Energiepolitiek en Klimaatpolitiek: Tweedeling of dubbelslag?

Vorige week brachten we de bijdrage van Jan Paul van Soest uit de essay-bundel “De Vergeten Kernvragen in het Energiedebat” alhier. Ditmaal de bijdrage van Simon Kalf uit diezelfde bundel. Hij is bestuurslid ASPO/Peak Oil NL en lid van de Bezinningsgroep Energie.

Energiecrisis en Klimaatcrisis: twee termen die kunnen rekenen op grote naamsbekendheid. Overal, in de media, de politiek en de wetenschap, wordt er over gepraat en geschreven, en de meningen zijn divers. Soms, te vaak, wordt er een tegenstelling tussen de twee gesuggereerd, waar in werkelijkheid deze crises én hun oplossingen hand in hand gaan.
De redenering: Energie = Economie en Klimaat = Milieu creëert zo’n (valse) tegenstelling. De eerste vraag die gesteld moet worden: “Is die redenering houdbaar?”. Het antwoord daarop is even simpel als stellig: “Nee”. Niemand kan volhouden dat de klimaatverandering geen economische gevolgen heeft noch dat onze manier van energiegebruik, met name door de verbranding van fossiele brandstoffen, geen invloed op het klimaat heeft. Niemand, behalve dan klimaatsceptici, aan wie ik hier verder geen aandacht zal besteden.
Er zijn ook “energiesceptici”. Die beweren dan dat er “nog voor honderden jaren” voorraden fossiele brandstoffen beschikbaar zijn. Dergelijke beweringen worden echter nooit onderbouwd en het is dus tijd om aan te tonen dat dit een misvatting is; winbare voorraden en voorkomens worden door elkaar gehaald.

Dat de twee aankomende crises, energie en klimaat, een ernstige bedreiging vormen voor de samenleving, ja zelfs de potentie hebben deze te vernietigen, is steeds meer gemeengoed. Dat er een versterkende wisselwerking tussen die twee bestaat, is dat in veel mindere mate. Om deze wisselwerking goed te doorgronden zullen de beide begrippen eerst los van elkaar geanalyseerd moeten worden, om ze na de analyse weer samen te voegen. Dan zal blijken dat er een dubbelslag gemaakt kan worden bij het matigen van de gevolgen van beide crises. Dat gaat dan om het drastisch ingrijpen op ons energieverbruik. In kwantitatieve zin door het sterk beperken van het verbranden van fossiele brandstoffen; in kwalitatieve zin door een fundamentele verandering van de energiemix. Geen kolen meer, maar wel duurzaam opgewekte elektriciteit en gas als transitiebrandstof. Olie zal al zo snel minder beschikbaar zijn dat beperking vanzelf optreedt. Maar daar geldt, dat het niet langer primair als brandstof gezien moet worden, maar als grondstof voor de petrochemische industrie.

De Energiecrisis
Een energiecrisis ontstaat door een gebrek aan energie, kwantitatief en kwalitatief, over een langere tijd, zonder dat er direct een oplossing voorhanden is. Dit kan een lokaal fenomeen zijn, dat is voor dit verhaal niet relevant, maar het kan ook mondiaal optreden. De vraag is of er op dit moment sprake is van zo’n mondiale energiecrisis en zo nee, of we dat kunnen verwachten. Wanneer is het zover, wat is de intensiteit en wat is er aan te doen?…
De ontwikkeling van het wereldwijde energieverbruik over de laatste 200 jaar laat een zeer sterke exponentiële groei zien. Hiervoor zijn twee factoren verantwoordelijk: enerzijds de groei van de wereldbevolking, anderzijds de groei van de energieconsumptie per capita. Deze periode valt samen met de industrialisatie van een groot deel van de wereld, geheel gebaseerd op fossiele brandstoffen. Eerst op kolen, toen op olie en tenslotte op gas. Alternatieve bronnen, zoals water, wind en zon speelden een verwaarloosbare rol. Binnen die periode van 200 jaar zijn de groeipercentages zeer verschillend. Van 1800-1900, de kolenperiode, groeide het wereldenergie verbruik van 3 naar 30 Exajoules per jaar. Van 1900 -1950, de overgang van kolen naar olie, was de groei van 30 naar 100 EJ en de laatste 60 jaar, de olie en gas periode, was de groei van 100 naar 550 EJ (zie figuur 1).

Figuur 1. Bron: Peak Oil NL
 

De wereldbevolking is in diezelfde periode gegroeid van 1 miljard in 1800, via 2,5 miljard in 1950, naar 6,7 miljard nu, slechts 60 jaar later. Demografen (UN) verwachten dat de wereldbevolking in 2050 van 6,7 naar 10 miljard mensen gestegen zal zijn, een gelijke groei als in de afgelopen 50 jaar. Dat zou het energieverbruik met tenminste 300 EJ doen toenemen, maar met de toenemende groei van het verbruik per hoofd van de bevolking zal dit, in dat geval waarschijnlijk 400 EJ bedragen.

Op dit moment komt 85% van alle energie uit olie, gas en kolen, ieder goed voor ruwweg 1/3. Bij ongewijzigd beleid, dezelfde energiemix en de voorspelde groei, zou de wereld in 2050 per jaar 57 miljard vaten olie nodig hebben (nu 33 miljard), 5.800 miljard M3 gas (nu 3.200 miljard) en 15 miljard ton kolen (nu 8 miljard). Dat is onmogelijk, om de doodeenvoudige reden dat de winbare reserves daarvoor niet aanwezig zijn…
De gerapporteerde oliereserves zijn 1.200 miljard vaten, terwijl het totale verbruik in de periode 2010-2050, bij ongewijzigde omstandigheden, 1.800 miljard vaten olie zou zijn. Dat is dus 1,5 maal de reserves. De gasreserves zijn numeriek ongeveer gelijk aan het verbruik van 2010-2050, maar bedacht moet worden dat de structurele afname al ver voor 2050 begint. De productie gaat daarna wel door, ook voorbij het jaar 2050, maar is volstrekt onvoldoende om aan de vraag in de jaren na de piek te voldoen. De exacte kolenreserves zijn minder goed te duiden, maar het is aannemelijk gemaakt door de Duitse Energy Watch Group, dat de piek rond 2025 plaats zal vinden.

Kostprijs en prijselasticiteit
Er wordt regelmatig door experts gesteld dat, als de prijs maar hoog genoeg is, er ruim voldoende voorraden (resources) fossiele brandstoffen zijn, zelfs tot ver na 2050.
Voor olie bijvoorbeeld, worden resources aangenomen ter grootte van 3.000 miljard vaten, maar dat zijn vooral teerzanden en bitumineuze olie. De winning hiervan is moeilijk, gaat gepaard met een enorme milieubelasting en de raffinagekosten zijn zeker een factor 2 hoger dan van conventionele ruwe olie. Voor kolen geldt dat antraciet, met een energetische waarde van 30 MJ/kg , feitelijk op is en de resources voornamelijk uit bitumen en bruinkool bestaan, met soms maar 5MJ/kg. Hoe lager de kwaliteit, hoe kostbaarder het gebruik, want hoe lager de energetische waarde van de grondstof, hoe meer je ervan moet gebruiken.
Dat alles leidt ertoe dat hoeveelheid energie die in het productieproces omgaat, in relatie tot de energie die geproduceerd wordt (EROI, Energy Return on Energy Invested), 1:1 dreigt te worden. Een goed voorbeeld daarvan is het zogenaamde Schaliegas, een hype in de USA. Er wordt (schijnbaar) veel gas geproduceerd, maar het winningproces is zeer energie-intensief. Echte booming business is het voor de aandeelhouders dus nog niet. Een ander voorbeeld zijn de teerzanden waar de EROI veelal 1:2 is en waar de schoonste fossiele brandstof (aardgas) gebruikt wordt om de smerigste fossiele brandstof te winnen (Bitumineuze olie =Teer).

De makkelijk winbare voorraden olie van hoge kwaliteit (Conventional Crude Oil) zijn inmiddels vrijwel uitgeput ofwel bereiken binnen 5 jaar hun piekproductie. De achteruitgang van de productie door deze bronnen bedraagt gemiddeld 6% per jaar. Dat moet dus gecompenseerd worden door moeilijker te exploiteren bronnen van veel lagere kwaliteit. Was de kostprijs van oliewinning in 2002 nog gemiddeld $20 per vat, in 2010 is dit volgens een recent rapport van Barclays gestegen naar $80 per vat. Deze marginale kosten zullen alleen maar toenemen. Betekent dat dan ook direct schaarste? Of gaat alleen maar de kostprijs omhoog?

Ook dit is een valse tegenstelling. Fossiele brandstoffen zijn de basis van onze geïndustrialiseerde wereld. Hogere prijzen sluiten hele groepen consumenten (en producenten) uit van deelname aan het economisch verkeer. Die ervaren dat zeker als schaarste. Veel van wat vroeger als vanzelfsprekend werd ervaren is niet langer mogelijk, of niet meer bereikbaar. Fysieke schaarste van olie, althans die van conventionele olie, komt echter wel erg dichtbij. In 2020 zullen er zeker 30 miljoen vaten minder conventionele crude oil per dag geproduceerd kunnen worden. Dat is veel als je bedenkt dat de dagelijkse productie nu 68 miljoen vaten is. En aangezien crude oil voorlopig (10-15 jaar) de enig mogelijke grondstof voor diesel en kerosine is, zal het vrachtverkeer en de luchtvaart daar zwaar onder gaan lijden. Met alle desastreuze economische gevolgen van dien. De oorverdovende stilte rondom dit effect is op zijn minst vreemd te noemen. Het is onverantwoord!
Natuurlijk zal er sprake zijn van vraaguitval- en verschuivingeffecten, maar dat lost het totale probleem van de schaarste aan crude oil niet op. De prijselasticiteit van het aanbod is immers vrijwel nul. Twee factoren spelen hierbij een rol. De reserve capaciteit is lager dan 2% en het in productie nemen van nieuwe bronnen, zo die er al zijn en ook nog groot genoeg zijn, kost veelal meer dan 5 jaar. En onconventionele olie is geen geval een oplossing. Noch kwantitatief, noch kwalitatief. En zeker niet op de termijn waarop dit speelt.
De technologieën van opsporing en winning zijn de laatste dertig jaar, door toepassing van micro-elektronica, enorm toegenomen: elke nieuwe toevoeging zal een marginaal effect hebben. Datzelfde geldt aan de verbruikskant. Een moderne combined-cycle gascentrale bereikt een rendement van meer dan 65%, veel beter kan en wordt het niet. Een moderne LED TV verbruikt 90% minder energie dan een oudere plasma TV. Veel minder kan het niet. Voor auto’s valt wel nog een wereld te winnen, maar dan moet het aantal pk’s (waarschijnlijk tegen de zin van de consument!) drastisch verminderen. Zo zijn er op meerdere terreinen tal van mogelijkheden te noemen, maar ook hier komt het punt van “Peak-Technology” nabij. Alleen een fundamentele technologische doorbraak kan hier verandering in brengen, maar de ”time-to-market” van dergelijke doorbraken bedraagt al snel twintig jaar en grootschalige implementatie nog eens minstens tien. Dan is het te laat om de geschetste schaarsteproblematiek op te lossen.

De niet-fossiele bronnen – water, wind en zon – komen nu in beeld. Van water valt niet veel groei meer te verwachten, een paar extra dammen kunnen het verschil niet maken. Op wind en zon wordt hoog ingezet, maar dit heeft nog een lange periode van zeer grote investeringen te gaan. Figuur 2 laat zien dat volledig vervanging van fossiele brandstoffen een inspanning van epische omvang zal vergen.

Figuur 2. Bron: Wikipedia.
 
Het is dus onontbeerlijk dat er per direct een beleid wordt ontwikkeld dat gericht is op het grootschalig ontwikkelen van die alternatieve energiebronnen. En dus op elektrificatie van de samenleving. Maar ook dan zal het zeker twintig jaar duren alvorens een significante hoeveelheid alternatieve energie beschikbaar komt, nog afgezien van de beschikbaarheid van zeldzame, maar voor de productieprocessen noodzakelijke, grondstoffen als neodymium, lanthaan en lithium. Zelfs koper wordt, bij het huidige niveau van gebruik, op middellange termijn een schaarse grondstof. Bij versnelde elektrificatie wordt dat punt eerder bereikt. Dat betekent dus ook nog een enorme uitdaging voor metallurgen. Maar ook een significante schaarstefactor, die tot nog hogere prijzen leidt. De vraag is dus of het tekort aan fossiele brandstoffen in 2050, bij een wereldbevolking van 10 miljard zielen en een ongewijzigd consumptiepatroon, ooit met wind en zon opgevangen kan worden. Zelfs grootschalige inzet van CSP (Woestijnstroom) gaat dat niet redden. Er staat ons dus meer te doen…

Daarnaast is er nog een interessant punt dat vaak in de discussie over fossiele brandstoffen wordt vergeten. Van alle olie en gas wordt 20 tot 30% gebruikt door de petrochemische industrie. Die industrie is onder andere verantwoordelijk voor kunststoffen, medicijnen en kunstmest. Deze producten zijn op dit moment van olie en gas afhankelijk. Een alternatief waar hard aan gewerkt wordt is het gebruik van bio-grondstoffen, maar met de verwachtte uitbreiding van de wereldbevolking naar 10 miljard zielen, die veel meer landbouwproductie noodzakelijk maakt, is dat alternatief problematisch.
Het zal duidelijk zijn, dat de verschillende toepassingen van bio-grondstofen niet alleen een eigen dynamiek kennen, maar ook zodanig in onderlinge concurrentie zullen raken, dat hier een keuze gemaakt zal moeten worden. Gelijktijdige, ongebreidelde uitbreiding van de productie kan eenvoudig niet.

We staan dus voor een keuze: of onze energieconsumptie gaat drastisch omlaag, of het aantal aardbewoners gaat drastisch omlaag. Speculatie over dat laatste is nog steeds een heikel taboe, dus we moeten het hebben van de energieconsumptie per capita. Prijsontwikkelingen spelen hier de grootste rol, maar ook de verdelingsproblematiek valt niet te onderschatten. De schaarste zal op een evenwichtige manier, via drang en dwang (rantsoenering?) over iedereen verdeeld moeten worden. Gebeurt dat niet en ieder gaat voor zich, dan zal de wereldbevolking in rap tempo, op een gewelddadige manier afnemen en zal de werkelijkheid het taboe alsnog inhalen.

De Klimaatcrisis
In de “fossiele periode” zoals hierboven beschreven, van 1800 – 2010, is er door verbranding van die fossiele brandstoffen een sterke stijging van de hoeveelheid CO2 in de aardse atmosfeer ontstaan. Van 283 parts per million (ppm) naar 389 ppm. Daarbij is het belangrijk te weten dat de stijging van 1800-1900 10 ppm was, maar van 2000-2010 20 ppm. Dus een dubbele stijging in tien in plaats van in honderd jaar!
Dit heeft tot gevolg gehad dat de gemiddelde temperatuur op aarde met 0,8 ℃ is gestegen. De meest recente analyses van het VN klimaatpanel laten zien dat als gevolg van na-ijlings effecten, die 0,8 ℃ vanzelf doorstijgt naar 2 ℃, zelfs als per direct alle CO2 uitstoot gestopt zou worden. Maar dat laatste gebeurt niet, en de verwachting is dat in 2020/25 een waarde van 450 ppm bereikt wordt en daarmee een temperatuurstijging met nog 0,5-1 ℃. Een stijging tot 4 ℃ per 2040 lijkt dan onvermijdelijk. Binnen honderd jaar! Een nanoseconde in geologische termen… Paleontologisch klimaatonderzoek heeft overduidelijk aangetoond dat dit een desastreus effect zal hebben op het klimaat op aarde. Grote verschuivingen van klimaatzones, extreme weersomstandigheden en versnelling van de uitstervinggolf van flora en fauna, die nu al aan de gang is. Met als gevolg van dit alles ingrijpende migratiestromen. Het voortbestaan van de mensheid binnen de kaders van het ontwikkelingsmodel van de laatste twee millennia is in gevaar. Een totale ineenstorting is verre van denkbeeldig.

Hoe dit te voorkomen? Is er een klimaatpolitiek te ontwerpen die afdoende zal zijn? Ja, maar dat kan niet zonder een ingrijpende energiepolitiek. Het fossiele energiegebruik is immers de voornaamste boosdoener van dit alles.

De Dubbelslag
Het drastisch en op zo snel mogelijke manier een einde maken aan het verbranden van fossiele brandstoffen is de enige weg die ons rest. De motivatie daartoe is in eerste plaats de klimaatverandering door CO2-uitstoot en niet zozeer de schaarstedreiging, de olie uitgezonderd. Die is weliswaar reëel, maar dat gaat niet snel genoeg. Vóór 2030 zullen de effecten van die schaarste op de CO2-uitstoot niet voldoende zijn om een klimaatramp te voorkomen. Dus is er een energiepolitiek nodig die zich richt op CO2-uitstoot. Overigens niet alleen op CO2, maar ook op CH4 (methaan), dat in onverantwoord grote hoeveelheden vrijkomt bij de productie en vervoer van vloeibaar aardgas, schaliegas en vergassing van steenkool.
Helaas is er geen wondermiddel voorhanden, dus we moeten het hebben van een optelsom van verschillende maatregelen. De twee meest voor de hand liggende zijn:

1. Energiebesparing door minder verbruik en hogere efficiency van dat verbruik.
Te denken valt aan rantsoenering van alle vormen van energie voor iedereen en een absoluut verbod van verspilling, zoals het lozen van restwarmte. Ook verplichtende, normen ten aanzien van energiegebruik door alle apparaten, van auto’s tot vliegtuigen zijn onafwendbaar. Vliegen zal sowieso sterk beperkt worden, door nijpend gebrek aan kerosine.

2. De grootste bronnen van uitstoot binnen enkele jaren sluiten.
Dan gaat het over kolencentrales, ook als die nog lang niet afgeschreven zijn, te vervangen door combined-cycle gascentrales, die een rendement hebben dat twee keer hoger ligt en de helft minder CO2 uitstoten. En dus zeker niet toestaan dat er nieuwe kolencentrale bij gebouwd gaan worden.

Daarbij dienen op grote schaal off-shore windparken en concentraties van zonnepanelen aangelegd te worden, evenals enige duizenden CSP centrales – de eerder genoemde woestijnstroom. De noodzaak van smartgrids – intelligente energienetwerken- , ook voor energiebesparing van huishoudens en kleine industrie, staat buiten kijf. Aanvullend hierop zijn technieken als CCS (een manier om de CO2 op te vangen) maar die hebben ook zo hun beperkingen. !
Immers, afvangen van CO2 kan alleen maar bij grootschalige niet-mobiele verbruikers als elektriciteitscentrales, ertsverwerkende industrieën en olieraffinaderijen. CO2 uitstoot door vliegtuigen, auto’s en verwarming van de bebouwde omgeving kan nu eenmaal niet afgevangen worden. Afvangbaar is hoogstens 30% van de totale uitstoot mits de opslagproblematiek wordt opgelost. En het kost bovendien nog eens 30% extra energie.

Uitfasering van de verbranding van olie en –op termijn- gas heeft als bijkomend voordeel dat er voor langere tijd genoeg overblijft als grondstof voor de petrochemische industrie. Uiteindelijk zal blijken dat verbranding van een grondstof eigenlijk een slecht idee is als er zoveel andere nuttige toepassingen voor zijn. Dat geldt in optima forma voor de experimenten met vliegtuigkerosine uit algen. Een sterk groeiende wereldbevolking zal diezelfde algen als grondstof voor voedsel en medicijnen namelijk veel harder nodig hebben.

Conclusie
Een energiecrisis lijkt onafwendbaar. Niet omdat olie, gas en kolen opeens op zijn, maar omdat de productie ervan structureel gaat afnemen, bij een structureel stijgende vraag. Dat punt is voor olie inmiddels vrijwel bereikt. Voor gas zal dat over maximaal 15 jaar het geval zijn, ervan uitgaande dat kolen zeer spoedig in de ban gedaan worden en dat de schaliegas hype doorgeprikt wordt. Daarbij zijn het de schaarste en de stijgende productiekosten die tot een situatie leiden dat energie letterlijk onbetaalbaar wordt. Alternatieve vormen van energieopwekking zijn technisch zeer wel mogelijk, maar de implementatie duurt te lang en kost teveel om op afzienbare tijd een crisis te kunnen voorkomen. Grootschalige en drastische bezuiniging door minder primair verbruik en sterk verhoogde efficiency is bittere noodzaak. Beleid dat hierop gericht is duldt geen uitstel.

Ook een klimaatcrisis lijkt onontkoombaar. De huidige CO2 uitstoot zal, wat er ook besloten wordt, op middellange termijn blijven groeien. Erger nog, als we op wereldschaal nu per direct zouden stoppen met CO2-en CH4-uitstoot wordt kritische grens van 2 ℃ temperatuurstijging binnen afzienbare tijd bereikt. Om dan nog een klimaatbeleid te starten dat verdere opwarming tegen gaat is mosterd na de maaltijd…

Bij de pakken neer gaan zitten lost ook niets op. Met ons Slochteren kapitaal kunnen we een voorbeeld stellen. Want het is geen typisch Nederlandse uitdaging. Versneld overstappen op die transitie mogelijkheid, kan de olieafhankelijkheid van bijvoorbeeld Rusland en OPEC voor onze olievoorziening sterk beperken. Elektrisch vervoer op basis van combined-cycle gascentrales is 3 keer meer efficiënt dan met de huidige interne verbrandingsmotor, met zijn overall efficiency van rond 20%. Dat is een grote bijdrage aan onze handelsbalans. Nederland “exporteert” nu netto 23 miljard Euro naar genoemde landen, in feite voor een groot deel een onnodige export van welvaart.
Extra kolencentrales hebben wij voor eigen energievoorziening zeker niet nodig, in ieder geval niet als er serieus ingezet gaat worden op zon en wind. Het intermitterende karakter daarvan kan door genoemde gascentrales zeer veel beter opgevangen worden, dan door kolengestookte centrales.

Kortom, een beleid gericht op vermindering van uitstoot is zowel klimaatpolitiek als energiepolitiek. Ze gaan hand in hand. Alleen focussen op CO2 (door bijvoorbeeld de CCS route -mythe?- te volgen) of alleen focussen op schaarste (extra inzet van vervuilende bronnen) is contraproductief, gevaarlijk en zonde van onze kostbare tijd. Wanneer nu niet gehandeld wordt, worden we geconfronteerd met een Voorspelbare Verassing. Zoals 9/11 en de Financiële Crisis dat waren. Dan zal ongetwijfeld terug gegrepen worden op de Shock Doctrine, van uit het BAU paradigma. En dat brengt ons alleen nog maar verder van huis!