt meer dan honderd projecten. Behalve de links dicht bij huis zijn er tientallen projecten in China alleen. Verschillende organisaties hebben zich achter het gedachtengoed van de global supergrids geschaard, zoals de Desertec foundation en Friends of the supergrid. De gedachte erachter is nog steeds het verbinden van vraag en aanbod van duurzame energie.
Opslag is sterk ontwikkeld voor het toepassingsgebied elektrisch vervoer, maar heeft daarbuiten nog geen nieuwe noemenswaardige toepassingen gevonden. Hoewel de behoefte eraan steeds duidelijker wordt zijn er nog weinig initiatieven op dit gebied. Misschien bieden de windparken op zee een gelegenheid om daar een negatief stuwmeer aan te leggen dat leeggepompt wordt bij veel wind. Het zo ontstane eiland zou ook een toeristische functie kunnen krijgen.

Elektriciteit in vervoer
Het elektrisch vervoer is in opkomst en steeds meer mensen overwegen serieus de elektrische alternatieven die aantrekkelijk worden door vooruitgang in accutechnologie, laadtechnologie, vermogensregelingen en de fiscale stimuleringsmaatregelen. Het is nog wachten op de doorbraak in de midden en lagere prijsklassen, daarna zal de elektrische auto zijn positie in het straatbeeld veroverd hebben. De voordelen in betrouwbaarheid en onderhoudskosten zullen gaandeweg steeds duidelijker worden.

Professioneel vervoer loopt achter
Vreemd genoeg lijkt het professioneel vervoer achter te lopen bij de ontwikkelingen in het privé autobezit. Althans, in Nederland zijn hybride en elektrische bussen een zeldzaamheid. In het VK, de VS en China zien we hier en daar hybride bussen en in enkele steden ook elektrische bussen. Shenzhen is koploper op elektrisch gebied met 14.500 elektrische bussen in bedrijf. Tesla heeft onlangs een elektrisch truck aangekondigd, verder zien we wat bestelbusjes in de steden.

Scheepvaart
Onlangs is in China de eerste volledig elektrische vrachtvaarder in gebruik genomen. Met een actieradius van 80 km en een laadvermogen van 2000 ton gaat het schip steenkool (!) vervoeren via een rivier. Voor recreatiedoeleinden heeft de fluisterboot zijn intrede gedaan.

Luchtvaart
In de luchtvaart hebben we verschillende demonstratieprojecten gezien. De meest serieuze initiatieven zijn op dit moment de inspanningen van EasyJet/Wright Electric en Rolls Royce/Airbus/Siemens die vooral kijken naar de mogelijkheden voor hybride-technologie. Een van de voordelen die genoemd wordt is het terugdringen van het lawaai, waardoor dichter bij steden gestart en geland kan worden.

Wat hadden we niet voorzien?
Concluderend kunnen we stellen dat er veel gebeurd is op elektriciteitsgebied in de laatste 19 jaar, met uitschieters naar boven voor verlichting en consumentenelektronica, zonnepanelen in de wijk, wind op land, HVDC en elektrische personenauto’s. Zijn er ook zaken die we niet hebben voorzien en die toch een grote vlucht genomen hebben? Ja. Een ervan is de crypto-valuta die doorgedrongen is in de wereldhandel. Door de enorme stroomkosten van het mijnen van de standaard crypto-munt, de Bitcoin, dreigt er bij grootschalige adoptie een negatieve invloed op de verbruikscijfers van elektriciteit. Men heeft becijferd dat een gemiddelde Bitcoin transactie nu 77KWh kost, je zou zeggen dat dat slimmer moet kunnen.

Een andere ontwikkeling die we niet voorspeld hebben is de digitale versterker, inmiddels bekend als d-klasse versterker. Dit zijn schakelende versterkers voor audiodoeleinden die door uitgekiend chipontwerp goede specificaties combineren met rendementen tussen de 90 en 98%. De beperkte warmteafgifte maakt het mogelijk om een 60W versterker op het formaat van een pakje sigaretten te maken. Inmiddels zien we chips met bijna audiofiele specificaties en vermogens boven de 600 W.

STT61 Stroomversnelling; De volgende elektrische innovatiegolf (1999)