Samenvatting Nova Natuurkunde 3 havo/vwo leeropdrachtenboek Hoofdstuk 3 - Natuurkunde

Natuurkunde H3 Energie
3.1 Energiebronnen
Alles wat een bruikbare soort energie kan leveren, is een energiebron. Meestal gebruik je
een apparaat dat de energiesoort van de bron omzet in een andere soort energie:
 Een zonnecel zet de stralingsenergie van zonlicht om in elektrische energie
 Een windmolen zet de bewegingsenergie van stromende lucht om in elektrische
energie
 Een gasfornuis zet de chemische energie van aardgas om in warmte
De zes energiebronnen die in Nederland worden gebruikt zijn:
 Fossiele brandstoffen: aardolie, aardgas en steenkool leveren chemische energie.
Aardolieproducten worden op grote schaal in het transport gebruikt. Aardgas wordt
gebruikt voor het verwarmen van gebouwen en in elektriciteitscentrales. Steenkool
wordt in Nederland in enkele elektriciteitscentrales gebruikt. 91,4% van het totale
energieverbruik van Nederland in 2018.
 Biomassa: materiaal dat van planten en dieren afkomstig is, bijvoorbeeld snoei en
afvalhout, plantenresten en mest, gewassen zoals koolzaad en maïs. Het levert
chemische energie. Sommige soorten kun je direct verbranden. Mest kun je in een
biogasinstallatie vergisten. Hierbij ontstaat een gasvormig product: biogas. Biogas lijkt
qua samenstelling op aardgas. Je kunt het voor dezelfde doelen gebruiken. 4,5% van
het totale energieverbruik in 2018.
 Wind: De wieken van een windmolen of windturbine drijven een generator aan die in
de molen is ingebouwd. Op die manier wordt de bewegingsenergie van de wind
omgezet in elektrische energie. 1,7% van het totale energieverbruik in Nederland in
2018.
 Kernsplijting: Het splijten van een atoomkern. Daarbij komt veel energie vrij in de
vorm van warmte. In een kerncentrale wordt die warmte gebruikt om stoom te maken.
De stoom spuit met grote snelheid tegen de schoepen van een turbine, die aan een
generator is gekoppeld. Deze generator zet die bewegingsenergie om in elektrische
energie. 1,4% van het totale energieverbruik van Nederland in 2018.
 Zon: een bron van stralingsenergie. Een zonnecollector zet de stralingsenergie om in
warmte waarmee water wordt verhit. Zonnecellen zetten stralingsenergie om in
elektrische energie. 0,6% van het totale energieverbruik van Nederland in 2018.
 Aardwarmte: Hoe dieper je in de aarde komt, des te hoger de temperatuur wordt. Het
is mogelijk om warmte uit diepe aardlagen naar het oppervlak te halen. Hiervoor
worden twee putten gebruikt. Via de eerste put wordt zeer warm grondwater uit de
diepte omhoog gepompt. Dit grondwater kan vervuild zijn, dus wordt het door een
warmtewisselaar geleid, waar het een deel van zijn warmte aan koud water afgeeft.
Daarna wordt het grondwater via de tweede put weer terug naar de bodem gepompt.
0,2% van het totale energieverbruik van Nederland in 2018.
De ideale energiebron is onuitputtelijk, altijd beschikbaar, milieuvriendelijk en goedkoop.
Maar die bestaat niet. Aardgas werd eerst gezien als een ideale energiebron, omdat bij de
verbranding alleen water en koolstofdioxide ontstaat. CO2 is reukloos en niet giftig, dus werd
er pas later ontdekt dat het een schadelijk broeikasgas is en een bedreiging voor het klimaat
vormt. Nu worden vooral de nadelen van aardgas benadrukt. Nederland wil zo snel mogelijk
ervan af en overstappen op andere ‘klimaatneutrale’ energiebronnen. Dit wordt de
energietransitie genoemd. Er moet een nieuw energiesysteem komen met vier kenmerken:
 Duurzame energiebronnen: bijv. wind en zon. Energiecentrales zijn gesloten of
draaien op biomassa en de meeste voertuigen rijden op elektromotoren. Huizen
worden verwarmd door warmtepompen of met aardwarmte.
 Efficiënt energiemanagement: het gebruik van energie is beperkt. Gebouwen zijn
goed geïsoleerd en apparaten zijn efficiënt. Mensen zijn er zelf ook bewust van.
 Grootschalig energieopslag: op een effectieve manier grote hoeveelheden energie
opslaan. Bijv. opslag in grote accu’s of in de vorm van waterstofgas.