Uw profiel is aangemaakt

U heeft een e-mail ontvangen met een activatielink. Vergeet niet binnen 24 uur uw profiel te activeren. Veel leesplezier!

TECHNOLOGIE

home

SYBE RISPENS

De aarde ontvangt elke dag veel meer energie van de zon dan de mensheid verbruikt. Daar moet toch een graantje van mee te pikken zijn. De meest veelbelovende techniek van dit moment zet de zonnestraling direkt om in elektriciteit. Met nieuwe materialen worden de laatste tijd steeds betere resultaten geboekt. Maar tegenstrijdige bedrijfsbelangen lijken een doorbraak van de schone energiebron te verhinderen.

Het NOVEM, de Nederlandse organisatie voor energie en milieu, heeft kort geleden de resultaten van een onderzoek bekend gemaakt waarbij op een tiental binnenschepen soortgelijke installaties zijn uitgeprobeerd. De proef verliep zo voorspoedig dat er in Duitsland en Frankrijk nu grote belangstelling bestaat onder binnenvaartschippers om op het milieuvriendelijke alternatief over te stappen.

Maar lang niet overal verschijnen er stralende gezichten als het om zonne-energie gaat. In oktober presenteerde het Duitse Daimler-Benz-concern haar milieurapport en daarin ontbrak zonne-energie zelfs helemaal. Reden: economisch oninteressant. Onderzoekers die zich met de alternatieve energiebron bezighouden zien bezorgd toe hoe hun budget de laatste jaren is gehalveerd. Wat zijn de kansen voor de zon om energiebron van de volgende eeuw te worden?

Dat zonlicht in bepaalde materialen een elektrische spanning veroorzaakt is iets dat al in 1839 door de Franse natuurkundige Antoine César Becquerel werd waargenomen. Het gebeurt doordat fotonen, de energiepakketjes in het zonlicht, hun energie kunnen overdragen aan elektronen. In bepaalde materialen raken die elektronen dan aan de wandel en als ze allemaal dezelfde richting uitgaan ontstaat een elektrische stroom.

Een groot voordeel van dit fotovoltaïsch effect is dat je geen direkt zonlicht nodig hebt: ook bij bewolkt weer werkt het. Theoretisch kan ongeveer de helft van alle zonneënergie worden omgezet in bruikbare elektriciteit, maar in de praktijk valt die waarde een stuk lager uit.

Het rendement van een zonnecel lag in 1980 rond de tien procent. Dat is tegelijk de ondergrens voor het rendabel inzetten van zonnecellen: bij lagere waarden wordt de collectoroppervlakte die nodig is om een bepaald vermogen op te wekken zo groot, dat de maximale bouwkosten van een installatie al worden bereikt zonder de cellen zelf mee te rekenen.

De effectiviteit is sindsdien gemiddeld met een half procent per jaar omhooggegaan. Op dit moment is het rendement van de in handel verkrijgbare zonnecollectoren vergelijkbaar met het brandstofrendement van een gezinsauto: rond de vijftien procent. Types die twee tot driemaal zo hoog scoren zijn in aantocht.

Vooral in het fundamenteel materiaalonderzoek wordt er flinke winst geboekt. Silicium, het basismateriaal voor transistoren, computerchips en zonnecellen, heeft als enige grote nadeel dat het gevoelig is voor minder dan helft van alle fotonen die in het zonlicht zitten. De rest van de energie wordt omgezet in warmte en gaat verloren. In het begin van de jaren '90 stelden onderzoekers vast dat er over mogelijke alternatieven verbazingwekkend weinig kennis bestond. Zelfs van allerlei relatief eenvoudige verbindingen was er over de fotovoltaïsche eigenschappen vrijwel niets bekend.

De zoektocht naar nieuwe materialen heeft intussen een aantal indrukwekkende resultaten opgeleverd. Een kandidaat die de tien-procentsgrens duidelijk heeft overschreden is galliumarsenide. Veelbelovend is ook de combinatie cadmium-tellurium. De verbinding koper-indium-diselenide biedt nog de beste perspectieven: in uiterst dunne lagen van twee micrometer heeft het Japanse bedrijf Cannon een rendement gehaald dat drie keer hoger ligt dan dat van silicium.

Maar de nieuwe materialen hebben ook nadelen: cadmium en selenium zijn giftig en zeldzaam. Silicium ligt dan ook nog niet uit de race: met mengkristallen van silicium en germanium of koolstof probeert men tegelijk de optische en elektrische eigenschappen van het materiaal te verbeteren.

Wereldwijd wordt meer dan de helft van alle zonnecollectoren gebruikt op plaatsen waar er geen elektriciteitsnet is. Juist daar is zonneënergie de fossiele concurrentie veruit de baas: een dieselgestookte generator bijvoorbeeld, zet gemiddeld maar vijf procent van de brandstof om in elektriciteit. De Indonesische regering wil via het programma Solar home systems bij een miljoen mensen elektriciteit in huis en hut brengen.

Veel slechter gaat het met de zonneënergie uit het stopcontact. Volgens Winfried Hoffmann, directeur van het Duitse ASE (Angewandte Solar Energie; dochter van Daimler-Benz) zal het nog lang, heel lang duren voordat zonne-energie in Noord-Europa kan concurreren met stroom uit kolen en gas.

Hier en daar wordt wel geëxperimenteerd met zonnecentrales. De Italiaanse elektriciteitsmaatschappij Enel heeft eind oktober een proefcentrale geopend vlakbij de stad Salerno. De centrale heeft een vermogen van 3,3 megawatt en is daarmee op dit moment de grootste zonnecentrale van de wereld. Enron, het belangrijkste gasbedrijf van de Verenigde Staten, wil een zonnecentrale van maar liefst 100 megawatt in de woestijn van Nevada bouwen.

Maar zonneënergie levert meer op in decentrale installaties, aangesloten op het elektriciteitsnet. Een voorbeeld van een geslaagd project is het Duitse 'duizend daken'-programma, waarbij over het hele land verspreid 1177 zonnecentrales zijn gerealiseerd. Uit de eerste resultaten blijkt dat het totale rendement van een installatie meer dan verdubbelt als de collectoren op een computergestuurd plateau in de richting van de zon worden gedraaid. Aan het Instituut voor elektrowarmte van de technische universiteit van Hannover schat men dat bijna de helft van de energie die een stad verbruikt met dit soort lokale dakinstallaties is op te wekken.

Tot een heel andere prognose komen echter de energiebedrijven. Die menen dat ook op de lange termijn hoogstens drie procent van de vraag naar elektriciteit door de zon geleverd kan worden. Welke van beide partijen zit er naast?

In zekere zin beide: op de schatting van de technische universiteit is aan te merken dat ze te optimistisch is over de economische veranderingen die nodig zijn voor het rendabel inzetten van zonneënergie. De energiebedrijven daarentegen kun je verwijten dat zij er belang bij hebben stroom centraal op te wekken en zo geneigd zijn de technische mogelijkheden van lokale zonne-installaties te onderschatten. In een rapport voor de in 1992 gehouden milieuconferentie in Rio de Janeiro stelt Ises, de internationale organisatie voor zonneënergie, dat er technisch gezien geen onoplosbare problemen zijn die een grootschalige invoering van het milieuvriendelijke alternatief in de weg staan. Het lot van de succesvolle techniek is volgens de organisatie voornamelijk in handen van politici en economen.

Ondertussen maken ook de producenten van zonnecollectoren pas op de plaats: zo zakte in de afgelopen tien jaar wereldwijd het in onderzoek naar zonne-energie gestoken bedrag van anderhalf miljard naar minder dan vijfhonderd miljoen dollar. Ook laten de nodige investeringen in serieproduktie op zich wachten, waardoor de prijzen van de collectoren te hoog blijven.

Een blik op het lijstje met eigenaars van de fabrieken voor zonnepanelen helpt bij het vinden van een verklaring voor het getreuzel. Het Duitse Siemens Solar, met 23 procent 's werelds grootste producent van zonnecellen, is onderdeel van Siemens, en dat wil ook dolgraag kernenergie blijven verkopen. De voorliefde vertaalt zich rechtstreeks naar middelen voor fundamenteel onderzoek: het budget voor kernenergie was het afgelopen jaar vier keer zo groot als dat voor zonne-energie. Solarex, nummer twee op de wereldmarkt, wordt beheerd door de American Midwest Oil Company en ook BP Solar is een dochter van de olie-industrie. Datzelfde geldt voor Mobil Solar en het Franse Photowatt, dat in handen is van Total en Shell.

Anders dan in Europa en Noord-Amerika lijkt in Azië het politieke en economisch klimaat wel geschikt voor een doorbraak van zonne-energie: de elektronicagigant Nippon gaat bijvoorbeeld naar Duits model in de komende jaren 70 000 Japanse daken voorzien van zonnecollectoren.

Trouw.nl is vernieuwd. Vanaf nu is onbeperkte toegang tot Trouw.nl alleen voor (proef)abonnees.

Deel dit artikel

Advertentie

Wilt u dit artikel verder lezen?

Maak vrijblijvend een profiel aan en krijg gratis 2 maanden toegang tot Trouw.nl.

Het e-mailadres bij dit profiel is nog niet bevestigd. Een link om te bevestigen kun je vinden in je inbox.
Ben je de link kwijt? Vraag hier een nieuwe aan.

Ongeldig e-mailadres

Wachtwoord is niet correct

tonen

Wachtwoord komt niet overeen

tonen

U moet akkoord gaan met de gebruiksvoorwaarden

Wij gaan vertrouwelijk om met uw gegevens. Lees onze privacy statement.