de Trias eXergetica…! 2/2

Al is die Tetra Materia goed bruikbaar (zie vorige artikel), er is nog wat meer aan de hand. Trias energetica en dus nu Tetra Materia  zijn slechts richtlijnen, nuttig maar niet het hele verhaal.

Materialen, hernieuwbaar of niet, komen uitsluitend van binnen ons aards systeem , in tegenstelling tot (hernieuwbare cq stromings-) energie, die komt met bakken binnen zonder dat we die kunnen uitputten.

Materialen zijn dus het systeem-kritische punt. En alleen wat minder is niet voldoende, we moeten materialen in kringlopen beheren, anders houdt het een keer op. Dus het is zaak die richtlijnen te formuleren zodat materialen binnen een kringloop blijven. De kenmerken van een materiaal stroom in een kringloop zijn er een viertal: de soort materiaal, het volume, de snelheid van gebruik en -alweer- de energie om de kringloop aan te drijven, om materialen te bewerken en te gebruiken. ( wat dus ook weer materiaal is om hernieuwbare energie te converteren)

Dat levert (op gebouw niveau) het volgende rijtje op:

1) kringloop sluiten : kan uitsluitend met dat wat ge-regenereerd kan worden,

2) reduceer volume in kringloop: beperk vraag, beperk gebruik, en met minder bronnen hetzelfde bereiken, niet in de laatste plaats door het vervangen van materiële functies door diensten die hetzelfde leveren.

3) reduceer snelheid van kringloop: langer doen met producten in kringlopen, lage onderhoudsbehoefte maar wel eenvoudig te repareren, flexibel gebruik, Dat levert meert tijd voor herstel van de voorraad, en vergroot de potentie van de voorraad

4) beperk de aandrijfenergie van de kringloop: lokale materialen, low tech toepassingen, lokale arbeid, systeem innovatie cq re-organisatie.

Dat gaat al een paar stappen verder, en tot zover is dat praktisch allemaal te doen, en geeft handige richting aan ons handelen. Maar als we het echt goed willen doen, dan zijn er nog wat andere overwegingen die we mee moeten nemen. Op de eerste plaats: als de kringloop gesloten kan worden doordat het materiaal hernieuwbaar is, is dat mooi, maar het moet wel hernieuwd worden : anders is het een loze kreet. En dat is aan een maximum gebonden, de aarde is nou eenmaal een beperkt en eindig systeem.

En nog een belangrijke observatie : Er is in feite is er geen onderscheidt tussen materialen en energie: ze moeten allebei beperkt worden, en van hernieuwbare oorsprong zijn.

Je kan materialen dus nog steeds in energie uitdrukken, want om materialen te winnen en te converteren is weer energie nodig, ook om materiaal kringlopen te sluiten is energie nodig ( zoals zonne energie om een hectare bos te laten (her-)groeien). (Circulaire Energie, [1] Al is het dan hernieuwbare energie of wellicht arbeid. Want ook die wil je beperken, we kunnen niet eeuwig windturbines en zonneparken blijven bij bouwen, dan komen we met materialen in de problemen, of lopen tegen land beperkingen aan.

Dus een optimalisatie zit ook in het feit dat er met zo weinig mogelijk hernieuwbare energie gewerkt wordt om in een functie te voorzien en de kringlopen in stand te houden.

Maar ook dat energie en grondstoffen eigenlijk twee van dezelfde zijn: energie wordt ook wel restmassa genoemd, en of massa als restenergie bestempeld. Die twee zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden, je kan ze feitelijk niet los van elkaar behandelen. Het gaat om de potentie van een systeem, of dat nu een hectare is, een stad of een land, en wat binnen dat systeem geproduceerd kan worden: met energie , en voor voedsel of materiaal, dat is innig verweven: een hectare kan x kg aardappelen opleveren, of y kg hout, beide uit directe zonne-energie. Een deel daarvan zal in energie omgezet moeten worden om het te oogsten of te bewerken. Of om energieconversiesystemen te bouwen, zoals een windturbine ( en ja die kan ook uit hernieuwbaar materiaal gemaakt worden, zie de Duitse houten 2 MW turbine, www.timbertower.de ) Overigens, voor fossiele energie geldt hetzelfde, dat is ook uit een hectare opbrengst , biomassa, voortgekomen. Die conversie stap nemen we alleen nooit mee in onze berekeningen, en dat wordt nu erg vervelend….

Energie en grondstof zijn tot elkaar veroordeeld. Dus de vraag is in feite wat kan maximaal van 1 hectare geoogst worden ( hernieuwd worden) , in willekeurige of gewenste combinaties. Meer kan natuurlijk niet, want dan gaan we over de grens van het systeem heen: of door het exergetisch uitputten van het systeem zelf, door oa fossiele voorraden te verbranden ( met systeem veranderingen als gevolg, waardoor we mogelijk niet overleven) , of door naar de buren te gaan , om te lenen, of te stelen, zoals we in het verleden (?) deden. Maar die zitten met hetzelfde probleem. En globaal gezien, als systeem, daar houd het op, buren zijn er niet meer. Er is dus een maximum, op een klein systeem of het geheel dat maakt niet uit. Dus moeten we een trias of tetra formuleren die binnen dat maximum blijft. Een Trias Exergetica: Exergie als de maat voor dat wat maximaal aan een systeem ontrokken kan worden op jaarbasis bijvoorbeeld, om verandering te bewerkstelligen: Energie gaat niet verloren, maar wordt onbruikbaar, zoals warmte de omgevingstemperatuur aanneemt, dan kan er geen verandering meer aan worden ontrokken, maar er is nog wel energie. Datzelfde geldt voor materialen: Materialen gaan niet verloren, hoe hoger de concentratie, hoe meer potentie om een functie te vervullen. Die neemt af naarmate de grondstoffen degraderen en verspreid worden of zijn (stof). Dat kan alleen weer opgewaardeerd worden door energie toe te voegen ( steen bakken uit erosie stof bijv. ) en steeds meer energie naarmate het stof meer verspreid of verdund is. Dus de exergietoename van de een komt tot stand door exergie vernietiging van de ander. (Andersom ook: energie kan opgewaardeerd worden door de inzet van materialen, maw de degradatie van grondstoffen potentie opgeofferd aan opwaarderen energie) ( zie ook art mat kringloop)

Dat is de samenhang tussen die twee, uiteraard met als maximum de exergie potentie die beschikbaar komt van buiten ons aards systeem ( of van onze hectare, als conversiesysteem voor zonnestraling) En hoe slimmer we die inzetten ( direct , zonder inzet van materialen bijv) hoe effectiever we zijn. Hoe meer we er exergetisch uithalen.

Dan blijven we automatisch ook binnen kringloop grenzen ( even afgezien van aanvullende eisen vanuit handhaven biologische evenwicht).

Maar dan moeten we het dus omdraaien , niet vanuit een beperkt toepassings-standpunt redeneren (reduceren en zo), maar vanuit maximaal standpunt: Wat is er maximaal binnen een geëvalueerd systeem mogelijk. Of dat nu een bouwplaats is, en stad of regio of land, of uiteindelijk zelfs de aarde als geheel, daar zit een maximum aan. Dat klopt ook met wat de toekomst ons brengt: de wereld raakt overvol, en landen zijn steeds meer op zichzelf aangewezen , eenvoudig omdat het buitenland om te plunderen op is, en die landen hun eigen bronnen hard nodig zullen hebben, en er dus niets meer te halen valt, bij de buren, hoogstens hier en daar nog wat ruilen. Je ziet het al aan America first, De Chinese focus op het binnenlandse economie, de Engelsen die hun eigen boontjes willen doppen, en op vele ander plaatsen.

Dus niet zoals met de trias energetica of tetra materia, trachten te verbeteren wat we doen, uitgaan van een behoefte of product, maar we moeten uitgaan van het eigen beperkte systeem, een hectare, een stad, of een land, en de maximale potentie ( exergie) daarbinnen: Dat wat kan bijdragen aan ontwikkeling ( energie en massa met potentie om veranderingen te bewerkstelligen) zonder het systeem uit te putten. Met andere woorden: We moeten naar een Trias Exergetica, op te delen in de volgende drie stappen:

1 bepaal maximaal exergetisch potentieel binnen beschouwd systeem/gebied (mbt stromingsbronnen)

2 bepaal gewenste (geconverteerde) optimale verdeling over voor mens bruikbare water , voedsel, ,materiaal , en energie opbrengst

3 (re-) organiseer functies binnen systeem gebied zodanig dat maximaal gebruik gemaakt wordt van die bronnen opbrengst, maar ook niet meer dan dat.

Dan zijn we integraal, over materiaal en energie gecombineerd, circulair bezig, cq volhoudbaar. Dat land daarbij een sleutelrol speelt, rekening houdend met biologische grenzen, moge duidelijk zijn, als conversiesysteem voor bruikbaar voedsel, water, materiaal en energie. Maar tevens dat de potentie dus daartoe beperkt is. De Trias Exergetica is vervolgens ook een prima instrument voor gebiedsontwikkeling, om de optimale balans te vinden, en het systeem volhoudbaar te maken, ook in tijden van stress, wanneer andere aanvoerlijnen wegvallen.

 

[1] http://ronaldrovers.nl/circular-part-3-restore-circulaire-energie/

LinkedInFacebookShare

admin