Wordt blauw het nieuwe groen?

07-02-2015
Door: Hidde Jansen
Bron: OneWorld
Foto: Universiteit Twente
De zon en de wind staan al even op de kaart als duurzame energiebronnen, maar nu is ook water aan een sterke opmars bezig. Eind vorig jaar opende koning Willem-Alexander op de Afsluitdijk de eerste blauwe energiecentrale ter wereld. Hoogleraar membraantechnologie Kitty Nijmeijer is hier als onderzoeker nauw bij betrokken en vertelt aan OneWorld wat de mogelijkheden zijn van energiewinning uit zout en zoet water.
Achtergrond – 

Helemaal nieuw is de techniek die in de blauwe energiecentrale wordt gebruikt niet. Sterker nog, in de jaren '50 van de vorige eeuw werd al ontdekt dat er energie is te winnen uit zoet en zout water. Maar nooit was het rendabel, er was altijd meer energie nodig om blauwe energie op te wekken dan dat het opleverde. Dat gaat volgens Nijmeijer met de opening van de nieuwe centrale veranderen. "Na jarenlang onderzoek hebben we eindelijk de juiste membranen en het juiste proces ontwikkeld. Nu is het een kwestie van optimaliseren, verder verbeteren en kijken welke membranen het meest geschikt zijn en de meeste energie leveren. En nergens in Nederland kan dat beter dan bij de Afsluitdijk, een plek waar zoet water van het IJsselmeer en zout water uit de Waddenzee samenkomen."

Hoe en Watt?
Maar hoe werkt zo'n blauwe energiecentrale nou eigenlijk? Hoewel het een technisch en complex verhaal is, probeert Nijmeijer het simpel te houden. "Het zoute zeewater en het zoete rivierwater worden los van elkaar verzameld. Het zout uit zeewater bestaat uit positieve natrium en negatieve chloride deeltjes. Die worden van elkaar gescheiden door membranen, dunne plastic filters van 0,02 millimeter dik, die alleen de positieve of alleen de negatieve zoutdeeltjes doorlaten. Vervolgens gaan die gescheiden zoutdeeltjes naar het zoete rivierwater. Daardoor ontstaat er een spanningsverschil. Elektriciteit zoals die uit het stopcontact komt, is niets anders dan de beweging van positieve en negatieve deeltjes. Nu is het een kwestie van het juiste aantal membranen achter elkaar zetten om de optimale hoeveelheid energie op te wekken. Dat aantal zal ergens tussen de vijfhonderd en duizend liggen."

De blauwe energiecentrale bij de AfsluitdijkZout + zoet = electriciteit. Bron: Universiteit Twente.

Momenteel kan in het lab ongeveer 1,3 Watt per vierkante meter membraan worden opgewekt. Om blauwe energie rendabel te maken, moet dat tussen de 2 en 3 Watt per vierkante meter zijn. Volgens Nijmeijer is er al een hele sprong gemaakt met de energiecentrale en is het een kwestie van jaren voordat het daadwerkelijk wat gaat opleveren. "We hopen binnen een paar jaar de eerste huishoudens hiermee van stroom te kunnen voorzien. Met een optimale benutting van de huidige centrale bij de Afsluitdijk zouden we per uur 220.000 liter zoet en zout water kunnen verwerken. Uiteindelijk zouden we met die hoeveelheden 500.000 Nederlandse huishoudens van stroom kunnen voorzien. Doel is om dat over acht jaar te halen."

Internationale kansen
Zodra het optimale rendement is berekend, kan de blauwe energiecentrale ook op andere plekken waar zoet en zout water samenkomen worden geïnstalleerd. Bijvoorbeeld bij de Zeeuwse Deltawerken. Maar ook buiten onze landsgrenzen biedt het mogelijkheden, elk aan zee grenzend land met rivieren zou het in principe kunnen toepassen. Japan heeft al aangegeven erg geïnteresseerd te zijn in de technologie, maar ook Scandinavische landen, de Verenigde Staten en China volgen de ontwikkelingen op de voet. Dat het in het buitenland serieus wordt genomen blijkt ook uit een plan van aanpak dat de Europese Commissie onlangs presenteerde om de opbrengst van blauwe energie de komende 35 jaar te vertienvoudigen. Daaronder vallen ook getijdenenergie of energie uit golfslag.  

Water is er altijd, in tegenstelling tot zonlicht of wind

Op termijn denkt Nijmeijer dat water een geduchte 'concurrent' wordt van de zon en de wind op het gebied van duurzame energie. Ze benadrukt dat een belangrijk aspect alvast in het voordeel van water werkt. "Water is altijd aanwezig, in tegenstelling tot zonlicht of wind. Je zou dus een continue hoeveelheid energie kunnen opwekken en je bent niet afhankelijk van weersomstandigheden. In de zomer kun je zelfs meer energie winnen, omdat het water dan wat warmer is. Zelf water warmer maken om meer energie op te wekken zal echter niet echt rendabel zijn." Ander voordeel is dat het landschap niet hoeft te lijden onder het aanzicht van grote bouwwerken als windmolens, voor natuurliefhebbers vaak een doorn in het oog.

Wie doet wat?

Om de blauwe energiecentrale goed te benutten, werkt een aantal partijen nauw samen: REDstack beheert de installatie en zorgt dat die draait, Fuji Film BV uit Tilburg levert de membranen en de onderzoekers van de universiteiten van Twente en Wageningen en het onderzoeksinstituut Wetsus kunnen de komende jaren de centrale als laboratorium gebruiken om het proces en de membranen nog verder te ontwikkelen. 

Scheepvaart, flora & fauna en kokkels
Ook qua kosten heeft water een lichte voorsprong op lange termijn. Volgens berekeningen zou de prijs van blauwe energie 8 cent per kilowattuur kosten, net iets voordeliger dan zonne- en windenergie. Anderzijds is de bouw van een blauwe energiecentrale een prijzig klusje. De ontwikkeling van technologie is erg duur en het inpassen van energiecentrales kan stuiten op infrastructurele problemen. Groot verschil met de jaren '50 is volgens Nijmeijer wel dat de membranen een stuk goedkoper zijn en die prijs kan nog verder omlaag. Ze maakt een voorzichtige schatting van het aandeel blauwe energie in de totale hoeveelheid energie die een land als Nederland nodig heeft. "Ik denk dat 10 procent realistisch is. Je moet niet vergeten dat het water nog voor meer zaken gebruikt moet worden, denk aan de scheepvaart en flora en fauna. Je kunt niet zomaar al het water oppompen en je moet ook letten op het brakke (zout gemengd met zoet red.) water dat uit de centrale komt."   

De komende jaren zijn volgens Nijmeijer een kwestie van testen en verder ontwikkelen. "We hopen over een jaar of zes nieuwe stappen in dit proces te zetten. We komen soms ook onvoorziene problemen tegen, zoals kokkels die zich op de membranen afzetten. Dat is gelukkig nu verholpen. Maar het is in ieder geval geweldig dat we nu met alle onderzoekers een eigen energiecentrale hebben waar we elke dag met blauwe energie aan de slag kunnen."  

Reacties