Vergroenen met blauwe energie

Elektriciteit uit mengen van zoet en zout water

Als zoet rivierwater mengt met zout zeewater

In dit artikel bespreken we de staat van onderzoek naar het opwekken van osmotische of blauwe energie, waarbij gebruik wordt gemaakt van processen die spelen bij het mengen van zout en zoetwater. We kijken onder andere naar de ontwikkeling van membranen die hier voor ingezet worden en naar de resultaten van de REDstack-centrale bij de Afsluitdijk, die Waddenzee- en IJsselmeerwater inzet.

Zon en wind zijn belangrijke bronnen van duurzame energie. Er zit echter een nadeel aan: ze zijn niet constant. ‘s Nachts en op bewolkte of windstille momenten leveren ze niets en op zonnige of winderige dagen is er juist piekproductie. Daarom is het lastig om deze energiebronnen in te passen in het elektriciteitsnet, dat een nauwkeurige balans tussen vraag en aanbod vraagt. Energieopslag is een oplossing, maar batterijen hebben een hoge prijs per kilowattuur en waterstof heeft een lage efficiëntie. Daarom wordt gezocht naar duurzame, constante energiebronnen.

Een redelijk onbekende, maar mogelijk veelbelovende kandidaat is osmotische energie, ook wel blauwe energie genoemd, die opgewekt wordt uit het verschil tussen zoet en zout water. ‘s Werelds grootste pilotinstallatie voor deze vorm van energiewinning staat sinds 2014 op de Afsluitdijk. Hoe wek je osmotische energie op? Wat hebben de onderzoekers op de Afsluitdijk de afgelopen zeven jaar geleerd? En wanneer komt er blauwe stroom uit ons stopcontact?

Osmotische energie maakt gebruik van een fysisch proces genaamd diffusie, dat plaatsvindt als zoet rivierwater mengt met zout zeewater. Door dat fysische proces kan een rivier, met een zoutconcentratie van ongeveer één gram keukenzout per liter, die uitmondt in een zee of oceaan met ongeveer dertig gram keukenzout per liter, net zoveel energie opwekken als een waterkrachtcentrale met een hoogteverschil van 142 meter.

Als je bij alle geschikte riviermondingen en dammen blauwe-energiecentrales plaatst, is het volgens schattingen mogelijk om wereldwijd maximaal 2,6 terawatt osmotische energie op te wekken. Dat is 20 procent van de wereldwijde energievraag. In rivierdelta- en waterland Nederland zou met blauwe energie maximaal zo’n 30 procent van de huidige nationale elektriciteitsvraag kunnen worden opgewekt, zegt René van Roij, hoogleraar theoretische fysica aan de Universiteit Utrecht. “Dat is wel het absolute maximum; dan moet je bijna elke druppel zoet water gebruiken voordat hij de zee in stroomt.”

Blauwe energie zal andere duurzame bronnen zoals wind, zon en waterkracht dus niet vervangen, maar het kan een stabiele toevoeging of back-up zijn om het elektriciteitsnet in balans te houden.

• Volgende pagina 2. Spelen met osmose