Opwekking van elektriciteit
Met de ontwikkeling van de elektriciteit in de negentiende eeuw werden ook pogingen ondernomen om elektriciteit te winnen met behulp van windenergie. Door de hoge investeringskosten was elektriciteitsproductie door windenergie alleen op kleine schaal economisch in gebieden waar nog niet was geïnvesteerd in infrastructuur van elektriciteitstoelevering. Ulrich Hütter bouwde 1957 in Duitsland een 100 kW horizontaleaswindturbines met aerodynamisch gevormde glasfiber vleugels met hoekverstelling (zie Windturbine-aerodynamica), het oermodel van de moderne windturbine.[bron?] De jaren 60 en 70 van de twintigste eeuw kenmerkten zich door veel kleine particuliere initiatieven. Eenvoudige windmolens met generatoren van enkele kW tot enkele tientallen kW verrezen in polders op plaatsen waar behoefte was aan elektriciteit. Dankzij subsidiëring waren sommige experimenten zelfs rendabel. Pas na het doemscenario van de Club van Rome en de oliecrisis van 1973 begon het besef te groeien dat fossiele energie eindig is en dat te zijner tijd alternatieven zullen moeten worden gebruikt. De overheid stelde subsidies ter beschikking en er werd geëxperimenteerd met alternatieve bronnen van energie. In Tvind, Denemarken, verrees 1977 de eerste Europese megawatt windturbine.[bron?] Nieuwe verticaleaswindturbines als de Darrieus- en de Savoniusrotor werden onderzocht. Maar al snel werd ontdekt dat het niet makkelijk was om de gewonnen energie terug te leiden in het net.
Verschillende landen startten projecten om op grotere schaal elektriciteit te winnen. In 2003 was het vermogen mondiaal opgelopen naar 31 GW, tegen 2 GW twaalf jaar daarvoor.
Waterkracht
(Doorverwezen vanaf Waterenergie)
Watermolen in Brazilië
Waterkracht is de naam voor energie die wordt ontleend aan water, hetzij door gebruik te maken van een hoogteverschil hetzij door gebruik te maken van de stroomsnelheid van water. Men spreekt ook van "witte steenkool". Met het "witte" doelde men vooral op de kleur van het schuimende water en op het schone karakter van dit type energie.
Tegenwoordig wordt vrijwel alle waterkracht omgezet in elektriciteit in waterkrachtcentrales, in het verleden werd de opgewekte mechanische energie ook wel meteen gebruikt, bijvoorbeeld om water op te pompen met een watermolen.
Achtergrond
Het gebruik van waterkracht is al eeuwen oud. Reeds in het Oude Egypte en Mesopotamië werd waterkracht gebruikt voor irrigatie. In India en het Romeinse Rijk kende men reeds systemen om molens en wielen aan te drijven met waterkracht. In China werden sinds de Handynastie watermolens op grote schaal toegepast, bijvoorbeeld voor het delven van erts.
Tegenwoordig kent men waterkracht vooral van waterkrachtcentrales, waarin stroom wordt opgewekt. Dit principe werd voor het eerst toegepast in 1886 door Westinghouse en Stanley. Een stuwdam kan smelt- en regenwater opvangen in een kunstmatig meer. Een waterkrachtcentrale met stuwdam levert vooral bij grote hoogteverschillen (Noorwegen, Zwitserland, Oostenrijk, Frankrijk) veel vermogen. Een riviercentrale heeft geen waterreserve om de schommelingen in het debiet op te vangen.
Bij een pompcentrale of spaarbekkencentrale wordt water in de daluren opgepompt naar hoger gelegen bekkens. Tijdens de piekuren stroomt het water terug en drijft de turbines aan. Op deze manier kan men elektriciteitscentrales die bij voorkeur op constant vermogen draaien (met name kolencentrales en kerncentrales) economisch beter benutten.
Aardolie
Jaknikker, een instrument voor oliewinning uit lagedrukolievelden
Aardolie, ruwe olie of petroleum is een brandbare vloeistof bestaande uit een mengsel van koolwaterstoffen dat is ontstaan uit organische resten. Het is als meest verhandelde commodity van groot belang voor de wereldeconomie, evenals de producten die via raffinage en kraken uit de aardolie worden verkregen. Als belangrijkste energievorm is aardolie van groot strategisch belang, wat versterkt wordt door het beperkt aantal winplaatsen, waarvan een deel dan ook nog in politiek minder stabiele gebieden ligt.
Aardolie bevat de categorieën alkanen (paraffinen), cycloalkanen (naftenen), aromaten en bitumen. Door de verwerking in de petrochemische industrie worden deze gescheiden in fracties of producten als de lichtere benzine en smeerolie en de zwaardere diesel en stookolie. Naast brandstoffen worden er ook grondstoffen voor allerlei kunststoffen van gemaakt. Ook de fijnchemie gebruikt aardolie als grondstof, onder andere voor medicijnen. Bijna elke organische stof die gebruikt wordt in het dagelijks leven wordt gewonnen of gesynthetiseerd vanuit een verbinding uit aardolie.
Het verbruik van aardolie is vooral vanaf de jaren vijftig van de twintigste eeuw enorm toegenomen en mede verantwoordelijk voor de sterke economische groei in die periode. Gaandeweg is echter ook het besef gegroeid dat dit gepaard gaat met milieuverontreiniging en klimaatveranderingen. Daarnaast is er de zorg dat de voorraad olie eindig is en dat de piek bereikt wordt.
Steenkoolwinning in België
Steenkoolvelden in België
Een versteende boom uit de steenkoolmijn van Houthalen
In Wallonië loopt een steenkoolgebied van Luik tot aan Bergen, dat in Frankrijk eindigt in het steenkoolbekken van Nord/Pas-de-Calais. Men schat dat de winning van steenkool in Wallonië reeds begon in de Romeinse tijd. Vanaf 1229 vindt men sporen van reglementen over de uitbating van "carbonières". In het midden van de 16e eeuw werd rond Luik ook veel steenkool gewonnen, dat ook naar Nederland werd uitgevoerd. Met de invoering van de stoommachine begint de echte ontwikkeling van de mijnbouw, met name in de Borinage, het Centrum (de streek rond Charleroi) en Luik. Henegouwen produceerde in 1810 meer dan 1 miljoen ton steenkool per jaar. In 1831 lag de totale Belgische steenkool productie op 2,3 miljoen ton en steeg naar 16,9 miljoen ton in 1880[5]. Er waren op het hoogtepunt in totaal 149 steenkoolmijnen.
In 1901 vond André Dumont de eerste steenkool in As (Limburg), de start voor het Kempens steenkoolbekken. In 1917 startte de productie in de mijn van Winterslag. Later volgden de mijnen van Beringen, Eisden, Waterschei, Zwartberg, Zolder en Houthalen.
Ook in België werd de eigen steenkoolwinning langzaam minder rendabel in de periode na de oorlog. Vanaf 1952 tot 1965 daalde het aantal Belgische mijnzetels dramatisch van 143 naar 54; alleen Waalse mijnen werden in deze periode gesloten. Op 8 augustus 1956 vond de mijnramp van Marcinelle plaats, waarbij 262 mensen omkwamen. In 1964 fuseerde de mijn van Houthalen met die van Zolder, niet alleen bedrijfsmatig maar ook letterlijk: ze werden ook onder de grond met elkaar verbonden. In 1966 werd de mijn van Zwartberg gesloten, hetgeen gepaard ging met bloedige stakingen.
Jaar Aantal mijnzetels Productie (x 1000 ton) Ondergrondse arbeiders
1952 143 30.400 119.700
1957 120 29.100 109.400
1965 54 19.800 52.600
In 1980 sloot de mijn van Blegny als laatste in het Luikse bekken. De site van deze mijn wordt thans toeristisch uitgebaat. De steenkolenproductie in Wallonië nam een einde met de sluiting van de Roton-mijn te Farciennes in 1984.
In 1992 sloot Zolder als laatste Kempense mijnzetel.
Zonnepanelen zetten zonlicht om in elektriciteit via PV-cellen, Tegenwoordig vaak Zonnestroom genoemd.
Zonnecollectoren zetten zonlicht om in warmte. Vooral goedkope, grote versies, zoals buizen in asfalt, buitenwanden en dakbedekking, kunnen in combinatie met warmteopslag in grondwater en een warmtepomp juist in Nederland en België tot enorme CO2-reducties in de verwarmingssector leiden.
Energiedaken zetten eveneens zonlicht om in warmte (zonder zichtbaar te hoeven zijn in/op een gebouw).
Thermische zonne-energie. Dit is een algemene term voor 3 soorten energietoepassingen. De eerder genoemde zonneboiler en ruimteverwarming, zoninstraling door ramen in gebouwen, dus benutting zonder speciale apparaten, en Concentrated Solar Power (CSP) genoemd in het Engels. Dit is vooral in zuidelijke landen toepasbaar. CSP is het door middel van spiegels concentreren van zonlicht op een te verhitten medium, dat op zijn beurt gebruikt wordt om stoom op te wekken voor de aandrijving van turbinegeneratoren. Een techniek die uitsluitend, maar zeer bruikbaar is voor grootschalige energieopwekking, zoals bij de sinds midden jaren tachtig in bedrijf zijnde zonnekrachtcentrale bij Kramers Junction, Californië (USA).
Zonnetoren - Door middel van zonnewarmte wordt er in een verticale pijp een constante luchtstroom ontwikkeld. Dit systeem kan een vermogen hebben gelijk aan een conventionele elektriciteitscentrale.
Foto-elektrochemische cellen. Deze hebben in plaats van twee lagen vaste stof als elektroden, één halfgeleidende vaste stof als elektrode en een vloeistof als de andere. Ze kunnen zonlicht direct gebruiken om water te ontleden in waterstof en zuurstof. De Engelse term PEC (Photoelectrochemistry) wordt gebruikt om aan deze technieken te refereren. Dit geldt natuurlijk alleen als een duurzame vorm van energie als de grondstoffen niet uit fossiele brandstoffen worden gemaakt.
Passieve zonne-energie. Passieve methoden voor het winnen van zonne-energie. Hierbij kan gedacht worden aan huizen en gebouwen die zo worden gebouwd dat de zon direct maximaal de ruimtes kan verwarmen, bijvoorbeeld met grote ramen aan de zonkant en kleine raampjes aan de schaduwkant. Wel is het dan verstandig een manier te bedenken om in de zomer de zon buiten te kunnen houden. Dit kan bijvoorbeeld een boom met bladerval zijn. Maar ook een overstek waar de zon in de winter onderdoor schijnt en in de zomer niet. Deze overstek kan dan ook dienen om bijvoorbeeld zonnepanelen op te plaatsen.
