Adviesbureau KEMA werkt plan uit voor opslageiland voor energie op de Noordzee

Een nieuw eiland in de Noordzee, 25 kilometer uit de kust. Er draaien tientallen windmolens op de ringdijk van het eiland. Maar nog spectaculairder is dat landinwaarts geen zand is opgespoten, zoals op een normaal kunstmatig eiland. De dijk langs dit energie-eiland omsluit een gapend gat van dertig tot veertig meter diep, tot ver in de zeebodem. In dit gigantische bassin kan naar believen een enorme massa zeewater worden ingelaten en er weer worden uitgepompt.

Dit water naar de zee dragen (en weer terug) lijkt een nogal nutteloze bezigheid, maar niets is minder waar. Je moet dit waterreservoir zien als een omgekeerd stuwmeer, legt Frits Verheij van adviesbureau KEMA uit. ‘Als je bijvoorbeeld ’s nachts een overschot aan energie hebt, pomp je daarmee het water uit het eiland omhoog naar de zee. De volgende dag, als de energievraag van industrie en huishoudens op gang komt, laat je het water uit de zee veertig meter naar beneden kletteren.’

Net als een waterkrachtcentrale in een stuwmeer in de bergen drijft het over de grote hoogte vervallend water een schoepenrad aan, waarmee elektriciteit wordt opgewekt. Een ‘valmeercentrale’ wordt een dergelijke omgekeerde waterkrachtcentrale genoemd. De opgewekte elektriciteit wordt per kabel naar land vervoerd. De opslagcapaciteit in het energie-eiland is voldoende om gedurende 12 uur een vermogen van 1500 MW te leveren, een capaciteit die vergelijkbaar is met een grote elektriciteitscentrale. Dat vermogen is goed voor 20 miljoen kWh, genoeg voor de energiebehoefte van ongeveer vijf keer Amsterdam.

Plan Lievense

In de jaren tachtig presenteerde ir. Lievense een soortgelijk idee. Lievense voorzag een windmolendijk langs de Houtribdijk in het Markermeer, waarbij als energie-opslag het water omhoog zou worden gepompt. Dat plan voor de waterkolos stuitte toentertijd op veel landschappelijke bezwaren. Gegeven de sterk gestegen energieprijzen broedt Lievense al een tijdje op een opgepoetste versie van het oude plan.

Deze week presenteerde KEMA, samen met bureau Lievense, de futurologen gebroeders Das en de Stichting We@Sea, een haalbaarheidsstudie naar het energie-eiland. Opdrachtgevers zijn de Nederlandse energiebedrijven en de beheerder van het elektriciteitsnetwerk Tennet. Conclusie: zo’n eiland kan rond 2020 een cruciale rol spelen in de Nederlandse energievoorziening. ‘Door de opslag van energie behalen de windturbines een hoger rendement, kunnen de bestaande energiecentrales ’s nachts met meer rendement draaien en kunnen daluren en piekvraag aan energie beter worden verdeeld. En we besparen meer CO2’, somt Verheij op.

Anders dan het oude plan voor het Markermeer spelen op zee de landschappelijke bezwaren minder. Bovendien gaat de moderne variant van het plan-Lievense niet de hoogte in maar zoekt de diepte op. ‘Wel moeten we nog goed onderzoek verrichten naar de invloed op zeevogels, vissen en mogelijk veranderende stromingspatronen van zand langs de kust’, zegt Verheij.

Grillig

De opslag van vooral windenergie wordt de komende jaren een belangrijk vraagstuk. De wind is grillig. ‘Vooral ’s nachts is er weinig vraag naar energie, en moet je vooral bij harde wind de turbine in feite uitzetten’, zegt Verheij. In 2020 zal er naar schatting 9000 MW aan windvermogen zijn geïnstalleerd, vooral op zee. Dat is zesmaal zoveel als nu. Door al die molens ook ’s nachts beter te benutten en de windenergie op te slaan in de omgekeerde waterkrachtcentrale, kan het aandeel duurzame energie belangrijk stijgen.

Maar er is meer. Ook kolencentrales worden nu ’s nachts vanwege de geringe energievraag op een laag pitje gezet. ‘Ze kunnen beter op volle kracht doorstomen, want dat leidt tot een betere benutting van de energie-inhoud van de kolen’, zegt Verheij. De nachtstand van de energiecentrales kost dus relatief veel geld en geeft meer CO2-uitstoot. Ook de kolenstroom kan in de nacht naar het energieeiland worden vervoerd, om de elektriciteit de volgende dag te benutten.

En ook overdag zijn er problemen die het eiland deels kan oplossen. Bijvoorbeeld tijdens piekdagen op een strenge winterdag, of op maandag als de industriële ovens weer worden opgestookt, is er niet zelden een energietekort. Dat vraagt in toenemende mate om meerdere zogeheten piekcentrales, die op aardgas worden gestookt en snel worden aangeschakeld om aan de piekvraag te voldoen. Het eiland spaart waarschijnlijk ook een forse piekcentrale uit, hebben Verheij en de mede-onderzoekers becijferd. Andermaal bingo in de speurtocht naar CO2-emissiereductie.

Bij stijgende energieprijzen is grootschalige elektriciteitopslag aantrekkelijk. ‘Wat de kosten betreft is de valmeercentrale te vergelijken met de Norned-kabel, waarmee ’s nachts overtollige stroom naar Noorwegen kan worden getransporteerd om het daar in stuwmeren te bufferen.’ Op dit moment wordt zo’n kabel over de zeebodem aangelegd om met Noorse waterkrachtstroom aan onze energiehonger te voldoen.

Als het aan KEMA, Lievense en Das ligt, krijgt het eiland afmetingen van 10 bij 6 kilometer, ongeveer het halve oppervlak van het Zeeuwse eiland Noord-Beveland. Het binnenmeer is uitgegraven in de zeebodem. Er kan 320 miljoen kubieke meter zeewater door buizen naar beneden kletteren. Op de ringdijk, die is gefundeerd op een dikke kleiplaat onder de zeebodem en de vorm heeft van een strand en een duinenrij, is ruimte voor tientallen windmolens, die twee keer zoveel windenergie leveren als de twee windparken op zee die nu in aanbouw zijn.

De kosten voor de aanleg worden geraamd op 2,5 miljard euro, waarvan 1,8 miljard voor de energieopslag. Niet misselijk, beaamt Verheij. ‘Toch is het slimmer hierin te investeren dan in piekcentrales. Over een periode van veertig jaar bespaart dat de BV Nederland ongeveer 1,5 miljard euro.’

Nevenfuncties

In de plannen van de energie-onderzoekers kan het energie-eiland ook nevenfuncties vervullen. ‘Door het eiland op een strategische plek voor de kust te lokaliseren, kunnen zwakke dijken en duinenrijen worden ontzien. Het energie-eiland breekt de golfslag tijdens een storm’, aldus Verheij.

Intrigerend is de gedachte om een deel van het enorme waterbassin te bestemmen voor de viskweek. Zalmen zwemmen graag in bewegend water. Ook denken de onderzoekers aan de kweek van algen. ‘Die kunnen zowel als visvoer dienen voor de viskwekerij als mogelijk energie leveren door het als biomassa te vergassen of te verbranden’, aldus Verheij.

Tenslotte is het eiland groot genoeg om een aanlegplaats voor tankers met vloeibaar aardgas (LNG) te herbergen. Ook is er ruimte voor een strand, vakantiewoningen, een jachthaven en recreatie. Verheij: ‘We willen dit innovatieve energie-eiland realiseren samen met geïnteresseerde bouwbedrijven. Daarmee kunnen we de faam van Nederlanders als waterbouwers waar maken.’