Al zo’n twintig jaar experimenteren ingenieurs met apparaten die zoet rivierwater en zout zeewater mengen en zo elektriciteit produceren. Toch zijn er nergens energiecentrales voor ‘blauwe energie’. Breekt deze eerder zo geprezen energievorm nog door?
Dat je uit het mengen van zout en zoet water energie kunt winnen is al bijna zeventig jaar bekend. Toch is het onderzoek dat nodig is om dat daadwerkelijk te doen pas zo’n twintig jaar oud. In feite ontbrak de technologie om dit mogelijk te maken.
In 2014 opende midden op de Afsluitdijk een proefinstallatie die moest bewijzen dat er langdurig, betrouwbaar en voor een acceptabele prijs stroom te winnen is uit zoet water uit het IJsselmeer en zout water uit de Waddenzee. NEMO Kennislink kijkt een kleine tien jaar later of de experimentele mengcentrale nog steeds bestaat.
Van kunstmatig naar écht zeewater
De proeflocatie van het bedrijf REDstack is niet te missen als je over de Afsluitdijk rijdt. Pakweg halverwege verschijnt er aan de zuidkant een vierkant gebouw in verschillende blauwtinten. Het is de testhal die al tien jaar in gebruik is voor haalbaarheidsonderzoek naar blauwe energie. Het bedrijf bestaat nog steeds. Het gebouw bevat momenteel tien testinstallaties die blauwe energie produceren. In het hart van de apparaten vind je een ‘stapel’ membranen. Dat zijn in feite dunne kunststof vellen die bepaalde geladen deeltjes in het water (de negatieve of juist de positieve zogenoemde zoutionen) doorlaten. Door de uitwisseling van deze ionen tussen het zoute en zoete water ontstaat er een spanning waarmee een elektrische stroom gaat lopen.
Het is uiteindelijk de grootte van het oppervlak van die membranen dat het vermogen van de installaties bepaalt. De huidige modules hebben ieder 250 m2 aan membraanoppervlak. Daarmee wordt elektriciteit geproduceerd. “We leveren dat aan het net, ook al is dat relatief weinig, misschien genoeg voor een paar huishoudens”, zegt Rik Siebers, directeur van REDstack. “Dit is geen productiefaciliteit, maar we bouwen proefopstellingen, testen ze onder realistische omstandigheden, halen ze uit elkaar en kijken hoe we ze kunnen verbeteren.” Het betekent dat er niet continu elektriciteit wordt geleverd.
Bij de proeven van de afgelopen jaren ging veel aandacht naar het vermijden van verstoppingen. In de apparaten stroomt zoet en zout water tussen membranen door die slechts een tiende van een millimeter van elkaar gescheiden zijn. Siebers zegt dat proeven met ‘kraanwater en een lepeltje zout’ heel andere resultaten opleveren dan tests met water uit het IJsselmeer en de Waddenzee. Met name het zoute water zit vol met organismen en kleideeltjes die de boel makkelijk verstoppen. Zonder maatregelen heb je snel last van algen en de groei van zeepokken bij de waterinlaat.
Trommelfilters, algenwerende coatings en luchtstromen door het water werden getest om de machines schoon te houden. Een zandfilter – een bekende techniek uit de waterzuiveringswereld – bleek uiteindelijk een effectieve zuiveringsstap. “Hiermee houden we veel van het materiaal tegen dat wij niet tussen onze membranen willen hebben”, zegt Siebers.
Tegenslagen
Met de huidige proefopstellingen die in totaal een paar kilowatt aan elektriciteit produceert ben je nog niet bij een echte energiecentrale. Daarvoor moet de productie met zeker een factor duizend omhoog. De strategie om dat te bereiken veranderde volgens Siebers. “In eerste instantie wilden we meteen een paar honderd grote modules bouwen waarmee we in totaal een megawatt aan stroom zouden produceren”, zegt hij. “Maar het lukte niet om het geld daarvoor bij elkaar te krijgen.”
Het gebouw aan de Afsluitdijk waar REDstack experimenteert met blauwe energie.
REDstack met toestemmingWat betreft financiering kent het bedrijf een hobbelige geschiedenis. Het Noordhollands Dagblad interviewde in 2021 de eigenaar van REDstack Pieter Hack en deze vertelde over de tegenslagen voor het bedrijf de jaren ervoor. Naast de technologische uitdagingen, haakten investeerders af en gingen de beoogde subsidies niet door. Van het aanvankelijke optimisme rondom de feestelijke opening van de proefinstallatie in 2014 was nog maar weinig over.
Toch was dit niet het einde van het bedrijf. De ondernemers proberen nu met kleinere stappen alsnog een demonstratiecentrale te realiseren. Er is een subsidie van onder andere de Provincie Friesland en het Waddenfonds om de komende drie jaar een productielijn op te zetten om in eerste instantie twaalf modules te bouwen. Iedere module heeft (in gestapelde vorm) 2000 m2 (ruim zeven tennisbanen) aan membranen waarmee ze per stuk zo’n 2 kilowatt produceren, goed voor gemiddeld zo’n zeven huishoudens. Ze worden getest op de Afsluitdijk. Deze modules zouden in veel grotere aantallen ook het hart van een volwaardige energiecentrale vormen, een investering die al gauw in de honderden miljoenen euro’s loopt.
Ook grote windparken, zonneweides, gas- en kerncentrales kosten honderden miljoenen, zo niet miljarden euro’s. Belangrijker is de vraag of blauwe energie in dat speelveld kan concurreren met bestaande energiebronnen. Het prijskaartje hangt uiteindelijk af van de bouwprijs, de levensduur van de modules en het bedrag dat nodig is voor onderhoud. Siebers hoopt stroom te kunnen maken voor tien cent per kWh en op termijn nog minder. Ook al is dat wat duurder dan energie uit wind of zon, hij noemt wel de troeven van blauwe energie: het is altijd beschikbaar, het produceert geen CO2-uitstoot en er zijn geen afvalproducten. “We willen andere vormen van stroomproductie ook helemaal niet uit de markt drukken. Ons doel is om een plek in de mix te krijgen”, zegt hij.
Een niche
René van Roij is hoogleraar theoretische fysica van de Universiteit Utrecht en kent de potentie van blauwe energie. “Er zijn berekeningen waaruit blijkt dat je wereldwijd het equivalent van zo’n tweeduizend kerncentrales aan stroom kan produceren (er zijn nu zo’n vierhonderd operationele kernreactors die zo’n tien procent van de wereldwijde elektriciteitsproductie verzorgen – red.)”, zegt hij. “Maar let op, dan moet je dus íedere druppel zoet water in iedere rivier door een installatie laten gaan. Dat is natuurlijk niet haalbaar. Wat dat betreft zal blauwe energie in onze energievoorziening altijd een ‘niche’ blijven.”
De werkpaarden van de vergroening van onze energievoorziening zullen zonne- en windenergie zijn, en blauwe energie ligt wat betreft technologische ontwikkelingen pakweg dertig jaar achter op de alternatieven. Het betekent niet dat Van Roij niets ziet in energie winnen uit zoet en zout water. In een land als Nederland – met veel rivieren – zou je er best een paar procent van de energie mee kunnen opwekken, vooral op momenten dat er weinig zonne- en windenergie is. Toch zet hij vragen bij de claim dat blauwe energie er altijd is omdat rivieren continu stromen. “De afgelopen jaren hebben we vaak droge zomers gehad met extreem lage rivierstanden. Er is dan geen sprake van enorme hoeveelheden zoet water waar we zo snel mogelijk van af willen”, zegt hij.
De ‘blauwe technologie’ kan nog beter. Van Roij zegt dat er op andere plekken membranen worden getest die niet micrometers maar nanometers dik zijn (een nanometer is een miljardste van een meter). Daarmee produceer je in theorie op een kleiner oppervlak meer energie, een aspect waar blauwe energie sowieso goed op scoort. Zowel windmolenparken als zonneweides zijn wat betreft landgebruik (of zeegebruik) intensief. Als er genoeg zoet water voorhanden is dan kan een strategisch geplaatste blauwe energie-centrale een aardige hoeveelheid groene energie opwekken op een bescheiden terrein.
