Kathedralenbouwers

Wij waren ooit een volk van kathedralenbouwers. Een tijd waarin we verder keken dan 4 jaar, verder dan volgende verkiezingen. Het ontbreekt ons niet aan ambitie, maar wel aan een onbaatzuchtige visie.

Onze voorouders bouwden de kathedralen van Ulm, Amiens of Keulen. Monsterprojecten waarvan de bouwers bij aanvang wisten dat zij de afwerking of de inhuldiging bij leven niet zouden meemaken. Het is alleen met een visie die generaties ver in de toekomst kijkt, die onze eigen tijdelijkheid overstijgt, dat we in staat zullen blijken de grootste infrastructuurwerken uit onze beschaving op te leveren aan onze kinderen en achterkleinkinderen.

Die visie is er vandaag echt niet. Er is zelfs geen plan en voor tal van basisonderdelen werden zelfs de meest essentiële berekeningen niet gemaakt. We doen maar wat. Letterlijk. De argeloze manier waarmee we vandaag kostbare grondstoffen en energie aangooien tegen een bouwproject zonder enig masterplan, is hemeltergend. Er worden windturbines en zonnepanelen geplaatst, dat wel. Verbrandingsmotoren worden gewisseld voor elektrische wagens en onze energie-intensieve landbouw wordt oogstseizoen na oogstseizoen verder ontmanteld.

Dit is geen wetenschapspessimisme, malthusianisme of gratuite kritiek. Laat het ons erg concreet maken. Dit masterplan zonder masterplan gaat in al haar aspecten voorbij aan de meest fundamentele zaken : 1. mijnbouw, 2. buffer capaciteit en 3. batterijtechnologie.

Weet u, in Beauvais, daar staat een prachtige draak van een kathedraal met een tot de verbeelding sprekende levensloop. Het is een meesterwerk uit de Gothische bouwkunst. Haar malle proporties geven het geheel een Frankensteinse aanblik en zijn de stille getuigen van een tumultueuze bouwgeschiedenis. Het koor, transepten, schip en torenspits van Beauvais lijken wel improvisatorische lapmiddelen. En dat zijn ze ook. Wat ooit de grootste kathedraal ter wereld moest worden, draaide bij gebrek aan planning, stabiliteitsstudies, rekenwerk, grondstoffen, realiteitszin en fondsen uit op een architectonische desillusie.

De vraag luidt,
“drijft de megalomane energieomwenteling ons naar Amiens of Keulen?
Of dreigt dit uit te draaien op een hedendaags Beauvais?”

1. Mijnbouw en ‘value chain’

Om de hele wereld te gaan elektrificeren en fossiele brandstoffen uit te faseren met zonnepanelen en windturbines, ontbreekt het ons aan mijnbouwcapaciteit. De gekende reserves van lithium, vanadium, cobalt, grafiet, nikkel of koper buiten beschouwing gelaten, zijn er vragen te stellen bij het voornemen om de extractievolumes de komende jaren te verdubbelen, vervijfvoudigen of zelfs in 40-voud te laten toenemen. Want dat is de onvermijdelijke opschaling die we moeten realiseren om de ingeslagen weg naar totale elektrificatie verder te zetten. Het gaat over de hoeveelheid nikkel, cobalt, lithium, mangaan en koper die we dagelijks, iedere dag opnieuw, zullen moeten produceren en dit gedurende volgende 20 jaar. Tegen die tijd (°2040) is de huidige generatie van zonnepanelen en windturbines aan vervanging toe.

De tonnages die vandaag uit recyclage worden gewonnen zijn minimaal. De huidige zon- en windparken zijn nog niet ‘end of life’ en leveren geen grondstoffen in een feedback loop. Een eerste generatie aan zonneparken en windparken zal dus exclusief uit maagdelijk gemijnde grondstoffen moeten worden opgetrokken.

Wordt de mijnbouw fors uitgebreid, dan wordt ook energie een aandachtspunt. Omdat mijnbouw nu eenmaal zoveel diesel en aardgas vergt. De Amerikaanse mijnbouw is vandaag reeds goed voor 35% van alle aardgasverbruik en 5% van alle diesel in dat land. Indien de mijnbouw in omvang en activiteit groeit, dan moeten al die bijkomende zware machines ook worden aangevuurd met aardgas en diesel.

Energieproductie vertegenwoordigt vandaag reeds 10% van alle energieverbruik. 10% van de onze verbruikte energie, gaat naar de productie van diezelfde energie. Een aandeel dat alleen zal blijven toenemen, ook zonder een explosief groeiende mijnbouw.

En hoe willen we waterzuivering gaan aanpakken? Omdat de productie van één ton lithium miljoenen liters zuiver drinkwater vergt, dat op haar beurt weer gezuiverd moet worden. En zoals u weet is waterzuivering bijzonder energie-intensief.

De meest cruciale aardmetalen en mineralen zijn ook in handen van Chinese concessies, waardoor deze ertsen niet hier, maar in China, zullen worden verwerkt tot kabelbomen, magneten, elektromotoren of batterijcellen. China heeft de gehele ‘value chain’ in handen. Zij zullen ons niet de grondstoffen maar wel de afgewerkte producten verkopen, waarvoor wij in het westen een premium betalen.

2. Buffercapaciteit, batterijopslag

Wind en zon zijn wispelturig. Dat weten we. Zonnepanelen produceren slechts 11% van de tijd elektriciteit, windturbines op land zo’n 25% van de tijd en windturbines op zee grofweg 35% van de tijd. Als we volledig afhankelijk dreigen te worden van zulke inherent onbetrouwbare energiesystemen, dan moet een gigantische overcapaciteit worden voorzien die tijdens klaarlichte en winderige momenten een gigantische overcapaciteit aan batterij kan bufferen, die op donkere en windstille momenten de stroom verzekert.

Betrouwbare of sluitende studies die de grootte van deze buffer of batterij berekenen, zijn niet gemaakt. En de studies die wél werden gemaakt, zijn pijnlijke onderschattingen. De meest geciteerde is de ‘Net Zero America’ studie die uitgaat van een buffer van 5 tot 7 uur. Dat is niet ernstig, en toch wordt dit rapport als dé leidraad en dé referentie aangewend om critici op hun ongelijk te wijzen.

5 tot 7 uur is niet realistisch. Een ander uiterste is het scenario van totale redundancy, waarbij overal en altijd voldoende elektriciteit in het systeem aanwezig is om perioden van 2 tot 3 maanden van aanhoudende duisternis en windstilte op te vangen. Daarbij moeten elektriciteitsvoorraden gedurende 6 tot 7 maanden worden aangelegd, opgebouwd en opgeslagen. Zelfs wanneer men de opslagcapaciteit herleidt tot een arbitraire 28 dagen, ook dan verplicht deze onderschatting ons tot een netwerk van batterijparken dat iedere verbeelding tart.

De kostprijs, de grondstoffen, de energie en de complexiteit van deze vertakte buffernetwerken is tot op heden niet begroot of gecommuniceerd. Evenmin werd bestudeerd hoe het bestaande distributienet moet worden herschikt en hervertakt om elektriciteitszekerheid te garanderen.

3. Batterijtechnologie

Men heeft een winnaar gekozen. Die winnaar is lithium-ion.

De toekomstige marktvoorspellingen van het IEA gaan haast exclusief uit van lithium-ion chemistry. En hoewel men aanvoelt dat het onzinnig is om het batterijvraagstuk aan één enkele grondstoffamilie te verbinden en alle andere opties en technologieën buiten beschouwing te laten, is dat exact wat de EU doet.

Aan alternatieven geen gebrek. Experten zien een formidabel potentieel in natrium en zink batterijen. Anderen ontwikkelen dan weer fluoride batterijen. De opslag van energie in waterstof is een mogelijke batterijfilosofie. En willen we voldoende elektriciteitsbuffers aanleggen om de wispelturigheid van wind en zon op te vangen, dan zal ook ‘Pumped Hydro’ onvermijdelijk tot die mix van batterij-technologieën moeten behoren. Het is onbegrijpelijk en onvergeeflijk dat we in deze premature fase veelbelovende ontwikkelingspistes bij voorbaat en per definitie uitsluiten.

Tot voor kort was het onmogelijk om een discussie op gang te brengen over alternatieve chemistry. Alle financieringsvoorstellen moesten en zouden gebaseerd zijn op de lithiumchemie. Andere studies dan lithium-ion werden gewoon niet ernstig genomen. En al helemaal niet wanneer het grootschaligheid betrof.

We kunnen batterijen maken van andere basismaterialen (natrium, zink, silica, grafeen, enz.), dat kan, maar dan moet men er resoluut op inzetten. Niet om lithium uit te markt te duwen, maar om meerdere technologieën tot ontwikkeling te brengen. Omdat we die nodig zullen hebben wanneer we fossiele brandstoffen volledig uitfaseren. Maar dan moeten ook die industriële ‘value chains’ worden voorgerekend, uitgetekend en opgebouwd. En zodra dàt studiewerk wordt uitgevoerd, zal blijken dat het gros van wat we nodig hebben in batterijbouw, te vinden is in industrieel afval. Het zou een deel van de gemodelleerde metaaltekorten van tafel duwen. Doen we dit? Nee. Waarom niet? Onze beleidsmakers geloven nog steeds dat lithium-ion chemie het exclusieve antwoord zal zijn voor alle opslag van elektriciteit.

In Beauvais daar staat een koor

Het levensverhaal van de kathedraal van Beauvais is een levensles en voorteken voor wie op ondoordachte wijze een monsterproject opstart.

De omvang van het bouwproject en de constructie was zonder voorgaande. De kathedraal van Beauvais moest de grootste ter wereld worden en haar torenspits moest hoger tot de hemel reiken dan alle voorgaanden en volgenden. Wat u vandaag kan bezichtigen in het centrum van Beauvais, is dan wel een gigantische en imposante kathedraal, wat er staat is slechts het koor. Het koor,… dat is die halve cirkel àchter het altaar. Het bouwproject was zo groots opgevat dat alleen het koor van Beauvais groter is dan menig andere kathedraal. Gedurende een korte periode was Beauvais ook de grootste kathedraal te wereld, tot wanneer in 1573 de torenspits instortte. In de voorgaande eeuwen was de kerk in opbouw tot driemaal toe ingestort omdat de overspanningen te groot waren, de muren te dun en omdat de kwaliteit van de bouwmaterialen daalde naarmate de eeuwen verstreken.

De bouwwerf in hartje Beauvais lag in die 12 eeuw op enkele kilometers van een steengroeve. Maar al gauw bleek de kwaliteit van de lokale zandsteen niet geschikt voor de transepten en de dragende bouwlagen van het koor. Zo moest zandsteen uit de Oise-vallei worden aangevoerd, zo’n 15-tal energieverslindende kilometers daar vandaan. In de 14e eeuw bleek ook die steengroeve ontoereikend en moest zandsteen worden ingezet uit de Seine-vallei, zo’n 100 km verderop. Transport van grote blokken zandsteen over middeleeuwse wegen leidde tot vertragingen, was moeilijk, omslachtig en vooral… duur. Na enkele eeuwen van vertragingen, instortende draagmuren, tegenslagen en lege geldbeugels moest men in de 16e eeuw de realiteit onder ogen zien. Er werd beslist om de kathedraal af te werken in de staat waarin ze zich bevond. Het dossier werd in stilte afgesloten.

Het resultaat kan u vandaag gaan bekijken, 100 km ten noorden van Parijs. Moet u zeker eens doen.

Reageren kan hieronder in de comments.