Inmiddels draaien de installaties succesvol, maar het ging niet altijd zo soepel bij de blauwe-energiecentrale. "De eerste vier jaar leek het alsof Murphy – van de wet van Murphy – zijn intrek had genomen op de nabijgelegen camping", vertelt Hack. "Toen we van kleine laboratoriumopstellingen naar grootschalig gebruik van oppervlaktewater gingen, ging er meer fout dan wij aan fouten konden verzinnen."
Al in de eerste dagen groeiden er kokkels op de pijpleiding, zodat de waterinvoer stokte. Dat werd opgelost door ander materiaal te gebruiken voor de leidingen. Er volgden meer tegenslagen. Zo bleek het Waddenzeewater bij de Afsluitdijk slechts 18 gram zout per liter te bevatten, in plaats van 30 gram per liter waar in het lab mee was getest. Hack: "Bovendien bestaat dat zout niet alleen uit keukenzout, maar ook uit andere zouten. Geheel onverwacht bleken bepaalde ionen, de zogeheten tweewaardige ionen, daardoor niet van het zoute naar het zoete water te gaan, maar de andere kant op, tegen de zoutconcentratie in. Daardoor werd het proces tegengewerkt en was het rendement lager dan verwacht." De tegendraadse ionbeweging bleek op te lossen door de chemische samenstelling van de membranen aan te passen.
:strip_exif()/i/2004646964.jpeg?f=imagenormal)
Een andere tegenvaller was dat de lage temperatuur van het oppervlaktewater grote invloed bleek te hebben, waardoor het rendement lager was dan wat gehaald werd met het water van 25 °C in het lab. Ook ontdekten de onderzoekers dat het moeilijker dan verwacht was om alle zwevende deeltjes, zoals algen, bacteriën en zand, uit het water te halen in de voorbehandeling. "Er groeit en bloeit van alles in het levendige ecosysteem van de Waddenzee", zegt Hack. "Dat heeft allerlei verschillende afmetingen en ladingen, wat het filteren lastig maakt." Daarom is de voorbehandeling uitgebreid.
"Na die eerste vier jaar leek de heer Murphy gelukkig vertrokken van de camping op de Afsluitdijk", zegt Hack. "In 2018 lukte het om met de pilotinstallatie op grote schaal met oppervlaktewater het rendement te halen dat in 2004 voorspeld werd met theoretische modellen." Die voorspelling was dat met één kubieke meter zout water en één kubieke meter zoet water per seconde één megawatt aan vermogen opgewekt kan worden, bij 25 °C en ideale zoutgehaltes. REDstack zit daar iets onder, wat klopt met de modellen als je de lagere temperatuur en zoutconcentratie meeneemt. Hack: "Om gebruikskosten te besparen, draaien we momenteel op één kilowatt."
Blauwe energie uit het stopcontact
"Wat ons betreft is de opstelling redelijk uitontwikkeld", zegt Hack. "De volgende belangrijke stap is de productie opschalen." Zelfs de grootste stacks, met 500 vierkante meter membraan, bestaan nu nog uit honderden onderdeeltjes en ze worden handmatig geassembleerd. Om blauwe energie op een commercieel niveau in te kunnen zetten, moet dit versimpeld en geautomatiseerd worden.
Ook moet de prijs van ionselectieve membranen omlaag. Daarvoor worden twee paden bewandeld. Hack: "We onderzoeken met Wetsus of we zelf een betaalbaar membraan kunnen ontwikkelen. Daarnaast kijken we met producenten van membranen voor het ontzouten van (drink)water of zij membranen hebben die we kunnen optimaliseren voor blauwe energie." Die membranen en stacks zijn grotendeels hetzelfde omdat water ontzouten technisch het tegenovergestelde is van osmotische energie opwekken.
Om aan de wereld te laten zien dat blauwe energie klaar is voor opschaling, is REDstack nu bezig om financiering op te halen om in de komende paar jaar een demo-installatie van twaalf stacks met elk 2000 vierkante meter membraan te bouwen op de Afsluitdijk. "Daarmee kunnen we de maximale hoeveelheid water die we met onze huidige vergunning mogen oppompen optimaal gebruiken."
Als de demo een succes is, zal het daarna nog zeker vijf jaar duren voordat er een serieuze blauwe-energiecentrale met een vermogen van een paar honderd megawatt staat. "Alleen het regelen van vergunningen kost al een paar jaar", zegt Hack. "Om dat te overbruggen, kijken we naar kleine centrales, van 0,5 tot 2 megawatt, bijvoorbeeld bij een rioolwaterzuivering bij de kust."
Ondertussen doet REDstack met onder meer Rijkswaterstaat onderzoek naar de mogelijkheden van blauwe-energiecentrales bij de Krammersluizen in Zeeland, in de delta bij Rotterdam en bij het Noordzeekanaal. "Volgens onze berekeningen kunnen we in Nederland 1500 megawatt opwekken met blauwe-energiecentrales", zegt Michel Saakes.
In het buitenland ziet Hack ook mogelijkheden. "Misschien moeten er in de toekomst stormvloedkeringen gebouwd worden om te voorkomen dat Venetië of New Orleans onderstroomt. Daar komen sluizen in zodat het rivierwater naar buiten kan. Daar kun je dan meteen een blauwe-energiecentrale neerzetten, zodat de spuigemalen zelfs energie opleveren."