Écht schone energie uit water /6 reacties

Écht schone energie uit water

In Friesland komt elektriciteit binnenkort uit water. De oplossing voor al onze energieproblemen, of zit er nog een addertje onder het gras?

Membraan

Het is haast te mooi om waar te zijn: een elektriciteitscentrale die enkel uit het mengen van zout en zoet water stroom opwekt. Zonder afval en zonder horizonvervuiling, slechts met een membraan dat, onder zeeniveau, zee- en rivierwater van elkaar scheidt. Uit het verschil in zoutconcentratie wordt stroom opgewekt.
Binnenkort gaat in Harlingen een proefopstelling van deze membraantechnologie draaien, die enkele tientallen kilowatts aan elektriciteit levert.

Afsluitdijk

“De potentie van Blue Energy is enorm,” zegt Cees Buisman, wetenschappelijk directeur van onderzoeksinstituut Wetsus en hoogleraar milieutechnologie aan de Wageningen Universiteit, die de technologie mede ontwikkelde.
Als de proefinstallatie naar tevredenheid draait moet in 2010 een pilotplant aan de Afsluitdijk komen. Die kan uiteindelijk 200 megawatt gaan leveren. Zo’n centrale zou langs een stuk dijk komen te liggen van een kilometer lang en zo’n tien meter breed zijn. “In theorie kan in Nederland 3000 MW aan elektriciteit opgewekt worden met Blue Energy”, denkt Buisman. “Wereldwijd gaat het om zo’n twintig procent van de totale elektriciteitsbehoefte.”

Spanningsverschil

Hoe werkt RED?

In een RED-opstelling zijn compartimenten (cellen) met zout en zoet water beurtelings van elkaar gescheiden door een membraan dat kationen doorlaat en een die anionen doorlaat. Het gevolg is dat de negatief geladen chlorideionen naar één kant van de cel bewegen en de positief geladen natriumionen naar de andere kant. Dat geeft een spanningsverschil van 80 mV per cel. Door elektroden aan de buitenste membranen te verbinden kun je stroom opwekken. Meerdere cellen in serie verhoogt de opgewekte spanning, honderd cellen geeft op die manier acht Volt. De elektrodereacties (Fe2+ ‹–› Fe3+) worden op gang gehouden door een pomp die het elektrolyt rondpompt.

De techniek, Reversed Electro Dialysis (RED) genoemd, is al twintig jaar geleden bedacht. Het principe berust op osmose: ionen uit een oplossing met hoge concentratie hebben de neiging naar een oplossing met lage concentratie te gaan. Die twee oplossingen zijn van elkaar gescheiden door een membraan. Dat levert een spanningsverschil op waaruit stroom kan worden opgewekt.

Het vermogen van een RED-installatie is grotendeels afhankelijk van het membraan. “Toen we begonnen kon een membraan slechts 0,2 Watt vermogen per vierkante meter leveren. Inmiddels zitten we op 2 Watt. We willen uiteindelijk een membraan hebben dat 5 Watt per m2 kan leveren,” legt Buisman uit.
Voor een centrale van 200 MW is veertig miljoen m2 membraan nodig. De prijs daarvan moet nog dalen naar 5 euro per vierkante meter. “Dan zijn de kosten van een kilowattuur stroom vergelijkbaar met die van een kolencentrale met CO2-afvang”, denkt de hoogleraar.