Elektrisiteit is veel meer as net ‘n energiemedium. Die potensiaal vir innovasie wat in elektrisiteit opgesluit lê maak dit die hartklop van die beskawing, waarsonder die mensdom moeilik sou kon voortbestaan. Dit is veilig om te aanvaar dat die pas van tegnologiese innovasie uit elektrisiteit nog vinniger in die toekoms gaan versnel.
Die belangrikste voordeel hiervan is die potensiaal om produktiwiteit te vermenigvuldig. Die produktiwiteit van ontwikkelende lande versnel tans vinnig a.g.v. innovasie sodat die gaping tussen hulle en die eerstewêreld se ekonomieë begin krimp. Om hul voorsprong te behou, stimuleer eerste wêreldlande hul ekonomië deur innovasie en word hierin deur die sogenaamde ‘digitale rewolusie’ gehelp.
Vandag se digitale ekonomie is soos ‘n reuse visnet wat uit knope of nodusse en konneksies bestaan en regoor die aardbol gespan is. Elke dag word duisende nuwe silikonskyfies met greintjies intelligensie as nuwe nodusse in voorwerpe ingebou en vermeerder die aantal konneksies. 'n Ontploffing van verbindings vind so plaas en miljoene kuberkonneksies bestaan reeds wêreldwyd tussen nodusse soos selfone en selfone, rekenaars en rekenaars ook tussen selfone en rekenaars, tussen rekenaars en masjiene, voertuie op land, lug en see.
Wat is die verwantskap en hoe het dit betrekking op die elektrisiteitsbedryf? Die potensiaal wat in ‘n digitale netwerkekonomie opgesluit lê en wat tans rondom ons ontvou, beteken dat verouderde infrastrukture vandag as ‘digitale hindernise’ beskou word en word wêreldwyd reeds deur politieke – en tegnologiese druk bevraagteken. ‘n Gaping het reeds tussen die reste van die infrastrukture van ‘n vorige geslag tegnologie en die nuwes ontstaan. Verouderde elektriese infrastrukture het ‘n leeftyd van veertig jaar. Sentrales wat in die 1960s en 70s gebou was kom eersdaags aan die einde van hul ekonomiese lewens en sal vervang moet word.
Maar waarmee?
Word dit met dieselfde ou tegnologie of met vars 21ste eeu tegnologie vervang? Moet sentrale elektrisiteitsverskaffers nie ook digitaal transformeer nie?.
Vandag se infrastruktuur, wat uit ‘n relatief klein aantal reuse kragstasie-nodusse met beperkte konneksieskakels oor lang afstande bestaan, sal uitgebou moet word om soortgelyke betroubaarheid en akkuraatheid te verskaf as die soomlose mikroskyfie-bedryf wat hy moet bedien. In ‘n digitale ekonomie is kragonderbrekings taboe. Die huidige eensydige toepassing van geografiese beurtkrag getuig van ‘n gebrek aan insig en beplanning en is blatante ekonomiese sabotasie. In ‘n digitale ekonomie moet ander denkprosesse gevolg word deur tegnologie in te span wat beurtkrag op genuanseerde basis instel sodat die digitale netwerk te alle tye in stand gehou sal word. Intelligente skakelaars vir byvoorbeeld geisers, stowe, verhitters ens kan byvoorbeeld in huise se distribusieborde geïnstalleer word en kan sentraal deur elektiese impulse oor die kragnetwerk aan en afgeskakel word om kragverbruik te reguleer. Hierdie is nie ‘n oplossing vir die probleem van verouderde kragstelsels nie, maar kan as oorgangsmaatreëls dien totdat die dosyn of so groot kragsentrales uiteindelik deur duisende kleiner eenhede of nodusse vervang of aangevul is.
Vroeër was “groter is goedkoper” die wagwoord, maar vandag se kleiner stelle bevat die potensiaal om dubbel so doeltreffend en die helfte minder besoedelend te wees as die ou grotes. 'n Soomlose netwerk van verspreide kragopwekking, wat net soos die internet interaktief aaneen geskakel is, is nou ‘n realistiese toekomsbeeld. Sou een ketel van Eskom vandag buite werking raak, verloor die netwerk 600 Megawatt krag. Een kraglyn kan tans 3600 Megawatt krag verloor. Daarenteen verloor een mikro-verskaffer wat foutief raak slegs een Megawatt of selfs net ‘n tiende daarvan. Gedesentraliseerde kraglewering is inherent dus meer betroubaar en doeltreffend. Boonop beteken hoër doeltreffendheid, minder besoedeling per eenheid krag gelewer.
Suid-Afrika se eie steenkoolreserwes is voldoende om vir eeue lank in die land se energiebehoefte te voorsien. Maar dan sal daar anders met steenkool te werk gegaan moet word. Onlangs is berig dat Eskom ondersoek instel na die moontlike vergassing van ondergrondse steenkool (die UCG-proses) om gasturbines vir kragopwekking te dryf. 'n Gangbaarheidstudie word glo gedoen na die werkbaarheid om ‘n 2100 MW-kragstasie by die Majuba steenkoolvelde in Mpumalanga op te rig. Hoewel die ‘groot is goed’ paradigma beoog om een van die skoonste steenkool kragstasies te bou wat goedkoper krag teen 80% van die installasiekoste sal lewer, moet daardie krag nog deur die bestaande kwesbare netwerke vervoer word.
Die waarde van daardie projek is dus nie sodanig die projek as sulks nie, maar die kommersialisering van die ondergrondse vergassingsproses vir die volgende geslag kragopwekkers. Die UCG-proses is reeds dekades gelede in die voormalige Sowjet-Unie ontwikkel. Diepliggende steenkool van swak gehalte en wat nie ekonomies ontginbaar is nie, word ondergronds vergas. Die as bly ook sommer ondergronds. Die tegnologie bestaan ook reeds geruime tyd om steenkoolgas van kweekhuisgasse en swawelhoudende stowwe te suiwer. Voordat die gas deur ‘n netwerk pypleidings versprei word, word die koolstofdioksied uitgeskei en ondergronds gepomp om in waterhoudende formasies opgelos te te word in gebiede waar grondwater nie gebruik word nie, soos byvoorbeeld onder die seebodem by die kus, of naby meergebiede.
Skoon omgewingsvriendelike gas uit steenkool, wat uit waterstof, metaan en koolstofmonoksied bestaan, is ‘n goeie brandstof vir hoë temperatuur brandstofselle (SOFC’s) wat primêre elektrisiteit kan verskaf. Die uitlaatgas van sulke brandstofselle bevat genoeg energie om mikro-turbines aan te dryf vir sekondêre kragopwekking. Hierdie kombinasie word ‘brandstofsel hibriedes’ genoem en het ‘n brandstof-na-elektisiteit effektiwiteit van beter as 70%, ‘n syfer wat tot onlangs nog ongehoord was. Gewone steenkoolkragstasies se doeltreffendheid is minder as die helfte daarvan. 'n Verdere aaneenskakeling van tegnologie soos waterverhitting of lugverkoeling wat van die turbine se uitlaatgas gebruik maak, stoot die nuttigheidsgraad op na oor die 80%. Dit kan egter slegs naby die verbruikspunte en in pas met die spesifieke behoefte op ‘n gedesentraliseerde basis aangewend word.
Omgewingsvriendelike steenkoolgas kan dus vanaf dertig of meer ondergrondse bronne regdeur die land deur ‘n netwerk gaspypleidings versprei word om brandstof aan die nodusse van ‘n gedesentraliseerde kragnetwerk te verskaf. Is dit te vergesog dat duisende 1 Megawatt hibriede eenhede regoor die land digitaal aanmekaar geskakel is om die toekomstige vraag na elektriese krag op ‘n inkrementele basis aan verbruikers te voorsien? Sommige nodusse sal meervoudige installasies wees, ander weer enkeling opwekkers. Hulle sal naby die verbruikers geplaas word en as ‘n gesamentlike netwerk deur rekenaartegnologie bestuur word.
Ons moet egter daarteen waak dat die land se navorsingsenergie nie heeltemal deur wind en sonenergie oorheers word nie. Daar is ‘n behoefte aan albei. Soos die armes, sal termiese stelsels, groot en klein, vir minstens nog ‘n honderd jaar by ons wees.
