Het probleem met de energietransitie is feitelijk vooral een probleem van grondstoffen. Ten eerste worden traditionele energiebronnen als olie en gas schaars. Die moeten vervangen worden door alternatieve energiebronnen als wind- en zonne-energie. Dit is dus een omschakeling in de grondstof: van fossiele materialen naar materialen waarmee de vervangende energietechnologie gemaakt wordt. Ten tweede moeten er, om die alternatieve energiebronnen te kunnen gebruiken, nieuwe grondstoffen worden bewerkt en moet er een nieuwe energie-infrastructuur worden opgebouwd. Gezien de grondstoffenschaarste is het noodzakelijk dat de materialen voor de energietransitie duurzaam gewonnen en teruggewonnen worden. De energietransitie en de grondstoffentransitie moeten als een duurzame kringloop verlopen.

Kringloop

Circulair werken kan de schaarste laten afnemen, maar daar staat tegenover dat een kringloopeconomie (zeker in de opstartfase) meer energie vraagt dan een wegwerpeconomie. Dit komt omdat er in een kringloopeconomie extra transport en energie nodig zijn; grondstoffen moeten immers weer terug naar het beginpunt van de keten en het opwerken van afval naar een goede grondstof vraagt energie. Hoewel de waarde van grondstoffen behouden blijft, creëert het inrichten van zo’n economie een extra energievraag. Deze roept weer om de inzet van meer duurzame of alternatieve energiebronnen en die hebben zelf ook weer grondstoffen nodig.

De energietransitie gaat over het overgaan op andere energiegrondstoffen, maar ook over het reduceren van het energiegebruik. Daarvoor worden in de industrie methoden toegepast als de analyse van de energie-efficiëntie, procesoptimalisatie en procesintensificatie. Door het intern verbeteren van productieprocessen is er minder energie nodig. Dit is al een grote winst, omdat hierdoor minder CO2 wordt geproduceerd en de afhankelijkheid van fossiele brand- en grondstoffen wordt verkleind.

Bij de overschakeling op andere energiegrondstoffen spelen in de industrie vier aspecten een rol:

1. Energiebronnen: er is een gegarandeerde en veilige toegang tot energiebronnen nodig, met minder afhankelijkheid van risicogebieden in de wereld. Alternatieve en hernieuwbare energiebronnen zoals zon, wind en biomassa moeten breder worden ingezet.

2. Energiedragers: die alternatieve energiebronnen vragen ook om een meer diverse verzameling van energiedragers. Decennialang waren dit meestal olie en gas. Nu wordt vooral gekeken naar elektriciteit, waterstof en andere chemische verbindingen, zoals ammoniak of mierenzuur.

3. Energieopslag: alternatieve energiebronnen hebben vaak meer invloed op het moment waarop de energie wordt geproduceerd. Dit varieert met de seizoenen, de tijd van de dag, het weer of het getij. Mogelijk zijn sommige alternatieven op termijn stabieler, toch moeten we nu al nadenken over energieopslag. Juist vanwege die spreiding van de energieproductie. De keuze voor een bepaalde energiedrager bepaalt ook in hoeverre opslag voor de lange termijn mogelijk is.

4. Energiemarkt: techniek is niet te realiseren of op te schalen als er geen markt voor is. De economische aspecten van de energietransitie, bijvoorbeeld de herinrichting van de energiemarkt, moeten daarom veel aandacht krijgen. Dit betekent dat een techno-economisch perspectief op bovenstaande ontwikkelingen onmisbaar is.

Keuzes

Deze vier elementen staan niet los van elkaar; ze hebben een onderlinge beïnvloeding en afhankelijkheid. Ze laten goed zien dat een duurzame energietransitie kansen biedt om de industrie van binnenuit te veranderen, zeker als de verschillende elementen in samenhang worden opgepakt.

In hun boek ”Cradle to cradle” maakten McDonough en Braungart in 2007 al duidelijk dat er een verschil is tussen efficiëntie en effectiviteit. Efficiëntievergroting zorgt ervoor dat er minder energie of minder materiaal nodig is om hetzelfde doel te bereiken. Effectiviteitvergroting zorgt voor een meer geschikte manier om dat doel te bereiken. Het gaat dus niet altijd om de keuze voor minder energie of minder grondstof, het kan ook gaan om de keuze voor een heel ander materiaal of een heel andere energiehuishouding.

Financieel haalbaar

Ook bij de grondstoffentransitie zijn er vier aandachtspunten:

1. Alternatieve productieroutes: het proces van grondstof tot eindproduct zal grondig op de schop moeten. Zowel de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen voor de energievoorziening in de gebruikelijke productieroutes als het gebruik van olie en gas als grondstof moet omlaag. Principes uit de groene of bio-based chemie of het ontwikkelen van nieuwe recyclingmethodes om afval weer om te zetten in bruikbare grondstof zijn hierbij behulpzaam.

2. Beschikbaarheid: grondstoffen moeten zo vaak en zo veel mogelijk worden hergebruikt. Om deze beschikbaarheid veilig te stellen, is er naast technologie en een markt ook regelgeving nodig, om te zorgen dat kwaliteit en kwantiteit gewaarborgd zijn voor de verschillende industriële sectoren.

3. Circulariteit: om ervoor te zorgen dat waardevolle grondstoffen worden teruggewonnen en niet verloren gaan, is recyclen belangrijk. Dit betekent ook deelnemen in een kringloopeconomie, waarvoor verdere ontwikkeling van werkbare bedrijfsmodellen nodig is die de toepassing van circulaire producten versnellen.

4. Duurzaamheid: in een duurzame ontwikkeling komen maatschappij, economie en milieu samen. Niet elke vorm van energietransitie of circulariteit is per definitie beter voor het milieu of financieel haalbaar. Daarom is het nodig om voortdurend zorgvuldig in de gaten te houden wat de uiteindelijke bijdrage aan duurzaamheid daadwerkelijk is.

Samenwerking

Willen de grondstoffen- en de energietransitie slagen, dan moeten zij op een opbouwende manier op elkaar betrokken worden. Alle kenmerken van de beide transities moeten worden meegenomen in mijn onderzoek aan Hogeschool Rotterdam. Om dit duidelijk te maken, introduceer ik de term ”circulaire energietransitie”. Mijn lectoraat zal de verbinding zoeken tussen het maatschappelijk debat over verduurzaming van de industrie en de techno-economische vernieuwing die daarvoor nodig is.

Hogescholen, kennisinstellingen en universiteiten hebben al veel kennis in huis om succesvol te kunnen werken aan de circulaire energietransitie. Ook de expertise van docenten en studenten van Hogeschool Rotterdam kan een versnelling geven. En die versnelling hebben we hard nodig als inwoners en als bestuurders van Nederland.

Dit artikel is een samenvatting van de openbare les van de auteur bij de aanvaarding van het lectoraat Circulaire Energietransitie aan de Hogeschool Rotterdam.