Hoe kun je energie opwekken uit water?
Naast de waterkrachtcentrales in rivieren en stuwen, waarvan visvriendelijke varianten in Nederland ontwikkeld worden door Fish Flow Innovations en Deep Water Energy, zijn er verschillende manieren om energie op te wekken uit de zee. Daarvoor zijn grofweg vier categorieën te onderscheiden: getijdenenergie, golfenergie, osmose en Ocean Thermal Energy Conversion. Bij getijdenenergie wordt elektriciteit opgewekt door gebruik te maken van stroming in de zee. De zon en de maan trekken aan het zeewater, waardoor stroming veroorzaakt wordt en er continu een veranderend waterniveau wordt gecreëerd, variërend tussen laag water (eb) en hoog water (vloed). Hier houdt onder andere SeaQurrent zich mee bezig, het bedrijf van Berkhout. SeaQurrent wekt energie op door een soort vlieger onder water te plaatsen, de TidalKite, die beweegt doordat de vleugels van de vlieger energie uit het stromende water benutten. Naast vliegers zijn er ook getijdenturbines, als het ware windmolens onder water, zoals Water2Energy en Tocardo deze ontwikkelen.
Bij golfenergie wordt energie opgewekt door een continu variërend verschil in waterniveau, dat ontstaat door de deining van golven. In Nederland zijn Weco, Slowmill, Teamwork Technology en Wavehexapod hierin gespecialiseerd. Binnen de golfenergie bestaan weer allerlei manieren om energie op te wekken, legt Berkhout uit. “Sommigen gebruiken een drijflichaam op de golven, bevestigd aan een bodemanker. Tussen deze elementen ontstaat door de golven een kracht waaruit elektriciteit geproduceerd kan worden. Andere gebruiken in plaats van de bodem een paal of windturbine, of een golfbreker aan een dijk. En je hebt ook ‘osciliating water columns’, waarbij gebruik wordt gemaakt van lucht die door de golven omhoog geduwd wordt.”
Bij osmose wordt gebruik gemaakt van het verschil in zoutgehalte tussen zoet en zout water. Deze techniek laat zoet en zout water langs membranen stromen, die selectief deeltjes doorlaten. Daardoor ontstaat een positieve en negatieve zijde, vergelijkbaar met een batterij. In Nederland werkt het bedrijf Redstack aan het opwekken van energie door middel van met osmose.
Tot slot is Ocean Thermal Energy Conversion een methode die energie opwekt middels het verschil in temperatuur tussen warm oppervlaktewater en koeler zeewater op diepte. Maar, geeft Berkhout aan, deze techniek is niet toepasbaar dichtbij Nederland. De temperatuurverschillen zijn vaak niet groot genoeg en de benodigde diepte ontbreekt.
Waarom hebben we energie uit water nodig?
Om weg te stappen van het verbranden van fossiele brandstoffen, is een volledig duurzaam energieproductiesysteem nodig. Wereldwijd worden er al flinke stappen gezet met wind- en zonne-energie, maar daarmee kan niet op elk moment van de dag en het jaar voldoende energie worden opgewekt. In aanvulling op energie uit wind en zon zijn daarom andere vormen van duurzame energieopwekking nodig. Energie uit water is een geschikte kandidaat, omdat water immers altijd in beweging is. Er kan dan dus direct stroom worden geleverd, ook op de momenten dat de zon niet schijnt en de wind niet waait.
Berkhout legt uit dat we, a posteriori, misschien wel ons duurzame energienet vanaf het begin anders in hadden moeten richten. “We zijn ooit begonnen met de vraag: het maakt niet uit hoe en waar, maar kan iemand in godsnaam duurzame energie maken,” zegt hij gekscherend. “Uit die vraag zijn uiteindelijk zonnepanelen op daken en windenergie op zee en land boven komen drijven. Maar we hadden, terugkijkend, ook kunnen zeggen: in 2050 willen we 100 procent duurzame energie, tegen die tijd verwachten we een bepaalde vraag vanuit consumenten, iets meer overdag en in de winter, iets minder ’s nachts en in de zomer – wie kan dat profiel aan energie leveren? In dat geval hadden we vanaf het begin van de energietransitie al veel meer gekeken naar een mix van meerdere oplossingen. Het kan natuurlijk wel met zonne- en windenergie, maar daarbij heb je ook veel opslag nodig. Bij bijvoorbeeld getijdenenergie is dat veel minder het geval. Je kunt dan direct die energie leveren.”
Een paar maanden geleden organiseerde Invest-NL samen met Change Inc. een webinar over de winning van elektriciteit uit water. Maarten Berkhout schoof hierbij als een van de deelnemers aan tafel. Invest-NL en Change Inc. organiseerden deze webinar om te onderzoeken wat er nodig is om de opkomende sector te helpen. Hier is komende jaren veel kapitaal voor nodig. Hoe kunnen we de Nederlandse expertise uit de maritieme en offshore-sector inzetten voor duurzame energietechnologie die internationaal schaalbaar is?
Klik hier om meer over deze webinar te lezen en klik hier om hem terug te kijken. Of bekijk de hele webinar onderaan dit artikel.
Is het duur om energie uit water op te wekken?
Die vraag kan op verschillende manieren beantwoord worden. Doorgaans wordt, om de kosten van energiebronnen te vergelijken, gebruik gemaakt van de Levilised Cost of Energy (LCoE). Die maatstaf wordt berekend door de totale kosten van een energiebron te delen door de hoeveelheid geproduceerde energie, beiden over de gehele levensduur van de bron. Puur naar de LCoE gekeken: ja, dan is energie uit water momenteel een dure techniek, vergeleken met bijvoorbeeld wind- en zonne-energie. Dat komt onder meer omdat windmolens en zonnepanelen al lang in ontwikkeling zijn en er veel subsidie is besteed aan het opschalen van deze technieken, waardoor ze veel kostenefficiënter zijn geworden. “De LCoE van energie uit water is hoger omdat de technologie aan het begin van de leercurve staat”, legt Berkhout uit. “Vergelijkbaar met windmolens in de jaren zeventig. Toen was de potentie van windmolens nog heel klein.”
Maar in isolatie naar de LCoE kijken, vindt Berkhout te oppervlakkig. “De LCoE kijkt puur naar de opbrengst van energie, het aantal kilowattuur. Maar op welk moment krijg je die energie? De kosten van de energieopwekking kunnen wel goedkoop zijn, maar wat is er aanvullend nodig om de productie van energie op de vraag te kunnen laten aansluiten? Als je bijvoorbeeld alles op basis van zonne-energie zou doen, moet je grootschalige energieopslag aanleggen. Dat kost veel geld. Daarom pleiten wij voor minimaal een vergelijking op basis van de value-adjusted LCoE. Als je die andere kosten namelijk allemaal meeneemt, wordt het een heel ander verhaal.”
Graag kijkt Berkhout zelfs nog breder, naar wat het voor Nederland economisch kan opleveren. Als in eigen land projecten worden uitgerold om energie uit water op te wekken, levert dat duurzame banen op voor inwoners en kan het een economisch sneeuwbaleffect teweegbrengen. Dat zou je dan kunnen vergelijken met de import van zonnepanelen uit China, waarbij dat soort effecten minder optreden.
“Hoe we leveringszekerheid meewegen is wel weer een uitdaging, maar het is duidelijk waar de plus ligt. En dit onderwerp staat heel hoog op de agenda in Europa sinds de Russische inval in Oekraïne en de wens om Russische gasafhankelijkheid niet in te ruilen voor de afhankelijkheid van Chinese zonnepanelen en batterijen.”
Hoe kijkt de Nederlandse overheid naar energie uit water?
Het valt te stellen dat er tot op heden niet veel ingezet is op energie uit water door Nederlandse kabinetten. Zoals gezegd, ligt de focus toch vooral op de LCoE, en op basis daarvan komt waterenergie nog niet goed uit de verf. Dat was ook de reden dat in 2021 toenmalig minister Bas van ’t Wout (Economische Zaken en Klimaat) geen reden zag om bestaand, terughoudend kabinetsbeleid te wijzigen. “Heroverweging van bestaand nationaal beleid, c.q. van het vergroten van de nationale inzet op energie uit water, [is] op dit moment niet wenselijk”, schreef hij destijds aan de Tweede Kamer.
“De overheid stuurt op massa en kosteneffectiviteit”, legt Berkhout uit. “Dat zijn de twee pijlers voor de energietransitie. De Nederlandse Branchevereniging voor Energie uit Water probeert daar ook leveringszekerheid bij te krijgen. Maar de uitdaging is dat het daardoor ingewikkelder wordt. Het wordt al snel heel complex om het hele systeem door te rekenen, en bovendien zijn er dan veel aannames nodig. Dat lijkt de reden dat veel mensen zeggen: dat kunnen we niet meer overzien.”
Toch is Berkhout ervan overtuigd dat energie uit water wel degelijk toegevoegd moet worden aan de toekomstige energiemix. De fossiele energiemix is met steenkool, olie en gas namelijk ook gediversifieerd – dat zou met duurzame energiebronnen niet anders moeten zijn.
Meer over energie en water:
schrijf je in voor de nieuwsbrief
Wil jij iedere ochtend rond 7 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan!
Schrijf je nu in
