Elke keer dat je jouw telefoon oplaadt, een video streamt of een bestand opslaat in de cloud, gebruik je elektriciteit. Maar waar komt die elektriciteit vandaan? Het antwoord verschilt enorm afhankelijk van waar je woont, en het heeft een gigantische impact op jouw CO2-voetafdruk.
Hier is een overzicht van alle belangrijke elektriciteitsvormen, hoe ze werken en wat ze betekenen voor het milieu.
Kolen
Kolencentrales verbranden kolen om water te verwarmen, waardoor stoom ontstaat die een turbine aandrijft die verbonden is met een generator. Het is een van de oudste methoden om elektriciteit op te wekken en nog steeds een van de meest gebruikte wereldwijd.
CO2-intensiteit: 900-1.100 gCO2/kWh.
Kolen zijn met afstand de meest CO2-intensieve gangbare energiebron. Naast CO2 komt bij het verbranden van kolen ook fijnstof, zwaveldioxide en kwik vrij. Landen zoals Polen, India en delen van China zijn nog steeds sterk afhankelijk van kolen. Het is goedkoop en betrouwbaar, waardoor het moeilijk is om snel af te bouwen ondanks de milieukosten.
Aardgas
Gascentrales werken vergelijkbaar met kolencentrales, maar verbranden aardgas in plaats van kolen. Moderne stoom-en-gascentrales zijn aanzienlijk efficiënter en gebruiken zowel de gasverbranding als de hete uitlaatgassen om energie op te wekken.
CO2-intensiteit: 400-500 gCO2/kWh.
Gas produceert ongeveer de helft van de CO2 van kolen per kWh. Veel landen (waaronder Nederland) gebruiken het als "overgangsbrandstof" tijdens de transitie naar hernieuwbare energie. Het nadeel is methaanlekkage tijdens winning en transport. Methaan is een broeikasgas dat op korte termijn meer dan 80 keer krachtiger is dan CO2.
Kernenergie
Kerncentrales wekken elektriciteit op door middel van kernsplijting: het splitsen van uraniumatomen om enorme hoeveelheden warmte vrij te maken, die stoom produceert om turbines aan te drijven.
CO2-intensiteit: 5-15 gCO2/kWh.
Kernenergie is een van de minst CO2-uitstotende bronnen die beschikbaar zijn. Frankrijk haalt ongeveer 70% van zijn elektriciteit uit kernenergie, daarom is het elektriciteitsnet daar zo schoon. Het levert betrouwbare basisbelasting ongeacht het weer. De nadelen zijn hoge bouwkosten, lange bouwtijden, beheer van radioactief afval en zorgen over publieke veiligheid. Ondanks dit beweren veel klimaatwetenschappers dat kernenergie essentieel is voor decarbonisatie.
Wind
Windturbines vangen de energie van bewegende lucht en zetten die om in elektriciteit. Wind duwt tegen grote wieken die op een toren zijn gemonteerd, waardoor ze gaan draaien. Die draaiende beweging drijft een generator in de turbine aan, die elektrische stroom produceert. Het is hetzelfde principe als een fietsdynamo, alleen op veel grotere schaal. Windturbines op land worden op het land geplaatst, offshore windturbines staan in zee waar de wind sterker en consistenter is.
CO2-intensiteit: 7-15 gCO2/kWh (levenscyclus, inclusief productie).
Wind is een van de schoonste energiebronnen. De uitstoot komt bijna volledig uit de productie en installatie van de turbines, niet uit het gebruik. Wind op land behoort tot de goedkoopste nieuwe energiebronnen om vandaag de dag te bouwen. De belangrijkste beperking is dat wind inconsistent is: het waait niet altijd even hard, dus back-upstroom of energieopslag is nodig om de gaten op te vullen.
Zonneenergie
Zonnepanelen zijn gemaakt van speciale materialen (siliciumcellen genoemd) die elektriciteit opwekken wanneer zonlicht erop valt. De fotonen in zonlicht slaan elektronen los in het silicium, waardoor een elektrische stroom ontstaat. Geen bewegende delen, geen verbranding, gewoon licht dat verandert in stroom. Een tweede type, geconcentreerde zonne-energie, gebruikt spiegels om zonlicht te bundelen tot intense hitte, die water kookt om een turbine en generator aan te drijven.
CO2-intensiteit: 20-50 gCO2/kWh (levenscyclus).
De kosten van zonne-energie zijn het afgelopen decennium dramatisch gedaald en het is nu de goedkoopste bron van nieuwe elektriciteit in veel regio's. Net als wind is de opbrengst van zonne-energie inconsistent. Het piekt overdag en daalt 's nachts naar nul. Batterijopslag wordt steeds vaker gebruikt om de kloof te overbruggen, maar opslag op netschaal blijft duur.
Waterkracht
Waterkrachtcentrales gebruiken stromend of vallend water om turbines te laten draaien. Dit kan een grote dam zijn, een rivierdoorstroomsysteem of pompopslag die water verplaatst tussen reservoirs.
CO2-intensiteit: 10-30 gCO2/kWh.
Waterkracht is schoon, betrouwbaar en kan snel opschalen om aan de vraag te voldoen. Landen zoals Noorwegen en Zweden zijn er sterk van afhankelijk. De milieu-afwegingen omvatten verstoring van rivierecosystemen, verplaatsing van gemeenschappen voor damconstructie en methaanuitstoot van ondergelopen vegetatie in reservoirs (vooral in tropische gebieden).
Geothermische energie
Geothermische centrales benutten warmte van onder het aardoppervlak. Heet water of stoom uit ondergrondse reservoirs drijft turbines aan om elektriciteit op te wekken.
CO2-intensiteit: 15-55 gCO2/kWh.
Geothermische energie is schoon en levert constante basisbelasting ongeacht het weer of het tijdstip van de dag. De keerzijde is geografie: het werkt alleen goed in gebieden met aanzienlijke ondergrondse warmte, zoals IJsland, delen van de VS en Oost-Afrika. IJsland wekt bijna 100% van zijn elektriciteit op uit geothermische energie en waterkracht samen.
Biomassa
Biomassacentrales verbranden organisch materiaal (houtsnippers, landbouwafval of speciale energiegewassen) om stoom en elektriciteit op te wekken.
CO2-intensiteit: 50-100 gCO2/kWh (varieert aanzienlijk).
Biomassa wordt in sommige kaders als "CO2-neutraal" beschouwd omdat de uitgestoten CO2 onlangs door de planten tijdens groei werd opgenomen. In de praktijk is het plaatje complexer. Het transport van biomassa kost energie, en het verbranden van bossen voor brandstof kan tientallen jaren duren om te compenseren door hergroei. Het blijft controversieel onder milieuwetenschappers.
Het volledige plaatje
De schoonste elektriciteitsnetten ter wereld combineren betrouwbare koolstofarme basisbelasting (kernenergie, waterkracht, geothermische energie) met groeiende aandelen wind en zon. De meest CO2-intensieve netten zijn nog steeds afhankelijk van kolen en gas voor het grootste deel van hun aanbod.
Dit is belangrijk voor jouw digitale voetafdruk omdat datacenters en jouw persoonlijke apparaten allemaal draaien op netstroom. Als het net dat een datacenter voedt schoon is, hebben jouw digitale activiteiten een lagere CO2-voetafdruk. Als het op kolen draait, draagt elke e-mail, elke video, elke zoekopdracht zwaardere milieukosten met zich mee.
Daarom produceert dezelfde Google-zoekopdracht 10 keer meer CO2 in India dan in Zweden. De zoekopdracht is identiek. De energiebron niet.