Energievoorziening vormt met waterbeheer een van de kernpunten voor de komende 10-20 jaar. Andersom geredeneerd: als wij er niet in slagen om de komende jaren een substantiële verbetering in het winnen van energie en het zuiveren van water tot stand te brengen dan komt ‘de wereld’ diep in de problemen. (veel) Te veel mensen, te weinig energie en een groeiend tekort aan schoon water vormt de basis voor een recept van oorlog en massa-migratie, waarbij de huidige migratie schril en onbetekenend bij afsteekt.
Goed, je kunt niet alles oplossen, maar wel kun je een aanpak bedenken die mogelijkerwijs op wereldschaal de energievoorziening substantieel kan verbeteren en energietekorten kan helpen oplossen. Ik ben geen biogeneticus van huis uit, maar ben wel op hoofdlijnen bekend met de ontwikkelingen op dat vakgebied.
Wat ik hieronder beschrijf is niet in een dag of jaar te realiseren, maar als de verschillende industrieën / deskundigen zich op dit pad concentreren dan is het mogelijk om een serieuze stap te zetten op het zo belangrijke gebied van energiewinning.
Zonne-energie. Welhaast eindeloos beschikbaar, met maximaal (woestijn, zon 90 gr boven het oppervlak) een opbrengst van 1kw per m2. Dat haal je natuurlijk bijna nooit, maar daar gaat het niet om, dat maak je meer dan goed met een groot oppervlak. Het gaat om de beschikbaarheid en om de aanzienlijke hoeveelheid energie die ermee gemoeid is. Waarom zonne-energie? Omdat deze vorm van energie a) overal beschikbaar is, b) schoon is, c) relatief gemakkelijk om te zetten is naar andere vormen van energie zoals elektriciteit, d) onbeperkt is en e) je hoeft er geen vervuilende industrie voor op te zetten.
Sommige punten zijn twijfelachtig, geef ik grif toe, bijvoorbeeld dat relatief gemakkelijk omzetten naar een andere energievorm of het door mij genoemde ‘feit’ dat je er geen vervuilende industrie voor hoeft op te zetten. Het maken van zonnecellen bijvoorbeeld levert zeker ook vervuiling op. Vooral zicht-vervuiling, want wat zijn die dingen oerlelijk (zie bovenstaand plaatje).
Goed, dit probleem is toch al opgelost, er zijn toch zonnepanelen en het rendement neemt de laatste jaren alleen maar toe, 5-10% en de verwachting is dat dit richting 20% zal gaan, waarmee de terugverdientijd van 10 jaar momenteel naar 5-7 jaar zal gaan. Zie ook energyfuture.
Optimale flexibiliteit
Ik denk niet aan zonnepanelen, ze kunnen namelijk op heel veel plaatsen niet gebruikt worden en ze detoneren in welhaast elke omgeving, ze zijn oerlelijk vind ik. Alhoewel flexibele, buigzame panelen al weer wat beter zijn, maar het belangrijkste bezwaar blijft: heel veel te gebruiken oppervlakken zijn nauwelijks geschikt. Denk aan muren, straten, auto’s, eigenlijk alles waar zonlicht op valt.
Eerst mijn droombeeld, later vul ik het in deze of een aanvullende post wel verder in. Ik probeer het niet al te technisch te maken.
Maximale flexibiliteit. Je zou een schuim moeten hebben dat je op een oppervlak, welk dan ook, aanbrengt. Dat schuim bevat een aantal bestanddelen die ik hieronder beschrijf en het kan aangebracht worden op elk denkbaar oppervlak, dus ook op wegen en bestrating. Die foam bestaat uit een aantal componenten. a) energievertalende organismen (nemen zonlicht op en zetten dat om in electriciteit), b) voeding, om de organismen binnen die foam zich te laten ontwikkelen, c) nanotechnologie, om de organismen zich tot ‘volwassen individuen’ te laten ontwikkelen, voorts e) afval-afvoerende stoffen cq organismen f) energie-transporterende organismen en g) clusterpunten waar de energie wordt verzameld en vanwaar uit deze kan worden afgevoerd.
Het lijkt me duidelijk dat er behoorlijk wat innovatie nodig is om dit product tot wasdom te brengen, maar dat zij dan maar zo. Ik probeer maar meteen groot te denken, anders kom je er niet. Anders blijft het bij zonnepanelen en blijft het gebruik beperkt. Bedenk dat je dit schuim niet kunt zien, het maakt als het ware het oppervlak tot energie leverancier zonder de nadelen van die panelen.
Hoe werkt het? Je brengt als gebruiker het schuim aan op een oppervlak, bijvoorbeeld muren en daken van je huis en je stoep voor de deur. Dat schuim hecht zich op die oppervlakken en vervolgens gaan de verschillende biologische gen-gemuteerde organismen aan de slag, ze ontwikkelen zich, vormen ketens, enigszins vergelijkbaar met de structuur die termieten bouwen of de dynamiek van een zwerm vogels. Tenminste drie ketens, clustering van de opgewekte energie, afvalstoffen afvoer en electriciteitstransport.
Veiligheid. Als je een hand op een met dit schuim bewerkte muur legt voel je de stroom niet, de afzonderlijke ‘cellen’ leveren op zich weinig stoom en je kunt een isolatiemechanisme inbouwen. De clusterpunten (die vormen wel een potentieel risico) worden door de gebruiker of – liever – de installateur aangebracht. Op plaatsen waar je als gebruiker niet bij kunt. Net als nu ook gebeurt bij de elektriciteitsvoorziening in huis.
Zelforganisatie. Hoe kunnen al die bio-organismen ketens vormen? Is daar dan geen complex stuur-mechanisme voor nodig? Het antwoord kunnen we vinden in de niet-lineaire dynamica, de chaos theorie. Simpele regels veroorzaken complex gedrag, kijk naar een zwerm vogels. Als je een mechanisme op klassiek mechanische wijze zou moeten ontwerpen die dat gedrag te weeg brengt heb je wat te doen. Tenzij je het oplost met die niet lineaire dynamica en het vraagstuk terugbrengt tot slechts enkele gedragsregels: a) zoek elkaar op als het koud wordt (dat brengt de vogels op het juiste moment bij elkaar) b) blijf bij elkaar (dat vormt de compacte zwerm), c) doe wat de ander doet (dat levert de speelse dynamiek). Dat is alles. Bij dit electroschuim heb je vergelijkbare ‘spelregels’ nodig. Wellicht kan dit gevonden worden in het DNA van vogels, wie weet.
Om dit voor elkaar te krijgen is het nodige ontwikkelingswerk nodig. Toch zou dit idee sneller gerealiseerd kunnen worden dan ik op dit moment denk. Bedenk dit: de genetica, het veranderen cq toevoegen van functies aan bestaand DNA is de laatste jaren in een enorme stroomversnelling geraakt, zo probeert men bacteriën te muteren waardoor ze olieresten kunnen afbreken. Of gemuteerde organismen die bepaalde functies in het lichaam repareren. Laatst vond men een gen dat de spierfunctie sterk verbetert, nadelen heeft men -nog- niet gevonden. Hetgeen niet wil zeggen dat die er niet zijn natuurlijk. Maar daarmee zou je ouderen enorm kunnen helpen en kunnen sporters de 100 meter in 7,5 seconden volbrengen. Ik ben ervan overtuigd dat de bio-genetica de hiermee gepaard gaande vraagstukken kan oplossen en dat hoeft nog niet eens heel lang te duren.
Electriciteit is natuurlijk gans iets anders, maar bedenk ook hier dat er organismen bestaan die electriciteit opwekken en afgeven. De sidderaal bijvoorbeeld, ongezellige dieren, geef ik toe, maar toch. Je kunt onderzoeken welke organismen binnen dat dier die electriciteit opwekken en welke stukjes DNA die stroom naar de huid transporteren, zonder dat het dier zelf het loodje legt bij als het een flinke stroomstoot uitdeelt. Uit die organen kun je dan de DNA strings halen die je in het electriciteits-organisme inbouwt.
Wat hiermee onder meer mogelijk is:
- de meeste stroomverbruikers wekken hun eigen stroom op
- je ziet nergens dat dit electriciteits-schuim is gebruikt, het gaat volledig op in de omgeving
- je kunt veel meer oppervlakken gebruiken voor opwekking
- rendementen kunnen verder omhoog
- je kunt in landen waar nauwelijks een infrastructuur bestaat direct aan de slag
Opslag… Oh ja, je moet ook kunnen beschikken over opslagcapaciteit van al die elektriciteit. Je gebruikt het op een ander moment dan je het opwekt immers. Interessant probleem, kom ik ongetwijfeld later op terug, nu heb ik nog geen idee eerlijk gezegd. Alhoewel… misschien kan die sidderaal ons ook ‘leren’ hoe hij die elektriciteit opslaat. Dat dier moet een capaciteit hebben waar de energie wordt bewaard immers. Met batterijen kom je al een eind, maar dat lijkt me voor een woning niet de oplossing.
Carel van Heugten