👋 Dag, Ed en Chris hier. In de Atlas van het Lange Nu duiden we onze veranderende wereld. We doen dit door de bril van de langetermijndenker en de gereedschapskist van de speculatieve maker. Het hier en nu is een moment dat eeuwen beslaat
📆 Maandag 21 november om 20:00 alweer de laatste sessie in het Architectures of Trust drieluik bij Pakhuis de Zwijger. We zullen in gesprek gaan Lisa Talia Moretti (Digital sociologist at Ministry of Justice, UK), Martijn de Waal (Prof. Civic Interaction Design Group HVA) en Tara Karpinski (Researcher Sitiuated Design) over vernieuwingen in democratische cultuur en publiek bestuur en besluitvorming bij kunnen dragen aan meer vertrouwen in onze publieke sfeer. Kom kijken of stream ons hier je huiskamer binnen.
De vorige editie over is hier terug te zien, of als je meteen door wil naar het toekomstscenario, hier.
Toekomstscenario
🔮
Energie is sinds de oorlog in Oekraïne een thema geworden waar we een stuk meer bij voelen dan vroeger. Gillend dure energierekeningen en een opgeblazen gasleiding voor de kust van Denemarken maken opeens duidelijk hoe erg ons moderne leven afhankelijk is van goedkope en overvloedige energie, die voor het merendeel nog steeds opgewekt wordt met fossiele brandstoffen.
Dat het anders moet is zonneklaar, maar hoe, daar lopen de meningen over uiteen. Want inmiddels is het niet enkel een technische discussie meer, maar zijn er vele industriële belangen en politieke overtuigingen in het spel. ‘Windmolens en zonnepanelen ja, maar niet in m’n achtertuin’, ‘nul uitstoot ja, maar geen kernenergie’, ‘waterstof is de toekomst, of toch niet?’ om maar even een paar voorbeelden te geven.
Het liefst zouden we met z’n allen zo snel mogelijk van de fossiele industrie en alle problemen die daaraan vastkleven af willen; de CO2-uitstoot, de vervuiling, de uitbuiting en het geopolitieke machtsspel. Maar dit is makkelijker gezegd dan gedaan, het is namelijk een beetje alsof je de motor moet vervangen terwijl die ondertussen gewoon op volle toeren door moet blijven draaien. Dit proces gaat dus stukje bij beetje, rommelig en asymmetrisch. Zo is er bijvoorbeeld opeens genoeg duurzame energie, maar zit het net plotseling vol.
De allertraagste moloch in deze transitie is uiteraard de fossiele industrie zelf. De dominante strategie daar is tegenstribbelen, ontwijken, vertragen en greenwashing. De enige vraag die van belang lijkt, is hoe lang ze het nog kunnen rekken en hoeveel er nog verdiend kan worden totdat het voorbij is.
In een poging dit narratief te doorbreken begon Edwin samen met industrieel ontwerper Willem van der Sluis bij Foreland Hydromax aan een gedachtenexperiment en onderzoek. Dat leidde tot Exit Strategy, een speculatieve verkenning die in kaart brengt hoe een progressieve exit strategie voor de fossiele industrie eruit zou kunnen zien. Of, anders verwoord, hoe de fossiele sector hun business zou kunnen kantelen en duurzaam en schoon zou kunnen worden.
Om deze exit strategie te verkennen stappen we in de schoenen van een denkbeeldige progressieve oliebaron die het avontuur aan wil gaan: het roer om naar 100% duurzaamheid. Wat zijn de opties?
De Oliebaron van de Toekomst
🧐
Om onze moedige oliebaron een beetje smoel te geven, stel ik me voor dat hij lijkt op Andrew Forrest, de recalcitrante Australische miljardair die rijk werd van zijn mijnbouwimperium en die nu alles op groene waterstof heeft ingezet. Een oudere witte man die het licht heeft gezien en een grote koerswijziging in gang wil zetten.
Maar voordat we verdergaan leggen we wat basics van de fossiele industrie uit.
De fossiele industrie handelt in moleculen
⛽
De core business van de fossiele industrie zijn nu ‘vieze moleculen’ die in de vorm van vloeistof, gas of een vaste stof uit de aardkorst worden gehaald en die bij verbranding zorgen voor CO2-uitstoot. Maar er zijn ook schone moleculen die bij verbranding niet bijdragen aan het CO2-saldo in de atmosfeer, zoals waterstof uit duurzame energie, waar bij verbranding alleen water vrijkomt, en elektro- en biofuels, waar bij verbranding CO2 vrijkomt die uit de atmosfeer is gehaald, waardoor de CO2-uitstoot dus netto-nul is.
Ons moderne energiesysteem bestaat naast moleculen uit elektronen (elektriciteit), en in de duurzame energie-infrastructuur zijn die elektronen dominant. Denk aan zonnecellen, windturbines, batterijen en elektrische aandrijvingen. Direct duurzame elektriciteit gebruiken is bijna altijd een betere oplossing dan het eerst om te zetten naar een brandstof en vandaaruit weer elektrische energie te maken. Bij elke omzetting gaat er namelijk energie verloren en worden de kosten hoger.
Desalniettemin zijn er dingen waar moleculen juist heel geschikt voor zijn:
💄 Van moleculen kun je allerlei materialen maken. Zo produceert de huidige petrochemische industrie zo’n 70.000 verschillende materialen. In 95% van de dingen om ons heen (kleding, plastic, verf, kunstmest, etc.) zit er minstens eentje van in. Hieraan kleven enorme problemen, denk aan giftige stoffen, CO2-uitstoot en microplastics (zie onze Oceaan editie over hoe groot). Maar er zijn biochemische processen die een rol kunnen spelen in het deels opschonen bij de fabricage van deze materialen (zie Industrial biomanufacturing: The future of chemical production (Science)).
🛢️ Moleculen kunnen energie langere tijd goed opslaan en zijn makkelijk in bulk te vervoeren. Batterijen daarentegen lopen nog altijd langzaam leeg en een wereldwijd elektrisch super grid bestaat vooralsnog niet (maar daar wordt aan gewerkt).
🔥 Veel industriële en chemische processen werken met hoge temperaturen en hoge druk en hebben chemische inputs nodig. Deze processen zijn lastig elektrisch te doen en hebben duurzame brandstoffen en grondstoffen nodig, met andere woorden: schone moleculen zoals waterstof.
ℹ️ Mocht je specifiek nog wat meer toelichting willen op het hoe, wat en waarom van waterstof, elektrofuels en biofuels en hun mogelijke rol in een duurzaam energie systeem? Onderaan deze nieuwsbrief staat een wat uitgebreidere toelichting. 👇
Stranded assets of tweede leven?
🚧
🧐 Terug naar onze oliebaron, of anders gezegd, onze moleculenhandelaar. Kan hij omschakelen naar schone moleculen? En zo ja, kan hij dan nog gebruik maken van al die infrastructuur die gebouwd is voor het transporteren van olie, kolen en gas? Of moet al deze infrastructuur straks bij het grofvuil?
Onze oliebaron heeft geluk. Door de meeste bestaande pijpleidingen en olietankers kunnen ook prima elektro- of biofuels stromen.
💧 Sommigen zeggen zelfs dat aardgaspijpen relatief makkelijk aangepast kunnen worden voor waterstofgas. Maar hierover hoor je tegenstrijdige geluiden, want zo simpel is het misschien niet. Waterstof is namelijk de kleinste molecuul in het universum en ontsnapt nogal makkelijk. Om waterstof praktisch vervoerbaar te maken in bijvoorbeeld een tanker moet je het onder enorme druk zetten (350 tot 700 bar) of afkoelen tot -253 graden Celsius. Dit kan, maar bestaande olie- en gastankers zijn hier niet geschikt voor. Maar gelukkig vaart de eerste waterstoftanker al tussen Australië en Japan.
🚮 In plaats van het aanvoeren van brandstoffen en grondstoffen kunnen pijpleidingen ook heel goed CO2 uit industriële processen afvoeren om op te slaan op de plekken waar de CO2 ooit vandaan kwam: de voormalige olie- en gasvelden!
🧐 Onze progressieve oliebaron ziet mogelijkheden, maar heeft ook vragen. Want CO2-opslag is misschien wel nodig om de klimaatcatastrofe te beperken, maar het kost ook weer ontzettend veel geld en energie. En stel dat het allemaal goed werkt, wie gaat dat dan betalen? En kan dit niet sneller via natuurrestauratie en regeneratieve landbouw? En dan is dit ook maar een tijdelijke oplossing, een tussenstation. Kunnen oude bronnen niet op een andere manier productiever gebruikt worden?
💧 Niet alleen CO2-gas, maar ook waterstofgas kan in voormalige olie- en gasvelden worden opgeslagen. En ook zoutcavernes en aquifers zijn geschikt om waterstofgas in op te slaan.
⚒️ Oude mijnen zouden zwaartekrachtbatterijen kunnen worden door gewichten of water op en neer te hijsen of te pompen.
🧐 De aardkorst als batterij! Geen gek idee, want met al die wispelturige zonne- en windenergie heeft het net veel batterijcapaciteit nodig om windstille en donkere periodes te overbruggen. Maar onze oliebaron wil meer dan transporteren en opslaan, hij wil ook nieuwe energiebronnen aanboren!
Boren naar schone energie
🎯
Als de fossiele industrie ergens verstand van heeft, dan is het van graven, boren en bij de schatten komen die een kilometers dikke aardkorst herbergt. Kunnen ze met dezelfde kennis niet juist schone energie aanboren? Dat kan!
🌋 Hoe dieper je de aarde ingaat, hoe warmer het wordt. Geothermie biedt een stabiele, voorspelbare en schone energie. Geothermie heeft tot nu toe echter nog geen grote vlucht genomen behalve op plekken waar de hitte dicht bij het aardoppervlak zit. Denk aan vulkanen en warmwaterbronnen. Maar nieuwe boortechnieken die geen boorkop gebruiken, waardoor ze tot 20 kilometer diepte zouden kunnen boren, zorgen ervoor dat je niet meer hoeft te speuren naar dunne stukjes aardkorst, maar dat geothermie vrij universeel toepasbaar wordt en je stoom van 500 graden kan produceren op de plek waar je het nodig hebt. Overigens kun je met stoom van 500 graden direct een industriële stoomturbine aandrijven. Dit betekent dat je een gat zou kunnen boren naast een oude kolencentrale en de bestaande turbines in plaats van met kolen met aardwarmte zou kunnen aandrijven. Maar goed, dit is vooralsnog een theorie, maar een aantal startups zijn er druk mee bezig (Zoals Quaise. Voor meer informatie over de kansen van geothermie lees Geothermal energy is poised for a big breakout – Vox).
💧 Als waterstof zo overvloedig is, kunnen we het dan niet ergens vinden in plaats van het te maken van fossiele bronnen? Dat kan, waterstof komt inderdaad ook in de aardkorst voor, maar er zijn op dit moment slechts een paar natuurlijke bronnen in gebruik en de voorraden zijn niet in kaart gebracht omdat er eigenlijk nooit interesse voor was.
Waar wel aan gewerkt wordt, is om van olie- en gasvelden waterstofbronnen te maken. Dit kan door CO2 en zuurstof in het veld te pompen en een chemische reactie in beweging te zetten die onder de grond van olie en gas waterstof maken. Vervolgens kan de waterstof opgepompt worden terwijl de CO2 achterblijft. (Bijvoorbeeld Proton is deze technologie aan het ontwikkelen.)
🧐 Interessante opties voor onze oliebaron om in de gaten te houden en in te investeren, maar hij wil ook graag meteen aan de slag met bewezen technologie. Zon en wind is toch booming, daar kan hij toch ook op meesurfen?
Duurzame energie oogsten bij barre omstandigheden
🌊
De fossiele industrie is gewend te werken aan complexe en grote projecten in afgelegen en onherbergzame gebieden. Boorplatformen op open zee en oliebronnen in hete woestijnen. Met andere woorden, plekken met een overvloed aan duurzame energie: machtige golven, ongenadig harde wind en verzengende hete zonneschijn.
De felste zon en de hardste wind leveren de goedkoopste energie, het nadeel is echter dat locaties waar deze te vinden zijn vaak ver verwijderd zijn van de bewoonde wereld. Een oplossing kan zijn dat je hier groene waterstof of elektrofuels gaat maken en deze per tanker of pijpleiding naar industriegebieden transporteert. De huidige petrochemische hub van het Midden-Oosten is wat dat betreft goed gepositioneerd. Groen en autocratisch zullen uiteindelijk prima samengaan.
🔀 Kan een fossiel energiebedrijf een succesvolle duurzame energiespeler worden? Jazeker, het levende voorbeeld is Ørsted. Dit Deense bedrijf maakte voorheen energiecentrales en infrastructuur voor olie, kolen en gas, maar is inmiddels het grootste windenergiebedrijf ter wereld.
Let’s Go!
🚀
🧐 Onze vooruitstrevende oliebaron heeft genoeg gezien, hij is om. Genoeg kansen en routes om voorwaarts te gaan wat hem betreft. En, hij heeft haast, want ook al gaat het met de gas- en oliewinsten weer even voor de wind, de industrie heeft het tij tegen. De piek van de industrie is nabij en daarna is het gestaag bergafwaarts, dan drogen de kapitaalreserves op en wil geen bank hem meer iets lenen. Krimp is dan ook onherroepelijk. Het gaat erom wie er overleeft, en wie er in deze nieuwe tijden nieuwe kansen ziet.
🧐 Met grootste plannen wil onze oliebaron de transitie van vieze naar schone moleculen zo natuurlijk zo snel mogelijk maken. Om dit te bewerkstelligen stellen we ons voor dat hij in zijn boardroom een roadmap heeft hangen en dat die er ongeveer zo uitziet als de ‘Exit Strategy’ die Willem en Edwin maakten. Een routekaart die ze hieronder dan ook graag delen met iedereen die de fossiele industrie de goede richting in wil stuwen.
Dat was het voor deze keer. Tot de volgende.
❤️ Ed, Chris en Willem
📎 Hoe, wat en waarom waterstof, elektro- en biofuels
💧Waterstof — Waterstof is een magisch molecuul, het is namelijk het eerste molecuul dat ooit bestond en waarvan sterren zijn gemaakt, en het is alom aanwezig (90% van ons universum bestaat eruit). Als sterren sterven en uit elkaar klappen produceren ze alle andere elementen die we kennen. En zoals gezegd komt er bij verbranding van waterstof enkel water uit de uitlaat.
⚠️ De fossiele industrie propageert waterstof als de schone brandstof van de toekomst. Wat ze er vergeten bij te vermelden is dat waterstof nu niet of nauwelijks als brandstof wordt gebruikt, omdat het veel te duur en inefficiënt is om uit te rollen omdat de infrastructuur ontbreekt. Praktisch alle waterstof wordt nu gebruikt op de plek waar het wordt gemaakt: raffinaderijen. Daarnaast is het zo dat nu 99% van alle waterstof uit kolen, gas en olie wordt geproduceerd en maar een fractie uit duurzame elektriciteit, omdat dit te duur is. De huidige waterstofproductie wordt niet als brandstof maar voornamelijk als grondstof gebruikt in de chemische industrie, en speelt een hoofdrol in de productie van kunstmest (zo wordt praktisch alle ammoniak uit waterstof geraffineerd).
⏩ Maar er is zeker een rol voor groene waterstof in de energietransitie, en dan vooral in het verduurzamen van waterstof als grondstof en in het verduurzamen van hoog-industriële processen, zoals bijvoorbeeld de staalindustrie. Daarnaast is waterstof ook interessant om energie op te slaan om bijvoorbeeld de seizoenen te overbruggen en om strategische energievoorraden aan te leggen.
Voor goeie informatie, zonder hype over waterstof zie Hydrogen Science Coalition.
⚡ Elektrofuel — Ook wel e-fuels of synthetische fuels genoemd. Het grote voordeel is dat netto-nul-brandstoffen identiek zijn aan benzine, diesel en jetfuel en dus meteen de tanks van bestaande auto’s en vliegtuigen kunnen vullen. Deze brandstoffen worden gemaakt door waterdamp en kooldioxide uit de lucht te halen, die te splitsen in waterstof en koolstof, en die te recombineren tot brandstof. Als je dit allemaal doet met zonne- of windenergie krijg je een groene netto-nul-brandstof die gebruikt kan worden in bestaande tanks, pijpleidingen en benzinepompen.
⚠️ Verschillende startups zijn met deze technologie bezig en doen grote beloftes dat ze de prijs van deze nu nog dure brandstoffen flink omlaag kunnen krijgen (zie Prometheus Fuels en eFuels Alliance). Vooralsnog is dit echter nog vooral een belofte.
⏩ Maar goedkoper wordende zonne- en windenergie, hogere CO2-belastingen en hogere fossiele brandstofprijzen vergroten de kansen voor elektrofuels. Dus stel dat de luchtvaart wel accijns op kerosine moet gaan betalen en er nog een CO2-belasting overheen komt, dan worden elektrofuels opeens veel interessanter.
🦠 Biofuels — Deze brandstoffen zijn al in gebruik en worden gemaakt van biomassa, met name graan, maïs en afvalstromen uit de landbouw en zijn bij verbranding netto-nul.
⚠️ Hoewel deze brandstoffen kostencompetitief zijn is de uitdaging voor biofuels dat ze nu voornamelijk op industriële landbouw zijn gebaseerd en dat de impact niet netto-nul is. Zo wordt nu 40% van alle maïs in de VS omgezet naar ethanol, en wordt zo’n 10% van de wereldwijde graanproductie verwerkt tot biofuel. Maar in 02019 reden nog maar zo’n 3% van alle wegvoertuigen ter wereld op biofuel. Dus als deze biomassaproductie opgeschaald wordt naar de volumes die nodig zijn om de huidige wereldwijde benzine en diesel consumptie te vervangen dan zou alle graan en mais enkel nog voor brandstof geteeld worden. Geen goed idee.
⏩ Maar wanneer de productie van biofuels succesvol ontkoppeld kan worden van een grote voetafdruk op het landoppervlak door meer gebruik te maken van microbische processen in een bioreactor, dan zou dit een weg voorwaarts kunnen zijn (zie ook de Grote Omdraaiing). Daarnaast biedt ook een circulaire insteek veel mogelijkheden, zou kan er veel biomassa uit afvalstromen van waterzuivering, agro- en voedselindustrie geoogst worden.
