Energie uit water

Ocean Thermal Energy Conversion

Berend Jan Kleute is teamleider van het Energy Plant project van de TU Delft.

Profiel

1. Wat is Ocean Thermal Energy Conversion?

Ocean Thermal Energy Conversion, afgekort ‘OTEC’, is een bestaande  technologie waarbij elektriciteit wordt gegenereerd met behulp van het temperatuurverschil dat bestaat tussen de bovenste - en de diepere lagen van de oceaan.

2. Hoe werkt OTEC?

OTEC werkt omgekeerd aan een koelkast. Zoals een koelkast elektriciteit verbruikt om temperatuursverschil te creëren, zo gebruikt OTEC het aanwezige temperatuurverschil in de oceaan om elektriciteit te genereren.

Het principe is vrij simpel. Met het warme oppervlaktewater wordt een zogenaamde ‘werkvloeistof,’ vergelijkbaar met de vloeistof in een koelkast, aan de kook gebracht. Daarmee ontstaat stoom, die een turbine aandrijft waarmee elektriciteit wordt gegenereerd. Met het koude water dat uit de diepere lagen van de oceaan omhoog wordt gepompt wordt deze stoom weer gecondenseerd en hergebruikt. Zo ontstaat een cyclus die energie oplevert.

3. Wat zijn de voordelen van OTEC?

• OTEC is een betrouwbare, milieuvriendelijke en continue vorm van energie. Er wordt gebruik gemaakt van van een betrouwbare en duurzame energiebron, de zon, en de oceanen als medium. Zeventig procent van al het zonlicht dat op aarde valt, straalt in op de oceanen. Het grootste deel van dat zonlicht wordt omgezet in warmte, in de bovenste laag van de oceaan.
  
  De oceaan zijn daarmee de grootste zonnecollectoren op aarde. De ontvangen zonne-energie is circa 90 petawatt. Dit is maarliefst zo’n 6.000 keer de 15 terawatt die de mensheid momenteel aan energie verbruikt. Het temperatuursverschil tussen de bovenste en de diepere lagen van de oceaan blijft over het hele jaar ongeveer gelijk, resulterend in een continue energie bron, 24 uur per dag en 365 dagen per jaar.
   
• OTEC is een haalbare en efficiënte technologie OTEC is niet nieuw. De technologie is al in 1881 bedacht door de Franse geleerde Jacques-Arsene d’Arsonval. In de tijd daarop volgend zijn verschillende kleinschalige OTEC installaties gebouwd en succesvol in werking geweest.

4. Wat zijn de voordelen van OTEC ten opzichte van zonne- en windenergie?

Een groot voordeel ten opzichte van andere duurzame bronnen, zoals zonne- en windenergie, is dat OTEC een zogenaamde baseload energiebron is, met andere woorden, altijd aanwezig, dag en nacht. Dit is een enorm voordeel voor gebieden met een wat kleiner elektriciteitsnetwerk, zoals tropische eilanden, waar weinig reserve aanwezig is om de pieken en dalen van zonne- en windenergie op te vangen.

5. Wat zijn de kansen met OTEC?

Naast het direct genereren van elektriciteit, biedt OTEC ook de mogelijkheid voor de productie van een aantal bijproducten. Nadat het koude - en warme water is gebruikt voor de generatie van elektriciteit, kan het worden ingezet voor de productie van schoon drinkwater, door middel van verdamping en condensatie.

Het koude water kan ook direct worden toegepast voor koeling van gebouwenl, ter vervanging van met fossiele brandstoffen gevoedde airconditioning. Hier zijn enorme energiebesparingen mee te realiseren, tot wel 90% ten opzichte van traditionele koelsystemen.

Tot slot kan het voedingrijke en kiemvrije koude water worden gebruikt in de agri- en aquacultuur.  Dit zal niet alleen de biodiversiteit doen toenemen, maar ook de kosten doen reduceren. Producten die  vroeger alleen in een koel klimaat tot stand kwamen, kunnen dan ook in landen met een warm klimaat worden verbouwd. Er hoeft dan geen verscheping meer plaats te vinden.

6. Wat is de potentie van OTEC?

OTEC-installaties zijn bijzonder geschikt voor de energievoorziening op kleine eilanden in warme zeeën en in ontwikkelingslanden in de tropen.
Verder zijn er mogelijkheden om de met OTEC geproduceerde energie op te slaan in waterstof en deze over heel de wereld te gebruiken.

7. Is OTEC relevant voor Nederland?

De relevantie van OTEC voor Nederland lijkt op het eerste gezicht misschien beperkt, aangezien Nederland niet aan een tropische oceaan ligt. Niets is echter minder waar.

Ten eerste beschikt Nederland over een wereldvermaarde offshore-industrie. Dit biedt grote  kansen. De hier aanwezige kennis kan worden gebruikt om een koploperspositie te veroveren met OTEC. Ook andere sectoren in de industrie kunnen een significante bijdrage leveren, zoals bijvoorbeeld de nanotechnologiesector voor het optimaliseren van de efficiëntie van de gebruikte warmtewisselaars.

Ten tweede kan Nederland de met OTEC geproduceerde energie gebruiken op de lokale markt. Te denken valt aan bijvoorbeeld met OTEC geproduceerd waterstofgas.

Tot slot is er een plek binnen het Koninkrijk waar wel degelijk toegang is tot de tropische oceaan, namelijk op de Antillen. De Antillen zijn voor Nederland bij uitstek geschikt om de eerste stappen in de OTEC industrie te zetten. Momenteel wordt vrijwel alle energie op de eilanden geïmporteerd tegen hoge prijzen.

8. Wat zijn de ontwikkelingen rondom OTEC?

De interesse voor OTEC groeit. In de Verenigde Staten heeft het Department of Energy budget beschikbaar gesteld voor onderzoek en ontwikkeling. Dit moet het grootste onderzoek worden sinds 30 jaar. Enkele bedrijven, die in de jaren zeventig ook zeer actief betrokken waren bij OTEC ontwikkelingen, hebben een herstart gemaakt en  zijn volop bezig een commerciële OTEC installatie te ontwikkelen en op te leveren.

Verder is er in Nederland door enkele deskundigen een initiatief opgestart, genaamd Bluerise. Dit initiatief  heeft als missie om een economisch rendabele OTEC industrie in Nederland op te zetten. Het doel is een wereldwijde koploperspositie te verwerven, waarbij de tewaterlating en ingebruikname van een middenformaat OTEC centrale als een eerste grote stap wordt gezien.

Tot slot is Bluerise bezig met het initiëren van een Eco-Park op de Antillen. Hierbij wordt bekeken of een OTEC pilot project gecombineerd zou kunnen worden met een Sea Water Air-Conditioning (SWAC) installatie en biomassa productie. SWAC is een aan OTEC verwante technologie, waarbij het diepe koude water wordt gebruikt voor koeling.

9. Wat is er nodig om OTEC te realiseren?

De ontwikkeling van een OTEC installatie vergt een relatief grote investering en een groot doorzettingsvermogen. Daarom is het allereerst van groot belang dat ieder zich bewust wordt van de zeëen van energie die beschikbaar zijn in de oceaan.

Verder zal met behulp van een goede samenwerking tussen universiteiten en het bedrijfsleven een drive moeten ontstaan om het gewoon te doen. Hier worden de eerste stappen toe gezet binnen de OTEC-sectie van de Nederlandse Vereniging voor Energie uit Water, EWA. De kansen voor Nederland om koploper te worden in ‘Energie uit Water’ zijn nu groter dan ooit.

Zoek in kennisbank

Aanmelden nieuwsbrief

Themasponsors Energiebronnen