Bomen versus zonnepanelen

photo-1441974231531-c6227db76b6e
In Nederland valt in de zomer 1.000 Watt per m2 op het aardoppervlak. Dat levert 1.000 kWh per jaar aan zonne-energie die ons oppervlak bereikt. Standaard zonnepanelen van 330 Wattpiek kunnen daarvan 18% in elektriciteit omzetten. Met een paneel produceer je dan 300 kWh per jaar. Bomen halen 0,3 % tot 1% uit de zon. De natuur kan hiermee kennelijk uit de voeten.

Er wordt al meer dan 100 jaar systematisch vastgelegd hoe bomen zich ontwikkelen door de universiteit Wageningen. Voor meer dan 15 soorten bomen is dit vastgelegd voor productiebossen in de zogenaamde opbrengsttabellen. Al deze bomen met uitzondering van de populier worden gemakkelijk 100 jaar en vertonen dan nog steeds groei; cq aanwas van hout.

Het bosareaal in Nederland gaat achteruit door ontbossing en verstedelijking.



Bomen groeien de eerste 7 jaar langzaam. Daarna stijgt de houtaanwas sneller en bereikt een optimum tussen 17 en 30 jaar. De topscheuten sterven bij oudere bomen af; - daartegen over dijt de kroon uit. Ook ouder bomen blijven groeten, produceren jaarringen en de takken worden dikker. Bomen op gezonde vruchtbare grond met vocht kunnen leeftijden de bereiken van meer dan 200 jaar. Ze leggen het loodje door stormen, brand en ziektes (schimmels - insectenplagen/..). Eiken groeien niet zo hard maar kunnen wel heel oud worden. Het looizuur in de bast en bladeren beschermt ze tegen ziektes.

Opbrengsttabel productiebomen Nederland in 50-ste levensjaar (bron WUR)


Boom soortEenheidAm. EikRuwe BerkPopulierZomer EikGrove denEsBeukJapanse LarixOosterijkse DenCorsicaanse DenDouglasgemiddeld
Leeftijdjaar5050255050505050505050 47,7
NN/ha14536143135061142600601595978496394 699,3
H tophoogtem21,120,428,421,217,82424,524,51825,530,2 23,2
d dom Gem. Diametercm151933,33125,325,63531,232,540,747 30,5
V Spilvolumem3/ha130142144251269301341342399481577 307,0
Groei dit jaar 50m3ha-1j-16,13,614,47,98,49,4111114,417,416,7 10,9
Gem groei 0 - 50 jaarm3ha-1j-13,75,216,19,38,610,411,311,912,620,720,4 11,8



Boskap (biomassa) voor bijstook in centrales


De energie input van het pelletproces (excl. drogen) bedraagt 0,5 kWh per kg. Daarvoor wordt op grote schaal bos weggekapt. Dat verse hout wordt in hamermolens vermalen, gedroogd met gasovens van 50% droge stofgehalte (ds) tot 10% ds en tot pellets geperst. Vervolgens wordt dit hout verscheept naar elektriciteitcentrales en daar verbrand. . Daar wordt de rest van het water verdampt. Per Kg hout wordt er aan vocht in dit proces 0,5 liter water verdampt, met een ketel rendement van 80%. Dat kost aan fossiele energie 0,5 x 2,265 /80% = 1,41 MJ = 0,39 kWh per kg hout. Het zagen, schillen, persen tot pellets en transport tot de verbrandingsoven kost per kg aan fossiele energie 0,9 MJ
Droog hout bevat gemiddeld per kg 19 MJ energie (= 19/3,6 = 5,3 kWh bovenwaarde). Bij de verbranding ontstaat CO2 en H2O. En daarnaast afhankelijk van de houtsoort diverse restproducten. De warmte uit de waterdamp, die bij de verbranding ontstaat, kunnen we alleen maar terug winnen indien deze condenseert in lage temperatuur systemen zoals bij vloerverwarming of via warmtepompen voor stadsverwarming.
In de praktijk houden we dan aan energie per kg hout over: 19 x 83% (stook waarde) - 1,41 (hout drogen) - 1,7 (pelletproductie) = 12,93 MJ = 3,59 kWh per kg hout.

rendement houtstook

Als we aardgas verbranden dan komt er als gevolg van verbranding CO2 in de lucht. Als we hout verbranden dan noemen we dat CO2 neutraal mits we zorgen voor nieuwe aanplant van bomen. Het oude bos vangt steeds minder CO2 in, naar mate het ouder wordt, het nieuwe bos zal na circa 100 jaar de CO2 schade weer geneutraliseerd hebben.
De gedachte hierachter is dat het jonge bos qua cumulatieve CO2 invang het oude bos op termijn voorbijstreeft.

Oosterijkse den

Als we 2050 als ijkpunt nemen en kijken hoeveel CO2 schuld er nog rest aan de hand van kappen dan zien we dat 35% de CO2 schuld nog niet is ingelost. Door nu op grote schaal hout te verstoken draagt dus bij aan de verhoging van de CO2 concentratie. Dat moeten we niet willen. Dus stoppen met dit type van energie uit biomassa halen. Bovendien scheelt dat ook weer subsidie. Want er gaat veel geld naar deze busin


In de sommetjes wordt CO2 uitstoot bij verbranding van hout door de Biomassa lobby niet meegenomen. Resthout zou door verrotting (wat overigens prima voeding zou zijn voor bodemleven) evenveel CO2 produceren;- dus maakt in de fik steken niets uit.
Bij het verbranden van nieuw vers hout reken we de CO2 uitstoot ook niet mee. De groei van nieuw bos compenseert dat. Die redenatie kunnen we ook maken voor aardgas of kolen. Zolang je maar nieuwe bomen plant is elke vorm van fossiel stoken dan ook neutraal.



Benuttingspercentage van het zonlicht door bomen


Gemiddeld groeien bomen in ons land met 11,8 m3 per hectare. Het vochtgehalte bedraagt 45%. Dus de droog-hout-productie bedraagt 6.510 kg per hectare. De verbrandingswaarde van een kg hout bedraagt 5 kWh (Bovenwaarde). Per saldo legt een bos dus per hectare vast 5 x 6.510 = 32.550 kWh. Op jaarbasis is de instraling per hectare door de zon 10 miljoen kWh. Daarmee wordt door een bos 0,325 % van het zonlicht vastgelegd in de vorm van hout. Zonnepanelen met 18% effeciency halen dus 55 x meer energie uit de zon dan bomen.

Het voordeel van hout is dat je het op elk moment naar behoefte kunt verbranden. Als we van zonne-energie waterstof maken dan bezitten we ook een medium dat elk moment gebruikt kan worden. Voor het maken van waterstof hebben we 60 kWh nodig voor 1 kg waterstof die op zich 39 kWh energie op bovenwaarde bevat. Thermisch gezien heeft dat proces een rendement van 39/60 = 65%. Als we dus zonlicht omzetten in waterstof met zonnepanelen levert dat een rendement op van 65% x 18% = 11,7%. Dus thermisch gezien halen we met zonnepalen met waterstof 35 x meer energie uit de zon dan bomen. Dat zou pleiten voor de stelling laat de bomen met rust en steek ze niet in de fik.

CO2 compensatie door bos planten


Als we vliegen, auto rijden of met de trein rijden gebruiken we fossiele energie.
De CO2 productie van het verbruik van brandstoffen is vastgesteld in de lijst emissiefactoren

Onderstaand wordt bepaald de hoeveelheid CO2 die per hectare bos wordt vastgelegd per jaar. Daarmee krijgen we indruk hoeveel bos er nodig is om ons fossiel reisgedrag te compenseren.

Hout wordt grosso modo vastgelegd middels de fotosynthetische koolzuurgas assimilatie:

dr. RM (Rene) Klein Lankhorst expert optimale fotosynthese
Productiebos   
CO2molgewicht44gram
C6H12O6molgewicht168gram
Vers hout aanwas  11,84 m3/ha
Vocht 45% 
Droog hout aanwas  6.510 kg/ha
C6H12O6  38.750 mol
6 CO26 232.500 mol
    
Invang CO2 per jaar  9.765 kg/ha
CO2uitstoot per kg hout 1,5kg
Voor 100 km vliegen hebben we nodig 3 ltr kerosine per persoon. Vliegen naar New York is 6000 km. Ergo we gebruiken dan per persoon 180 liter met een CO2 productie van 1.685 kg CO2. Dat komt overeen met de CO2 invang van 121 bomen per jaar voor een vlucht.Voor 100 km autorijden hebben we nodig 7 ltr bezine. Per jaar rijdt de auto 20.000 km met een CO2 productie van 24.800 kg CO2. Dat komt overeen met de CO2 invang van 1.777 bomen per jaar voor een auto.NS verbruikt per jaar 1300 gWh stroom in 2016 en in dat jaar werd er 17 miljard reizigerskilometers geteld. Dus per 100 km : 100 x 1,3/17 = 7,64 kWh per reiziger. Daarvoor moet aan fossiel brandstof 19 kWh worden verstookt. Een auto verbruikt 70 kWh per 100 km. Dus treinreizen heeft tov de auto 70/19 = 3,6 x minder CO2 uitstoot.Leuk weetje: In de tropen kan de CO2 invang van bomen 2 tot 3 x meer zijn dan in ons gebied. Een hogere CO2 concentratie levert een verbetering van de fotosynthese.