Email   Print

Share

Zonnefolie is geen dun verhaal

In een voormalige fotorolletjesfabriek wordt hard gewerkt om de energiemarkt te ontregelen.

Mark Stevenson | 134 maart 2011 issue

Veel dingen spreken in het voordeel van Tracy Wemett. Ze offert haar vrije tijd op om kansarme tieners een handje te helpen, ze organiseert voedselinzamelingen voor daklozen en werft donaties voor een weeshuis in Kenia. Ze is ook goed in haar werk: publiciteit. Maar haar vaardigheden als chauffeur zijn de beroerdste die ik ooit heb meegemaakt. ‘We zijn er bijna’, zegt ze alvorens met bloedstollende vaart een bocht te nemen, terwijl ze een sms verstuurt. Ik doe het stilletjes in mijn broek. Dat ‘er’ kan in dit geval net zo goed het hiernamaals betekenen.

Nooit in mijn leven ben ik zó blij geweest om een fabrieksgebouw te zien. Wemett springt uit haar autostoel. ‘Ik vind het heerlijk om hier te komen’, zegt ze tegen me, terwijl ik aarzelend het asfalt betreed, genietend van het feit dat het volkomen stil blijft liggen. ‘Alles in orde? Moet je naar de wc?’

Aan de buitenkant is dit karakterloze bouwsel op een industrieterrein van een stad bij Boston niet erg opzienbarend. Buiten op het bord staat Konarka. Eenmaal binnen blijkt er echter iets zeer bijzonders te worden vervaardigd. In deze fabriek werden de fotorolletjes voor Polaroid gemaakt. Daarom heeft Konarka dit pand gekocht; wat zij doen, is een vergelijkbaar proces. Ze hebben niet alleen het gebouw gekocht, maar ook de machines.

Larry Weldon, adjunct-directeur van de productie, loopt met Wemett en mij langs de productielijn. Van hoge assen wordt onafgebroken een vel doorschijnend plastic van ongeveer twee meter breed aangevoerd langs diverse apparaten, die elk een dun vliesje materiaal op de dragende laag aanbrengen. ‘Eigenlijk is het gewoon een grote printer’, zegt Weldon.

Zoals wel meer ingenieurs is Weldon een wandelend understatement. Want uit deze printer komen rollen met lichtgewicht buigzame ‘organische’ zonnepanelen van maar vijf millimeter dik, die je om zo ongeveer alles heen kunt vouwen. Ik ben hierheen gekomen omdat hier iets gebeurt dat een radicale verandering kan betekenen voor hoe wij met energie omgaan.

We hebben geen energiecrisis. Volgens een populaire statistiek ontvangt de aarde in één uur meer energie van de zon dan we in een heel jaar kunnen opmaken. Dus er is wat energie betreft inderdaad geen probleem. Het ómzetten van energie is de crisis. Of beter gezegd: de kosten van het omzetten van energie is de crisis. Daarom doen fossiele brandstoffen het zo goed. Ondanks alle bijbehorende problemen bieden ze meer energie per klinkende munt dan alle andere krachtbronnen.

Fossiele brandstoffen vormen de energiespaarrekening waarop Moeder Aarde haar kapitaal heeft gestort en waarin ze miljarden jaren lang zorgvuldig heeft geïnvesteerd door biomassa om te zetten in olie en steenkool. Helaas halen we nu sneller van de rekening af dan er kan worden bijgestort. Waar de natuur miljarden jaren over deed om bij elkaar te sparen, maken wij op in enkele eeuwen. Als het om fossiele brandstoffen gaat, is de mensheid een soort klungel met een creditcard. En er komt een moment dat de bank onze rekening blokkeert. Daar komt nog bij dat fossiele brandstoffen elk jaar gigatonnen CO2 in de atmosfeer pompen, wat bijdraagt aan de opwarming van de aarde.

Daarom lijkt zonne-energie gevoelsmatig al een verstandig alternatief. Uiteindelijk is al onze energie in eerste instantie toch van de zon afkomstig. Die oeroude planten hebben hun groeikracht ook van de zon ontvangen, dankzij een proces dat fotosynthese heet. Die planten dienden tot voer van lang geleden gestorven dieren – die samen met hun voedsel inmiddels zijn geworden tot lange ketens van koolwaterstoffen – om hen van energie te voorzien. Waarom zouden we die miljard jaar in de wachtkamer niet gewoon overslaan? Elke seconde wappert de zon een vette energiecheque voor onze ogen. Het probleem is dat we niet zo goed weten hoe we die moeten innen. Het merendeel ervan sijpelt gewoon weg, zodat we gedwongen zijn om de spaarrekening van Moeder Aarde te plunderen. Zonnepanelen van dunne folie kunnen ons helpen bij het incasseren van deze waardebon. In de fabriek staan we inmiddels stil bij een apparaat waar de wonderlijk dunne energieopwekkende laag wordt gedrukt op een rol plastic die erdoorheen wordt geleid. De laatste jaren zijn er technieken voor zonnecellen met dunne laagjes ontwikkeld, die gebruikmaken van veel plattere siliciumschijfjes – vergeleken met de traditionele, kristallijne zonnecellen van silicium – of combinaties van materialen met pakkende namen als ‘cadmiumtelluride’ en ‘koper indium gallium diselenide’. Deze zonnecellen kunnen veel dunner en lichter worden gemaakt en zijn vaak goedkoper dan hun kristallijne tegenhangers van silicium.

Een (wellicht overdreven) punt van aandacht is dat telluur en indium tot de zeldzaamste elementen op onze planeet behoren. Dat leidt bij sommigen tot zorgen dat deze ‘duurzame’ technologie ironisch genoeg zou kunnen vastlopen op een gebrek aan natuurlijke hulpbronnen. Ook zorgelijk is dat cadmium zo ongeveer het meest giftige element is dat we kennen.

‘Wij gebruiken geen silicium, telluur, indium en al die dingen’, zegt Weldon beslist. ‘Wij gebruiken plastic inkt.’

De techniek van Konarka maakt gebruik van moleculen van organische geleidende polymeren, ontdekt door Alan Heeger, medeoprichter van het bedrijf, in samenwerking met Alan MacDiarmid en Hideki Shirakawa. Voor deze ontdekking kreeg het drietal in 2000 de Nobelprijs voor Scheikunde. Het resultaat van hun werk is dat je nu zonnecellen letterlijk kunt drukken. En hoewel het energie van laag niveau produceert, is het materiaal van Konarka wel veel goedkoper dan siliciumcellen, kan het ook functioneren bij zwak licht en houdt het het daarom ook langer vol.

Weldon legt uit waarom het materiaal van Konarka – ze noemen het power-plastic – op grote schaal goedkoop kan worden geproduceerd. ‘We kunnen voor ons doel oude fabrieken voor fotorolletjes ombouwen’, zegt hij. En ook al wil hij de cijfers niet bevestigen, het is wel duidelijk dat Konarka het gebouw waarin we nu staan voor een schappelijk prijsje heeft verworven. ‘Polaroid staakte de productie in 2007. Ik had geen baan meer.’ Maar dat duurde niet lang. Konarka kocht de fabriek en nam Weldon plus dertien van zijn medewerkers in dienst om de werkplaats opnieuw in te richten. En nu kijk ik naar het resultaat van hun inspanningen. Meters folie schuiven langs me heen, waarvan allemaal energieopwekkend materiaal wordt gemaakt. Het ‘rendement’ is misschien wat laag – tussen de drie en vier procent – maar dit gebouw lijkt eerder op een drukkerij van een dagblad dan op een fabriek voor zonnecellen. Volgens cijfers van Konarka kan hier op een werkdag 2,5 miljoen vierkante meter materiaal worden geproduceerd.

Ik verlaat de fabriek met enige aarzeling. Ik besef dat een rit met Wemett aan het stuur de enige manier is om mijn afspraak te halen met Rick Hess, de directeur van Konarka. Hess blijkt zo’n typische directeur. Hij heeft die ontspannen uitstraling vol zelfvertrouwen van een man die zich over zijn pensioen niet meer zo’n zorgen hoeft te maken. Hij heeft een sterke kop met opvallende trekken: een ferme kaaklijn, stoere neus, priemende ogen. Hij zit niet zozeer in de stoel tegenover me, hij heeft hem in beslag genomen. Dat is geen arrogantie, maar eerder pure zelfverzekerdheid van een geboren en getogen ondernemer. Hess bouwt bedrijven op, verkoopt ze soms en gedijt zichtbaar in een commerciële omgeving. Hij is dan ook ruimhartig als het over zijn concurrenten gaat. ‘Ik ben er volledig van overtuigd dat er op de markt voor iedereen wel een plekje te vinden is. De dunne folie gaat echt niet het silicium van de markt drukken, maar kan op plaatsen worden toegepast waar silicium niet bruikbaar is.’ (Overigens is Hess inmiddels opgestapt bij Konarka.)

Een van de voordelen van de techniek van Konarka is dat het zo buigzaam is, dat het gemakkelijk om allerlei dingen kan worden gevouwen: van een rugzak tot een gebouw. Ook kan de folie van Konarka dun genoeg worden gemaakt om doorheen te kunnen kijken, zodat de vellen kunnen worden gebruikt om ramen te beplakken en daar kleine krachtcentrales van te maken. Dit is een mogelijke ontwikkeling die uw energiebedrijf u liever uit het hoofd wil praten: de optie om jezelf los te koppelen van het stroomnet.

Enige tijd na mijn bezoek ging Konarka met een cliënt aan de slag om voor ontwikkelingslanden lantaarns op zonne-energie te produceren, apparaten die gedurende de dag lading kunnen opslaan en ’s nachts kunnen worden gebruikt voor studie of werk, en bovendien de veiligheid vergroten. ‘Als je licht hebt in je dorp, geef je de vooruitgang van de mensen daar echt een extra zetje’, zegt Hess.

En hij heeft gelijk. In Rema, een dorp 250 kilometer ten noorden van Addis Abeba, de hoofdstad van Ethiopië, is onlangs zonne-energie geïnstalleerd. ‘Nu kunnen onze kinderen ’s avonds hun huiswerk doen, omdat er licht is’, vertelt Elfenesh Tefera, een van de inwoners. ‘Ze zijn er erg blij mee.’ Ook kan het plaatselijke café langer openblijven, en een koelkast op zonnestroom zorgt ervoor dat het bier altijd koud staat, zodat personeel en klanten niet langer hoeven te worstelen met de rook van petroleumlampen. Nu de zonnestroom het dorp heeft bereikt, gaan de zaken voorspoedig. Rema is een gewilde plek geworden en de nieuwkomers stromen binnen. Toen Sukant Tripathy het bedrijf samen met anderen opstartte, was het doel om ontwikkelingslanden toegang te verschaffen tot elektriciteit. (Het bedrijf werd vernoemd naar een favoriete plek van de inmiddels overleden Tripathy: de tempel van Konark in de Indiase deelstaat Orissa.) ‘De telefoon is nu draadloos, internet is draadloos’, stelt Hess vast. ‘Het enige waarbij je nog een draad nodig hebt, is elektriciteit. Dan loop je te denken over de ontwikkelingslanden en hoe de communicatie daar loopt. Ze hebben daar de draden gewoon overgeslagen en zijn direct in draadloos gestapt. Ik denk dat ze wat elektriciteit betreft hetzelfde gaan doen.’

Ik vraag Hess of hij gehoord heeft over een conflict dat niet lang geleden ontstond toen Xcel Energy, het grootste nutsbedrijf van Californië, probeerde een extra heffing op te leggen aan klanten met zonnepanelen bij hun huis, als bijdrage aan de kosten van een groter netwerk in die staat.

Hess moet glimlachen. ‘De nutsbedrijven hanteren het half-om-halfmodel. Ze willen wel zonne-energie exploiteren, maar die stroom dan wel gewoon via draden aanvoeren... Ach, daar is ook heus wel ruimte voor, hoor.’

Ik krijg sterk de indruk dat Hess een professionele ‘soepele’ benadering kiest. Anderen zijn wat directer. Jim Harvey van de Alliance for Responsible Energy Policy, een Amerikaanse lobbygroep voor duurzame energie, is mordicus tegen het idee om de zonne-energie in handen van de nutsbedrijven te geven. En hij weet het helder te brengen: ‘De nutsbedrijven stellen meer belang in het bestendigen van hun wurggreep op het elektriciteitsnetwerk en het voortzetten van het zakelijke model dat ze al een eeuw lang hanteren, dan dat ze nu zo graag schone energie willen leveren.’

‘Zijn jullie eigenlijk in overleg met de nutsbedrijven?’, vraag ik aan Hess.

‘Nee.’

‘Want?’

Hess geeft niet direct antwoord, maar vertelt een verhaal. Het gaat over een groot telecombedrijf dat een jaar of twintig geleden een onderzoek liet uitvoeren naar mobiele telefoons. ‘Toen het project zo’n vijf jaar liep, zeiden de beslissers zoiets als: “Dit slaat nergens op! Niemand wil een telefoon met zich meezeulen! We hebben overal in de Verenigde Staten kabels lopen en mensen kunnen gewoon de telefoon pakken en iemand bellen. Waarom zouden ze ooit hun telefoon bij zich gaan dragen? Deze techniek gaat nooit iets worden.”’

Zijn bedoeling is duidelijk. Het tijdperk van een stroomnet dat wordt gedomineerd door centraal opgewekte elektriciteit loopt op zijn eind en zonne-energie kan voor elektriciteit betekenen wat synthetische biobrandstof ooit met benzine kan doen: een wereld creëren waarin onze energiebronnen sterk plaatselijk gelokaliseerd zijn. Dat is een mooie gedachte, maar dan is er nog een lange weg af te leggen. Zonnestroom is nog steeds erg duur en er is meer dan voldoende verzet tegen verandering.

Hess ziet dat ook zo. ‘Ik kan niet zeggen wannéér het gaat gebeuren; dat moeten de futurologen maar uitmaken. Wij werken er gewoon aan dat het ooit kan gebeuren. Je kunt nou eenmaal niet iedereen op de wereld op het stroomnet aansluiten. Dat is niet haalbaar.’

Hij heeft gelijk. Twee miljard mensen leven nog steeds zonder te beschikken over een betrouwbare stroomvoorziening. In Ethiopië bijvoorbeeld leeft 80 procent van de bevolking op het platteland en slechts één procent daarvan heeft toegang tot elektriciteit. Een werkelijk landelijk stroomnet zou daar vreselijk duur worden en daarom wordt in het land geëxperimenteerd met zonne-energie voor boeren, zonder verbinding met een centrale. Dit gebeurt ook in Nepal, Sri Lanka, India, Vietnam, Ecuador, Tanzania, Indonesië, Kenia, Brazilië, Ghana, China… Het is u wel duidelijk nu.

Een paar maanden na mijn bezoek lees ik een nieuwsbericht in de krant. Het stadje Fowler in Colorado – dezelfde staat waar Xcel in de problemen kwam met die voorgestelde extra heffing op zonnepanelen – heeft plannen aangekondigd om zichzelf van het stroomnet los te koppelen, dankzij een combinatie van zonne-energie, zelfgefabriceerde biobrandstof en gas dat wordt gewonnen uit stalmest. ‘Ons eerste doel is de kosten van energielevering eerst constant te krijgen en ze dan te verlagen’, zegt Wayne Snider, opzichter van de gemeentediensten. ‘Maar ons uiteindelijke doel is dat we onze eigen leverancier worden.’ Het is een klein voorbeeldje van een ommekeer naar strikt plaatselijke energieopwekking waar Hess het steeds over heeft. Maar hoe zit het dan met het opslagprobleem? Immers, zonnecellen wekken alleen stroom op als de zon schijnt. Het antwoord van Hess op dat probleem is ontstellend eenvoudig: ‘Je hebt natuurlijk accu’s nodig om de overtollige energie op te slaan die overdag wordt opgewekt.’

Een mogelijke opslagmethode maakt gebruik van de kansen die nanotechnologie biedt om materialen te manipuleren. Die techniek dringt op allerlei fronten binnen en biedt uitzicht op kostenreductie en verbetering van de resultaten. De productie van energie vormt hierop geen uitzondering. Op de universiteit van Maryland wordt gewerkt aan zogeheten elektrostatische nanocondensatoren, met de bedoeling om de opslagcapaciteit van accu’s met een factor tien te verhogen. En ze denken daar al na over hoe ze de resultaten in zonnecellen kunnen inbouwen.

Met welke oplossing komt Hess? Met een lithiumaccu van polymeren die je kunt printen. ‘Onze techniek beperkt zich niet tot zonnecellen. Je kunt met polymeren ook elektrische componenten maken. Zo wordt dan bijvoorbeeld een product haalbaar met drie lagen: een zonnepaneel, een accu van polymeren en een LED-lamp van organisch materiaal, allemaal geprint. In veel warme landen is behoefte aan schaduw, dus maak je je schaduwdak van dit materiaal. Overdag houdt het je uit de zon en ’s avonds helpt het om dingen te zien.’

En dit is de tweede reden waarom ik Konarka wilde bezoeken. Het bedrijf biedt een glimp van een nog verdergaande verandering. Aanhangers van schone energie en bezorgde milieubeschermers moeten niet louter rekenen op stijgende brandstofprijzen om de vraag naar duurzame energiebronnen te vergroten. De producenten van fossiele brandstoffen blijken al generaties lang in staat nieuwe voorraden aan te boren om de prijzen over de hele linie stabiel te houden. Weinig mensen ontkennen dat de fossiele brandstoffen op een dag zullen opraken, maar dat zal ons niet op duurzame energiebronnen laten overschakelen binnen het tijdsbestek dat noodzakelijk is om een halt toe te roepen aan onze tomeloze uitstoot van CO2. Die duurzame bronnen moeten goedkoper worden, en snel ook.

Maar het tempo van innovatie bij de productie van zonnepanelen is verbluffend. Leveranciers van dunne folie zijn niet meer te tellen. Elke week is er wel weer een aankondiging van de een of andere firma die beweert dat haar zonnecellen een nog hoger rendement koppelen aan nog lagere kosten. Ze zullen niet allemaal succes hebben, maar sommige wel, en ik vermoed dat degenen zullen slagen die het slimst gebruikmaken van de nanotechnologie.

Afhankelijk van welk rapport je leest en in welk jaar dat werd geschreven, is zonnestroom het best bewaarde geheim binnen de energiesector, die een exponentiële groei laat zien waardoor binnen twintig jaar de fossiele brandstoffen niet meer nodig zijn; of deze is niet meer dan een aardig maar weinig relevant bijverschijnsel. De overkoepelende, niet zo voor de hand liggende analyse is dat beide visies kloppen.

Volgens de website van Solarbuzz, een bedrijf dat onderzoek doet en adviseert op het gebied van zonne-energie, is de vraag naar schatting toegenomen met ongeveer 30 procent per jaar gedurende de afgelopen vijftien jaar. Maar wat gaat er gebeuren wanneer zonne-energie ineens goedkoper wordt dan de andere mogelijkheden? Misschien is dat binnen twintig jaar wel het geval en dat kan een radicale omzwaai veroorzaken naar lokale energieopwekking zonder centrale.

Zullen we dan meemaken dat de vraag naar zonne-energie niet gaat stijgen met 30 procent per jaar, maar met nog veel meer? Bij dergelijke groeipercentages zou onze complete energiebehoefte al snel met zonnestroom kunnen worden gedekt, wat het bijverschijnsel van vandaag kan veranderen in de hoofdzaak van morgen. Een blik op het groeipercentage in Japan kan verhelderend zijn: 109 procent.

Hess zegt dat hij naar een vergadering moet, maar voor hij vertrekt, wil ik hem nog een laatste vraag stellen. Hess is duidelijk iemand die graag geld verdient. Hij zit niet alleen in zonne-energie om de aarde te redden. ‘Waarom doe je dit allemaal?’

‘Ik ben een ontregelend type. Ik hou van ontregeling. En zonnestroom gaat de energiemarkt zeker ontregelen.’ Dan is hij even stil. ‘Maar het geeft ook een goed gevoel om aan iets heel positiefs te werken waarin iedereen zich kan vinden. Zelfs mijn zoon is geïnteresseerd in wat ik doe. Dat is hij zijn hele leven nog nooit geweest! Papa doet iets cools!’

We staan op en Hess geeft me een hand, met de klemvaste greep van de zakenman die lijkt te zeggen: ‘We zijn nu vrienden, maar als het moet, laat ik je omleggen.’

Wemett kijkt me aan. ‘Wil je een lift?’, vraagt ze.

‘Eh, ik merk ineens dat de zon is gaan schijnen’, zeg ik. ‘Ik ga lekker lopen.’

Met toestemming overgenomen van An Optimist’s Tour of the Future, van Mark Stevenson, dat in januari is uitgegeven bij Profile Books.

Koop deze Ode in de winkel of neem nu een proefabonnement.

Meer lezen?

Een stralende toekomst

De doorbraak van alternatieve energie

De wederkomst van de zon

Tools: Bespreken | Email | Print | RSS | Nieuwsbrief Save/Share: