Getijdenenergie in een stroomversnelling

Getijdenenergie is een vorm van energie uit de oceaan die commercieel het meest veelbelovend is. De techniek – vergelijkbaar met de werking van windturbines – is vergevorderd, maar de stroomopwekking is nu nog zeer bescheiden. Groot-Brittannië heeft grootse plannen en investeerde de laatste jaren miljoenen, met name in Schotland. Nederlandse bedrijven zien getijdenenergie als een belangrijk toekomstig exportproduct.

door

Elektriciteitsproductie door gebruik te maken van eb en vloed – getijdenenergie – nadert een commerciële fase. Dat zegt Davide Magagna van het Joint Research Centre (JCR), een instituut van de Europese Commissie die het Europese bestuur van wetenschappelijke en technologische kennis voorziet. Een van de zeven JRC-instituten is gevestigd in Nederland, in het Noord-Hollandse Petten.

Voor de Europese Unie is oceaanenergie, waaronder energie uit eb en vloed, belangrijk vanuit het oogpunt van leveringszekerheid van energie en werkgelegenheid. Tot nu toe investeerde de Europese Commissie tachtig miljoen euro in deze duurzame technologie, tien procent van het bedrag dat in windvermogen werd geïnvesteerd.

Atlantic Arc

“De offshore industrie berekende dat in 2050 honderd gigawatt aan offshore elektriciteitscentrales haalbaar is in Europese wateren langs de kust van de Atlantische Oceaan”, aldus Magagna. Dat is voldoende om een tiende deel van de Europese bevolking van stroom te voorzien.

“De omstandigheden in de kustgebieden van de zogeheten Atlantic Arc zijn zowel voor getijden- als golfenergie ideaal. Vanwege het zeer grote verschil tussen eb en vloed en de hierdoor extreem hoge stroomsnelheid van het zeewater zijn binnen Europa vooral het Verenigd Koninkrijk, Ierland en Frankrijk ideaal voor getijdenenergie.”

Maar de sterke stroming in combinatie met ruige weersomstandigheden aan de Atlantische kusten hebben ook zo hun nadelen. Hierdoor zijn namelijk de krachten op drijvende of aan de zeebodem bevestigde energiecentrales groot, en daarmee installatie- en onderhoudskosten ook extreem hoog.

Transportation of voith turbine to emec tidal test site credit voith img 2280

Transport van een getijdenturbine naar de EMEC-testsite op de Orkney Eilanden. Voith

Groot-Brittannië koploper

Desalniettemin is oceaanenergie – en met name getijdenenergie – een uitdaging voor veel Europese landen, met Groot-Brittannië en Schotland als absolute koplopers. Rondom de Britse eilanden zijn wereldwijd de grootste stroomsnelheden te vinden. De regering in Londen mikt op een vermogen van 10.000 megawatt (MW) en ondersteunt de veelbelovende technologieën daarom met vele miljoenen. Daarnaast investeerde het land de laatste jaren enorm in technische opleidingen voor oceaanenergie, leverde sinds 2008 meer dan honderd promovendi op dat gebied af en telt het een kleine veertig bedrijven die de technologie voor golf- en getijdenenergie doorontwikkelen.

Maygen image 21 nov 2011jpg

MeyGen, in het uiterste noorden van Schotland, is wereldwijd de grootste getijdenenergiecentrale, nu nog in aanbouw. De centrale in Schotland moet in 2016 de eerste stroom gaan leveren. De eerste fase omvat 86 megawatt; als het project klaar is bedraagt het vermogen een kleine 400 megawatt. Daarmee kunnen 175.000 huishoudens van stroom worden voorzien. MeyGen Limited

“Projecten voor getijdenenergie bevinden zich nu nog zonder uitzondering in een precommerciële fase en zijn bovendien uitsluitend als single unit operationeel”, aldus Magagna, die zijn bevindingen presenteerde op de jaarlijkse Offshore Energy Exhibition and Conference, in november in de RAI in Amsterdam. “Single unit houdt in dat de ‘getijdenenergiecentrale’ bestaat uit een enkele generator met een of twee turbines.”

Wil getijdenenergie echt commercieel worden dan is het belangrijk dat individuele turbines worden opgeschaald naar een parkopstelling, zoals ook offshore windparken uit tientallen windturbines bestaan. Dat is bijvoorbeeld het geval bij het project MeyGen in Schotland.

Tlsb visitor centre arrival and rock pools

Swansea Bay is één van vijf baaien die in het Verenigd Koninkrijk grote mogelijkheden biedt voor de toepassing van getijdenenergie. Het verval ligt rond 8,5 meter. Het project ligt op de tekentafel en de vergunningverlening is in volle gang. De toekomstige energiecentrale Tidal Lagoon Swansea Bay zal zijn voorzien van groot educatief bezoekerscentrum, om de burger bij duurzame stroomopwekking te betrekken. Tidal Lagoon Swansea Bay project

Visvriendelijkheid

Getijdenenergie maakt volop gebruik van de technologieën uit offshore wind en vice versa, aldus Magagna. Windturbines hebben in het verleden een ontwikkeling naar offshore-toepassingen doorgemaakt, dezelfde overgang die getijdenturbines nu ook doormaken. Op zee moeten de turbines bestand zijn tegen grote krachten en een zoute en dus corrosieve omgeving.

T100 2.0a2edc141453cca7ef11cbbeb6e831f96

Testturbine in de spuisluizen in de Afsluitdijk bij Den Oever. Tocardo

Een belangrijk verschil met windparken echter, is dat getijdencentrales niet of nauwelijks zichtbaar zijn en dat kan het draagvlak onder het grote publiek vergroten.

Daar staat tegenover dat de impact op het milieu groter kan zijn door de draaiende bewegingen van de rotorbladen. Te denken valt aan de effecten op de sedimenten op de bodem die in beweging komen, maar ook op de fauna, zoals vissen. In de vier Nederlandse testcentra voor getijdenenergie, de TTC’s, is ‘visvriendelijkheid’ daarom een belangrijk aandachtspunt.

Vier Nederlandse testlocaties

“De stroomopwekking van de getijdenturbines op de Nederlandse testlocaties is nog heel bescheiden”, vertelt Piet Ackermans, bestuurslid van een van de TTC’s (Tidal Testing Centres) en werkzaam bij AnteaGroup. “Het vermogen is meestal niet hoger dan 200 kW.” In Nederland hebben we nu alleen nog maar experimentele opstellingen voor getijdenenergie, maar over enkele jaren zal dat volgens Ackermans heel anders zijn. “In 2016 zullen er naar verwachting in ons land ten minste vier getijdencentrales draaien van elk in totaal 3 MW, waarvan de meeste centrales een uitbreiding zijn van de nu bestaande testlocaties.”

Op de bestaande vier TTC’s worden de vrije stromingsturbines onderzocht, turbines waarvan de bladen zich aanpassen aan de stromingsrichting en in beide richtingen stroom wordt opgewekt. Ackermans: “We bestuderen onder meer het rendement van de turbines, de netstabiliteit en de ecologische effecten. Ook nieuwe concepten worden uitgeprobeerd, zoals een drijvende turbine die deze maand in het Marsdiep (bij Texel) in gebruik werd genomen. In de Oosterschelde worden turbinetypes met een verticale en horizontale as getest en in de Grevelingendam zijn diverse ruimtelijke opstellingen onderwerp van onderzoek”.

Vismigratierivier

De Nieuwe Afsluitdijk combineert groene energieopwekking met visvriendelijkheid. Rijksoverheid.nl

De Nieuwe Afsluitdijk

In de spuisluis bij Den Oever is al zes jaar een turbine van het bedrijf Tocardo (een van de vijf Nederlandse turbineproducenten) in gebruik. Hier zullen binnenkort zes turbines worden bijgeplaatst. Deze opschaling maakt deel uit van het project De Nieuwe Afsluitdijk (DNA), waar ook getijdenenergie deel uitmaakt van een duurzame inrichting, waarin behalve energieopwekking ook aandacht is voor een visvriendelijke dijkvernieuwing.

Getijdenenergie zou in ons land een (welswaar geringe) bijdrage kunnen leveren aan de doelstelling van 16% duurzame energie, zoals deze in het Energieakkoord is afgesproken. (Enkele maanden geleden werd deze doelstelling door het Planbureau voor de Leefomgeving en Energieonderzoek Centrum Nederland overigens als niet haalbaar bestempeld.) De toepassing van getijdenenergie moet vooral over de grenzen een rol gaan spelen, hoopt Ackermans. “Na 1 januari 2015 veranderen we de naam van de TTC’s in NLMEC: Netherlands Marine Energy Center”, aldus Ackermans. “Want we willen ons ook internationaal beter kunnen positioneren, naast bijvoorbeeld de internationale testlocatie in Schotland EMEC, waar diverse vormen van oceaanenergie worden getest.”

Duurzame delta’s

“Met NLMEC willen we in Nederland de inshore en nearshore technologie verder ontwikkelen”, aldus Ackermans. “Typisch voor de Nederlandse situatie is dat wij te maken hebben met eb en vloed in een deltagebied, met – in tegenstelling tot de Atlantische kust – een veel lagere stroomsnelheid, veelal ca. 2 m/s, en een laag verval van ca. 2,5 m. De technologie voor getijdenenergie waar we in ons land mee experimenteren, willen we uiteindelijk wereldwijd gaan inzetten voor een duurzame stroomopwekking in deltagebieden.”

Een modulair systeem van containers moet voor de kust van Texel gaan zorgen voor schone elektriciteit uit eb en vloed. De getijdenstroming in het Marsdiep drijft een turbine aan, die onder de container hangt. Nieuw aan dit project is dat de 200 kW-getijdenturbine geen onderdeel is van een waterkering, maar drijft. Deze testopstelling van het offshorebedrijf Bluewater moet leiden tot toepassingen in ontwikkelingslanden.

Bronnen en meer lezen

  • Overview of European innovation activities in marine energy technology, JRC Science and Policy Report, 2014
  • Wave and Tidal Energy Strategic Technology Agenda, Strategic Initiative for Ocean Energy, 2014