Post on 05-Dec-2014
description
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