in beweging in beweging beweging beweging

DUURZAAM
17 mei 2014, pag. 18
TEKST BAUKE KUIPER
De eenheid
van energie
= de Joule
3.400.000.000.000.000.000 Jooule =
het jaarlijkse energieverbruuik
in Nederland
James
Prescott
Joule
4,2 Joule is nodig
om 1 gram
water 1 graad
te verwarmen
1.000.0000
Joule =
0,28
Kilowattuuur
1 Joule is nodig
om een object
van 102 gram
1 meter op te
tillen
32.400.000 Joule
= 1 kubieke meter gas
= 1 liter benzine
140.000.000.000.000.000.000 Joule = de hoeveelheid zonne-energie die jaaarlijks op Nederland valt
Achter de verhalen over windenergie gaan grote
vraagstukken en wetenschappelijke inzichten
schuil. Deze bijlage start vandaag met een serie.
Deel 1: Energie.
IN BEWEGING
ENERGIE
KAN IN EEN
LITER BENZINE
ZITTEN, IN EEN
OPGELADEN
BATTERIJ OF IN
EEN BOTERHAM
Z
onder energie is er geen
menselijk en industrieel
leven mogelijk. Energie is
het vermogen om materie in beweging te brengen. Wie een liter benzine koopt, kan daarmee een auto
laten rijden. Wie een stekker in het
stopcontact steekt, zet met de
stroom de wasmachine aan.
De warmte die in waswater wordt
gebracht is (toename van) beweging van waterdeeltjes. Warmte is
niets anders dan de snelheid waarmee deeltjes in de vaste stof ten
opzichte van elkaar staan te trillen,
of waarmee water- of gasdeeltjes
heen en weer dansen. Hoe sneller
deze dans, hoe hoger – wat wij
noemen - de temperatuur.
De in beweging gebrachte materie is zèlf ook weer energie. Als de
materie niet in willekeurige richting (zoals warmte), maar juist in
één richting beweegt, dan spreken
we van mechanische energie. Deze
energie zit in wind- en waterstromingen, in draaiende wieken en in
rijdende auto’s.
Deze vorm van mechanische
energie heet ook wel bewegings-
energie. Als er elektrische ladingen
of velden bij betrokken raken, dan
kunnen we ook elektrische stroom
en lichtstroom (stralingsenergie)
aan dit bewegende rijtje toevoegen.
Voor gebruikers is opgeslagen
energie gemakkelijk, omdat zij te
gebruiken is op het moment dat ze
nodig is. De energie kan in een liter
benzine zitten, een opgeladen
batterij, een boterham, een stuwmeer of een aardgasbel.
VONK
Opgeslagen energie heet ook wel
potentiële energie. Zulke energie
ligt altijd ergens te wachten totdat
iemand een hobbel wegneemt: een
vonk bij de benzine, een draadje
aan de batterij, de rem van het
heiblok en de klep bij het stuwmeer. Daarna volgt de omzetting
van deze potentiële energie in
beweging.
Bij zon en wind hebben we het
over stromingsenergie, terwijl het
bij fossiele (en bio-)brandstoffen
om opgeslagen energie gaat. Dat is
een belangrijk verschil.
Wind en zon moet je oogsten en liefst gebruiken - als ze er zijn.
Brandstoffen kun je verbranden
wanneer je wilt. Die verbranding
levert warmte op hoge temperatuur, die om te zetten is in beweging. Stoom kun je zien als een
heftige wind op afroep, waarmee
een (stoom)turbine is aan te drijven. Bij een STEG-centrale (SToom
En Gas) worden zowel de hete gasstroom als de geproduceerde stoom
benut.
Twee eenheden die vaak met
elkaar worden verward, zijn die
voor vermogen (kilowatt, kW) en
die voor een hoeveelheid energie
(kilowatt-uur, kWh). Het opgestelde
vermogen van een windturbine
druk je bijvoorbeeld uit in kW (of
MW) en de jaaropbrengst aan energie in kWh (of GWh). Zo levert een
3,6 MW-molen in één seconde 3,6
miljoen Joule. Oftewel één kWh per
seconde. Mits het stevig waait
natuurlijk…
PRIJS
Het is verhelderend om te zien wat
we voor energie betalen, als we het
kopen als elektriciteit, gas, benzine
of brood. Een arbeider moet tien
uur werken om één kWh aan energie te leveren. Bij een uurloon van
15 euro betaal je daarvoor dus 150
euro. Dat geeft het volgende beeld:
voor één kWh betaalt de consument 0,23 euro (stopcontact); 0,20
euro (benzine); 0,07 euro (gas);
0,90 euro (brood) of 150 euro (arbeider).
Wie dit bekijkt snapt waarom
arbeid(ers) vaak worden vervangen
door machines. Verder valt de lage
prijs van gas op. Grootverbruikers
als industrieën en grote scholen
mogen elektriciteit gebruiken tegen
minder dan de helft van het gewone
consumententarief. Geen prikkel
tot besparing!
Natuurkundig gezien zijn de
betreffende bedragen erg laag. Een
kWh is écht heel veel energie. Je
kunt er 360.000 maal een fles melk
mee van de grond op de tafel zetten.
Een Nederlander gebruikt thuis
per persoon per dag ongeveer 4
kWh aan elektrische energie (10
kWh per woonhuis). Stel dat die 5
cent duurder zou moeten zijn om
de elektrische energievoorziening
duurzaam te krijgen, dan zou dat
dus 20 cent per persoon per dag
kosten. Dit komt neer op een zak
chips of één biertje per week.
We weten nu wat energie is, wat
het kost en nog nauwelijks wat het
waard is. Maar waar komt het uiteindelijk vandaan? Hoe kunnen we
energie voor ons karretje spannen
en waar gaat het uiteindelijk naar
toe? Energie gaat ‘niet verloren’,
maar we kunnen energie wel kwijt
raken, onbenut laten of misbruiken.
In de bijlage van 24 mei leest u
daarover meer.