Hoewel het klimaat van de aarde continue verandert, ook als er geen mensen op leven, kan het natuurlijk geen kwaad om voorzichtiger met onze aarde om te gaan dan de afgelopen twee eeuwen gebruikelijk was. Om die reden wordt er de laatste tijd terecht veel aandacht besteed aan duurzame energie. Dit zijn vormen van energie, die ook op langere termijn beschikbaar zijn en tegelijkertijd de leefomgeving niet aantasten of verpesten met vervuiling. Ze zijn een alternatief voor fossiele brandstoffen, waarvan de winning eindig is en waarvan het gebruik de uitstoot van schadelijke stoffen in de atmosfeer met zich meebrengt. Duurzame energiebronnen maken gebruik van de oerkracht van de natuurlijke elementen, zoals de straling van de zon, de kracht van wind en het water en de warmte die de aarde afgeeft. Uit deze energiebronnen kan rechtstreeks elektrische energie worden opgewekt, zodat ook geen uitstoot van schadelijke gassen ontstaat.
Zonne-energie
Zonne-energie is al zo oud als de aarde zelf en eigenlijk de bron van alle andere vormen van energie. De zon laat planten groeien, waarvan een deel is geëindigd als de fossiele brandstoffen waar we nu onze energie uit halen. Ook windenergie is afhankelijk van de zon, want die maakt dat de lucht opwarmt en opstijgt. Ergens anders blijft de lucht koud en daalt, waardoor windstromen ontstaan. De kringloop van het water, het verdampen, het vormen van wolken, regen die via de rivieren weer naar de zee terug stroomt, wordt eveneens aangestuurd door de zon. Van de kringloop van het water wordt dankbaar gebruik gemaakt door krachtcentrales, die energie opwekken door de kracht van het water. Naast deze aloude, en vaak natuurlijke werking van indirecte zonne-energie is er ook een directe vorm van zonne-energie. Hiervan is sprake als er door middel van zonnepanelen elektriciteit wordt opgewekt of als de warmte van de zon wordt ingezet om water op te warmen. Water verwarmen kan met een zonnecollector op het dak, die is aangesloten op een zonneboiler. In dit gesloten systeem wordt het water opgewarmd en rond gepompt, net als bij de centrale verwarming. In de praktijk schijnt de zon niet genoeg om je behoefte aan warm water in huis te kunnen dekken. Wel kan het water op deze manier worden voorverwarmd, waarna het door de normale combiketel op de gewenste temperatuur wordt gebracht.
Door middel van zonnepanelen kan de straling van de zon worden omgezet in elektriciteit. De gelijkstroom vanuit het zonnepaneel wordt omgezet in wisselstroom in de juiste spanning, 230 Volt, met behulp van een “omvormer”. Deze stroom kan worden gebruikt voor alle apparatuur in huis. Als er dan nog energie over is, kan deze worden opgeslagen in een accu of via de meterkast aan het energiebedrijf worden geleverd.
Zonne-energie is misschien wel de meest pure vorm van energie en het grote voordeel is dat het een erg schone vorm van energie is. Het is duurzaam want, afgezien van de productie van de installatie, worden er grondstoffen opgebruikt. De zon schijnt toch wel, of er nu wel of niet van de straling gebruik gemaakt wordt. Omdat er geen brandstof wordt gebruikt is er ook geen schadelijke uitstoot. Maar er is ook een nadeel, de zon schijnt in Nederland en België lang niet genoeg voor de energiebehoefte van het gemiddelde huishouden. Een zonneboiler levert je daarom niet al het warme water wat je nog hebt en de relatief dure zonnepanelen leveren evenmin de benodigde elektriciteit.
Windenergie
Ook deze vorm van duurzame energie is niet van vandaag of gisteren. Eeuwenlang gebruikte men zeilschepen en al eeuwen voor het begin van onze jaartelling werden er windmolens gebruikt om water te pompen voor irrigatie, om graan te malen, etc. Windmolens zijn in de loop der eeuwen steeds efficiënter geworden en ook de gebruikte materialen werden steeds aan de tijd aangepast. Een groot deel van Nederland heeft er zijn bestaan aan te danken, want aanvankelijk werden de polders drooggemalen door middel van windmolens. Nadat in de negentiende eeuw de stoommachine werd uitgevonden, was men niet langer afhankelijk van de wind en nam het gebruik van molens af. Toch werd er in de Verenigde Staten al in het jaar 1888 elektriciteit opgewekt met een windmolen. De moderne windmolen ziet er veel strakker en gestroomlijnder uit en het opwekken van elektriciteit ermee is relatief eenvoudig. De wind zet de rotor van de windmolen in beweging, die vervolgens de hoofdas in de windmolen doet meedraaien. Via een tandwielkast wordt de beweging versneld en hiermee wordt een generator aangedreven die elektrische energie opwekt.
Net als zonne-energie is windenergie heel erg schoon. Ook hier worden geen grondstoffen verbruikt, er wordt alleen gebruik gemaakt van de wind, die toch wel waait. Die levert, evenmin als de zon, schadelijke uitstoot. Als nadelen worden genoemd dat er nog wel eens vogels sneuvelen tussen de rotorbladen en dat het zoevende geluid en de schaduw van de molens voor omwoners hinderlijk kan zijn. Ook wordt er wel gezegd dat windmolens het landschap veranderen en de horizon vervuilen. Daarnaast is er een probleem als het windstil is en, meer in het algemeen, is windenergie economisch nog niet rendabel.
Waterenergie
De kracht van water wordt net als windenergie al eeuwenlang door mensen aangewend. Al ver voor onze jaartelling werd deze duurzame energiebron in Mesopotamië gebruikt om door middel van waterraderen stukken land te bevloeien. Later werd de waterkracht ook ingezet om graan en andere producten te malen en om hout te zagen. De energie van water kan direct worden gebruikt om elektriciteit op te wekken, zoals gebeurt met stuwdammen. Deze hydro-elektrische energie is de bekendste vorm van energie-winning door waterkracht. In waterkrachtcentrales in rivieren wordt elektriciteit opgewekt doordat het water door turbines stroomt. De turbines drijven op hun beurt generatoren aan die de beweging omzetten in elektriciteit. Hoe groter het hoogteverschil en hoe hoger de druk, hoe meer energie de waterkrachtcentrale oplevert. Om die te verhogen worden er vaak stuwdammen in de rivieren gebouwd, waardoor het water zich ophoopt en met grotere kracht door de turbines heen kan spuiten. In Nederland zijn een paar waterkrachtcentrales, maar die leveren geen groot aandeel in de energie productie. In landen met behalve veel rivieren daarnaast veel meer hoogteverschil wordt vaak een belangrijker aandeel van de energie geleverd door waterkracht.
Nieuwere vormen van water-energie zijn golfslag-energie en getijden-energie. Bij golfslag-energie wordt energie gewonnen uit de wisselende waterhoogte op zee als gevolg van de golven en bij getijden-energie wordt gebruik gemaakt van het hoogteverschil tussen eb en vloed.
Het gebruiken van waterkracht om elektriciteit op te wekken heeft geen milieu vervuilende aspecten, omdat er net als bij zonne- en windenergie geen sprake is van uitstoot van schadelijke gassen. Op de juiste plekken is waterkracht ook vrijwel altijd beschikbaar, waardoor het door de krachtcentrale geleverde vermogen stabiel zal zijn. Nog een economisch voordeel is dat waterkrachtcentrales relatief lang meegaan. maar er zijn echter ook een paar nadelen aan verbonden. Het gebruik van waterkracht kan vissen fataal worden als zij in de turbines terecht komen. en lang niet elk landschap is geschikt om in de volledige energie-behoefte te voorzien, bijvoorbeeld in een plat land als Nederland. In landen waar het wel rendabel is, kunnen bij grootschalige projecten met de aanleg van stuwdammen hele volksverhuizingen het gevolg zijn. Ook kunnen natuurgebieden of historische monumenten worden aangetast, zoals de tempel van Abu Simbel in Egypte, die bij het aanleggen van de Nasserdam verplaatst werd door UNESCO.
Aarde-energie
Geothermische energie is warmte die gewonnen wordt uit de aarde. Geothermisch betekent ook letterlijk “aardwarmte”. Geo betekent aarde zoals in geografie, aardrijkskunde en thermisch is warmte, zoals in thermen, warme baden. Bij geothermische energie wordt de warmte benut die de aarde afgeeft. Dat kan warmte zijn die de zon aan de aarde heeft afgegeven of warmte die vrijkomt bij vulkanische activiteit. De meest gebruikte vorm van geothermische energie in Nederland is het gebruik van warmtewinning uit het aardoppervlak. Het gaat daarbij niet om hele hoge temperaturen, zodat er geen elektriciteit uit opgewekt kan worden. Maar geothermische warmte kan wel worden gebruikt om water of gebouwen te verwarmen. Water dat door leidingen diep onder de grond stroomt, warmt daar op en wordt naar boven gepompt, waarna het vaak nog een stuk verder op temperatuur gebracht moet worden. Op plekken met vulkanische activiteit komen vlak onder het aardoppervlak voorraden water en stoom voor die wel heet genoeg zijn. Als dit water door de druk niet al spontaan naar boven komt, dan kunnen deze voorraden worden opgepompt om woningen en gebouwen te verwarmen. Dit water is vaak ook heet genoeg voor het opwekken van elektriciteit. Tegenwoordig wordt het water meestal niet meer geloosd, maar weer terug gepompt, zodat het opnieuw opgewarmd kan worden en nogmaals gewonnen.
Net als zonne-, wind en water-energie is geothermische energie, de warmte uit de aarde, een erg schone vorm van energie. Bij warmtewinning uit het aardoppervlak is geen sprake van uitstoot van schadelijke gassen en het is duurzaam omdat steeds hetzelfde water weer terug wordt gepompt in de leidingen. Aan de winning van vulkanische warmte zijn wat meer nadelen verbonden, zoals de schadelijke stoffen als zwavel-verbindingen die mee kunnen komen uit de diepte. Ook moeten de gebruikers bij de warmtebron in de buurt wonen, omdat veel energie verloren gaat in het transport van warm water als dit niet omgezet kan worden in elektriciteit.
Nog steeds wordt de meeste energie die de mensheid nodig heeft verkregen uit de verbranding van fossiele brandstoffen. Omdat hier een grote, maar eindige voorraad in de aardbodem aanwezig is, wordt al langer uitgekeken naar meer duurzame vormen van energie. Behalve de oneindige beschikbaarheid hiervan, worden er bij deze vormen van energie ook geen schadelijke stoffen als koolstofdioxide uitgestoten. Omdat het winnen van energie door middel van kernsplijting en kernfusie heel kostbaar is, veiligheidsrisico’s met zich meebrengt en problematisch is door radioactieve afval, kijkt men steeds serieuzer naar de duurzame energie. Alles wat maakt dat we zuiniger worden op onze planeet aarde is natuurlijk toe te juichen.
