En toen doofde de mens het vuur (Deel 3/6)

Hoeveel energie halen we weg uit ons mondiaal systeem, uit de wereldeconomie, uit de industrie en samenleving wanneer we vanaf 2050 geen steenkool, petroleum en aardgas meer verbruiken?

In dit derde deel overlopen we de fossiele brandstoffen. Steenkool, aardgas, petroleum en brandhout… de aloude brandstoffen die tot op vandaag 93% van ons totale energieverbruik vertegenwoordigen. Want daarin ligt de ware uitdaging die we onszelf voor de voeten werpen. 150.000TWh van de 160.000TWh die mens verbruikt, wordt vandaag opgewekt uit fossiele brandstoffen. In 2019 bedroeg dat verbruik,

1. 7,9 miljard ton steenkool

2. 36,5 miljard vaten ruwe olie

3. 3.800 miljard m3 aardgas

4. 37 miljard m3 brandhout

1. Steenkool (9.729 TWh + 33.805 TWh)

Steenkool is wellicht het meest doodgezwegen onderwerp in de groene agenda. Omdat het zo’n confronterende haat-liefdesverhouding betreft. In de tabel hieronder ziet u het aandeel van steenkool in onze globale energiemix. Ja, ruim 25% van alle energie die de mens verbruikt, is onder de vorm van steenkool. Voor de productie van elektriciteit is steenkool al even cruciaal. Daar bedraagt het aandeel ruim 33%. En die liefde is nog lang niet over. Onze oude media besteedden er nauwelijks aandacht aan… maar China, Indië en Indonesië ondertekenden de eindteksten van COP28 in Dubai niet.

En dat heeft alles met steenkool te maken. China, Indië en Indonesië zijn niet toevallig de drie grootste producenten van steenkool. De helft van alle operationele steenkoolcentrales staan in China. En de bouwwoede is nog niet over. Tegen 2030 worden nog eens zo’n duizendtal bijkomende steenkool-centrales opgeleverd.

2023 wordt een recordjaar voor steenkool. De meest recente cijfers tonen een jaarverbruik van 8,5 miljard ton. Dat is 600 miljoen ton meer dan de 7,9 miljard ton (°2019) die bij de opmaak van de dataset hieronder werden gebruikt. Het verbruik van steenkool is de afgelopen 20 jaar grofweg verdubbeld. Van 4 naar 8 miljard ton.

Steenkool wordt gebruikt in verschillende industriële processen. Eén van de belangrijkste toepassingen is de productie van staal. Daarvoor moet steenkool worden omgezet in ‘cokes’. Dat gebeurt door verhitting waarbij de meeste vluchtige stoffen, zoals gassen en teer worden verwijderd. Het resultaat zijn ‘cokes’, die harder en poreuzer zijn dan steenkool en een hoger koolstofgehalte hebben verkregen.

Cokes wordt gebruikt als brandstof in hoogovens voor de productie van ruwijzer. Cokes hebben de eigenschap om een hoge temperatuur te doorstaan zonder te smelten, wat essentieel is voor de omzetting van ijzererts naar ruwijzer. Het ontgassen van steenkool om cokes te produceren, verhoogt het koolstofgehalte en verwijdert onzuiverheden, waardoor een brandstof ontstaat die geschikt is voor dit specifieke metallurgische proces.

Daarnaast wordt steenkool gebruikt in de chemische industrie als grondstof voor de productie van verschillende chemicaliën. Steenkool wordt omgezet in koolwaterstof-verbindingen, zoals methaan en ethyleen, essentieel voor de productie van technische verbindingen, synthetische brandstoffen en andere chemische eindprodukten.

In de cementindustrie wordt steenkool gebruikt als brandstof om klinkerovens warm te stoken. Het verbranden van steenkool levert de hoge temperaturen die nodig zijn voor het klinkeringsproces, waarbij ruw cement wordt geproduceerd.

Steenkool wordt ook toegepast in industriële verwarmingstoepassingen, zoals in bakkerijovens, keramische productie en glasfabricage, omdat het zo’n efficiënte en goedkope energiebron is.

In 2022 bereikte steenkool een paniekerig prijsrecord van $400 per ton. Het opblazen van Duits-Russische aardgaslijnen en het uitbreiden van embargo’s op ‘s werelds grootste aardgas-exporteur, leidden tot een voorspelbare vlucht naar een essentieel alternatief : steenkool.

Steenkool is goed voor 35% van de wereldwijde elektriciteitsproductie. En ook daar dreigt niet snel verandering te komen. Indien steenkool wordt uitgefaseerd, dan kan dat uitdoof-proces niet eerder dan in 2030 worden aangevat, want tot die tijd worden er jaarlijks steenkoolcentrales toegevoegd aan het mondiale productieareaal.

Aardgas en steenkool zijn de voorbije jaren ‘fungible’ of uitwisselbaar gebleken. Gaan de gasprijzen door het dak en wordt de levering onzeker? Dan ruilen grootverbruikers het aardgas voor steenkool. Beslissingen die vandaag worden genomen, zinderen decennialang na in ons energielandschap.

De strafmaatregelen en embargo’s op de Russische gasexport heeft de vraag naar steenkool verder aangezwengeld. Het geopolitieke steekspel en de daarop volgende onzekerheid op de gasmarkt, hebben de vlucht naar steenkoolcentrales versterkt.

Op de kaart hieronder ziet u waar de komende 10 jaar die 1000-tal nieuwe steenkoolcentrales zullen worden bijgebouwd. De levensduur van een centrale bedraagt tientallen jaren en daarom is het niet realistisch te veronderstellen dat de 8,5 miljard ton steenkool die we vandaag verbruiken, de volgende 10 jaar een voelbare terugval zal vertonen.

Exacte emissiecijfers zijn schaars, maar het aandeel van steenkool in de mondiale menselijke CO2-uitstoot wordt op 45% à 50% geschat.

Steenkool is de brandstof waarmee Europa en de V.S. zich de voorbije twee eeuwen hebben geïndustrialiseerd. En het is de brandstof waarmee grote groeilanden vandaag die inhaalbeweging inzetten.

2. Aardgas (6.868 TWh + 32.851 TWh)

Aardgas is een relatief recente brandstof die handig werd toegevoegd aan ons immer stijgend energieverbruik en aan onze onverzadigbare activiteitsgraad. Het laat zich moeilijker ontginnen en transporteren dan een vloeistof zoals aardolie. Het waren technologische innovaties die enkele decennia geleden aardgas tot een inzetbare energiebron maakten. Voorheen was het een oninteressant restproduct bij de ontginning van aardolie. Gezien de energiedensiteit van aardgas, is het een essentieel onderdeel van de mix en dé dynamo voor de groeispurt die de wereldeconomie vanaf de jaren ‘70 bleef vertonen. De 4000 mld m3 aardgas die we jaarlijks verbruiken, vertegenwoordigt 39.000TWh ofwel een kwart van alle verbruikte energie wereldwijd.

Sedert de strafmaatregelen op Russische export, is de Europese Unie koortsig op zoek naar 330 miljard m3 aardgas per jaar. Ook China importeert jaarlijks zo’n 130 miljard m3 per jaar wat de druk op een handvol overgebleven exporteurs verder opdrijft. Zonder Russische aardgas is de gezamenlijke exportcapaciteit van alle andere exporteurs samen volstrekt ontoereikend om zowel China als de EU van aardgas te voorzien.

In West-Europese havens worden haastig en opportunistisch LNG-terminals bijgebouwd, terwijl de pijplijnen uit Rusland in onbruik zijn. Ja,… Qatar en Noorwegen doen gouden zaken. Deze landen hebben sinds kort langlopende contracten op zak. Voor Australië en de V.S. ligt dat anders.

Aardgas heeft de eigenschap peperduur te zijn, daar waar een tekort heerst en nagenoeg gratis te zijn, daar waar de overschotten zich opstapelen. Aan de zuidkust van Australië rijzen de LNG-teminals uit de grond. Niet om Australisch gas te exporteren naar China, Japan of Indonesië, maar om het zuiden van Australië van aardgas te voorzien.

De fracking-koorts in de V.S. houdt aan en zorgt voor problematische gasoverschotten daar waar het wordt geproduceerd. Tegelijk ontbreekt de infrastructuur om staten als Maine, Vermont of Washington met Amerikaans LNG te beleveren. De V.S. heeft een export-capaciteit van slechts 77 miljard m3 per jaar. Geen van deze 4 producenten of exporteurs kan worden gezien als een ‘swing-producer’. Om 3 redenen : hun nominale exportvolume is te laag, de productie kan niet substantieel worden uitgebreid en deze 4 landen exporteren minder aardgas dan de gezamenlijke importnoden van China en de EU samen.

Samen met kernenergie en steenkoolcentrales, verzekert aardgas vandaag de baseload op het Europese elektriciteitsnet. En net zoals steenkool is aardgas dé brandstof voor hoog-calorische processen zoals mijnbouw, hoogovens, steenbakkerijen, ceramiek- en glasproductie, pasteurisatie, sterilisatie of het kraken van moleculaire verbindingen.

De infrastructuren voor langdurig aardgasverbruik worden verder uitgebreid. Hoe dit verzoenbaar is met de ambitie om binnen 27 jaar niet alleen de Russische maar ook de wereldwijde gaskraan helemaal dicht te draaien, blijft een goed bewaard geheim.

Aardgas vertegenwoordigt 24,4% van het mondiale energieverbruik en dit aandeel haalt men niet ongestraft uit een geïntegreerde wereldeconomie die verslaafd is aan goedkope en betrouwbare energie. Want 4000 miljard m3 aardgas per jaar is een formidabele hoeveelheid energie… De grafiek hierboven toont het theoretische krimpscenario indien men aardgas tegen 2050 zou uitfaseren tot minder dan 2%.

3. Aardolie (661 TWh + 55.561 TWh)

Niets geeft onze energieverslaving beter weer dan petroleum. Petroleum is de transportbrandstof waarop het mondiale distributienetwerk leunt : zeevaart, landbouwmachines, baanvracht, de luchtvaart en personentransit. De wereld telt 1,4 miljard personenwagens. Dat lijkt veel en dat is veel, maar tegelijk vertegenwoordigen die 1,4 miljard wagens slechts 11% van het mondiale aardolieverbruik. De industrie, constructie en landbouw zijn de echte olieslurpers. Dat heeft alles te maken met de energiedensiteit en de lage prijs van aardolie.

Maar onze afhankelijkheid van aardolie is zorgelijk. Omdat de productie ervan steeds moeilijker, duurder en onbetrouwbaar dreigt te worden. De mens heeft de voorbije 170 jaar de goedkoopste en meest kwalitatieve aardolie reeds verbruikt. Wat overblijft zijn steeds kleinere reservoirs die meer geld en energie zullen vergen om die illustere en schijnbaar onvervangbare 100 miljoen vaten per dag te blijven produceren.

38% van de energie die de wereld verbruikt, is onder de vorm van aardolie en van de 3 fossiele brandstoffen is aardolie de meest kritieke. Niets heeft meer impact op de markten dan schokken in de olieprijs. Omdat we er zo afhankelijk van zijn.

Het mag inmiddels duidelijk zijn dat er geen visie, geen strategie en geen plan bestaat voor de uitfasering van fossiele brandstoffen. Die schrijnende vaststelling komt tot uiting in de mijnbouw. Want willen we op korte termijn fossiele brandstoffen uitfaseren… horen we dan niet te starten bij de bron? Bij de mijnbouw. Het is een bizarre vaststelling dat men in zeven haasten het verwaarloosbare eindpunt van ons olieverbruik wil elektrificeren (lees: personenwagens) en tegelijk de voedingsbodem en basisvoorwaarde voor die elektrificatie (lees: mijnbouw) ongemoeid laat. Indien de EU, IEA, Nic Balthazar en ‘Net Zero America’ ons wilden overtuigen van de haalbaarheid van die wereldwijde elektrificatie, dan zou het van doorzicht, eerlijkheid en fatsoen getuigen om de starten bij de bron : het elektrificeren van de wereldwijde mijnbouw. En hetzelfde geldt evenzeer voor de geïndustrialiseerde en diesel-verslindende landbouw.

Aardolie is dé transportbrandstof. Daarom wil men de luchtvaart gaandeweg converteren naar biobrandstoffen. Voor de scheepvaart denkt men aan waterstof of ammoniak. Maar waterstof is geen energiebron, het moet worden geproduceerd, opgeslagen en verdeeld. De productie van waterstof is energie-intensief en wil men een waterstofeconomie (of ammoniakeconomie) op poten zetten, dan moeten de elektriciteitsproductie, de infrastructuren, de hubs en distributie, de brandstofcellen of direct fuel engines daarvoor gebouwd worden.

Geen enkele economie is zo afhankelijk van goedkope en overvloedige aardolie als de Amerikaanse. Tegelijk is de V.S. de olieproducent die vandaag dankzij leisteen fracking de dagproductie van 100 miljoen vaten in stand houdt. De V.S. heeft dus een dubbele signaalfunctie. De Amerikaanse economie en de Amerikaanse olie-industrie zijn als twee kanaries in een gouden kooitje.

De olie-industrie is een lucratieve activiteit voor wie de bron, raffinage, transport en retail controleert. De belangen zijn groot, de winsten zijn hoog en de lobby is sterk.

4. Brandhout of traditionele biomassa (11.110 TWh)

Voor ruim 3 miljard mensen is brandhout de enige toegang tot energie. Er wordt dagelijks mee gekookt en verwarmd. Ook de 37 miljard m3 aan brandhout die jaarlijks wordt verstookt, valt ten prooi aan de ‘Jevons Paradox’. Die paradox is contra-intuïtief en stelt dat efficiëntieverbeteringen leiden tot een toename in verbruikt. M.a.w. indien de derde wereld voortaan haar potje kookt op meer efficiënte kacheltjes of oventjes, dan leidt dit niet tot een afname in brandhout, maar in een toename van het aantal maaltijden en bereidingen.

Het is een haast poëtische gedachte dat brandhout aan de wieg stond van de vroege mens die 1,5 miljoen jaar geleden het vuur ontdekte… en dat brandhout de brandstof is die we wellicht nooit zullen uitfaseren. Of hoe oeroude gewoonten nauwelijks of niet af te leren zijn.

Afsluitend

Fossiele brandstoffen (aardgas, steenkool en aardolie) vertegenwoordigen 93% van alle energie die de mens verbruikt. Men hoeft geen Malthusiaan te zijn om een grafiek te lezen of om te begrijpen dat onze bodemschatten eindig zijn. Het totale gebrek aan realiteitszin, fatsoen en beroepsernst waarmee onze beleidsmakers de onafwendbare ontkoppeling van fossiele brandstoffen mismeesteren en misbruiken is wraakroepend. Temeer omdat we de resterende brandstoffen slechts éénmaal kunnen inzetten, slechts éénmaal kunnen aanwenden om onszelf voor te bereiden op een wereld waarin die resterende brandstoffen onvermijdelijk duurder en schaarser worden.

“What if what we need, what we want and what we do, become one and the same thing”

- Ir. Assoc. prof. Simon Michaux, Speakers BBQ, 2023

Reageren kan zoals altijd in de comments. Vindt u dit een interessante publicatie, dan kan u dat tonen met een hartje of door te ‘sharen’ met vrienden en kenissen.