Oil 37.5% Gas 21.1% Coal 21.8% Nuclear 6.0% Hydro 6.6%
Traditional 6.4% Geothermal 0.12% Wind 0.04% Biomass 0.4% Solar
0.009% Renewable 0.57% Wereldwijde energieproductie door
verschillende bronnen in het jaar 2000
Dia 6
Problemen met huidige energievoorziening 1.Aankomend tekort
fossiele brandstoffen 2.Energie-afhankelijkheid
3.Klimaatverandering door broeikaseffect
Dia 7
Energievooraden 1.Olie: nog 40 jaar, top productie over 5-10
jaar 2.Gas: nog 60 jaar, top productie over 15-20 jaar 3.Kolen: nog
honderden jaren, maar vies en gevaarlijk
Dia 8
(source BP statistical review 2002) Billion Barrels Waar is de
olie?
Dia 9
Snelle toename CO 2 concentratie Klimaatverandering
Dia 10
En toename temperatuur Klimaatverandering
Dia 11
Groei CO 2 -uitstoot
Dia 12
De uitstoot moet snel naar beneden
Dia 13
De uitstoot moet snel naar beneden: we moeten de rode lijn
volgen
Dia 14
We moeten naar CO2-vrije energie!
Dia 15
biomassa kernsplijting wind water zon CO2-opslag aardwarmte
kernfusie
Dia 16
Oil 37.5% Gas 21.1% Coal 21.8% Nuclear 6.0% Hydro 6.6%
Traditional 6.4% Geothermal 0.12% Wind 0.04% Biomass 0.4% Solar
0.009% Renewable 0.57% 80% van de nederlandse groene energie is
huisvuilverbranding
Dia 17
1.De toekomst van de energievoorziening 2.Kernenergie 3.De zon
op aarde 4.Fusie als energiebron
Dia 18
E = m c 2 Energie Massa Lichtsnelheid Een rozijn van 1 gram
bevat 0.001 x 300.000.000 2 = 910 13 Joule, oftewel evenveel als 4
duizend ton kolen!
Dia 19
Hoe maak je die energie vrij? Kernsplijting Kernfusie
Dia 20
Kernsplijting
Dia 21
Kernfusie
Dia 22
Kerncentrales: kernsplijting
Dia 23
Voordelen Geen CO2 Op grote schaal mogelijk Nieuwe ontwerpen
inherent veilig Nadelen Kapitaal-intensief en grootschalig
Langlevend radioactief afval Kettingreactie: gevaar voor ongelukken
Verspreiding kernwapen-materialen
Dia 24
Gevaarlijk om mee te werken? Radioactieve straling is niet
gevaarlijk als je er goed mee omgaat Kernenergie is voor werknemers
de veiligste energiebron om mee te werken.
Dia 25
Typen straling Alpha: een groot, langzaam bewegend deeltje
afkomstig van een radioactief element. Het is de kern van een
helium-atoom. Beta: een klein, snel deeltje, afkomstig van een
radioactief element. Het is een elektron. Gamma: gammastraling is
elektromagnetische straling zoals zichtbaar licht, maar met veel
meer energie
Dia 26
Stralingsbescherming
Dia 27
Afscherming alpha papier, kleding beta lab jas, handschoenen
gamma- lood, dik beton Zo kort mogelijke blootstelling Houd afstand
van bron
Dia 28
1.De toekomst van de energievoorziening 2.Kernenergie 3.De zon
op aarde 4.Fusie als energiebron
Dia 29
Fusie is de energiebron van de zon en de sterren De zon zet
elke seconde 600 miljoen ton waterstof om in helium
Dia 30
Ontwerp je eigen reactor fusie
Dia 31
brandstof temperatuur druk warmteverlies
Dia 32
Brandstof waterstof + - deuterium + - tritium + -
Dia 33
en heel veel energie! deuterium tritium helium neutron De
fusiereactie
Dia 34
Temperatuur De zon: 15 miljoen graden Op aarde: 150 miljoen
graden!
Dia 35
Druk 10 bar Tussen fietsband (6 bar) en espresso-apparaat (14
bar)
Dia 36
Hoe houd je iets warm? isolatie grootte (grote dingen koelen
minder snel af)
Dia 37
Voorbeelden: de zon, bliksem, TL-buis, neon-buis Plasma
Dia 38
Hoe maak je iets 150 miljoen graden? In een oven!
Dia 39
oven verhitting waterstof gas
Dia 40
oven waterstof plasma verhitting
Dia 41
waterstof plasma oven heet hard aan verhitting
Dia 42
probleem: wandcontact! hard aan verhitting waterstof plasma
heet
Dia 43
hard aan verhitting Voorkom wandcontact met magnetisch veld
hydrogen plasma heet
Dia 44
hard aan verhitting Voorkom wandcontact met magnetisch veld
hydrogen plasma heet Plasmadeeltjes volgen het magnetisch veld
Dia 45
hard aan verhitting waterstof plasma heet
Dia 46
Voorbeeld van plasma dat magneetveldlijnen volgt
Dia 47
probleem: uiteinden hard aan verhitting waterstof plasma
heet
Dia 48
dit werkt fantastisch! uiteinden vermijdt: torus !
Dia 49
De Tokamak Dit is de Joint European Torus, JET, in Engeland.
Jet is het grootste kernfusie- experiment ter wereld.
Dia 50
JET van binnen
Dia 51
Vooruitgang in getallen 197019751980198519901995 2000 2005 10
-6 10 -4 10 -2 10 0 10 2 10 4 10 6 10 810 Fusie-vermogen [Watt]
Hier Voorspelden we dit 20102015 ITER 16 MegaWatt JET D-T D-D
Kolencentrale
Dia 52
197019751980198519901995 2000 2005 10 -6 10 -4 10 -2 10 0 10 2
10 4 10 6 10 810 Fusie-vermogen [Watt] 20102015 ITER 16 MegaWatt
JET D-T D-D Hier Voorspelden we dit Vooruitgang in getallen
Kolencentrale Door politieke vertraging komt ITER pas in 2015
Dia 53
De geschiedenis van fusie, van 1960 tot 2015
Dia 54
1960
Dia 55
1970
Dia 56
1980
Dia 57
1990 JET
Dia 58
2010 ITER
Dia 59
ITER vergeleken met een kolen centrale
Dia 60
1.De toekomst van de energievoorziening 2.Kernenergie 3.De zon
op aarde 4.Fusie als energiebron
Dia 61
Fusie als energiebron Elektriciteits- productie: 13 GW
Dia 62
Fusie als energiebron Elektriciteitsproductie: 1000 3000 MW
Jaarlijks brandstofverbruik 1000 MW: 100 kg D, 300 kg Li
Brandstofkosten: verwaarloosbaar Investeringskosten: hoog Kosten
van elektriciteit: 0.050.10 Euro per kWh, vergelijkbaar met andere
duuzame, schone bronnen in 2070
Dia 63
Voordelen Geen CO2, dus geen bijdrage broeikaseffect Geen
andere chemische afvalstoffen Veilig Brandstof ruim voorradig en
voor iedereen beschikbaar Nadelen Kapitaal-intensief en
grootschalig Tritium is radioactief Produceerd radioactief afval,
maar laag- radioactief en relatief kortlevend
Dia 64
Tijdens bedrijf wordt geen afval geproduceerd, slechts helium
Tijdens het bedrijf is er geen vervoer van radioactieve materialen
nodig De wand van het plasmavat wordt tijdens het bedrijf
radioactief en moet na ontmanteling 50-100 jaar worden opgeslagen.
Daarna is het niveau vergelijkbaar met dat van kolenas, en kan het
materiaal hergebruikt worden, of opgeslagen als laag-actief afval.
Afval
Dia 65
Kernsplijting Kernfusie Kolenas
Dia 66
Veiligheid Geen kettingreactie De brandstoffen deuterium en
lithium zijn stabiel en onschadelijk Brandstof voor slechts een
minuut aanwezig Als er iets mis gaat, dooft de reactie Tritium is
radioactief en giftig
Dia 67
Brandstofgebruik Brandstofgebruik 1000 MW centrale per jaar:
BrandstofHoeveelheid Kolen2.700.000 ton Olie1.900.000 ton Fusie100
kg D+ 150 kg T 25 gram fusie-brandstof is genoeg voor de
levenslange elektriciteitsbehoefte van een westers persoon
Dia 68
Brandstof Deuterium: uit zeewater (33 gram in 1 m 3 ) Winnen
via elektrolyse of chemische techniek Genoeg deuterium voor 40
miljard jaar energie Deuterium uit 1 liter zeewater levert evenveel
energie als 340 liter benzine Lithium genoeg voor duizenden jaren
Winnen uit erts, overvloedig beschikbaar Er is ongeveer evenveel
lithium op aarde als koper
Dia 69
ITER (10-voudige energiemultiplicatie) DEMO
(demonstratiereactor) Commerciele reactor Duizend commerciele
reactoren JET ( wetenschappelijk experiment, geen energieproductie
15 jaar 35 jaar 50 jaar 100 jaar nu Wanneer is het zover?