21-01-2014 13:37 | Door: Wouter Pustjens

Blauwe energie heet het: elektriciteit opwekken door een verschil in zoutgehalte. Onderzoekers van Universiteit Twente bekijken de mogelijkheden van een pilot op de Afsluitdijk.

Elektriciteit kan worden gewonnen op de scheiding tussen zout en zoet water. In zout water bevinden zich meer geladen deeltjes, zogeheten ionen, dan in zoet water. Wanneer hiertussen een halfdoorlatend membraan wordt geplaatst, kan ionentransport plaatsvinden.

De vakgroep Membrane Science and Technology van Universiteit Twente heeft afgelopen jaren onderzoek gedaan naar dit nieuwe principe van blauwe energieopwek. Dit is gefinancierd en in samenwerking uitgevoerd door REDstack en Fujifilm. De twee laatstgenoemde bedrijven bouwen een pilot-centrale op de Afsluitdijk  aan de hand van de conclusies van dit onderzoek. De elektriciteit kan worden opgewekt door het verschil in zoutgehalte tussen de zoute Waddenzee en het zoete IJsselmeer. “De installatie bevat in totaal nu vierhonderd vierkante meter aan membranen die per uur 220.000 liter zout en 220.000 liter zoet water kunnen verwerken,” zegt professor Kitty Nijmeijer, hoofd van de vakgroep. “Dat aantal wordt de komende jaren verder uitgebreid naar 100.000 vierkante meter. De capaciteit is 0,5 watt per vierkante meter, dus voor 100.000 vierkante meter komt dat neer op 50 kilowatt.” De membranen kunnen op elkaar worden gestapeld, waardoor de installaties relatief klein zijn.

Primeur

Deze pilot is een tussenstap tussen labonderzoek en een commerciële blauwe-energiecentrale. De hoeveelheid elektriciteit die zou kunnen worden opgewekt staat gelijk aan de elektriciteitsbehoefte van 500.000 huishoudens.

De pilot op de Afsluitdijk is de eerste blauwe-energiecentrale ter wereld, maar niet de eerste centrale die elektriciteit haalt uit het verschil in zoutgehalte. Het Noorse Statkraft opende in 2009 een pilotcentrale met een vermogen van 4 kilowatt, genoeg elektriciteit om drie waterkokers te laten draaien. Deze centrale is gebaseerd op osmose (diffusie van water) van rivierwater naar zeewater. In het project op de Afsluitdijk vindt daarentegen ionentransport plaats, van zeewater naar rivierwater. “Het Noorse project moet erg veel water transporteren,”aldus Nijmeijer. “Dat levert evenveel energie als in ons project, maar tegelijkertijd veroorzaakt dit veel vervuiling van het membraan door algen en bacteriën.”

Membranen

De vakgroep van Nijmeijer heeft gekeken naar de invloed van membranen in het proces. Het membraan laat wel zoutdeeltjes door, maar geen water. “Er zijn wel membranen die dat doen, maar die zijn niet speciaal ontwikkeld voor dit proces. Dit hebben we juist wel nodig zodat membranen de optimale eigenschappen hebben om zoveel mogelijk energie opwekken.”

Twee van haar promovendi waren betrokken bij het project. Enver Güler heeft gewerkt aan de ontwikkeling en verbetering van de membranen, terwijl David Vermaas heeft gekeken hoe het water langs een membraan kan stromen om zo veel mogelijk elektriciteit op te wekken en zo weinig mogelijk verlies te hebben.” Beide studenten promoveren deze maand.

Vervuiling

Voorlopig is het opschalen van de technologie nog een probleem: “Wanneer we een keukenzout-oplossing in het lab gebruiken is het eenvoudig schaalbaar, maar met echt zout en zoet water krijg je te maken met vervuiling,” verklaarde promovendus Vermaas eerder in een radio-interview met BNR. “Door de vervuiling kunnen de membranen niet optimaal functioneren.”

Zeewater bevat ook andere zouten, bacteriën en schelpen, waardoor de experimentele opstelling niet vergelijkbaar is met de schaal waarop dit in de praktijk wordt gebruikt. Grondig zuiveren is niet een optie, dan gebruik je immers meer energie dan je terugkrijgt. “Wat we wel doen, is minimaal zuiveren zodat grof zand en vissen eruit worden gefilterd,” zegt Vermaas.

Potentie

Vermaas ziet veel potentie in blauwe energie. “We kunnen blauwe-energiecentrales overal plaatsen waar de rivier in een zee uitloopt. Rotterdam en Zeeland zijn bijvoorbeeld geschikte plekken.” Nijmeijer zegt dat je ‘de elektriciteitsbehoefte voor 80 procent van de Nederlandse huishoudens kunt vervullen met alleen het water dat van de Rijn de Noordzee instroomt’.

Blauwe energie is niet het enige duurzame initiatief voor de Afsluitdijk: er zijn ook plannen voor getijdenenergie en het plaatsen van zonnepanelen.

De Europese Commissie wil de ontwikkeling van blauwe energie stimuleren. Volgens Maria Damanaki, eurocommissaris voor maritieme zaken, zorgt deze technologie voor economische groei en werkgelegenheid. Dat kan in kustgebieden veel banen scheppen omdat de werkloosheid daar vaak hoog is.

Foto: Arwen via Flickr