“Het is eb, dus dit is een goed moment om de krachtcentrale in werking te zien”, zegt Hans van Breugel. We staan bij de sluizen van Den Oever, de waterverbinding tussen de Waddenzee en het IJsselmeer. Het is een prachtige Hollandse herfstdag: een straf briesje en een helder blauwe hemel. Maar de krachtcentrale waar we naartoe lopen, heeft geen zon of wind nodig. Deze draait op een andere oneindige, schone energiebron: het getij.
Van Breugel is directeur en medeoprichter van Tocardo, een bedrijf dat gespecialiseerd is in waterkrachtcentrales die eb- en vloedstromen omzetten in elektriciteit. “De zon schijnt niet altijd en ook de wind laat het soms afweten”, zegt de ingenieur en oud-zeeman Van Breugel. “Maar zolang de zee en maan bestaan, zal er altijd eb en vloed zijn.”
Torpedo met propellers
We lopen de Afsluitdijk op. Niet ver van de wal, vlakbij de fuiken van enkele palingvissers, stopt Van Breugel en vraagt aan twee medewerkers in een klein gebouwtje om de machines omhoog te halen. Langzaam komt het gevaarte uit het water: een torpedo met aan de kop twee propellerbladen.
Van Breugel: “De turbines werken heel eenvoudig: als het vloed is stroomt het water via deze sluiskolk het IJsselmeer in en bij eb stroomt er weer water terug naar de zee. De propellers draaien mee en wekken zo stroom op, net als bij een windmolen. De propellerbladen draaien vanzelf om als het tij keert. Je hebt er geen omkijken naar.”
Eb en vloed
Even opfrissen: hoe zit het ook al weer met eb en vloed? Vloed (opkomend water) en eb (afgaand water) komen beide twee keer per dag voor. Na laagwater komt de vloed en zes uur later is het hoogtij (de hoogste stand van het water), dan zakt het water (eb) tot laagtij (laagste stand van het water), et cetera.
De belangrijkste oorzaak van het getij is de aantrekkingskracht die de maan uitoefent op het zeewater. Als een deel van het zeewater op een bepaald moment dicht bij de maan staat ‘trekt’ dat al het water naar zich toe, waardoor het op die plek vloed is. Omdat de maan in een constante baan om de aarde draait, is exact te voorspellen wanneer het ergens eb of vloed is.
Meer weten over het getij? Hier staat een toegankelijke uitleg.
Geen gevaar voor vissen
De afgelopen zes jaar heeft deze proefopstelling probleemloos energie geleverd, zegt Van Breugel. De bladen, met een diameter van 2,8 meter, draaien langzaam (maximaal een omwenteling per seconde) en slijten daarom weinig. Het piekvermogen is 100 kilowatt, goed voor 55.000 kWh per jaar oftewel elektriciteit voor circa vijftien huishoudens. Vissen hebben geen last van de roterende bladen, zegt Van Breugel. “Ze zwemmen er gewoon langs, blijkt uit onderzoek.”
Onzichtbaar en onderhoudsvrij
Een grote windmolen op dezelfde plaats zou ongeveer dertig keer meer elektriciteit kunnen opwekken. Steekt de getijdeturbine van Tocardo daar niet schril bij af? Van Breugel: “Dat is appels met peren vergelijken. Ten eerste is ons systeem goedkoper in aanleg en met name in onderhoud; onze turbines zijn nagenoeg onderhoudsvrij. Ander voordeel is dat je ze niet ziet en dat ze de horizon dus niet vervuilen zoals windmolens doen, wat tot protesten van omwoners kan leiden.”
Tot op de minuut te voorspellen
Het grootste voordeel is wellicht de voorspelbaarheid van de opbrengst. Van Breugel: “Niemand weet wanneer de zon gaat schijnen en de wind gaat waaien, maar het tij is tot in de oneindigheid op de minuut te voorspellen (zie kader – red). We weten dus precies wanneer de turbines energie leveren en ook hoeveel.”
Die hoge mate van voorspelbaarheid van getij-energie is een groot voordeel voor energieproducenten, want juist de onvoorspelbaarheid van duurzame energiebronnen als zon en wind maakt dat ze moeilijk zijn in te passen in onze huidige energievoorziening. Ook als het niet waait of de lucht bewolkt is, willen we immers het licht aan kunnen doen. Hierdoor blijven kolen- en gascentrales nodig.
Waterkracht
Er zijn diverse soort waterkrachtcentrales. Het bekendste type, de stuwdamcentrale, maakt gebruik van snel naar beneden stromend water dat zich in een stuwmeer heeft verzameld. Het water stroomt met hoge snelheid naar een lager gelegen plek en drijft een scheprad aan dat de beweging van het water omzet in elektriciteit. In snelstromende rivieren kan op een soortgelijke manier elektriciteit worden opgewekt, al dan niet door een vernauwing in de rivier aan te brengen waardoor het water sneller door de centrale stroomt.
Op zee is het mogelijk om met golven elektriciteit op te wekken: het door golven op- en neer gaande water genereert beweging in een drijvend object, dat die beweging omzet in elektriciteit. Maar dit is een dure en kwetsbare techniek die daarom nog weinig wordt toegepast. Tocardo gebruikt de stroming die het getij veroorzaakt om elektriciteit op te wekken. Door eb en vloed komt en gaat het water; turbines zetten dit in- en uitstromende water om in elektriciteit.
Stilstand bij hoog- en laagwater
Tegelijkertijd kleeft er aan getijdestroom een groot nadeel. Het is namelijk ook mogelijk om tot in het einde der tijden tot op de seconde te voorspellen wanneer het tij geen elektriciteit kan leveren. Bij hoog- en laagwater stroomt het water niet (zie kader hierboven), en staan de rotorbladen stil. Er wordt dan nauwelijks tot geen elektriciteit geproduceerd.
“Klopt”, zegt Van Breugel. “In circa 40 procent van de tijd is er genoeg stroming om elektriciteit op te wekken. Dit betekent dat de turbines altijd onderdeel van een groter systeem moeten zijn; ze zijn een toevoeging. We testen nu een opstelling waarin wind, zon, accu’s, dieselgeneratoren en getij gezamenlijk genoeg energie opwekken voor een kleine gemeenschap. Zo’n systeem is een interessant exportproduct voor bijvoorbeeld kleine eilanden.”
Van Breugel verwacht dat circa 90 procent van Tocardo's turbines bestemd zijn voor de export. Afzetmarkten zijn bijvoorbeeld kleine eilanden in de Stille Oceaan, maar ook afgelegen dorpjes in Nepal. De getijdeturbines kunnen immers ook energie opwekken in snelstromende rivieren.
Hans van Breugel
Sluizen op getij-energie
Dichter bij huis kan Tocardo ook stroom leveren. “Aan de andere kant van de sluizen staan de koelcellen van de vissersvloot. Die hoeven niet continu gekoeld te worden, en kunnen dus prima door onze turbines van stroom worden voorzien. We werken ook aan een project om de sluizen van Den Oever, aan de Hollandse kant van de Afsluitdijk volledig op onze stroom te laten draaien. De hoeveelheid elektriciteit die zij verbruiken, is vrij consistent omdat de sluizen op gezette tijden spuien. In de oude bunkers van de Afsluitdijk komen accu’s te staan die gevoed worden door onze turbines. De sluizen zijn dan qua energie zelfvoorzienend.”
De getijdeturbines zijn overal waar water stroomt inzetbaar, van snelstromende rivieren tot open zee. Voorwaarde is dat er genoeg stroming is, wat helaas niet het geval is op de beoogde locaties van grote windmolenparken op zee. Kusten kennen vaak veel meer stroming.
Van Breugel: “Volgend jaar gaan we in het Marsdiep, een zeestraat tussen Den Helder en Texel, een drijvende opstelling maken, samen met een aantal andere bedrijven.” De elektriciteit gaat naar Texel, dat ernaar streeft al zijn elektriciteit zelfstandig en duurzaam op te wekken.
