Er worden nieuwe energietechnologieën geïdentificeerd die snel ontwikkeld moeten worden om hun investeringsrendement op lange termijn te testen.
Het doel is de reductie van broeikasgasemissies, en de energiesector, als grootste veroorzaker, staat centraal in deze inspanningen met een breed scala aan decarbonisatietechnologieën tot zijn beschikking.
Kerntechnologieën zoals wind- en zonne-energie worden nu op grote schaal gecommercialiseerd, maar er worden voortdurend nieuwe schone energietechnologieën ontwikkeld en geïntroduceerd. Gezien de verplichtingen om het Akkoord van Parijs na te komen en de druk om deze technologieën snel te introduceren, rijst de vraag welke van deze opkomende technologieën de meeste aandacht in onderzoek en ontwikkeling nodig hebben om hun investeringspotentieel op lange termijn te bepalen.
Met dit in gedachten heeft het Technologie Uitvoerend Comité van het VN-Raamverdrag inzake klimaatverandering (UNFCCC) zes opkomende technologieën geïdentificeerd die naar verwachting wereldwijd voordelen zullen opleveren en die volgens het comité zo snel mogelijk op de markt moeten worden gebracht.
Deze zijn als volgt.
Primaire energievoorzieningstechnologieën
Drijvende zonnepanelen zijn geen nieuwe technologie, maar volledig gecommercialiseerde technologieën met een hoge technologische gereedheidsgraad worden op nieuwe manieren gecombineerd, aldus de commissie. Een voorbeeld hiervan zijn afgemeerde platbodemboten met zonnepanelensystemen, inclusief panelen, transmissie en omvormers.
Er zijn twee soorten mogelijkheden: wanneer het drijvende zonneveld op zichzelf staat en wanneer het achteraf wordt geïnstalleerd in combinatie met een waterkrachtcentrale als hybride systeem. Drijvende zonnepanelen kunnen ook worden ontworpen met volgsystemen, wat tegen beperkte meerkosten tot wel 25% extra energie oplevert.
Drijvende windmolens bieden de mogelijkheid om windenergiebronnen te benutten die zich in veel dieper water bevinden dan vaste offshore windmolentorens, die doorgaans in water van 50 meter of minder diep staan, en in regio's met een diepe zeebodem nabij de kust. De grootste uitdaging is het verankeringssysteem, waarbij twee belangrijke ontwerpvarianten investeringen ontvangen: onderdompelbaar of verankerd aan de zeebodem, beide met voor- en nadelen.
Volgens de commissie bevinden drijvende windmolenparken zich in verschillende stadia van technologische ontwikkeling, waarbij drijvende turbines met een horizontale as verder gevorderd zijn dan turbines met een verticale as.
Ondersteunende technologieën
Groene waterstof is een actueel onderwerp met mogelijkheden voor gebruik in verwarming, de industrie en als brandstof. De manier waarop de waterstof wordt geproduceerd, is echter cruciaal voor de impact ervan op de emissies, merkt de TEC op.
De kosten zijn afhankelijk van twee factoren: de elektriciteitskosten en, nog belangrijker, de kosten van de elektrolysers, die idealiter gebaseerd zouden moeten zijn op schaalvoordelen.
De volgende generatie batterijen voor opslag achter de meter en op grote schaal, zoals solid-state lithium-metaalbatterijen, biedt aanzienlijke en niet-marginale verbeteringen ten opzichte van de bestaande batterijtechnologie op het gebied van energiedichtheid, duurzaamheid en veiligheid, en maakt bovendien snellere laadtijden mogelijk, aldus de commissie.
Als de productie succesvol opgeschaald kan worden, kan het gebruik ervan een revolutionaire verandering teweegbrengen, met name voor de automarkt, omdat het potentieel de ontwikkeling mogelijk maakt van elektrische voertuigen met accu's met een levensduur en actieradius die vergelijkbaar zijn met die van traditionele voertuigen van vandaag.
Thermische energieopslag voor verwarming of koeling kan worden gerealiseerd met veel verschillende materialen met uiteenlopende thermische capaciteiten en kosten. De grootste bijdrage hiervan zal naar verwachting worden geleverd door gebouwen en de lichte industrie, aldus de commissie.
Residentiële thermische energiesystemen zouden een zeer grote impact kunnen hebben in koude gebieden met een lage luchtvochtigheid, waar warmtepompen minder effectief zijn. Een ander belangrijk onderzoeksgebied voor de toekomst is de "koudeketen" in ontwikkelingslanden en recent geïndustrialiseerde landen.
Warmtepompen zijn een gevestigde technologie, maar er worden voortdurend innovaties doorgevoerd op gebieden zoals verbeterde koelmiddelen, compressoren, warmtewisselaars en besturingssystemen om de prestaties en efficiëntie te verhogen.
Uit studies blijkt consistent dat warmtepompen, aangedreven door elektriciteit met een lage uitstoot van broeikasgassen, een essentiële strategie vormen voor verwarming en koeling, aldus de commissie.
Andere opkomende technologieën
Andere onderzochte technologieën zijn windenergie uit de lucht en systemen voor de omzetting van energie uit golven, getijden en oceaanwarmte. Deze technologieën kunnen van cruciaal belang zijn voor de inspanningen van sommige landen of subregio's, maar zolang de technische en zakelijke uitdagingen niet zijn overwonnen, zullen ze waarschijnlijk geen voordelen op wereldschaal opleveren, aldus de commissie.
Een andere veelbelovende technologie is bio-energie met koolstofafvang en -opslag, die zich net voorbij de demonstratiefase bevindt en op weg is naar beperkte commerciële toepassing. Vanwege de relatief hoge kosten in vergelijking met andere mitigatieopties, zou de acceptatie ervan voornamelijk moeten worden gestimuleerd door klimaatbeleidsinitiatieven. Een grootschalige toepassing in de praktijk zou mogelijk een mix van verschillende brandstoftypes, CCS-methoden en doelindustrieën omvatten.
—Door Jonathan Spencer Jones
Geplaatst op: 14 januari 2022