Energie uit Water- Hype of Kans -

Marcel Bruggers – Deltares29 april 2010

Energie uit Water- Hype of Kans -

Marcel Bruggers – Deltares29 april 2010

Duurzame Energie uit Water

Laagvervalwaterkracht

Golfenergie

Getij-energiebassin/

stroming

Thermischeenergie uit

de zee

Aquatischebiomassa

Osmoseenergie

Energiestromen Nederland

Energiestromen 2008

90 33 307

7567

5511

1154

760

1852

2544

1183

541

203

189688

16930

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Invoer Uitvoer Winning Verbruik

Peta

joul

es (1

0^18

)

OverigAardgas

Aardolie(producten)Elektriciteit

Bron: Planbureau voor de Leefomgeving

1 PJ = 278 GWh

Duurzame energieproductie

Duurzame Energieproductie 2008

Totaal duurzameenergiebronnen; 114

Waterkracht; 0,8

Windenergie; 35,1

Zonne-energie; 1,2

Thermische energie; 5,4

Biomassa totaal; 71,6

0

20

40

60

80

100

120

Verm

eden

ver

brui

k va

n fo

ssie

le e

nerg

ie (P

J)

Bron: Planbureau voor de Leefomgeving

Definiëring voorraden

Totaal potentieel(Potentiële energievoorraad)

Exploitabele voorraad(Winbare energievoorraad)

Bron: Deltares

Blue Energy - Opwekking

REDRED –– reversereverse electroelectro dialysisdialysis

PROPRO –– pressurepressure retardedretarded osmosisosmosis

Bron: Deltares/Statkraft/REDStack

Blue Energy – Osmotische druk

Theorie Osmotische drukZeewater: 30 g/L = 0,5 mol/L = 500 mol/m3 (NaCl)

p·V = n·R·T (van ‘t Hoff, 1885)

n·R·T 500 x 2 x 8,34 x 293posmose = --------- = -------------------------- = 25 x 105 Pa

V 1

25 x 105 Pa = 25 Bar = 250 m H2O (!)

Theoretische energie-inhoud1 m3 rivier + m3 zee 2.5 MJ1 m3 rivier + 1 m3 zee 1.7 MJ

Praktische energie-inhoud1 m3 rivier + 1 m3 zee 1.0 MJ

Bron: Wetsus

Hoover dam 221 m hoog

Blue Energy - Potentieel

Schelde

Rijn

Maas

Eems

EnergiepotentieelRijn: 2250 m3/s

Maas: 250 m3/s

Schelde, Eems etc: 100 m3/s

Neerslagoverschot: 150 m3/s

Totaal: 2750 m3/sTheoretisch: 1 m3/s = 2,5 MJ

Totaal potentieel: 220 PJ (7000 MW)Technisch haalbaar: 1 m3/s = 1 MJ

Rendementen (o.a. bedrijfsvoering): 30%

Technisch potentieel: 65 PJ (2000 MW)Scheepvaart, anti-verzilting, waterschappen, drinkwater: 1/4 bruikbaar

Maatschappelijk potentieel: 15 PJ (500 MW)

Vraag is op welke termijn, welk deel hiervan

commercieel exploitabel is… (locatiespecifiek!)

Bron: Deltares/Rijkswaterstaat Noord-Holland

Aquatische biomassa - Opwekking

Bron: ECN

Aquatische biomassa - Potentieel

EnergiepotentieelNoordzee: 57.000 km2

IJsselmeer: 1.100 km2

Markermeer: 700 km2

Oosterschelde: 300 km2

Westerschelde: 250 km2

Volkerak-Zoommeer: 80 km2

Theoretisch: 100 grC/m2 & 1 grC = 30kJ

Totaal potentieel: 18.000 PJ (600.000 MW)Rendementen (o.a. bedrijfsvoering): 10%

Technical barriers (energieverbruik, zuurstofverwijdering, CO2-toevoeging, oogsten, raffineren): 10%

Technisch potentieel: 180 PJ (6000 MW)Scheepvaart, defensie, visserij, energiewinning, …: 10% bruikbaar

Recreatie, maatschappelijke acceptatie: 50% reductieafctor

Maatschappelijk potentieel: 9 PJ (300 MW)

Vraag is met name hoe en op welke termijn weh het conditionerings- en optimalisatievraagstuko oplossen

Getij-energie (gestuwd) - Opwekking

Sluizen

Turbines

Turbines

Turbines

Bron: Haskoning

Locaties

Haringvliet

- Tijverschil 2,3 meter

Brouwersdam

- Tijverschil 2,5 meter

Oosterschelde

- Tijverschil 2,9 meterAfsluitdijk

- Tijverschil 1,8 meter

Lauwersmeer

-Tijverschil 2 meter

Johannes Kerkhovenpolder

- Tijverschil 3 meter

Westerschelde- Tijverschil 5 meter

Getij-energie (gestuwd) - Locaties

Bron: Haskoning

Getij-energie (gestuwd) – Potentieel

EnergiepotentieelKustlijn Nederland: 250 km

Gemiddelde diepte: 20 meter

Gemiddelde watersnelheid: 1 m/s

Totaal potentieel: 85 PJ (2500 MW)Oosterschelde(kering): 400 MWWesterschelde(kering): 20 MWBrouwersdam: 120 MWLauwerszee: 40 MWHaringvliet: 10 MWAfsluitdijk: 4 MWDollard: 4 MW

(incl rendementen, bedrijfsvoering, etc)

Technisch potentieel: 20 PJ (600 MW)Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu, milieu: 1/3 exploitabel

Maatschappelijk potentieel: 6 PJ (200 MW)

Vraag is hoe we de estuaria op een commerciëlem manier duurzaam kunnen exploiteren

Getij-energie (stroming) - Opwekking

Bron: Open Hydro/ Ecofys/ Marine Current Turbines

Getij-energie (stroming) – Potentieel

EnergiepotentieelKustlijn Nederland: 250 km

Gemiddelde diepte: 20 meter

Gemiddelde watersnelheid: 1 m/s

Identiek aan gestuwde getij-energie…

Totaal potentieel: 85 PJ (2500 MW)Te installeren vermogen per locatie:Oosterschelde(kering): 100 MWWesterschelde(kering): 10 MWBrouwersdam: 100 MWWaddenzee: 20 MW(incl rendementen, bedrijfsvoering, etc)

Technisch potentieel: 6 PJ (200 MW)Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu: 50% exploitabel

Maatschappelijk potentieel: 3 PJ (100 MW)

Vraag is met name wanneer er een aadequaat subsidie-instrumentarium komt

Bron: Tocardo

Energie uit rivieren (gestuwd) - Opwekking

Bron: Zuppinger / MJ2 VLH / Archimedes screw

EnergiepotentieelRijn: 2250 m3/s - instroomhoogte NAP + 10 mMaas: 250 m3/s - instroomhoogte NAP + 45 mSchelde, Eems etc: 100 m3/s - instroomhoogte NAP + 25 mNeerslagoverschot: 150 m3/s - instroomhoogte NAP + 5 m

Potentiële energie = jaarvolume x dichtheid x g x vervalhoogte

Totaal potentieel: 11 PJ (350 MW)Turbinerendementen, wrijvingsverliezen, stroomfluctuaties

Technisch potentieel: 6 PJ (200 MW)Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu: 50% exploitabel

Maatschappelijk potentieel: 3 PJ (100 MW)

Energie uit rivieren (gestuwd) - Potentieel

Vraag is hoe we de visvriendelijkheid kunnen ga garanderen

Energie uit rivieren (stroming) - Opwekking

Bron: WPI / Ecofys / Verdant Power

Energie uit rivieren (stroming) - Potentieel

EnergiepotentieelRijn: 2250 m3/s - instroomhoogte NAP + 10 mMaas: 250 m3/s - instroomhoogte NAP + 45 mSchelde, Eems etc: 100 m3/s - instroomhoogte NAP + 25 mNeerslagoverschot: 150 m3/s - instroomhoogte NAP + 5 m

Potentiële energie = jaarvolume x dichtheid x g x vervalhoogte

Totaal potentieel: 3 PJ (100 MW)Turbinerendementen, wrijvingsverliezen, stroomfluctuaties

Technisch potentieel: 1 PJ (40 MW)Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu: 50% exploitabel

Maatschappelijk potentieel: ½ PJ (20 MW)

Vraag is met name wanneer en of er eena adequate subsidie-instrumentarium komt

Potentieel Energie uit Water

Potentieel Energie uit Water

0

2

4

6

8

10

12

14

16

...totale energievoorraad ca. 30 PJ per jaar

Ener

giev

oorr

aad

(Pet

a Jo

ule)

Water als energieke bondgenoot