Energie uit Water. - Hype of Kans - Marcel Bruggers Deltares 29 april 2010

Transcriptie

1 Energie uit Water - Hype of Kans - Marcel Bruggers Deltares 29 april 2010

2 Duurzame Energie uit Water Laagverval waterkracht Aquatische biomassa Golfenergie Thermische energie uit de zee Getij-energie bassin/ stroming Osmose energie

3 Energiestromen Nederland Energiestromen Peta joules (10^18) Overig Aardgas Aardolie(producten) Elektriciteit 1 PJ = 278 GWh Invoer Uitvoer Winning Verbruik Bron: Planbureau voor de Leefomgeving

4 Duurzame energieproductie Duurzame Energieproductie Vermeden verbruik van fossiele energie (PJ) Totaal duurzame energiebronnen; 114 Waterkracht; 0,8 Windenergie; 35,1 Zonne-energie; 1,2 Thermische energie; 5,4 Biomassa totaal; 71,6 Bron: Planbureau voor de Leefomgeving

5 Definiëring voorraden Totaal potentieel (Potentiële energievoorraad) Exploitabele voorraad (Winbare energievoorraad) Bron: Deltares

6 Blue Energy - Opwekking RED reverse electro dialysis PRO pressure retarded osmosis Bron: Deltares/Statkraft/REDStack

7 Blue Energy Osmotische druk Theorie Osmotische druk Zeewater: 30 g/l = 0,5 mol/l = 500 mol/m 3 (NaCl) p V = n R T (van t Hoff, 1885) p osmose n R T 500 x 2 x 8,34 x 293 = = = 25 x 10 5 Pa V 1 25 x 10 5 Pa = 25 Bar = 250 m H 2 O (!) Theoretische energie-inhoud 1 m 3 rivier + m 3 zee 2.5 MJ 1 m 3 rivier + 1 m 3 zee 1.7 MJ Praktische energie-inhoud 1 m 3 rivier + 1 m 3 zee 1.0 MJ Hoover dam 221 m hoog Bron: Wetsus

8 Blue Energy - Potentieel Energiepotentieel Rijn: 2250 m 3 /s Maas: 250 m 3 /s Schelde, Eems etc: 100 m 3 /s Neerslagoverschot: 150 m 3 /s Totaal: 2750 m 3 /s Theoretisch: 1 m 3 /s = 2,5 MJ Totaal potentieel: 220 PJ (7000 MW) Technisch haalbaar: 1 m 3 /s = 1 MJ Rendementen (o.a. bedrijfsvoering): 30% Rijn Eems 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!) Schelde Maas Bron: Deltares/Rijkswaterstaat Noord-Holland

9 Aquatische biomassa - Opwekking Bron: ECN

10 Aquatische biomassa - Potentieel Energiepotentieel Noordzee: km 2 IJsselmeer: km 2 Markermeer: 700 km 2 Oosterschelde: 300 km 2 Westerschelde: 250 km 2 Volkerak-Zoommeer: 80 km 2 Theoretisch: 100 grc/m 2 & 1 grc = 30kJ Totaal potentieel: PJ ( 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 we h het conditionerings- en optimalisatievraagstuk o oplossen

11 Getij-energie (gestuwd) - Opwekking Sluizen Turbines Turbines Turbines Bron: Haskoning

12 Locaties Getij-energie (gestuwd) - Locaties Haringvliet - Tijverschil 2,3 meter Brouwersdam - Tijverschil 2,5 meter Lauwersmeer -Tijverschil Oosterschelde 2 meter Afsluitdijk - Tijverschil 2,9 meter - Tijverschil 1,8 meter Westerschelde Johannes Kerkhovenpolder - Tijverschil 5 meter - Tijverschil 3 meter Bron: Haskoning

13 Getij-energie (gestuwd) Potentieel Energiepotentieel Kustlijn Nederland: 250 km Gemiddelde diepte: 20 meter Gemiddelde watersnelheid: 1 m/s Totaal potentieel: 85 PJ (2500 MW) Oosterschelde(kering): 400 MW Westerschelde(kering): 20 MW Brouwersdam: 120 MW Lauwerszee: 40 MW Haringvliet: 10 MW Afsluitdijk: 4 MW Dollard: 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 commerciële m manier duurzaam kunnen exploiteren

14 Getij-energie (stroming) - Opwekking Bron: Open Hydro/ Ecofys/ Marine Current Turbines

15 Getij-energie (stroming) Potentieel Energiepotentieel Kustlijn 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 MW Westerschelde(kering): 10 MW Brouwersdam: 100 MW Waddenzee: 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 a adequaat subsidie-instrumentarium komt Bron: Tocardo

16 Energie uit rivieren (gestuwd) - Opwekking Bron: Zuppinger / MJ2 VLH / Archimedes screw

17 Energie uit rivieren (gestuwd) - Potentieel Energiepotentieel Rijn: 2250 m 3 /s Maas: 250 m 3 /s Schelde, Eems etc: 100 m 3 /s Neerslagoverschot: 150 m 3 /s - instroomhoogte NAP + 10 m - instroomhoogte NAP + 45 m - instroomhoogte NAP + 25 m - 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) Vraag is hoe we de visvriendelijkheid kunnen g a garanderen

18 Energie uit rivieren (stroming) - Opwekking Bron: WPI / Ecofys / Verdant Power

19 Energie uit rivieren (stroming) - Potentieel Energiepotentieel Rijn: 2250 m 3 /s Maas: 250 m 3 /s Schelde, Eems etc: 100 m 3 /s Neerslagoverschot: 150 m 3 /s - instroomhoogte NAP + 10 m - instroomhoogte NAP + 45 m - instroomhoogte NAP + 25 m - 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 een a adequate subsidie-instrumentarium komt

20 Potentieel Energie uit Water 16 Potentieel Energie uit Water Energievoorraad (Peta Joule) totale energievoorraad ca. 30 PJ per jaar 0

21 Water als energieke bondgenoot