Je leest:

Een waterkrachtcentrale onder de grond

Een waterkrachtcentrale onder de grond

86-jarige promovendus verdedigt plan voor opslag windenergie

Auteur: | 20 september 2018
Jürgen Hamann CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Kan je in een vlak land als Nederland waterkracht gebruiken om energie op te slaan? Ja, betoogt de Limburgse ondernemer Jan Huynen (86) vandaag tijdens zijn promotie aan de Universiteit Utrecht. Huynen pleit voor een ondergrondse waterkrachtcentrale.

Wind is een duurzame maar weinig betrouwbare energiebron. Soms is er veel energie nodig maar is het windstil, soms waait het stevig maar is de vraag beperkt. In bergachtige landen als Oostenrijk en Zwitserland wordt windenergie daarom vaak gecombineerd met waterkracht. Met windenergie die over is pompt men water omhoog, is er een tekort dan laat men het water langs een turbine omlaag stromen om elektriciteit op te wekken.

In Nederland kunnen we zo’n systeem ook bouwen, schrijft Huynen in zijn proefschrift – maar dan wel in de ondergrond. Het ontwerp dat hij voorstelt bestaat uit twee waterbekkens, een aan het aardoppervlak en een op 1400 meter diepte, verbonden door een verticale buis waardoor het water op en neer stroomt. Het onderste bekken zou moeten worden aangelegd in een stevige aardlaag uit het Carboon, in Zuid-Limburg (de ‘kolenkalklaag’). In andere delen van het land ligt deze laag te diep.

Haalbaar?

De techniek is voorhanden, laat Huynen in zijn proefschrift zien, en de kosten zullen ongeveer 1,8 miljard euro bedragen. Daarmee zou het plan levensvatbaar moeten zijn.

Wel is het zaak dat de kolenkalklaag niet verstoord is – dus een plek zonder breuken, barsten, of scheuren. Het is mogelijk dat er een geschikte lokatie in Zuid-Limburg te vinden is, formuleerde de geologische Dienst van TNO in 2011 voorzichtig in een onderzoeksrapport. Om het zeker te weten is echter meer onderzoek nodig.

Schema
Het ontwerp van de ondergrondse waterkrachtcentrale. Het water gaat door de waterschacht (water shaft) op en neer, van het meertje boven naar de ondergrondse opslag (die uit 2×8 buizen bestaat) beneden. De ventilatieschacht zorgt voor luchtinlaat, de transportschacht is voor de eventuele aan- en afvoer van mensen en goederen. In de machinekamer bevindt zich het pomp/turbinesysteem. De beoogde kolenkalklaag ligt in het Dinantien (dat onderdeel is van het Carboon)
Jan Huynen. Uit: Blue battery for green energy (proefschrift)
Tweet
Een “compleet nieuwe” manier…
twitter.com

Nieuw?

De ondergrondse waterkrachtcentrale is een ‘compleet nieuw’ en ‘revolutionair’ idee, valt hier en daar te lezen. Dat klopt niet. Het plan is sinds begin jaren ’80 in omloop onder de naam OPAC (Ondergrondse Pomp Accumulatie Centrale), en zelfs al diverse malen door de overheid afgewezen. In 1989 besloot het kabinet er niet in te investeren, en in 2008 en 2013 haalde het idee nog twee keer bakzeil bij het ministerie van Economische Zaken. Dat zette liever in op het verder uitbouwen van het gezamenlijke elektriciteitsnet met de buurlanden, om schommelingen goed op te kunnen vangen.

Een bekende voorganger van het OPAC-concept, maar dan bovengronds, was het Plan Lievense. In dit plan van ingenieur Luc Lievense zou het Markermeer worden omringd door dijken met windmolens er op. De windenergie moest water uit het IJsselmeer het Markermeer in pompen, waardoor het peil zou stijgen. De waterkracht kon vervolgens energie leveren op het moment dat het nodig was. Het plan haalde het niet; het doorbraakgevaar van de metershoge dijken werd te groot geacht. Ook een opvolger, waarbij het reservoir juist lager lag dan het IJsselmeerpeil (een ‘valmeer’) sneuvelde.

Het voordeel van het plan dat Huynen vandaag verdedigt, is dat er relatief weinig water aan te pas komt. Door het grote hoogteverschil van 1400 meter tussen de waterbekkens, heb je slechts 2,4 miljoen kuub water nodig – ongeveer een duizendste van de inhoud van het Markermeer. Daarmee kan je 8,4 gigawattuur aan energie opslaan, genoeg om één dag stroom te leveren aan een miljoen huishoudens.

Risico’s?

Maar is het eigenlijk wel een goed idee, om water in de ondergrond op en neer te pompen? De verplaatsing van water in de ondergrond kan in sommige gevallen tot aardbevingen leiden – we zitten net in een periode dat enkele geothermieprojecten om die reden zijn stilgelegd – en Limburg ís al een aardbevingsgebied.

“Dat ligt in dit geval anders”, vertelt Janos Urai, structureel geoloog aan de Universiteit van Aken, die vandaag in de promotiecommissie zit. “Het systeem bestaat uit buizen, die het water isoleren van de omgeving. Vergelijk de constructie met een tunnel onder een berg door. Het is een behoorlijk stabiel systeem.”

604px windmolens tasja
Windenergie wordt een steeds grotere speler in Europa.
Tasja, via Wikimedia commons, Public Domain

Dat het om relatief weinig water gaat scheelt ook, zegt Michel Van Camp, seismoloog bij de Koninklijke Sterrenwacht van België, die niet betrokken is bij het project. “Er zijn aardbevingen bekend waarvan men vermoedt dat ze zijn veroorzaakt door het variërende gewicht van stuwmeren, maar dan gaat het altijd om tientallen miljoenen kuub water.” Als de installatie waterdicht gemaakt kan worden, is het risico dat de opslag tot aardbevingen leidt gering, denkt Van Camp.

Juist nu

Huynen schreef zijn proefschrift vooral om opnieuw aandacht te genereren voor de ondergrondse opslag van energie in een waterkrachtcentrale. Hij denkt dat de tijd er rijp voor is. Nu windenergie echt van de grond lijkt te komen, zal een grootschalige opslag noodzakelijk zijn, en het delen van een elektriciteitsnet niet meer werken. Huynen: “Als het hier hard waait, is dat in de buurlanden meestal ook zo. Als iedereen straks windmolens heeft, dempen de schommelingen elkaar dus niet meer.”

Bron

  • Huynen, Blue battery for green energy, proefschrift Universiteit Utrecht (september, 2018)
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 20 september 2018

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.