Bij alle vormen van energieopwekking draait het altijd om de kosten per kWh. Duurzame energie moet opboksen tegen vaak spotgoedkope fossiele energie. Daarbij wordt die fossiele energie in de vorm van houtsnippers ook nog eens in Europa als hernieuwbaar gesubsidieerd. We maken ons daar boos over. De uitstoot van Biomassa is in bijna alle gevallen 2 x zoveel als die van aardgas. Lees het maar na. In het Kyotoverdrag hebben afgesproken dat Bio emissie op nul gezet mag worden. Onzin dat tonen wij aan.

Wereldwijd investeren bedrijven en overheden met belastinggeld in de ontwikkeling van duurzame alternatieven. Strategisch is het van belang om geld te steken in de meest veelbelovende alternatieven. Wij hebben ontdekt dat getijdenenergie met dammen (getijde stuwen) veelbelovend is.

Getijdenenergie kan uitgevoerd worden als een voorspelbare betaalbare basislast

De oceanen bevatten geweldig veel energie. De combinatie van de draaiende aarde en de aantrekkingskrachten van zon en maan levert aan alle kusten eb en vloed en golfenergie. Uit deze getijdenwerking is energie te winnen.
"Getijden stuwen" blijken de meeste potentie te hebben. Losstaande turbines onder water kunnen niet meer energie vangen dan de hoeveelheid water die door het turbine oppervlak stroomt. Getijde dammen verzamelen de energie die naar de gehele dam stroomt en die via turbine openingen in de dam leiden tot spectaculaire energieopbrengsten. Vooral ondiepe sediment kusten met voldoende getijde stroming als de Noordzee zijn uitermate geschikt voor het plaatsen van dammen in zee. We noemen deze technologie Dynamic Tidal power.

Tidal versus Dynamic Tidal

Hieronder vergelijken we de opbrengst van een turbine met 8 m diameter in een getijstroom met 1 m/s en een turbine geplaatst in een getijde dam met 8% openingen voor de turbines. Tidal krijgt matig aandacht van de politiek. En dat is begrijpelijk. Met losse turbines is, bij de in Nederland optredende stroomsnelheden. een beperkte hoeveelheid energie te winnen. De Levelized Cost Of Electricity (LCOE) bedraagt in de meeste Tidal en Stuw projecten in ons land zonder subsidie 20 - 35 €cent per kWh. En we hebben voor de Tidal projecten dan nog geen baseload.

In principe berekenen we de LCOE van elektriciteit technologieën door alle kosten over de levensduur te delen die door de elektriciteitsproductie in kWh over die levensduur. Geavanceerde berekeningen nemen daarbij ook de prognoses mee voor inflatie, disconto ontwikkelingen en energieprijs ontwikkelingen. Omdat dit politiek manipuleerbare grootheden zijn, beperken wij ons tot de simpel LCOE. Prijspijl van alleen kosten in het nu gedeeld door de kWh productie.

Met DTP kan per turbine 175 x meer vermogen bereikt worden.

Toelichting bij tabel
Met DTP wordt spectaculair meer energie gewonnen. Doordat het water (1 m/s) dat de dam bereikt gestuwd wordt door een som van openingen die 8% bedraagt van de damoppervlakte ontstaat een stroomsnelheid door de openingen van 5,6 m/s. In bovenstaand voorbeeld leveren de de turbines in de dam 175 x meer op omdat het vermogen een derde machtsfunctie is van de watersnelheid. Het betreft hier dammen in open zee. Dammen die aan de kust zijn gebouwd hebben meer vermogen, omdat er aan de kustzijde geen lekverliezen optreden.

Getijdenenergie heeft een dominant voordeel ten opzichte van wind en zon.

• Voorspelbare energie.
• En indien uitgevoerd met eigen batterij systemen een continue vermogen. Dat kost per kWh ongeveer € 0,004 extra.
• De aanpassing van het elektriciteitsnetwerk wordt stukken goedkoper omdat kostbare systeem integratie t.b.v. het opvangen van piekstromen door zon en wind grotendeels achterwege kan blijven. De netwerkbedrijven begroten hiervoor in de komende jaren meer dan 100 miljard Euro. Voor dat geld zijn dammen in zee te realiseren.
• Geen bijstook kosten in periodes met weinig wind en zon. Dat scheelt per jaar richting 2030, als 70% door zon en wind gedekt moet worden: 1,25 tot 2,25 miljard Euro.
• Deze dammen kunnen 30 - 70 % van de stroomvoorziening in Nederland als baseload produceren.
• Energiedammen kunnen een uniek exportproduct worden. Immers waterbouw is een core business van Nederland.
• Energiedammen hebben minder oppervlak van de Noordzee nodig dan windmolens. In de transitieplannen zuilen windmolens 25% van het Nederlands continentale vlak innemen. Energiedammen nemen slechts 0,13% van het zeeoppervlak voor dezelfde energieproductie. Dat houdt ondermeer in dat de visvangst beter mogelijk zal zijn geen omzet verliss van ruim 700.000 miljoen voor de vissers.
• Dammen in zee kunnen kunnen ook andere functies vervullen. Zoals: kustbescherming, havenfunctie, sea-farming, verbetering zeeleven, plastic-soup verzamelaar, uitvalsbasis voor onderhoud windparken etc.
• Professor Bas Jonkman TU-Delft is voorstanden van dammen in zee en denkt dat dammen bij goede positionering een rol gaan spelen in het zeespiegelbeschermingsprogramma van de Deltacommissaris
• Slim ontworpen dammen kosten per KW vermogen € 2000 tot € 1200 en leveren stroom voor een prijs die zonder subsidie kan concurreren op de energiemarkt.
• Dammen gaan erg lang mee: een mensenleven;- daarom is financiering mogelijk over een periode van 60 jaar.
• De opslag capaciteit is 1/8 van de dagproductie om voor een getijde dam een baseload te maken. Voor zon is dat 30% - 33% van de jaarproductie en voor wind 10 - 18% van de jaarproductie.
• Volgens marine Biologie (WUR) zijn dammen (uitgevoerd met ruwe wanden en spelonken) een soort natuurlijk rif waar vissen zich kunnen verschuilen en kraamkamers zullen ontstaan. Er wordt verwacht dat de visstand daardoor zal verbeteren. Zie link.
• Een nieuwe vorm van vissen en seafarming wordt mogelijk en een goedkope aan en afvoer logistiek. Voor oester-, mossel- en krabbenteelt mag verwacht worden dat er bijna 100 miljoen meer omzet valt te behalen.

Opslagcapaciteit en kosten voor baseload van duurzame stroomproductie

Kosten voor Li-ion batterij systemen € 100/kWh (wensscenario 2030). Capex gebaseerd op 4,5% disconto en afschrijvingstermijn. Afschrijving voor windturbines, en zonneweides 29 jaar, voor DTP 60 jaar.

Zon en wind zijn onvoorspelbaar. Fossiele centrales dienen daardoor altijd voor back-up stand-by te staan. Tidal dammen hebben wel de potentie een basisvermogen te leveren, mits uitgevoerd als twin-dam systeem of met een betaalbaar opslagsysteem. De meerkosten voor een enkele dam, met Li-ion als baseload voorziening, zijn beperkt.

Positieve gevolgen voor de congestiekosten in Nederland in de energietransitie door toepassen van getijde dammen

TenneT heeft voor het aansluiten van windmolens op zee € 42 miljard begroot. De eerste hub werd begin sept 2019 opgeleverd voor 7 miljard. Omgerekend kost die aansluiting 2 - 2,5 cent per kWh extra. Die kosten worden via de algemene middelen betaald. Dan hebben we nog geen baseload, de pieken op land moeten nog steeds worden afgevoerd en bijstaak blijft nodig. Dammen met baseload voorziening produceren continue vermogen, waardoor kolencentrales definitief afgeschakeld kunnen worden.

Het af te voeren maximale vermogen voor dammen met eigen opslagfaciliteit bedraagt 33% van dat van windmolens. Bovendien is de afvoer geconcentreerd en de aansluitkosten zijn daardoor een factor 10 goedkoper.

Ook op land zullen de aanpassingskosten veel lager zijn. Het vermogensaanbod van fossiele centrales kan immers ingeruild worden voor een continue aanbod uit de getijde dammen. In het vigerende beleid is voor de aanpassing op land ruim € 100 miljard begroot voor de logistieke aanpassing van het grid t.b.v. zonneparken en windparken om 70% van de stroom te kunnen vergroenen. Met getijde dammen zullen die kosten veel lager zijn, omdat het Grid niet verzwaard hoeft te worden voor piekbelastingen

Zonder opslag faciliteiten kunnen windmolens en zonneparken de kolencentrales niet vervangen. Dammen kunnen dat wel. In Europa wordt er veel geld geïnvesteerd om de congestieproblemen als gevolg van zon- en windenergie te compenseren. Dat gebeurt met Blockchain systemen (waarmee op afstand gebruikers in en afgeschakeld kunnen worden, verbindingen met valmeren in Noorwegen, het verknopen van Europese netwerken om windstille gebieden te bevrijden met gebieden met meer wind. Maar al deze maatregelen leveren dan nog steeds geen betrouwbare baseload die de kolencentrales kunnen vervangen. Al deze kostbare ingrepen kunnen grotendeels achterwege blijven als we met getijde dammen gaan werken en een optimale mis zontwerpe van dammen met Wind op zee. Een recente studie van Max Tonis (TU-Delft) toonde aan dat een goede verhouding zou zijn 25% wind op zee en 75% stroom uit dammen. Zie link.

We kunnen concluderen dat met de besparing van de kosten van Tennet en de netwerkbedrijven, circa 50% van de kosten hebben vrijgemaakt om Nederland voor 70 miljard kWh van een baseload te voorzien met getijde dammen.
Elke windmolen en elk zonnepark introduceert congestiekosten, die de elektriciteitskosten voor het land duurder maken. Dammen doen dat niet omdat deze een baseload leveren.

Opmerking:
In bovenstaande tabel is opslag uitgevoerd met Li-ion batterijen. Daarmee worden zon en windstroom onbetaalbaar als we een baseload willen hebben. De waterstofroute is eveneens onbetaalbaar, omdat de electrolyzers uitgelegd moeten worden op het piekvermogen van de installaties. De molenprijs verhoogt daarmee met 75% tot 80%. Door van de geproduceerde waterstof weer stroom te maken verliezen we 30 - 40% van de energie in brandstofcellen. Per saldo houden we met de waterstof route 30 % - 40% over van de primaire stroom uit de windmolens. De primaire windmolen stroom wordt daarmee circa 3 x duurder en daarbij komen nog de kosten van het proces van stroom -> waterstof -> opslag waterstof -> stroom.

Elektriciteit produceren via waterstof als opslag is een dure optie. Het lijkt ons beter die waterstof aan te wenden voor de transportsector.

Een optie voor de opslag problematiek met wind en zon is opslag via valmeren in Noorwegen. Elke kWh die via Noorwegen wordt opgeslagen krijgt een kostprijsverhoging van circa 18 cent per kWh bovenop de productieprijs.

Wilt u meer weten en lezen over energiedammen in zee lees dan de informatie op https://www.dynamictidalpower.eu