Het belang van zonne-energie

Het conflict tussen Chip Market Europe en Akzo moet gezien worden tegen de achtergrond van de hoog gespannen marktverwachtingen voor zonnecellen. Zonnecellen, die gebruik maken van het zogenoemde 'fotovoltaisch effect' kunnen zonlicht direct in elektriciteit omzetten en doen dat zonder bewegende delen en zonder noemenswaardige slijtage of veroudering. De tot op heden gangbare zonnecellen bestaan bovendien voornamelijk uit een onuitputtelijke grondstof: silicium, het materiaal waaruit ook zand bestaat.

Westerse geïndustrialiseerde staten gebruiken zo'n 10 tot 20 procent van hun verbruik aan primaire energie voor de opwekking van elektriciteit (Nederland 15 procent). De rest wordt gebruikt voor ruimteverwarming, procesverwarming, ondervuring en de productie van benzine, diesel en plastic. Het zou voor de uitstoot van CO2 en ook voor de uitstoot van verzurende stikstofoxiden (NOx) van veel belang zijn als de elektriciteitsproductie, of op zijn minst het deel dat is bestemd voor huishoudens (in Nederland een kwart van het totaal) voortaan emissievrij zou zijn. Het streven van de Nederlandse overheid, verwoord in de derde energienota van 1995, is om voor het jaar 2020 10 procent van het energieverbruik duurzaam op te wekken. Maar in Nederland is weinig uitzicht op grootschalige inzet van alternatieve stroombronnen als kernenergie, waterkracht of biomassaplantages. Alleen windmolens zijn een alternatief voor de fossiele brandstoffen. De hoop en verwachting is dat zonnecellen hun plaats binnen enige decennia kunnen overnemen.

De gemiddelde woning in Nederland verbruikt zo'n 3200 kWh per jaar, dat is 8,5 kWh per dag. Op een zonnige zomerdag valt er op een goed op de zon gericht vlak per uur zo'n 1 kWh zonne-energie per vierkante meter. Rekening houdend met het dag-en-nacht ritme, de seizoenen, bewolking en vooral ook met het bescheiden rendement van de huidige commerciële zonnepanelen (niet meer dan 15 procent) is het een veilige aanname dat een gemiddeld gezin met een paneel van vier bij zes meter net elektrisch zefbedruipend is.

Een paneel van een dergelijk oppervlak kost nu nog enige duizenden guldens. Koppeling aan het elektriciteitsnet - zoals in een paar grote proefprojecten in Heerhugowaard, Amersfoort, Amsterdam en Apeldoorn - en speciale aanpassingen van de dakconstructie verveelvoudigen dit bedrag. Daaruit blijkt wel dat zonnecellen op dit moment in Nederland niet kunnen concurreren met 'gewone' elektriciteit, de kWh-kosten liggen een factor 20 tot 25 hoger.

Toch worden zonnecellen al veel toegepast: op plaatsen waar een koppeling aan het net ontbreekt. De afgelopen decennia zijn zonnecelsystemen ingevoerd voor boeien, bakens, praatpalen, de automatische pompen van veedrinkbakken, buitenhuisjes, caravans en plezierjachten. In bijna alle gevallen worden ze dan gecombineerd met een accu. Bewoners van buitenhuisjes leggen makkelijk zoveel zonne-energie in accu's vast dat ze niet alleen de verlichting en de televisie maar ook de ijskast op zonnestroom kunnen laten werken.

Werkelijk grootschalige introductie van fotovoltaische systemen in Nederland is afhankelijk van een verdere daling van de kostprijs van die systemen, die gedeeltelijk weer afhankelijk is van een grote afzet. Daarin schuilt het belang van de grote gesubsidieerde proefprojecten. Aangenomen wordt dat zonnecellen binnen twee decennia kunnen concurreren met conventioneel opgewekte elektriciteit en het wordt als een gunstig teken beschouwd dat Shell sterk investeert in de productie van zonnepanelen (via haar dochter R&S Renewable Energy Systems in Helmond).

De kosten van fotovoltaisch vermogen lopen al veertig jaar spectaculair terug. Tussen 1955 en 1965 met 90 procent, tussen 1965 en 1985 opnieuw met 90 pocent en er is nog geen einde in zicht. De hoop is gevestigd op doorbraken in materiaaltechnologie (in het laboratorium zijn met cellen op basis van gallium en arseen al rendementen van 30 procent gehaald) en op goedkopere productie- en toepassingsmethoden. De door Chip Market Europe in de VS bij Iowa Thin Film Technologies opgedane gedachte om dunne-film zonnecellen niet op glas, metaal of keramisch materiaal, maar op een goedkope, buigzame plastic te monteren zou de productiekosten aanmerkelijk kunnen verlagen.