Schone energie

Uiteenzetting

Schone energie

Schone energie is energie die weinig of geen langetermijnsafval en, in het bijzonder, geen uitstoot van broeikasgassen geeft. Er bestaan verschillende soorten schone energie. De bekendste zijn hydraulische energie, windenergie, thermische en fotovoltaïsche zonne-energie, chemische energie, energie op basis van aardwarmte en kernenergie op basis van kernfusie.
Hydraulische energie is energie die opgewekt wordt uit waterkracht. Wateren zijn blootgesteld aan de aantrekkingskracht van de zon, de maan en de aarde, wat het fenomeen van de getijden en dus stroming met zich meebrengt. Hydraulische centrales zetten de kinetische energie van de waterstroom om in elektriciteit.
Windenergie wordt, zoals het woord al zegt, opgewekt uit wind. De zon verwarmt de aarde en de lucht bij het oppervlak. De lucht wordt lichter en stijgt, waardoor er allerlei luchtstromingen ontstaan. Windenergie wordt omgezet in elektriciteit via een generator. De wind zorgt ervoor dat een draaischroef gaat draaien. Hierdoor draait een magneet in een spoel, waardoor er stroom ontstaat. Een nadeel van deze energie is zijn incontinuïteit. Soms is er wind, maar soms ook niet. Om dit te omzeilen is het nodig de energie op te slaan in een accu tot het moment dat men het nodig heeft.
Een derde vorm van schone energie is thermische zonne-energie. Dit werkt als volgt. Een deel van de thermische energie (warmte-energie) van zonnestralen wordt overgebracht op voorwerpen die aan de stralen blootgesteld worden. Hoe meer het materiaal de infraroodstraling kan absorberen, hoe intenser de opwarming is. Er bestaan verschillende technieken om thermische energie om te zetten in bruikbare energie. Passieve zonne-energie houdt in dat men het ontwerp van gebouwen optimaliseert om zo maximaal te profiteren van de zonneschijn (licht en warmte). Actieve zonne-energie is het omzetten van thermische energie tot elektriciteit via en stoomturbine.
Fotovoltaïsche zonne-energie gebruikt de energie van de fotonen van het zonlicht. Met behulp van een zonnecel wordt die energie omgezet in elektriciteit. Wanneer de fotonen tegen het oppervlak van de zonnecel, een fijne laag silicium, stoten, zetten zij hun energie over op de siliciumatomen. Elektronen in de siliciumatomen worden los gemaakt en zo ontstaat er een elektrisch veld. De elektrische stroom die hierbij ontstaat is direct bruikbaar. Het rendement van een fotovoltaïsche cellenpaneel schommelt tussen de 6 en 24%. Dit is vrij hoog, dat komt doordat er geen verlies is van warmte bij de opwekking.
Een superschone energievorm, die nog niet veel gebruikt wordt, is energie uit de verbranding van waterstof. Dit is een vorm van chemische energie. Waterstof is aanwezig in allerlei moleculen, bijvoorbeeld in water en koolwaterstoffen. Men kan waterstof uit deze stoffen afscheiden door elektrolyse (stroom door het water laten gaan) of het thermisch kraken (splitsing met behulp van warmte). Wanneer men waterstof en zuurstof dan weer tegenover elkaar zet in een verbrandingsreactor, herorganiseren de stoffen zich tot watermoleculen terwijl hierbij energie vrijkomt. Het probleem is echter dat het afscheiden van waterstof meer energie kost dan er bij verbranding vrij komt. Men is dan ook hard op zoek naar andere manieren om waterstof af te splitsen.
Het principe van kernfusie is veelbelovend, maar de technologie bevindt zich nog in een experimenteel stadium. Kernfusie is een thermonucleaire reactie waarvoor een zeer hoge temperatuur nodig is. Door middel van bijzonder krachtige magnetische velden worden atoomkernen zodanig samengedrukt dat ze fuseren. Hierbij komt een enorme hoeveelheid energie vrij. Het proces wordt echter pas rendabel wanneer er minder warmte nodig is, de zogenaamde koude kernfusie. Koude kernfusie is nog niet ontdekt, maar als dit gebeurt zijn alle milieuproblemen veroorzaakt door broeikasgassen de wereld uit geholpen.