Dynamic Tidal Power: golven zorgen voor duurzame energie

Dynamic Tidal Power: golven zorgen voor duurzame energie

  • Lees ook: Delta21: integrale aanpak energieopslag, wateroverlast en natuurherstel

In 2050 moet de energievoorziening in Nederland bijna helemaal duurzaam zijn. Wetenschappers onderzoeken nu de mogelijkheden om in de toekomst op grote schaal duurzame, betrouwbare en betaalbare energie op te wekken. Maar lang voordat wereldwijd werd gesproken over het terugdringen van de CO2-uitstoot bedachten twee Nederlanders al een concept dat op grote schaal duurzaam energie kan opwekken: Dynamic Tidal Power.

Het is 1996 als Kees Hulsbergen en zijn toenmalig collega Rob Steijn bij het Waterloopkundig Laboratorium (nu instituut Deltares) op het idee komen voor het concept dat nu bekend staat als Dynamic Tidal Power (DTP). Dit wetenschappelijk instituut op het gebied van hydraulica en waterbouwkunde blijkt een vruchtbare grond voor een onconventioneel idee: een uitgekiende maritieme infrastructuur om de enorme energie die verpakt zit in getijgolven om te zetten in voorspelbare duurzame elektriciteit.

Grootschalige dammen

‘Het oorspronkelijke idee achter het plan was om getij-energie te benutten, maar dan zonder afgesloten bassin’, zegt Kees Hulsbergen. ‘Een zeer lange dam wordt vanaf de kust in zee uitgebouwd, om de langskomende getijgolf bewust te verstoren. Er ontstaat dan een waterstandsverschil aan beide zijden van de dam. Tweerichtingsturbines in de dam zetten de zo vrijgemaakte potentiële energie vervolgens om in elektriciteit.’

De 3 ingrediënten van dit plan zijn T-vormige dammen, tweezijdig functionerende turbines en de altijd aanwezige getijdegolven

De dammen voor het plan van Hulsbergen en Steijn zijn te realiseren met dezelfde technieken waarmee de Deltawerken destijds in het Waterloopkundig Laboratorium werden ontwikkeld en getest, nu echter aangevuld met turbines. Deze zijn visvriendelijk, zodat het waterleven niet te veel lijdt onder het opwekken van de duurzame energie. Hulsbergen: ‘De turbines staan ‘mannetje aan mannetje’ om de 20 m in de dammen, afgewisseld met passages voor zeezoogdieren en een schutsluis voor de kleine vaart.’

Size matters

Hulsbergen benadrukt dat de lengte en de vorm van de dam een grote rol spelen bij DTP. ‘Het vermogen dat je kunt opwekken neemt exponentieel toe met de lengte van de dam; deze moet dus zo lang mogelijk zijn. In dat opzicht zou het interessant zijn om de dammen door te trekken tot bij het Engelse zeegebied.’

Mocht dat niet mogelijk zijn – bijvoorbeeld vanwege met de scheepvaart – dan kan het ook anders. Hulsbergen: ‘Als je de lengte van de dam wilt beperken maar tegelijkertijd wel het vermogen wilt behouden, dan kun je aan de kop van de dam een gesloten dwarsdam bouwen. Daardoor ontstaat dan een T-dam, waarbij het brede stuk niet over turbines beschikt. Deze T-dam levert niet in op opwekvermogen, omdat het vermogen van DTP een resultante is van de lengte en de breedte van de dam.’

Nog niet getest

Hoewel de kennis en randvoorwaarden voor de uitvoering van DTP in Nederland aanwezig zijn, is het concept hier nog niet serieus uitgewerkt. Het verbaast Hulsbergen dat de aanwezigheid van de Deltawerken er niet eerder voor heeft gezorgd dat zijn plan onder de aandacht kwam bij lange-termijnbeleidsmakers. ‘Het plan werd relatief laat als serieuze optie overwogen bij de overheid.’

Hulsbergen: ‘Enkele jaren terug zochten we voor het ministerie van Economische Zaken uit wat de geschatte opbrengsten en kosten van DTP zijn, maar daarop hebben we weinig respons gehad van het ministerie. Zonde, want Nederland is qua kennis, ervaring en ligging de beste plek om DTP te realiseren. Vanuit China was er wel veel belangstelling voor het concept. Daar is intussen een plan uitgewerkt voor een 100 km lange dam in de Zuid-Chinese Zee.

‘Het potentieel vermogen van zo’n dam is even groot als de Drieklovendam, de grootste waterkrachtcentrale ter wereld’, aldus Hulsbergen.

Uitleg-Dynamic-Tidal-Power

Kosten Dynamic Tidal Power

‘Bij DTP dalen de kosten per kilowattuur naarmate de damlengte toeneemt’, geeft Hulsbergen aan. De bedenker van het concept geeft aan dat het lastig is om met exacte cijfers te komen, aangezien het plan nog nooit in de praktijk is gebracht.

Schattingen uit het rapport dat Hulsbergen voor het ministerie van EZ opstelde, gaan bij de aanleg van een 50 km lange en brede T-dam uit van ongeveer 40 miljard euro aan kosten. In combinatie met het geïnstalleerd vermogen, de verwachte productie en onderhoudskosten resulteert dit in een gemiddelde kostprijs van circa 0,07 €/kWh. Daarbij werd in het rapport nog uitgegaan van een jaarlijkse rente van 4 %; verreweg de grootste kostenpost van het plan.

Opbrengsten

Hulsbergen: ‘Het is voor een plan als DTP belangrijk om eerst naar de opbrengst te kijken en dan naar de kosten. Je praat qua jaarlijks opwekvermogen namelijk wel over minimaal 31 TW per dam. Met 2 dammen wek je dus 60 TW elektriciteit per jaar op; circa de helft van het huidige totale Nederlandse elektriciteitsverbruik. Een ander voordeel van Dynamic Tidal Power, is dat het aanzienlijk minder ruimte in beslag neemt dan wanneer je voor hetzelfde vermogen aan zonne- of windenergie wilt opwekken.’

Combineren van plannen

Volgens Hulsbergen is het mogelijk om DTP te combineren met andere plannen en functies. ‘Als je 2 T-dammen bouwt van 50 km lang en breed op zo’n 150 km afstand van elkaar, dan stijgt het opwekvermogen en daalt de kostprijs per kWh natuurlijk verder.’

‘Met 2 T-dammen schep je ook andere mogelijkheden. Zoals de bouw van ‘Schiphol-West’ of Maasvlakte III’

‘Maar er ontstaan dan ook geweldige andere voordelen. Doordat beide dammen met een faseverschil van 3 uur produceren, bieden ze de opgewekte elektriciteit voorspelbaar en nagenoeg constant aan het net aan. Opslag en de hierbij horende inefficiënte omzetting naar andere energievormen zijn hierdoor nauwelijks of niet nodig.’

‘Een duo van T-dammen zorgt daarnaast voor een golfluwe lagune ter grootte van de Provincies Noord-Holland en Zuid-Holland samen. Dit schept mogelijkheden om de aanleg van ‘Schiphol-West’, Maasvlakte III, natuur of zelfs recreatiegebieden en steden aanzienlijk goedkoper te realiseren. Verder kan een deel de maritieme infrastructuur van deze twee T-dammen helpen bij het inperken van de waterstand bij extreme stormen.’

Toekomstmuziek

Zo ver is het nu nog niet. Om Dynamic Tidal Power in de praktijk te brengen, is eerst extra onderzoek nodig om de verwachte kosten en risico’s van het plan beter in kaart te brengen. Tot die tijd blijft het concept dat potentieel in de helft van het jaarlijkse energiegebruik van Nederland kan voorzien toekomstmuziek.

Techniek Nederland
Techniek Nederland
Adres: Bredewater 20, 2715 CA Zoetermeer
Website: https://www.technieknederland.nl/home
Social media: