Nieuws

Ingenieurs wijzen de weg naar de energietransitie

De knopen die moeten worden doorgehakt om de energievoorziening te verduurzamen zijn complex. TW organiseerde daarom het symposium Ingenieurs in Energietransitie.

Donderdagavond 29 november. Het Journaal meldt dat in het grote klimaattafeloverleg het voorstel is gedaan elektrische auto’s met € 6000 te subsidiëren. Even later gaat het over een mogelijk hogere prijs voor CO2-emissierechten. Een paar dagen daarvoor berichtten de media over de gevolgen van mondiale opwarming die met de huidige uitstoot van broeikasgassen alleen maar stijgt. En dan zijn we ook nog vol verwachting over de Klimaatwet waar het kabinet al een tijd op zit te studeren.

TW-hoofdredacteur Jan Spoelstra benoemt dilemma's

De energietransitie is in korte tijd een actueel en urgent mainstream-onderwerp geworden. Ook in de niet-vakmedia dringt door dat Nederland aan de vooravond staat van een grote omwenteling en we vergaande beslissingen moeten nemen over hoe we in korte tijd een robuuste duurzame energievoorziening kunnen opzetten. Ingenieurs hebben een voortrekkersrol om daarin richting te geven, zo bleek op 29 november tijdens Ingenieurs in Energietransitie in Madurodam, Den Haag. Negen sprekers, een schat aan informatie, boeiende discussies, resulterend in nog meer motivatie om de nieuwe energiebronnen en -voorziening van de grond te krijgen.

Waterstof uit de Sahara

Ad van Wijk, hoogleraar future energy systems aan de TU Delft, begon zijn bijdrage met de vaststelling dat na alle experimenten van de voorgaande decennia de technische doorbraken er nu toe leidden dat de prijs per kilowattuur van energie uit zon en wind richting de 2 cent gaat en daarmee scherp concurreert met fossiel. Echter, dat hangt wel direct samen met waar je die energie opwekt. Zonovergoten landen als Saoedi Arabië, Australië, Mexico en het zuiden van de VS zijn uitstekende locaties om zonlicht om te zetten in elektriciteit. De kostprijs per kWh ligt daar zelfs rond de 1,5 cent; dat is lager dan de prijs voor stroom uit een kolencentrale.

Ad van Wijk over het geplande waterstofnetwerk in Azië

Dan moet die energie in wat voor vorm dan ook (elektronen door een kabel of waterstofmoleculen door een pijpleiding of met een tankschip) nog wel bij de verbruikers terecht komen. Van Wijk stelt dat de energie uit zonrijke gebieden qua prijs kan concurreren met die van op de Nederlandse daken met pv-panelen opgewekte elektriciteit, inclusief de kosten voor elektrolyse/omzetting van de ‘woestijnstroom’ in H2 en het transport.

‘Hoe krijgen we die energie uit zuidelijke gebieden naar de verbruikers in het noorden’, vroeg Van Wijk aan zijn gehoor. Volgens hem is dat het meest efficiënt in de vorm van waterstof. Dat anderen dat ook zo zien toonde Van Wijk met het voorbeeld van de Japans-Australische samenwerking om op grote schaal waterstof te produceren (in Australië) en te transporteren (naar Japan) in LH2-tankschepen (liquid hydrogen, -253 graden). De Olympische Spelen in 2020 in Tokio moeten ‘draaien’ op waterstof. Kawasaki Heavy Industries doet het vervoer over zee. Wel wordt de waterstof eerst nog opgewekt met aardgas, in de zuidelijke staat Victoria, waarbij CO2 wordt afgevangen (‘blauwe waterstof’). Daarna moet de productie verschuiven naar de door zonnestroom aangedreven installaties in het noordwesten van Australië (‘groene H2’).

‘De grootste opgave is nog om straks in Tokio de Olympische vlam op waterstof zichtbaar te maken’, grapte Van Wijk. (H2 brandt kleurloos). Japan heeft na de wake up call van Fukushima de focus gericht op de waterstof-energievoorziening. Volgens Van Wijk is die stap ook weer een wakkerwordensignaal voor Nederland. ‘Waarom doen wij ook niet zoiets? Wij zien de energietransitie veel te veel als nationaal probleem, maar we zijn geen eiland! We importeren zestig procent van onze energie. Waarom leggen wíj geen pijpleiding naar zonrijke gebieden. Dat moeten we eens gaan oppakken.’

Gebruik de Noordzee

Als het gaat om pijpleidingen aanleggen kan Nederland natuurlijk voortbouwen op een lange ervaring en expertise van offshorebedrijven. En alleen al in ons deel van de Noordzee ligt meer dan 3000 km aan gaspijpleidingen, met connecties naar omringende landen. René Peters (TNO) gaf aan waar de kansen liggen om de bestaande fossiele infrastructuur op zee een tweede leven te geven in de nieuwe energievoorziening. Als tussenoplossing zouden de nu nog 150 boorplatforms hun benodigde elektriciteit, in plaats van die zelf met fossiele brandstof te produceren, kunnen betrekken van een naburig offshore windpark. (In 2023 moet er voor de kust 4500 MW opgesteld vermogen staan). Die omschakeling alleen al zou 1 Mt/jaar aan CO2-uitstoot besparen.

René Peters ziet grote mogelijkheden op de Noordzee

De gelaste stalen pijpen (die 40-50 bar kunnen hebben) zijn ook geschikt voor het transport van andere gassen: waterstof en koolstofdioxide. En de lege gasvelden zijn op hun beurt weer prima toegerust voor opslag van H2 en CO2.

Waarom waterstof opslaan? ‘In 2017 kostte in Duitsland de balancering van het elektriciteitsnet, het stabiel houden van de stroomvoorziening, anderhalf miljard euro’, aldus Peters. Door tijdens piekuren in wind de overtollige stroom te benutten voor waterstofproductie en die vervolgens op te slaan, is een buffervoorraad aan energie te creëren waarmee korte- en langetermijnverschillen (seizoenen) in vraag en aanbod op te vangen zijn en overbelasting van het hoogspanningsnet te voorkomen is.

Deze P2G (power to gas) optie heeft naast de buffermogelijkheid het voordeel dat transport van de waterstofmoleculen door de pijp vele malen efficiënter is dan elektronen door een kabel. De BritNed-kabel en de BBL-pijpleiding in de Noordzee kostten qua aanleg elk zo’n 500 miljoen euro. De kabel transporteert in een jaar 8 TWh, de pijpleiding 120 TWh.

TNO-man Peters bepleit een gecoördineerde overgang, waarbij de uitfasering van gaswinning op zee gelijk opgaat met invoering van de nieuwe functies in waterstofproductie/-opslag en berging van CO2. Dus voordat we op grote schaal boorplatforms weghalen, eerst goed nadenken over hoe dat platform in te zetten is om … etcetera.

CCS: wat is mogelijk?

In de kabinetsplannen om 49% te reduceren in broeikasgasuitstoot in 2030 is CCS (carbon capture & storage) een onmisbare factor. Over 11 jaar zou er in de lege offshore gasvelden maar liefst 20 Mton CO2 per jaar opgeborgen moeten worden, stond in het regeerakkoord.

Maar dan moet die koolstofdioxide wel eerst afgevangen worden. Dat schiet in Nederland nog niet erg op. Een jarenlang project om CCS toe te gaan passen bij de Maasvlakte 3 kolencentrale (5,7 Mt CO2/jaar), ROAD genaamd (Rotterdam Opslag en Afvang Demonstratieproject), is afgebroken omdat Uniper en Engie medio vorig jaar zijn afgehaakt. De prijs voor CO2-emissierechten zakte onderuit en het kabinet bepaalde dat kolencentrales eerder dichtgaan, dus zat hier niet veel toekomst in. TNO-man Ton Wildenborg klonk tijdens zijn presentatie nog steeds teleurgesteld over het afblazen van ROAD. Met voorbeelden van al jaren lopende CCS-projecten toonde hij aan dat deze manier van ‘ontkolen’ (decarbonizing) op vele plekken al decennia beproefde techniek en de opslag geen probleem is. Het enige wat nog ontbreekt om grote energieslurpers, zoals Tata Steel, de cementindustrie, de afvalverbranders en de chemische industrie, aan het afvangen te krijgen, is een hogere prijs voor emissierechten.

Winbare warmte in water

Niet alleen de Noordzee biedt een scala aan nieuwe energie-opties, ook water dichter bij huis – sloot, gracht, meertje - heeft nog onvermoede potentie. Dat bevat namelijk warmte, zeker in de zomer. ‘Als we één graad warmte uit de Rijn halen, hoeveel huishoudens kunnen we daarmee verwarmen?’, zo luidde de quizvraag waarmee Ivo Pothof van Deltares zijn betoog begon. Het antwoord is 7 miljoen (!). Het oppervlaktewater in Nederland bevat warmte, en die kun je opslaan in grondwaterlagen (aquifers). Een ondergronds reservoir van 20 x 50 km, met een dikte van 40 m, kan genoeg thermische energie bevatten om de hele gebouwde omgeving én de industrie voor een jaar van warmte te voorzien, zo stelde Pothof.

Ivo Pothof over het potentieel van aquathermie

Hij hield de zaal voor dat thermische energie uit oppervlaktewater (TEO) de potentie heeft om voor 40 % in de warmtevraag te voldoen. De vaderlandse bodem als één grote warmte/koudeopslag. In de zomer de energie verzamelen in het grondwater, en als het koud wordt weer benutten, en desgewenst opkrikken met warmtepompen voor de cv of voor tapwater van zo’n 60 graden.

Volgens Pothof is het opgeslagen water warm genoeg en de thermische energie voldoende om ook bestaande woningen met conventionele radiatoren op temperatuur te krijgen. Dus voorzieningen voor laagwaardige warmte (vloerverwarming) zijn dan niet per se noodzakelijk. Het ligt voor de hand dat er een infrastructuur nodig is – een warmtenet – om de energie van de aquifer naar het gebouw te brengen (of de warmte van het in de zomer te koelen kantoorgebouw naar het grondwater). De te overbruggen afstand van het ondergrondse reservoir naar woningen en gebouwen moet niet té groot zijn (< 4-5 km) want dan zijn de transportverliezen te hoog.

Wat de aanleg van warmtenetten betreft, en vooral de financiering daarvan (‘gesocialiseerd’? gaan alle burgers de kosten opbrengen, zoals bij andere nutsvoorzieningen?) kijkt menigeen uit naar bepalingen in de Klimaatwet waar minister Wiebes al enige tijd op zit te broeden. Zou die er nog komen voor het eind van dit jaar?

Deel deze pagina
Gratis proefabonnement TW

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers TW

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Vision & Robotics

Vision & Robotics is hét onafhankelijke vakblad voor machinebouwers, system integrators en eindgebruikers van productielijnen in de maak- en agro-/foodindustrie. 

Graag meer lezen over onderwerpen zoals robotica, sensoren, kunstmatige intellegentie en nog veel meer klik hier

Vision & Robotics heeft ook een nieuwsbrief! klik hier om je in te schrijven.

TW online gratis voor jongeren

TW Investeert in technisch onderwijs

Leerlingen tot 18 jaar lezen gratis TW. Meld je aan en ontvang 24 online edities per jaar geheel gratis!

Naar boven