ANW Pages:Blue energy

Inleiding

Het idee voor blue energy ontstond in de jaren 70. Het is al jarenlang een probleem dat de fossiele brandstoffen op beginnen te raken. Ook is het een probleem dat fossiele brandstoffen, wanneer deze worden verbrand of gebruikt, CO2 achterlaten. In 2006 toonde het topkennisinstituut Wetsus uit Leeuwarden aan dat energie opwekken uit water mogelijk is en in 2009 werd er een energiecentrale gebouwd in Noorwegen die gebruik maakt van dergelijke technieken. Op dit moment bestaan er drie methoden voor het opwekken van blue energy: Pressure Retarded Osmosis (PRO), Electro Dialysis (RED) en Vapour-Pressure Power. In Nederland is er een project met blue energy: De afsluitdijk.

Project op de Afsluitdijk

De Afsluitdijk is hét Nederlandse icoon van de Nederlandse strijd tegen water. Nu deze aan vernieuwing toe is grijpt men de kans om de Nieuwe Afsluitdijk om te toveren in een duurzame energiedijk. Voortaan strijdt de Afsluitdijk dus niet alleen tegen het water, maar wordt er op een innovatieve en toekomstgerichte manier mee samengewerkt door er energie uit te halen. Om de technologie te optimaliseren is op de Afsluitdijk een proefopstelling gebouwd. De bedrijven REDstack en Fujifilm hebben hiervoor samen met Wetsus het initiatief genomen. De Afsluitdijk is de ideale plek om deze techniek in het groot te testen: hier stroomt namelijk het zoete IJsselmeerwater in de zoute Waddenzee. Op korte afstand van elkaar is voldoende zoet en zout water beschikbaar. De proefinstallatie is sinds mei 2014 in gebruik. Bij Breezanddijk kun je de centrale met de aan- en afvoerbuis over de weg zien lopen.

De installatie bevat in de testfase wisselende hoeveelheden aan membranen die per uur 220.000 liter zout en evenzoveel zoet water kunnen verwerken. Het is de bedoeling dit membraanoppervlak de komende jaren uit te breiden naar 50.000 vierkante meter. Een commerciële uitvoering zou vele miljoenen vierkante meters membraanoppervlak kunnen bevatten. De proefinstallatie dient de gegevens te leveren voor de verdere technische verbetering, optimalisatie en toekomstige opschaling van de installatie. Het project is opgedeeld in twee fasen: In de eerste fase staat de technische werking van het systeem centraal. Dit resulteert in optimalisaties in het systeem zodat er opgeschaald kan worden. In de tweede fase wordt een onderzoek uitgevoerd naar omgevingseffecten van Blue Energy: wat gebeurt er met de organismen die in het energiewinningssysteem komen en wat doen die organismen met de werking van het Blue Energy systeem. De installatie zoals hij er schematisch uitziet:

Bestand:ANW 1.jpg

Schema installatie

Bestand:ANW 2.jpg

Overkapping

In de periode vanaf 2016 gaan de initiatiefnemers onderzoeken of deze technologie van Blue Energy winstgevend te exploiteren is. Door vanaf midden 2014 testen uit te voeren gaat de proefinstallatie de informatie leveren voor de volgende stap: een demonstratie-installatie in 2020. Die levert zo’n 500 kW – 1 MW energie. Dat is energie voor 1250 gezinnen. Het einddoel is een volwaardige centrale op de Afsluitdijk met een capaciteit van 200 Megawatt. Dat is genoeg om 500.000 gezinnen van energie te voorzien. Wereldwijd is een veelvoud van deze hoeveelheid groene energie te benutten.

Vergelijken

Nu is er de vraag of het project haalbaar is. Er is hier veel twijfel over door het recente stopzetten van het project in Noorwegen wat al eerder is genoemd. Bij het project in Noorwegen, uitgevoerd door het Noorse bedrijf Statkraft, was er het probleem dat de aanleg van de infrastructuur van de pijpen die het water moesten vervoeren te duur was. Het hoofd van nieuwe activiteiten van Statkraft die het project in Noorwegen leidde heeft laten weten dat de reden van mislukken hoogst waarschijnlijk niet zal gelden voor de plannen voor de Afsluitdijk in Nederland. Op de afsluitdijk kan men zeer gemakkelijk aan zowel zoet als zout water komen, immers wordt de dijk omgeven door de twee soorten water. Door deze omstandigheden zullen de kosten veel minder hoog zijn dan bij het project in Noorwegen.

Voordelen Blue Energy

Er zijn uiteraard voor- en nadelen voor blue energie. Ten eerste als voordeel, is blue energy voorspelbaar en vrijwel altijd beschikbaar. Deze techniek voor het opwekken van elektriciteit is niet afhankelijk van het weer, terwijl zonne-energie en windenergie dat wel zijn. Blue energy wordt niet aangestuurd door natuurlijke processen, maar door een proces gemaakt door mensen, wat de energiebron voorspelbaar en betrouwbaar maakt. Ten tweede zijn er geen emissies: er is nauwelijks impact op de omgeving. Blue energy vertraagd slechts wat in de natuur vanzelf zou gebeuren. Het enige wat een blauwe energiecentrale geeft aan ‘afval’ is brak water en dit vermengt alsnog met het zeewater. Ook van zogenaamde ‘horizonvervuiling’ is bij blauwe energie geen sprake; de centrales worden verwerkt in projecten die hoe dan ook gebouwd moeten worden, bijvoorbeeld dijken. Ook is het een mogelijkheid de centrale onder het wateroppervlak te bouwen. Ten derde is blauwe energie een stabiele energiesoort, wat overal kan worden gebruikt. Traditioneel vind er veel bedrijvigheid plaats in gebieden als de rivierdelta’s. Blauwe energie maakt het mogelijk om veel energie op te wekken zonder transportverliezen en om direct te kunnen leveren aan zware industriebedrijven. Een infrastructuur is bijna niet nodig Daarnaast is blauwe energie compatibel met normale waterkracht. Blauwe energie deelt dan wel veel eigenschappen met de traditionele hydropower, maar zit deze technologie op geen enkele manier in de weg. Met een stuwdam en een blue energy centrale benut men zowel de gravitatie energie als de chemische potenties van de natuurlijke waterkringloop.

Nadelen Blue Energy

Ten eerste is er bij blue energy sprake van algengroei en corrosie. Wanneer grote volumes zoet en zout water uit de zee en rivieren door een centrale gaan lopen zullen vooral de concepten die op membranen gebaseerd zijn problemen krijgen met vervuiling van deze membranen. Filters, desinfectie en schoonmaakprocedures kunnen veel van de efficiëntie afsnoepen. Ten tweede is er sprake van zoetwaterschaarste. De afgelopen jaren is het aanbad van zoet water sterk gedaald en was het zelfs meerdere keren kritisch laag in de zomertijd. In tegenstelling tot kolen en kerncentrales gaan de prestatie van een Blue Energie juist omhoog wanneer de temperatuur van het rivierwater stijgt, maar wanneer er een te kort is aan zoet water houd het helaas echter ook op voor de Blauwe Energie centrales. Ten derde zijn de membranen nog aan de dure kant en zijn deze nog niet volledig geoptimaliseerd. De membranen die nu vooral op de markt verkrijgbaar zijn, zijn eigenlijk bedoeld voor het ontzilten van zeewater en een fabriek opzetten die zicht richt op het ontwikkelen van membranen voor Blauwe Energie centrales zou te duur zijn. Inmiddels zijn er al wel wat stappen gezet op gebied van het ontwikkelen van een ideaal membraan, maar er is nog wel veel werk te doen. Daarnaast zou Blue Energie een belemmering voor scheepsvaart kunnen worden en zou een centrale het natuurlijke proces van eb en vloed kunnen beïnvloeden. Hoewel een riviermonding in principe niet volledig afgesloten hoeft te worden voor een Blauwe Energie centrale wordt dit vaak wel gedaan, omdat dit nou eenmaal makkelijker is. Als een rivier een open verbinding met de zee moet houden moet het water met pijpen van ver stroomopwaarts ontrokken worden om instroming van zout water zo goed mogelijk te voorkomen. Ook aan de zeekant moeten maatregelen getroffen worden om te voorkomen dat het brakke water dat uit de centrale komt niet te veel mengt met het echt zoute zeewater.

Mogelijkheden in Nederland

Helaas is Nederland als waterland te vlak voor normale waterkrachtcentrales. Met o.a. de Afsluitdijk en de delta in Zeeland heeft Nederland wel heel veel uitstekende mogelijkheden voor Blauwe Energie centrales. Met de samenwerkende onderzoeksinstituten van over de hele wereld, de inbreng van het bedrijf RED-Stack en recentelijk ook Fujifilm wordt er, zoals al eerder genoemd, hard gewerkt aan een pilot op de Breezanddijk (het midden van de Afsluitdijk).

Een succesvolle technologie om energie uit een saliniteitsgradiënt te winnen levert Nederland niet alleen een betrouwbare vorm van hernieuwbare energie maar ook een fantastisch exportproduct. Als Nederland hier de voorsprong blijft vasthouden ligt een lucratieve uitrol naar rivierdelta’s over de hele wereld in het verschiet.