OneWorld presenteert:

Voordat je verder leest:

Onafhankelijke journalistiek voor een eerlijke en duurzame wereld kost tijd en geld. Als Vriend van OneWorld steun je voor € 6 per maand onze missie, lees je dagelijks bijzondere verhalen, ontvang je ons magazine en meer!

Ja, ik word Vriend Ik lees eerst verder
Concentrated Solar Power

Een droom in de woestijn

Kan de Sahara voldoende zonne-energie leveren om ook Europa te voorzien?

De hoeveelheid zonne-energie die de oceanen opnemen is reusachtig: naar schatting meer dan vierduizend keer zoveel als de hoeveelheid energie die door mensen wordt geconsumeerd. Als we er in slagen slechts een fractie van dat potentieel te benutten, dan behoort het steeds prangender energievraagstuk tot het verleden. Zo bezien lijken plannen om de in het water ‘opgeslagen’ zonne-energie te winnen op de plannen om het zonne-energiepotentieel van grote woestijnen zoals de Sahara  te benutten. Maar net als bij de woestijnstroom blijft grootschalige implementatie vooralsnog achterwege.

Natuurlijk temperatuurverschil

Het goede nieuws is dat het wel degelijk mogelijk is om het energiepotentieel van de oceanen aan te boren. Het slechte nieuws: de technologie is op dit moment nog niet voldoende ontwikkeld om het op grote schaal toe te passen. De technologie in kwestie wordt Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) genoemd en het idee erachter is vrij eenvoudig. De bovenste laag van het zeewater wordt opgewarmd door de zon terwijl diepere lagen veel kouder blijven. Dat natuurlijke temperatuurverschil kan worden gebruikt om een zogenaamde ‘werkvloeistof’1 te laten verdampen en weer terug te koelen. Zowel het warme als het koude zeewater wordt opgepompt en geeft in een warmtewisselaar (denk aan een radiator van je cv) de temperatuur af aan de werkvloeistof. Door tussen die verwarming en de koeling een turbine te plaatsen, kan elektriciteit worden opgewekt (bekijk de video hieronder voor meer uitleg en een schematische weergave).

Bron: www.youtube.com

Om het systeem efficiënt te laten draaien, moet het temperatuurverschil wel aanzienlijk – zo’n twintig graden – zijn. Bovendien moet het temperatuurverschil constant zijn: het moet bijvoorbeeld niet in de winter verdwijnen omdat de zon dan minder fel schijnt. Daarom werkt OTEC bijvoorbeeld niet in de Noordzee, die veel minder diep is waardoor de temperatuurverschillen veel minder groot zijn. Maar in een brede strook rond de wereld, de tropische zone, wordt wel aan die voorwaarden voldaan.

Koel als de zee

Zo ook op Curaçao, waar het Nederlandse bedrijf Bluerise een project met OTEC ontwikkeld.
Het Caribische eiland, dat een autonoom land is binnen het Koninkrijk der Nederlanden, ligt zo’n 75 kilometer voor de kust van Venezuela. Aan de oppervlakte is het zeewater het hele jaar door zo’n 26 graden. Op een diepte van 1.000 meter is de temperatuur van het water slechts zo’n 5 graden. Tel daarbij op dat de zeebodem om het eiland heen steil afloopt waardoor die diepte snel in bereik is en je hebt de ideale omstandigheden voor een OTEC-installatie.

OTEC
In een onderzoeksgebouw van de TU Delft heeft Bluerise een testopstelling voor onderzoek staan.

Bluerise wil bij de luchthaven van Curaçao een kleine OTEC-installatie van ongeveer een kwart megawatt realiseren. “Dat is maar heel weinig. De installatie voorziet vooral in de energie voor de koeling van de luchthavengebouwen”, vertelt Remi Blokker bellend vanuit de auto (ergens in Nederland). “Het koelen van gebouwen in de tropen kost bakken met energie. Door koud water uit diepe zeelagen op te pompen kan je een soort omgekeerde stadsverwarming aanleggen; het koude water wordt dan gebruikt in plaats van de nu aanwezige chillers2.”

Die technologie heet SDC (Seawater District Cooling) en is anders dan OTEC in de zin dat het alleen energie bespaart en niets genereert. “Voor hotels, luchthavens en casino’s en dergelijke is koeling vaak met afstand hun grootste energiekostenpost. Met SDC kun je daarop wel 90 procent energie besparen, dus er zit een aardige business case achter. Maar omdat je toch al een pijpleiding hebt aangelegd om het koude water op te pompen, kan je een SDC-installatie gemakkelijk koppelen aan een OTEC-installatie waarmee je dus ook elektriciteit kunt opwekken. In het geval van de luchthaven op Curaçao hebben we die gewonnen elektriciteit ingezet om ook de laatste tien procent energie die nodig was voor de koeling van de luchthaven, duurzaam op te wekken.”

Base load

Blokker richtte Bluerise in 2010 samen met zijn compagnon Berend Jan Kleute op met als doel de OTEC-technologie te ontwikkelen en overal te implementeren. “Er zijn drie grote redenen waarom ik begin deze eeuw met een aantal anderen besloot groot op de technologie in te zetten. Ten eerste het potentieel: dat is werkelijk enorm. De hoeveelheid energie die besloten zit onze oceanen is bijna onuitputtelijk. Een tweede punt wat destijds aantrekkelijk was, was dat het een vrij onbekende technologie is. Zon en wind kregen veel meer aandacht en dus was er nog heel veel innovatie nodig. En dus was er ook ruimte om je als bedrijf te manifesteren.”

“Maar veruit het belangrijkste voordeel van de technologie is dat de energie die eruit komt 24 uur per dag, 365 dagen per jaar beschikbaar is.” Daarmee onderscheidt OTEC zich sterk van zonne- en windenergie die afhankelijk zijn van het nogal wispelturige aanbod van de natuur. Het ene moment waait het, het volgende moment is het windstil. En ‘s nachts schijnt de zon er definitie niet. Dit is de reden dat er in Nederland vrijwel in elke discussie over duurzame energie iemand begint over het gebrek aan opslagcapaciteit; op dagen dat het hard waait en de zon schijnt moeten surplussen duurzaam opgewekte energie ergens worden opgeslagen om op dagen dat de opbrengst lager is te kunnen compenseren. Maar hoe we dat moeten doen, daar lopen de meningen enorm over uiteen.

Maar het temperatuurverschil van de oceanen is constant, wat OTEC een reusachtig voordeel geeft boven wind- en zonne-energie. OTEC levert daarmee wat in jargon wel de base load wordt genoemd. De ‘basislast’ aan elektriciteit die nodig is om het net onder een minimale hoeveelheid spanning te houden. Als de spanning daaronder duikt, krijg je stroomstoringen.

“Zelfs in Curaçao, waar de zon overvloedig schijnt en er vrij constant een forse passaat over het eiland waait, blijken zonne- en windenergie uiteindelijk onbetrouwbaar”, zegt Blokker. “Het gebeurt toch wel eens dat het bewolkt is en te weinig waait. OTEC vormt daar een ideale aanvulling op de energiemix 3.”

Jeugdigheid

Dat klinkt allemaal fantastisch maar grootschalige OTEC-installaties laten vooralsnog op zich wachten. Volgens Blokker is dat vooral te wijten aan de jeugdigheid van de technologie, die eerst verder moet worden ontwikkeld en daarnaast aan de beoogde markt. “De beste plekken om OTEC-installaties te bouwen zijn vaak tropische eilanden. Veel daarvan zijn niet enorm kapitaalkrachtig. En dat terwijl we in een fase zitten waar er vooral enorm geïnvesteerd moet worden in innovatie en het opschalen van de technologie. Op Curaçao is onze volgende stap een installatie van 3 megawatt bouwen. Dat is genoeg voor ongeveer drieduizend huishoudens. ”

Het uiteindelijke doel zijn drijvende installaties die (meer dan) 10 megawatt opleveren. “Dan gaat het echt tellen. Ze zien er een beetje uit als een drijvend booreiland. Dat is duur, maar je hoeft dan geen pijpleiding meer naar land te leggen. De energie wordt op het eiland opgewekt en komt via een lange elektriciteitskabel aan land”, droomt Blokker. “De technologie groeit gestaag verder. Wij zijn er al bijna tien jaar mee bezig en wij zijn niet de enigen: wereldwijd zijn er nog een aantal andere bedrijven en in Azië heb je ook overheden die erop hebben ingezet. Volgens onze berekeningen kunnen we uiteindelijk concurreren met goedkope stroom uit steenkool. Maar het wachten is op een grote installatie die bewijst dat het kan.”

  1. Een werkvloeistof doet precies wat je ervan verwacht: hij werkt. Dat wil in dit geval zeggen dat de vloeistof wordt omgezet in stoom en daarbij aanzienlijk uitzet. Daardoor ontstaat hoge druk die kan ontsnappen door een generator te laten draaien, waarmee elektriciteit wordt opgewekt. De werkvloeistof wordt daarna afgekoeld waarna deze condenseert en het proces opnieuw kan beginnen.

    In het geval van OTEC is de werkvloeistof meestal ammoniak, omdat die vloeistof een laag kookpunt heeft. Dat is belangrijk, omdat de temperatuur van het warme oceaanwater niet bijzonder hoog is: zo rond de 25 graden. Bij die temperatuur verdampt ammoniak al. De ‘truc’ van OTEC zit daarom minstens zoveel in het terugkoelen van de werkvloeistof, wat met koud water uit de diepe oceaanlagen gebeurt. ↩︎

  2. Chillers doen min of meer hetzelfde als airconditioning maar dan op grote schaal. Een groot kantoorgebouw heeft in de tropen vaak een chiller zoals het hier een boilerruimte zou hebben. ↩︎
  3. Het aanbod van diverse energiebronnen wordt ‘de energiemix’ genoemd. ↩︎

Voor het maken van verhalen hebben we jouw steun nodig.

Ja, ik word vriend (€6 per maand)
bewl3-0749

Janno Lanjouw

Redacteur PowerSwitch

Na zijn studies Geschiedenis en Journalistiek en Nieuwe Media richtte Janno het Food Film Festival op. Daar raakte hij gespecialiseerd in …
Profielpagina

Advertentie

wca2019_600x500_v4 (002)