Steven Chu is na een periode als Amerikaans energieminister terug als wetenschapper op het subatomaire niveau. Hij houdt zich bezig met optische microscopen die de concurrentie met elektronenmicroscopen aankunnen. Een groot deel van zijn tijd steekt hij echter nog altijd in het uitdragen van de noodzaak om duurzame bronnen van energie te ontwikkelen en CO2 uit de atmosfeer te halen.

Twee keer per jaar is Nobelprijswinnaar Steven Chu in Nederland. Hij is lid van de science council van Shell, niet zozeer om zijn werk aan het koelen van atomen met lasers als wel om zijn progressieven standpunten op het gebied van duurzame energie, die hij uitdroeg als directeur van het vermaarde Lawrence Berkeley National Laboratory en als energieminister onder Barack Obama.

‘De science council adviseert Shell over de richting van het onderzoek’, vertelt Chu op een zonnige middag in Delft, waar hij voor een dag is neergestreken als gast van het Process Technology Institute. ‘Shell onderzoekt nieuwe wegen naar bronnen van duurzame energie. Ze hebben het ooit geprobeerd met zonne-energie. Dat is niet goed afgelopen, maar ze houden wel vast aan een duurzame koers. Natuurlijk is veel van het onderzoek op de korte termijn gericht op olie en gas. Dat is niet wat mij motiveert. Mij krijgen ze voor de visie op de lange termijn.’

De drijvende kracht achter die lange termijn heet klimaatverandering. De laatste keer dat het op aarde zo warm was als het eind deze eeuw vermoedelijk zal zijn, was het zeeniveau zes à negen meter hoger. ‘Nederland kan één meter wel aan, tegen hoge kosten, maar als het veel meer is, verdwijnt het land’, zegt Chu. ‘Voor Bangladesh is één meter al desastreus. Als de mensen daar op de vlucht slaan, heb je een crisis die de Syrische vluchtelingenstroom verre overtreft.’

Laserpincet

Met die brede blik begon het in Chu’s carrière niet. Integendeel, het begon op atomair niveau. Na twee studies koos hij voor theoretische fysica, ‘want ik werd liever een middelmatige natuurkundige dan een middelmatige wiskundige’. Tot grote teleurstelling van zijn mentor werd Chu vervolgens gegrepen door een praktische uitdaging, namelijk het koelen van atomen met laserlicht, tot ze stilstonden bij een temperatuur van een paar nanoKelvin. Het lukte. Met twee collega’s kreeg hij er in 1997 de Nobelprijs voor.

Op dat moment was zijn belangstelling al begonnen uit te waaieren. Het ‘laserpincet’ dat hij voor atomen vervolmaakt had, was immers ook bruikbaar om moleculen te bestuderen. Hij stortte zich op polymeren en DNA. Tegen de tijd dat hij (in 2004) gevraagd werd directeur te worden van het prestigieuze Lawrence Berkeley National Laboratory was hij ‘als burger’ gegrepen door klimaatverandering.
Chu: ‘Liever was ik wetenschapper gebleven, maar als directeur kun je je eigen agenda doorvoeren. Bovendien waren twaalf Nobelprijswinnaars me voorgegaan als directeur, dus het was een eer. Het laboratorium zat al op het traject naar duurzame energievormen, maar ik kon dat versnellen. Mensen hebben hun carrière omgegooid om de wetenschappelijke koers te volgen die ik voor me zag. Gelukkig kon ik tegelijkertijd nog een eigen onderzoeksgroep leiden.’

Eind 2008 belde een medewerker van Barack Obama, die net de presidentsverkiezingen gewonnen had en bezig was zijn team samen te stellen. Chu zei opnieuw ‘ja’, al was nog nooit een Nobelprijswinnaar minister van energie geweest in de VS. Tegelijkertijd een onderzoeksgroep runnen zat er niet meer in, maar hij maakte nog wel een paar publicaties af.

‘Als minister word je ongelooflijk veel gebriefd’, vertelt hij. ‘Het gaat veel over geld, natuurlijk, maar het gaat ook vaak diep de technologie in. Dan heeft een wetenschappelijke achtergrond absoluut voordelen. Toen het grote olielek van BP in de Golf van Mexico ontstond, bijvoorbeeld, vroeg de president me om het bedrijf te gaan assisteren bij het stoppen ervan. We kregen al snel het vertrouwen dat we daartoe in staat waren. En wanneer BP protesteerde was het fijn om te kunnen zeggen: de president staat achter me, ik handel in zijn opdracht.’

Zijn aanpak van het olielek van 2010, de grootste milieuramp uit de Amerikaanse geschiedenis, is misschien wel tekenend voor Chu. Andere politici zouden zich verlaten op deskundigen. Chu nam zelf het heft in handen, ervan overtuigd dat hij in staat was de informatie van experts naar waarde te schatten. Hij kon BP nergens toe dwingen, maar wel het vuur na aan de schenen leggen. Geen poging het lek te dichten vond zonder zijn toestemming plaats.

• 

Ironie

Er zat een zekere ironie in dat hij BP te hulp moest schieten, want Steven Chu had op dat moment al naam gemaakt als de minister die vol inzette op duurzame energie en de aanhoudende schaliegashausse met argusogen bekeek. De absolute noodzaak die hij voelde om het broeikaseffect tegen te gaan, leidde ook tot een pleidooi voor kernenergie dat hem niet door iedereen in dank werd afgenomen.

‘Ik was altijd een voorstander voor kernenergie om tijdens deze eeuw – niet daarna – het gebruik van brandstoffen terug te dringen’, stelt hij nog steeds nadrukkelijk. Hij ziet zon en wind zeer groot worden, maar daar is tijd voor nodig. Met name in arme landen concurreert duurzame energie nog niet met kolen en olie. Nadrukkelijk: ‘Als je met oplossingen komt die twee keer zo duur zijn als bestaande opties, zijn dat geen oplossingen. Tien of misschien twintig procent is aanvaardbaar.’

Rigoureus pragmatisch zou je het kunnen noemen. Duurzame energie, legt Chu uit, is de sleutel tot meer dan alleen emissieloos vervoeren, verwarmen en verlichten. Je kunt dan ook lithium voor batterijen uit de oceanen halen, bijvoorbeeld, zodat er geen tekort aan materialen voor batterijen ontstaat. Of CO2 uit de lucht halen om er opnieuw brandstof van te maken of zelfs op te slaan.

‘Water is ook intrinsiek verbonden met energie’, betoogt Chu. ‘Immers, als we overvloedige duurzame energie hebben, kunnen we zoveel drinkwater uit zee halen als we willen. In het Midden-Oosten werkt het al zo. Wanneer al die CO2-uitstoot je niks kan schelen, heb je zoveel water als je wilt. Op dit moment is de situatie echter precair. We zijn bezig met watermijnbouw. Ondergrondse voorraden die in honderdduizenden jaren zijn opgebouwd, maken we in een paar decennia op. Het water dat overblijft wordt zouter. Omdat er steeds minder sneeuw en steeds meer regen valt, gaat ook de opslag in ijslagen snel achteruit. We zullen meer en meer moeten recyclen.’

Kapitaalkosten

Na vier jaar als minister diende Steven Chu zijn ontslag in. Hij wilde terug naar de wetenschap. Tegenwoordig houdt hij zich bezig met batterijen en toch ook weer met optica. Onder de noemer ‘Microscopy 2.0’ houdt hij zich bezig met slimme methoden om charge coupled devices (ccd’s, in essentie dezelfde lichtgevoelige elementen als in camera’s) zo nauwkeurig te maken dat ze structuren van minder dan een nanometer kunnen tonen. Daarmee belandt de optische microscoop in het domein van de elektronenmicroscoop.

Toch is het niet om die liefde voor het atomaire die hem de wereld over doet vliegen, voor een lezing aan de TU Delft of een adviessessie bij Shell. Hij wordt gevraagd vanwege zijn vermogen diepe technologische kennis te koppelen aan lange-termijn beleidsvisies. Hij ziet de overgang naar duurzame energievoorziening op een termijn van vijftig jaar gebeuren. De klimaatdoelen die landen in Parijs afspraken zullen overtroffen moeten worden om een leefbare wereld te behouden.

‘De laatste tien jaar ben ik een techno-optimist geworden’, zegt Chu. ‘De opmars van zonne-energie heeft al mijn verwachtingen overtroffen. Daar zijn drie redenen voor. Ten eerste worden zonnepanelen zelf goedkoper omdat de techniek voortschrijdt. Ten tweede dalen de kapitaalkosten. Naar mate er meer bewezen projecten zijn, neemt het risico voor financiers immers af. En ten derde stellen overheden zich steeds vaker garant, waardoor de financiering nog eenvoudiger wordt. Dat vraagt natuurlijk wel om een stabiele regering.’

Daarover gesproken. De komende presidentsverkiezingen in de VS zullen vermoedelijk niet iemand aan de macht brengen die er even progressieve ideeën op nahoudt als Barack Obama. Wat vindt Chu ervan? Hij blijft diplomatiek: ‘Ik ben wel gevraagd om mee te denken, maar ik laat even in het midden door wie. Hillary Clinton schat ik een beetje middle of the road in. Als er geen lokale bezwaren tegen schaliegas zijn, vindt zij het ook best, denk ik. Donald Trump heeft me in elk geval niet om advies gevraagd. Maar volgens mij vraagt die nooit iemand om advies.’

Geschreven voor Technisch Weekblad