Energie besparen zou over energie besparen moeten gaan maar in werkelijkheid zullen de meeste mensen zich laten leiden door financiële aansporingen, zo zal blijken.
Je kunt
- 1) kiezen voor echt energie besparen of
- 2) kiezen voor besparen op je energierekening, maar vrijwel zeker géén energie besparen. Sterker: daarmee aanzetten juist tot méér energieconsumptie.
Veel mensen zullen bij de aanschaf van een elektrisch voertuig gedreven worden door de prijs per kilometer , subsidies en belastingvoordelen
In normale omstandigheden verbruikt een EV – volgens opgave – 200 Wattuur per kilometer. Bij de huidige prijs van 0,50 euro per KWh komt dat neer op 0,10 euro per kilometer en wint daarmee van de benzine -auto die 15 kilometer rijdt op 1 liter benzine van 2 euro = 0,13 euro voor wat betreft het rijden zelf.
Als je je laat leiden door de energieconsumptie van de respectievelijke ketens echter, dan zal blijken dat die in de keten van EV’s vele malen hoger is dan die van de brandstofauto. Dus ook de CO2 -uitstoot en vooral de hoeveelheid afval. De EV gebruiker is dus wel goedkoper uit per kilometer – vooralsnog – maar verspilt juist energie en draagt bij aan de verslechtering van het milieu. (een ‘keten’ wordt gevormd door een ketting van (industriële) bedrijven: vanaf het mijnbouwbedrijf tot en met het destructiebedrijf )
Om een potje thee te zetten moet je eerst water aan de kook brengen. Dat doe je met warmte. Warmte is de meest elementaire vorm van energie en ontstaat als een BRANDSTOF (1) wordt verbrand.
Hoeveel energie is er nodig om 1 liter water te verwarmen van 10 graden naar 100 graden Celcius ? De eenheid van energie is Joule of Wattseconde. 1000 joule x 3600 seconden ( een uur lang ) = 3600000 joule / wattseconde , ofwel een kiloWattuur.(2) Voor het laten stijgen in temperatuur van 1 gram water met één graad C. is 4.2 joule aan energie nodig. ( 1 calorie ) Een liter water opwarmen van 10 graden naar 100 graden celcius is dan 1000 gram x 90 graden C x 4.2 joule = 378.000 joule/ Wattseconde = 0.105 kiloWattuur (2)
Kan je ook veel energie besparen door minder lang te douchen ? Vijf minuten douchen vergt ongeveer 15 liter water van 35 graden Celcius. 15 liter water opwarmen van 10 graden C tot 35 graden Celcius 15.000 gram x 4.2 joule x 25 graden = 0.437 kWu = 0.0437 m3 gas bij gebruik van een moderne CV ketel.
Je begrijpt al : een potje thee zetten, de verlichting laten branden en douchen vergen niet veel energie in een huishouden en heeft dan ook weinig besparingspotentie.
Koken doe je uiteraard op gas als je energie wilt besparen. Immers : elektrische energie wordt in een centrale opgewekt (1), waarbij ongeveer de helft van de brandstof ( in de meeste gevallen ook gas ) verloren gaat. Elektrisch koken vergt ongeveer twee keer zoveel gas als koken op gas.
Het grootste gedeelte van de energievraag van een huishouden betreft verwarming. De transmissie van warmte door de muren, dak, vloer en ramen is afhankelijk van de warmteweerstand ( R) van de gebouwschil. de isolatie waarde ‘R’ wordt dus bepaald door de dikte van het isolatiemateriaal ofwel: de breedte van de spouw. Via de ramen gaat relatief veel warmte verloren.
De CV ketel Voor verwarming van een woning is de CV ketel veruit het beste apparaat als er een gasaansluiting aanwezig is. Een moderne CV- ketel zet gas – de brandstof (1)– om met een rendement van 100 % en kan continu warmwater leveren. Zowel energetisch, uitstoot als financieel is een CV ketel met bijbehorend leidingsysteem en radiatoren het beste apparaat om een woning te verwarmen. Ze hebben een vermogen dat meestal vele malen het benodigde vermogen overstijgt waardoor de opwarmingstijd gering is en waardoor het gasverbruik zo laag mogelijk kan worden gehouden. Ook in de keten van grondstoffen tot productie tot hergebruik /recycling wint de CV installatie het glansrijk van alle andere verwarming systemen. Een moderne CV (combi) ketel gaat probleemloos 15 jaar mee.
De warmtepomp . Als de woning geen gasaansluiting heeft is een warmtepomp de eerste optie. Bepalend voor de aanschaf van een warmtepomp is de warmtevraag van de woning, want die bepaalt de energierekening. Namelijk: het stroomverbruik is de warmtevraag, gedeeld door de COP – waarde van de warmtepomp, een getal tussen de 2 en 5 . Een warmtepomp is geen verwarmingsapparaat zoals de naam al zegt, maar een apparaat dat warmte verplaatst ( van de verdamper naam de condensor) Elektrische energie drijft de pomp aan en de COP waarde van de warmtepomp – de coëfficiënt of performance, geeft aan hoeveel maal de input aan elektrische energie in de vorm van warmte wordt afgegeven aan de condensor /(vloer ) verwarming. Heeft de warmtepomp een COP-waarde van 4, dan is de elektrische energievraag de warmtevraag gedeeld dor 4 . De warmtepomp voor een woning die een warmtevraag heeft van 10.000 kWu w gebruikt dan 2500 kWu elektrische energie. Omdat de temperatuur laag is, is voor de bereiding van warmwater nog een boiler nodig die werkt op stroom. ( uit het sommetje over douchen kun je ruwweg berekenen hoeveel dat is )
Warmtepompen zijn er in verschillende soorten en maten maar belangrijk is het te weten wat de COP- waarde is of nog beter de SfP- Seasonal Performance factor in het geval het een lucht-water of lucht lucht- warmtepomp betreft ( immers, als de buitentemperatuur daalt neemt de COP af ). Voor een water water- warmtepomp is de temperatuur- stabiliteit van de bron van invloed op de COP. Relatief kleine verschillen in brontemperatuur kunnen leiden tot grote verschillen aan verwarmingskant en derhalve de hoogte van de energierekening. Een ‘nadeel ‘ van een warmtepomp installatie icm een vloerverwarming is ook: dat het een zogenaamd ”statisch systeem’ betreft; dat lange tijd vergt om op te warmen, in tegenstelling tot een dynamische verwarming, zoals de CV -installatie die na enkele minuten al warmte afgeeft.
In het kader van de energietransitie wil de overheid mensen verplichten om over te stappen op een warmtepomp systeem. In veel gevallen zal dat neerkomen op een lucht water -warmtepomp -type monoblock – die aan de buitenkant van de woning wordt opgesteld. Dat kan geluidsoverlast opleveren voor de bewoners zelf en de buren. Installateurs bagatelliseren het effect daarvan vaak, maar zelfs de zeer lage geluidsproductie van de ventilator kan de nachtrust behoorlijk verstoren. Zeker als er meerdere in een straat of op verschillende lagen zouden worden gemonteerd. ( interferentie )
Gezien de verschillende soorten warmtepompen, de mogelijke configuraties en de vele aspecten eraan verbonden, is het aanbevelenswaardig je bij de aanschaf terdege te laten informeren door een -vooral – onafhankelijke installateur.
Stoken op hout is in bepaalde omstandigheden een goede manier om een woning te verwarmen. Dunninghout is opgeslagen zonne-energie en als dat lokaal of uit de directe omgeving kan worden gewonnen is het een uitstekende brandstof. ( dunning hout is hout dat kan worden geoogst zonder dat er sprake is van roofbouw ) Er zijn houtkachels op de markt die een zeer hoog rendement halen en vrijwel geen NOx en roet uitstoten. Vaak uitgevoerd als tegelkachel die een zeer aangename stralingswarmte afgeven. Helaas is de aanschaf en bouw daarvan een kostbare zaak.
Gewone houtkachels zijn er in zeer veel soorten en maten. Bij het maken van een keuze is het belangrijk na te gaan of er sprake is van een goede verbranding en lage schoorsteenverliezen. Verder is gietijzer en of een combinatie van staal en speksteen aan te bevelen; materialen die veel warmte op kunnen slaan; die het rendement en de gespreide afgifte van behaaglijke warmte waarborgen.
Infrarood verwarming infrarood panelen zijn hetzelfde als een elektrisch kacheltje. Het verschil is dat ze infrarood straling afgeven in plaats van convectie warmte. In beide gevallen wordt elektrische stroom voor 100 % omgezet in warmte. Voordeel van een infrarood paneel is dat direct na inschakelen de warmte wordt afgegeven binnen het bereik. ( zonder obstakels ertussen ) Infrarood verwarmen kan ook met een door gas verwarmd keramisch verwarmingselement .
De elektrische auto. Een elektrisch Voertuig (3)is ook een brandstofauto , enkel staat de motor nu in de centrale. (1) Er bestaan ook hybride auto’s met een brandstofmotor en een elektrische motor onder de motorkap. Volgens de site energiefeiten.nl is het rendement op de toegevoerde brandstof tot aan de laadpaal 40 % en het rendement van de elektrische auto zelf 77 %. Totaal 31 %
Het rendement voor een benzine motor ligt rond de 30 % en dieselmotor 40 % op de toegevoerde brandstof. ( het schijnt dat er inmiddels brandstofmotoren zijn met een hoger rendement (4) ) Auto’s met een brandstofmotor kunnen gebruikmaken van de restwarmte ( zie (1) voor verwarming en koeling ( adsorptiekoeling ) waar de elektrische auto de energie daarvoor van de accu ’s moet komen.
Sommige moderne brandstof auto’s halen op een tank 700 a 800 kilometer.
1 ) Warmte is de meest elementaire vorm van energie en komt vrij bij het verbranden van een brandstof : de reactie van een organische stof met zuurstof. Bij die reactie komt de energie vrij die werd opgeslagen bij de (foto) synthese, het omgekeerde proces van ‘branden”.
Om de hoogste energetische efficiëntie te behalen is de volgorde dus : warmte > mechanische arbeid ( stoommachine, motor, turbine ) > elektrische energie opgewekt met een generator. ( De warmtepomp vormt hierop een uitzondering omdat die ‘extra’ warmte uit de bron haalt )
In de geologische tijdperken Carboon en Perm – Van 300 miljoen jaar geleden tot ca 200 miljoen jaar geleden- werd de Zonne energie via het proces van fotosynthese omgezet in (planten ) bomen die uiteindelijk de kolen werden. Olie ontstond doordat dode zeedieren naar de bodem van de zee zonken. Bij de processen werd gas gevormd dat in gesteenten bleef opgesloten totdat de mensen ontdekten dat het als brandstof kon dienen.
Hout is ook een brandstof en is – net als kolen olie en gas – opgeslagen Zonne energie . Nu over een periode van enkele 10tallen jaren tot ongeveer 300 jaar dat bomen oud worden.
De eerste wet van de thermodynamica luidt : ‘Energie wordt niet gemaakt, noch gaat verloren” ; Energie gaat enkel over van de ene in de andere vorm.
Om stroom -elektrische energie- te maken wordt een brandstof verbrand door water in een ketel- zo groot als een flatgebouw- te verwarmen tot wel 500 graden en onder hoge druk te brengen. De chemische energie van de brandstof zit nu opgeslagen in gloeiend hete stoom onder hoge druk. De stoom nu wordt door de schoepen van de turbine geleid waardoor de as gaat draaien die de generator aandrijft. Via verschillende stappen koelt de stoom daarbij af en neemt de druk af. Warmte wordt zo omgezet in mechanische arbeid. Het proces waarbij warmte wordt omgezet in mechanische arbeid heet een Carnot proces, genoemd naar Sadi Carnot ( afbeelding ) die voor het eerst studie maakte naar de werking van de stoommachine en zo de grondlegger werd van de Tweede wet van de Thermodynamica. Bij het proces gaat ruwweg de helft van de warmte verloren en meestal afgevoerd naar het oppervlaktewater. ( vandaar dat ze altijd staan opgesteld langs rivieren of aan zee. ) In het geval er nog woningen, gebouwen of kassen verwarmd kunnen worden via de ‘restwarmte’ van een warmtenetwerk, dan is dat enorm gunstig voor de efficiëntie. ( eigenlijk is daarvan alleen sprake in de regio Rijnmond )
Ons voedsel is ook brandstof. De zonne- energie die opgeslagen wordt in gewassen vormen ons voedsel. Van graan maken we brood. Als we het brood eten wordt het verbrand in ons lichaam en omgezet in spierarbeid en warmte.
Het grootste gedeelte van de zonne-energie wordt via fotosynthese omgezet in fytoplankton in de oceanen die 70 % van het aardoppervlak beslaan. Fytoplankton is het begin van de maritieme voedselketen.
Uranium tenslotte is ook een ‘brandstof ‘ waarmee bij kernsplitsing – heel erg veel – warmte vrijkomt.
Bij brandstoffen spreken we over energiedichtheid.
Fossiele brandstoffen hebben een energiedichtheid die rond de 10 kWu per kilogram ligt. Uranium heeft een energiedichtheid van 23 miljoen kWu per kilogram ( Wikipedia ) De splijting van 1 uranium-235-kern maakt 202,5 MeV of 3,244 × 10−11 J aan energie vrij, hetgeen overeenkomt met 83,14 × 1012 J/kg.
2) KiloWattuur is de term die iedereen wel kent.
- Een lamp van 1000 Watt – (bouwlamp ) verbruikt in een uur een kWu
- Een lamp van 100 Watt verbruikt in 10 uur een kWu enz .
- Volgens de cijfers van het CBS gebruikt een gemiddeld huishouden van 4 personen 3600 kWu elektrische energie per jaar en 10.000 kWu warmte , 1000 M3 gas.
3) Het elektrisch voertuig
- Algemeen : een elektrisch voertuig is in alle opzichten het tegenovergestelde van ‘energie besparen’, ( net als ALLE manieren om CO2 uitstoot te verlagen )
- Een elektrisch voertuig levert in de keten vele malen méér CO2 op dan een brandstofauto
- Het concept van een elektrische auto is het tegenovergestelde van wat ten grondslag ligt aan het ontwerp van automobielen ( vliegtuigen en zelfs tanks ) namelijk het streven om zoveel mogelijk gewicht te besparen en daarmee op het brandstofverbruik.
- Een elektrisch voertuig is wezenlijk iets anders dan een brandstofauto. Met een brandstofauto verplaatst men zich autonoom van A naar B, terwijl een elektrisch voertuig afhankelijk is van een centrale, infrastructuur en ICT. ( de werkelijke drijfveer ivm de data gedreven economie )
- Miljarden afgedankte accu’s zorgen uiteindelijk voor een epische berg afval van irreversibele en vervuilende ( giftige ) stoffen en eventuele recycling vergt wederom een enorme input van fossiele energie. (duurzaam =verspilling )
4) Hoger rendement Nog nooit hebben we in de media iets gelezen over de nieuwe brandstofpomp van Bosch, waarmee het thermisch rendement van brandstofmotoren met 5 % werd verbeterd naar 50 %. ( een ware revolutie ) Daarmee is een brandstofauto zuiniger en goedkoper per km dan een elektrische auto en stoot minder CO2 uit per km. In het wegtransport: waar miljarden kilometers worden afgelegd levert het verhoogde rendement, miljoenen liters aan brandstofbesparing op. Echte besparing en echte verlaging van de CO2 uitstoot. Natuurlijk dat je daar nooit iets over hoort of leest, want het zou het einde van de elektrische auto betekenen. ( Als een autoblad- De ANWB gids- dit zou schrijven dan zou ze de deuren kunnen sluiten )