Energie in overvloed

ENERGIE is een veelgevraagd artikel. Alle leven in het universum is ervan afhankelijk. Zonder energie zou er geen voedsel zijn om te eten, geen water om te drinken of lucht om in te ademen.

De afgelopen jaren is men zich zorgen gaan maken over de hoeveelheid energie die de mens ter beschikking staat. Het uitvallen van de elektriciteit, stijgende brandstofprijzen en lange files bij benzinestations hebben het woord „energiecrisis” tot een alledaagse uitdrukking gemaakt. Dit zou sommigen op de gedachte hebben kunnen brengen dat de aardse energievoorraad gevaarlijk begint op te raken. Is dat echter werkelijk het geval? In het geheel niet. Als het erop aankomt, heeft de aarde overvloedige, ja, nog vrijwel onbeperkte voorraden energie. In welk opzicht?

De zon — onbeperkte bron van energie

De zon is voor de aarde de belangrijkste bron van energie. Elk jaar straalt deze reusachtige kernoven een hoeveelheid energie naar de aarde gelijk aan die van 250 duizend miljard ton steenkool, ongeveer 70.000 ton voor elke persoon op aarde. Op het Amerikaanse Erie-meer valt dagelijks genoeg zonne-energie om (wanneer ze volledig zou kunnen worden benut) de gehele Amerikaanse bevolking voor een jaar van energie te voorzien. Waarvan de zon haar energie betrekt? Geleerde R. E. Lapp verklaart:

„De zon is een enorme kernoven. Er worden ionen van het lichte waterstof (H¹) gefuseerd [samengesmolten] waarbij zwaardere heliumatomen (He⁴) ontstaan. . . . en energie in de vorm van warmte vrijkomt. Elke minuut worden ongeveer 40 miljard ton waterstofatomen op de zon gefuseerd.”

Daarnaast is de zon nog indirect verantwoordelijk voor vele andere vormen van energie. Door zonnestralen verwarmde lucht stijgt in de tropen op, terwijl koelere lucht van de polen toevloeit om haar plaats in te nemen. Door dit proces ontstaan winden waarvan men gebruik kan maken om boten met zeilen voort te stuwen, graan te malen, of zelfs elektriciteit op te wekken met door windmolens aangedreven generatoren. Steenkool bestaat uit de fossiele overblijfselen van planten die lang geleden zonne-energie in hun cellen hebben opgeslagen. Zo is ook de chemische energie die bij de verbranding van olie vrijkomt, uiteindelijk licht- en stralingsenergie van de zon, lang geleden opgeslagen in de cellen van toen levende organismen.

Zonne-energie voor een moderne wereld

Het is interessant om te zien hoe men in moderne tijd pogingen heeft ondernomen om een groter gebruik van zonne-energie te maken. In de Verenigde Staten zijn op zijn minst twintig huizen die voor een deel worden verwarmd door de zon. In Newark, in de Amerikaanse staat New Jersey, staat een experimenteel huis dat 80 percent van zijn energie voor elektriciteit, warmte en air-conditioning betrekt van de zon.

Twee Amerikaanse onderzoekers op het gebied van zonne-energie, Dr. Aiden Meinel en zijn vrouw, hebben het voorstel gedaan om grote gebieden te bedekken met zogenaamde zonnecollectors, toestellen voor de opvang van zonnewarmte. Dergelijke „zonne-boerderijen” zouden met een totaal oppervlak van zo’n 40.000 vierkante kilometer in het zuidwesten van de Verenigde Staten bij elkaar goed zijn voor een elektrisch vermogen van één miljoen megawatt,a genoeg voor de Amerikaanse behoeften tot het jaar 2000.

Van sommigen is zelfs het voorstel uitgegaan een enorm zonnepaneel in een baan om de aarde te brengen. Dit satellietpaneel zou dan „zonnecellen” moeten bevatten die de eigenschap hebben zonlicht rechtstreeks om te zetten in elektriciteit. Deze elektriciteit zou dan kunnen worden gebruikt voor de opwekking van microgolven, welke met een speciale antenne naar een opvangantenne op aarde zouden worden gezonden, alwaar ze weer zouden worden omgezet in elektriciteit. Het voordeel van een satelliet is dat hij geen last heeft van onbestendig weer.

Met zijn edelmoedige gave van de zon heeft God de mens de beschikking gegeven over een nagenoeg onbeperkte energievoorraad, hoewel natuurlijk de ontwikkeling van apparatuur om die zonne-energie ’aan te spreken’, momenteel wel enkele lastige technische, politieke en economische problemen geeft.

Maar, zo zou men zich kunnen afvragen, wordt de mens er met zijn huidige massale energieconsumptie werkelijk gelukkiger op? Heeft de onmiddellijke beschikbaarheid van allerlei ingenieuze apparatuur in overbevolkte, met benauwende damp gevulde steden, hem een groter gevoel van welzijn gegeven dan in de samenleving van weleer?

Er zijn al heel wat stemmen opgegaan van mensen die graag een andere manier van leven zouden willen volgen. Zij houden van schone energie, opgewekt met hun eigen, door een windmolen aangedreven generator. Dit was in het verleden op afgelegen boerderijen dé bron van energie. Maar ook nu weer zijn er afzonderlijke personen en regeringen die voor de windmolens een nieuwe toekomst voorzien en in overweging willen nemen. Met weinig moeite zou een gezin op die wijze op zijn minst water kunnen oppompen en stroom kunnen opwekken voor eigen gebruik.

Energie van bewegend water

Reeds duizenden jaren lang heeft de mensheid profijt getrokken van de kracht van bewegend water, en dit als een bron van energie aangewend. De eerste centrale voor het opwekken van elektriciteit door middel van waterkracht werd in 1882 opgericht in Appleton, in de Amerikaanse staat Wisconsin. Hydro-elektrische centrales wekken nu met de kracht van stromend water bijna een derde van de totale wereldelektriciteit op.

De oceanen die meer dan 70 percent van onze aardbol bedekken, zijn in feite ook nog nauwelijks aangeroerde bronnen van energie. Elke dag zijn er door de getijwerking ontelbare miljarden en miljarden liters water in beweging. Tijdens de periode 1961-67 werd in Noord-Frankrijk een grote hydro-elektrische centrale gebouwd, die getijwater als krachtbron heeft. Dank zij een dam en turbines met omkeerbare instroomrichting kan er zowel bij vloed als bij eb elektriciteit worden opgewekt met het respectievelijk in- en uitstromende water. In 1969 kwam een getijcentrale gereed in de Sovjet-Unie. Over de hele wereld zijn bijna honderd plekken waar, op grond van ’s mensen huidige kennis, met behulp van eb en vloed elektriciteit zou kunnen worden opgewekt.

Energie onder de aardkorst

Een andere machtige bron van energie bevindt zich in de aarde zelf. Minder dan 64 kilometer onder het aardoppervlak strekt zich een laag van gas en gesmolten gesteente uit, „magma” genaamd. Deze ziedende masse bereikt soms wel temperaturen van 1800 graden Celsius. De gassen van afkoelend magma verhitten ondergronds water en veroorzaken op die wijze geysers — bronnen van stoom en heet water — die soms wel dertig meter de lucht in kunnen spuiten.

Al tientallen jaren lang zijn er huizen en kassen die deze „geothermische” energiebronnen aftappen voor heet water en warmte. In 1904 sloten Italiaanse ingenieurs een centrale met generatoren aan op een bron van „natuurlijk” stoom dicht bij Lardarello, in Italië. Deze centrale produceert elk jaar voldoende elektriciteit om het grootste deel van de Italiaanse spoorwegen rijdende te houden. Met het op grote schaal aanwenden van deze energiebron, zou een elektrisch vermogen van een miljard kilowatt zijn te bereiken, driemaal zoveel als het vermogen van alle thans werkende Amerikaanse centrales bij elkaar, zo meent Dr. R. Rex, een geoloog die veel onderzoek heeft verricht naar de mogelijkheden van geothermische energie.

Maar ook op dit terrein steken economische en politieke problemen de kop op. De aanvangskosten zouden te hoog zijn, aangezien geothermisch stoom koeler is dan de stoom die in de meeste centrales wordt gevormd, en daardoor niet zo efficiënt. In „droge” gebieden, zonder geysers of bronnen, zal men putten in de hete rots moeten slaan en daarin water moeten leiden om aan stoom te komen. Een ander probleem vormen het zwavel en de zouten in het hete water en de stoom. Als deze problemen echter zouden kunnen worden opgelost in een samenstel van dingen waarin de liefde voor de naaste boven eigenbelang gaat, welk een zegen zou deze rijke bron van energie onder de aardkorst dan niet voor de mensheid kunnen betekenen!

Hoe staat het met kernenergie?

Kernenergie, dat wil zeggen, de energie die zit opgesloten in de kern of centrale massa van een atoom, is verreweg de grootste bekende bron van energie in het stoffelijke universum. Er zijn twee manieren om die energie vrij te maken: door „splijting” en „fusie”.

Met kernsplijting wordt bedoeld: het splitsen van een kern in twee lichtere. Geleerden zijn erachter gekomen dat het gezamenlijke gewicht van de twee zo ontstane kernen, iets minder is dan dat van de oorspronkelijke kern. Het verschil is omgezet in energie. Zo groot is de kracht in het atoom dat de splijting van een stukje uranium niet zwaarder dan een snee brood en kleiner dan een golfbal, evenveel energie kan leveren als 1.004.000 kilo steenkool.

Kernenergie is als krachtbron echter niet zonder problemen aan te wenden. In de eerste plaats is slechts 7 percent van uranium, de brandstof die voor kernsplijting wordt gebruikt, direct splijtbaar (het wordt uranium-235 genoemd). Een moeilijkheid die geleerden hebben trachten te overwinnen door speciale „kweekreactors” te ontwikkelen, reactors die meer splijtbare brandstof produceren of „kweken” dan ze verbruiken. Volgens The Americana Annual van 1973 zou de mens met succesvolle kweekreactors 50 tot 80 percent van de wereldreserve aan uranium nuttig kunnen verbruiken, hetgeen voldoende zou zijn „voor minstens enkele honderden jaren” elektriciteit over de hele wereld.

Het gevaar van straling, afkomstig van atoomcentrales, vooral in verband met de verwijdering van nucleaire afval, biedt echter in de ogen van velen nog een veel ernstiger probleem. Het gevaar voor kanker of leukemie als gevolg van straling, ligt twintigmaal hoger dan de deskundigen tien jaar geleden vermoedden. En als een kernreactor eens niet meer onder controle te houden zou zijn, of door een vijandelijke mogendheid zou worden gesaboteerd? Dat zou honderdduizenden mensen het leven kunnen kosten.b

Kernfusie, zoals plaatsvindt in de zon, gebeurt wanneer twee kernen van atomen bij elkaar komen en samensmelten, bij welk proces eveneens warmte-energie vrijkomt — en wel 1750-maal zoveel als er nodig is om het proces te starter. Bovendien treedt bij fusie geen stralingsgevaar op zoals bij splijting wel het geval is.

De moeilijkheid bij kernfusie is echter de bouw van apparatuur waarbinnen de fusie kan plaatsvinden, wat er in de praktijk op neerkomt dat in die apparatuur een „plasma”, zoals dat heet, van fuseerbare kernen moet zijn vast te houden in een klein genoeg gebied van voldoend hoge temperatuur (omstreeks 100.000.000 graden Celsius). Maar als dit proces inderdaad zou kunnen worden vervolmaakt, wat zouden dan de mogelijkheden zijn wat de energieproduktie betreft? In Science Year van 1972 stond de beschrijving:

„Fusie-centrales zullen waarschijnlijk gebruik maken van lithium en twee vormen van waterstof — deuterium en tritium — als brandstof. Zeewater bevat genoeg deuterium om voor drie miljard jaar de behoefte te dekken, terwijl het lithium in de bovenste kilometer dikke laag van de aardkorst voor 15 miljoen jaar voldoende zou zijn.”

Maar als de aarde zulke energievoorraden in overvloed bezit, waarom dan al dat gepraat over tekorten? Dat vindt voornamelijk zijn oorzaak in de afname van beschikbare fossiele brandstoffen (kolen, olie en aardgas).

Het probleem met fossiele brandstoffen — waarom?

Waardoor is dit tekort aan fossiele brandstof ontstaan?

John Noble Wilford wees in de New York Times van 22 april 1973 op de volgende grondoorzaak van het huidige energietekort:

„De energiecrisis had voorspeld en misschien voorkomen kunnen worden — maar dat is niet gebeurd. De Amerikanen hebben gekozen voor een technologische samenleving met hoog energie-verbruik. Zij rijden in meer en grotere auto’s en zijn langs de kust gaan boren naar de extra brandstof om ze rijdende te houden. Zij hebben in hun huizen wasmachines, air-conditioning en allerlei vernuftige technische apparatuur geïnstalleerd en heuvelhellingen afgegraven om aan de kolen te komen waarmee de elektriciteit is op te wekken om al die apparatuur te voeden . . .

Niemand wil dit goede leven van snelle auto’s, straalvliegtuigen en air-conditioning opgeven . . . Maar weinig Amerikanen verlangen ernstig naar een vermindering van de economische groei, aangezien de consequenties daarvan met betrekking tot werkloosheid, koopkracht en politieke macht op het moment ondenkbaar zijn.”

Een verslavend politiek en economisch systeem, menselijke hebzucht en kortzichtigheid zijn dus de oorzaken van de huidige energieschaarste, terwijl ze daarnaast vaak de ontwikkeling van andere energiebronnen hebben belemmerd. Maar wat de Schepper betreft, hij heeft de mens energie in overvloed verschaft.

[Voetnoten]