Browse > Home / Blog article: Het potentieel van biobrandstoffen

Het potentieel van biobrandstoffen

30 juni 2006. Bijdrage geleverd door Rembrandt Koppelaar.

Deze post is de tweede in een serie over de kansen en gevaren van biobrandstoffen. Volgens richtlijnen van de Europese Unie moet het Nederlandse transport in 2010 voor 5.75% op biobrandstoffen rijden. Voor het personenvervoer gaat het om zo’n 400.000 auto’s tegen 2010. Rijdende op benzine/diesel gemaakt van allerhande gewassen waaronder koolzaad, mais, jatropha, palmbomen & soja. Uiteindelijk zou 30% van ons energieverbruik gedekt moeten worden door biobrandstoffen.

Het typische aan Nederland is dat wij altijd eerst dikke rapporten schrijven voordat er iets opgebouwd wordt. In andere landen zijn ze goed in implementatie, hier zijn we een kei in het onderzoeken van het technische potentieel van biobrandstoffen. Inmiddels zijn er twee uitgebreide studies verschenen, beide afkomstig van het Copernicus Instituut aan de Universiteit Utrecht:

M. Hoogwijk, 12 maart 2004, On the global and regional potential of renewable energy sources

E. Smeets, A. Faaij and I. Lewandowski, maart 2004, A quickscan of global bio-energy potentials to 2050.

Vooral de laatste studie is interessant en wordt nader besproken. De conclusie die we kunnen trekken uit de rapporten is dat het technisch potentieel voor Biobrandstoffen tegen 2050 tussen de 200 en 1500 Exajoule (10^18) ligt. Voldoende om een substantieel aandeel van de energievoorziening te dekken aangezien de wereld momenteel 400 Exajoule verbruikt.

De studie A quickscan of global bio-energy potentials to 2050 wordt hieronder nader besproken.

De auteurs gaan uit van vier scenario’s:

[[popup:bioscenario.jpg:(thumbnail)::1:center]]

Het belangrijkste verschil ligt in scenario’s 2 en 3. Waar koeien, varkens, geiten en schapen in scenario 1 en 2 nog buiten mogen lopen (pastoral) zitten ze in scenario 3 en 4 levenslang opgehokt zoals we in het westen gewend zijn (landless). Biologische landbouw is uit den boze in scenario 3 en 4. Dit zorgt voor een verschil in het technische potentieel van respectievelijk 513 tot 1116 Exajoule.

De berekening van de auteurs is afhankelijk van een groot aantal factoren, de verwachte populatiestijging, de toename in voedselproductie en houtproductie, het landgebruik in de wereld en de vraag naar hout en voedsel. Onder deze factoren liggen weer een aantal andere aannames, wat de zaak complex maakt. Om het potentieel te berekenen gaat men uit van de bovengenoemde factoren en wordt er berekend hoeveel land er beschikbaar komt. Hierbij wordt er gekeken naar het potentieel dat er is wanneer er geen ontbossing plaatsvind, niet voor biobrandstoffen en ook niet voor voedselproductie. Als dit meegenomen wordt zou het potentieel nog hoger uitvallen. Een andere belangrijke aanname is dat voedselproductie voorop gaat, er zal eerst in de regio zelf zoveel mogelijk aan de eigen behoeftes voorzien worden.

Via deze aannames wordt de hoeveelheid land weer onderverdeeld in verschillende productiviteits- en gebruikscategoriën. Op die manier wordt de hoeveelheid land bekend tussen nu en 2050 die beschikbaar is voor biobrandstoffen. Vervolgens berekenen de auteurs de hoeveelheid energie de productie afkomstig uit korte rotatie houtachtige energiewassen te projecteren (eucalyptus, wilg of populier) op de hoeveelheid land, gekeken naar productiviteit afhankelijk van het land. Er wordt hierbij wel de aanname gemaakt dat men overal ter wereld westerse productietechnieken ter hand neemt. Een nogal optimistische aanname, maargoed het gaat om het technische potentieel.

De aannames die de auteurs maken:

- Populatiestijging naar 8.8 miljard mensen
- Er vindt geen verdere ontbossing plaats
- Voedselproductie heeft prioriteit, zoveel mogelijk zal de voedselvoorziening regionaal betrokken worden
- Een zeer efficiënte (westerse) landbouwproductie overal ter wereld, deze leidt tot een afname in land nodig voor voedselproductie van 14%, 22%, 64% en 70% afhankelijk van de methode van landgebruik (landless of een gemixte vorm tussen pastoral en landless).
- Een toename in de dagelijkse energieinname via het voedsel van 2300 kcal per persoon in het heden naar 3300 kcal per persoon in 2050. Hierbij neemt men een limiet aan van maximaal 3700 kcal per persoon per dag waarvan maximaal 1100 kcal per persoon per dag aan vlees en vis. Deze limiet is momenteel de gemiddelde inname in de Verenigde Staten.
- Geen economische limitaties (het ging om het technisch potentieel)
- Geen limitaties qua implementatie (het ging om het technisch potentieel)
- Geen degradatie van land door milieuproblematiek (erosie, watertekorten, verlies van biodiversiteit en klimaatverstoring)

De conclusie in Exajoules die de auteurs hieruit trekken in grafiekvorm:

[[popup:bioenergiepot.jpg:(thumbnail)::1:center]]

Gezien de aannames is het duidelijk dat dergelijke technische cijfers met een flinke korrel zout genomen moeten worden. De studie toont aan dat als we een forse inspanning zouden maken een energiecrisis voorkomen kan worden. Hoe waarschijnlijk is het echter dat de huidige politieke en economische macht dit bewaarheid laat worden? Nog afgezien van onzekere factoren zoals klimaatverstoring, welke volgens het IPCC zou kunnen zorgen voor 30% daling in de landbouwproductiviteit in de 21ste eeuw.

Bijdrage geleverd door Rembrandt Koppelaar · Gearchiveerd onder Alternatieven 

Reactie's

  • Tim van Amstel
    @Jakko @Johan

    Nu we toch een systeem bedandering aanhalen. Denk ik dat het verstandig is eens te kijken naar symptomen. En vervolgens aan de hand van de symptomen te bepalen of we al dan niet in overshoot zijn.

    Ik zal een begin maken:
    -Het symptoom dat de resource sector een steeds groter deel van de mondiale economie begint uit te maken.....een symptoom van overshoot.

    -Tekenen van verandering klimaat door menselijk toedoen.....een symptoom van overshoot.

    Dus Jakko als jij symptomen zoekt die aantonen dat we nog veilig onder de limieten zijn en Johan symptomen zoekt die aantonen dat we in overshoot zijn. Wellicht dan kunnen we een vanuit een systeemtechnisch oogpunt een gewogen oordeel stellen waar onze samenleving zich momenteel bevindt.
  • Johan
    @ Jakko

    "Indien je iets van feiten zou begrijpen, zou je zien dat mensen die er iets van weten (namelijk wetenschappers), ..."
    "Je kan je nochtans makkelijk informeren. De bronnen die ik aanhaal zijn allemaal publiek toegankelijk."

    Ik denk dat vele mensen hier zich best goed informeren, en een hoop hebben ZELF een flinke wetenschappelijke achtergrond.

    Er is geen reden om hier denigrerend te doen naar mensen die deze site vaak bezoeken.
    Misschien zijn de rapporten die jij gelezen hebt, ook slechts waar onder bepaalde randvoorwaarden, en zijn die niet goed onderzocht.

    Bv misschien is het FAO rapport enkel geldig als er in overvloed olie beschikbaar blijft en we met het broeikaseffect geen rekening moeten houden. Of welke hypothese nemen zij hierrond?

    Waarom zou de bevolkig beginnen afnemen vanaf 2040? Welke hypotheses zitten daar achter?

    In het boek "limits to growth" wordt een mathematisch model (methode van system dynamics) gemaakt van de wereld en de belangrijkste parameters, zoals bevolking, resources, vervuiling, economie, etc.
    Dat model geeft ook aan dat er een bevolkingsdaling zou komen vanaf ongeveer die tijd.
    Maar dat zou komen door vervuiling en grondstof-depletie, die dan weer zorgen voor het ineenstorten van de economie, waardoor de levensverwachting daalt.

    De auteurs zijn een team van wetenschappers van MIT / Sloan business school. Dus die hun referentie kan ook tellen.

    Het hoeft zover niet te komen, maar om nu te zeggen dat we ons geen zorgen hoeven te maken, lijkt mij ook nogal extreem.
  • KazOo
    gezien het feit dat de wereldvoedselproductie (m.n graan) op dit moment al achterblijft bij de vraag (met als gevolg slinkende voorraden en stijgende prijzen) en ergens in deze thread al terecht werd opgemerkt dat de huidige grootte van de populatie al 10-20% boven 'sustainable' ligt, lijkt me dit soort rapporten duidelijk thuishoren is de categorie 'luchtfietserij', waarbij ik nog wil opmerken dat het opofferen van landouwgrond ten bate van bio-fuel productie om koste wat kost onze exorbitante energieboekhouding rond te krijgen in mijn ogen volstrekt immoreel is.
  • jakko
    @paradox,
    akkoord maar geef tenminste toe dat in Peak Oil kringen het concept op een totaal simplistische, ongenuanceerde en zelfs intellectueel valse manier wordt gebruikt.

    Laat mij tenslotte ook een fictief tegenvoorbeeld geven. Stel dat mobiliteit heel belangrijk is voor een groep mensen. Stel voorts dat die groep mensen op een berg steenkool zit, waarmee ze vanalles kunnen uitrichten, behalve een voor hen uiterst belangrijke vloeibare brandstof leveren. Stel tenslotte dat ze bereid zijn tien keer meer energie (in de vorm van steenkool) op te offeren in ruil voor de energie die in een eenheid liquide brandstof zit. Hoe verklaar je dat? Simpel, de opportuniteitskost van vloeibare brandstof is voor die mensen gewoon tien keer groter dan die voor een equivalente vaste brandstof.
    De EROEI van die liquide brandstof is rampzalig, en toch geeft niemand een krimp.
  • paradox
    @Jacco

    Dat wetenschappers tot verschillende ERoEI komen, lijkt me geen argument om het concept als onbelangrijk af te wimpelen.
    Natuurlijk is het concept ERoEI niet alles bepalend.
    Belangrijk is dat men expliciet aangeeft hoe men de ERoEI berekend heeft.
    Als blijkt dat in achtneming van bepaalde factoren de ERoEI negatief wordt, kan men rekening houden met dat gegeven.
    Kies de ERoEI die het beste aansluit bij de beoogde praktijk situatie

    Stel dat onderbepaalde oogstmethoden de ERoEI 1 verkrijgt), zou men in alle enthousiasme op zeer grote schaal plantjes voor biofuel kunnen gaan planten en tijdens het oogsten ineens niet genoeg biofuel ter beschikking hebben om te oogsten.
    En om dan conventionele olie als brandstof voor het oogsten te gaan gebruiken, schiet men het doel voorbij.

    Een lage ERoEI is vaak wel een indicatie dat er geen kink in de kabel mag komen om niet een ERoEI te verkrijgen
  • Tim van Amstel
    @Jakko

    Je wilt het liefste brandstoffen hebben met een hoge Energy Quality (Hoge verbrandingstemperatuur en energie dichtheid) voor rendement en portabiliteit.

    En betreft EROI is dit een van de balangrijkste maatstaven voor een samenleving (voor mens, dier en ieder levend wezen).

    Tim

    Ps Wat naar mijn mening de peakoil beweging zegt: is dat indien een energie bron een negatieve EROI heeft dit een energie put is. Wat naar mijn inziens geheel fysisch correct is.
  • Tim van Amstel
    Daarbij komt nog bij, in mijn ogen, dat indien men voorspellingen wil doen en of advies wil geven over systemen. Men niet kan volstaan met gedetailleerde analyses van een deel van dit systeem. Om de simpele reden dat dit in voorspellende zin geen enkele toegevoegde waarde heeft.

    Ik heb nu het proefschrift wlug doorgelezen en naar mijn idee hapert het aan alle kanten. Door bijvoorbeeld wel uitspraken te doen en die mee te nemen over technologische ontwikkelingen en dit vervolgens niet te doen met betrekking tot mogelijke limieten en hoe die veranderen over tijd.
  • Tim van Amstel
    En als men toch spreekt over duurzame ontwikkeling. (Ik weet niet precies wat zij eronder verstaan, maar duurzaam is iets voor mij dat over langere tijd kan bestaan.) Is het des te meer van cruciaal belang om plaats en tijd mee te nemen.
  • Tim van Amstel
    Integendeel EROI (naast Energy Quality) is vanuit een fysisch oogpunt, wat zij toch enigszins aannemen, van cruciaal belang. Omdat de EROI niet alleen wordt bepaald door het type gewas, maar ook oa door plaats en tijd.
  • jakko
    Er zij wel bij vermeld natuurlijk dat EROEI een totaal irrelevant concept is. De waarde van mobiliteit staat los van de EROEI van een bepaalde brandstof. Voor mobiliteit heb je liquide brandstoffen nodig, en die mogen zelfs een negatieve EROEI hebben - precies omdat het feit dat ze vloeibaar zijn een zeer grote waarde an sich is.

    Als je energie van een bepaalde vorm (bijvoorbeeld vaste brandstof als steenkool) investeert in de productie van een liquide brandstof die gebruikt kan worden om de voor onze economie cruciale mobiliteit te garanderen, maar die liquide brandstof bevat minder energie dan je erin stak tijdens de productie (een negatieve EROEI dus), dan heb je nog altijd een zeer waardevol goedje in de hand.

    Het concept EROEI is in die zin bedrog. Het wordt door Peak Oil freaks op een valse manier aangewend.
  • paradox
    Bedankt voor de link Rembrandt:)
  • Rembrandt
    Pimentel en Patzek hun studies gaan alleen over ethanol uit mais, Later hebben ze ook nog een studie over switchgrass gemaakt. De studie van Pimentel en Patzek wordt door andere niet bevestigd. In vorige post schreef ik over een vergelijkend onderzoek uit science. De cijfers en het onderzoek zijn via onderstaande link te vinden:

    http://rael.berkeley.edu/EBAMM/

    @Tim

    Het technisch potentieel is zeker wel interessant, EROEI is in het geval van deze studie niet zo belangrijk omdat men kijkt naar populier, wilg & eucalyptus. Alledrie gewassen die een netto energie potentieel hebben. Vraag blijft of het economisch interessant is om deze gewassen te poten en in hoeverre er restricties zijn van politieke en ecologische kant.
  • paradox
    Net energy and biofuels...

    Biofuels "net energy loosers"?

    http://www.futurepundit.com/archives/002881.html

    In bovenstaande link geeft Randall Parker zijn visie over o.a. onderstaande:

    Pimentel and Tad W. Patzek, professor of civil and environmental engineering at Berkeley, conducted a detailed analysis of the energy input-yield ratios of producing ethanol from corn, switch grass and wood biomass as well as for producing biodiesel from soybean and sunflower plants. Their report is published in Natural Resources Research (Vol. 14:1, 65-76).

    In terms of energy output compared with energy input for ethanol production, the study found that:

    corn requires 29 percent more fossil energy than the fuel produced;
    switch grass requires 45 percent more fossil energy than the fuel produced; and
    wood biomass requires 57 percent more fossil energy than the fuel produced.
    In terms of energy output compared with the energy input for biodiesel production, the study found that:

    soybean plants requires 27 percent more fossil energy than the fuel produced, and
    sunflower plants requires 118 percent more fossil energy than the fuel produced.
    In assessing inputs, the researchers considered such factors as the energy used in producing the crop (including production of pesticides and fertilizer, running farm machinery and irrigating, grinding and transporting the crop) and in fermenting/distilling the ethanol from the water mix. Although additional costs are incurred, such as federal and state subsidies that are passed on to consumers and the costs associated with environmental pollution or degradation, these figures were not included in the analysis.
  • Tim van Amstel
    Volgens mij hebben de auteurs het een en ander niet goed begrepen. Aangezien ze er geen notie van hebben gemaakt.

    Het gaat niet om technisch potentieel (wat dat ook moge zijn) maar om, vanuit een fysisch oogpunt: Energy Return On Investment en Energy Quality.

    Groet, Tim

    Ps Voor mij is dit niet veel meer dan weer een poging om ons gedrag te rationaliseren en onszelf voor de gek te houden dat er niet veel aan de hand is.
  • Jakko,

    Olie is 'maar' verantwoordelijk voor 38 procent van de totale energievoorziening. (zie link). We gebruiken namelijk ook gas en kolen en wat renewables. Dus om de totale energievoorziening te bepalen, moet je uitgaan van ongeveer 2,5 keer die 190 exajoule. Dan kom je uit op ... 500 (vijfhonderd) exajoule.

    Uiteindelijk zal een groot deel van de transportbrandstof moeten komen uit landbouwproducten. Maar die transitie zal niet vanzelf gaan. Nu al zien we dat Borneo wordt omgebouwd tot een palmolieplantage, met alle gevolgen van dien. Om nou te zeggen dat we geen probleem hebben.
  • Rembrandt
    @Jakko

    Precies wat ik zei.

    Ik citeer:

    "Maar de scenarios in de studie van Faaij zijn uiteraard berekend in functie van demografische trends, voedselvoorzieningsnoden, beschikbaar landbouwareaal, agro-ecologische factoren, onzekere elementen als klimaatsverandering, economische trends, etc…"

    Ik raad je nogmaals aan om beter te lezen aangezien het bovenstaande niet de factoren zijn die de studie meeneemt.
  • Comp_Lex
    Wacko Jakko (:P) je vergeet 2 zaken mee te nemen:

    - tijd

    - "De studie toont aan dat als we een forse inspanning zouden maken een energiecrisis voorkomen kan worden. Hoe waarschijnlijk is het echter dat de huidige politieke en economische macht dit bewaarheid laat worden?"
  • Kweksma
    Wat een ongeloofelijk flut onderzoek: "Alles is mogelijk als er maar geen randvoorwaarden zijn" .....tssssssssssssssssss. Ik heb onlangs ook uitgezocht dat ik volgende maand miljonair zal worden (onder de voorwaarden dat de rente naar 10.000 procent stijgt, dat alle arme mensen in de wereld mij 1 eurocent geven)

    Dus als we alle Ethiopische boeren maar zo gek krijgen om, in plaats van op zoek te gaan naar drinkbaar water voor hun kinderen, een Amerkaanse tractor te kopen dan komt alles goed. Dan hoeven ze alleen nog maar westers gemodificeerde zaden te kopen, irrigatie aan te laten leggen en westerse kunstmest te kopen, en Voila, ze kunnen alle biodiesel maken die we maar nodig hebben voor onze SUV's.

    Er is energie genoeg, we hoeven ons gelukkig nergens zorgen om te maken!
blog comments powered by Disqus
Creative Commons License