Elektriciteit uit koud zeewater

Wordt Taiwan het eerste land ter wereld dat elektriciteit uit de oceanen haalt? De Taiwanese elektriciteitsbehoefte groeit momenteel met 10 procent per jaar en dat tempo is volgens het Taiwanese Ministerie van Economische Zaken nauwelijks meer bij te houden. Olie en kolen kunnen amper in de behoefte voorzien; bijna alle fossiele brandstoffen moeten worden geimporteerd.

Maar de oplossing lijkt nabij. In tropische gebieden verwarmt de zon het oppervlak van de oceanen tot 20 a 50 graden Celsius. Omdat die warmte niet tot onderste zeelagen doordringt, kan door het temperatuurverschil mechanische energie worden opgewekt, net zoals een stoommachine dat doet met stroom- en koelwater. Men spreekt van Oceanische Thermale Energie Conversie (OTEC).

Er zijn twee methoden. Bij de gesloten kringloop wordt met behulp van het warme oppervlaktewater een vloeistof met een laag kookpunt, zoals vloeibaar ammoniak (andere werkstoffen zijn freon en kooldioxyde), in een warmtewisselaar verdampt. Die damp wordt in een turbine, die een elektrische generator aandrijft, tot expansie gebracht. Vervolgens wordt de damp in een condensor weer in vloeistof omgezet en teruggevoerd naar de warmtewisselaar.

Bij de open kringloop wordt het zeewater door de onderdruk verdampt. Voor deze methode zijn geen dure warmtewisselaars nodig, maar wel kunnen de OTEC-machines als gevolg van aangroei geheel verstopt raken. Experimenten met een kleine proefinstallatie in Hawai (een zogenaamde mini-OTEC) hebben evenwel aangetoond dat door het toevoegen van kleine hoeveelheden chloor aan het zeewater, er geen vervuiling van de warmtewisselaars hoeft op te treden. Nadeel is wel dat de dampdruk van zeewater hoger is dan die van ammoniak, waardoor men grotere turbines nodig heeft voor hetzelfde vermogen.

IN DE GOLVEN

De Fransen hebben altijd al in de technologie geloofd. De Franse natuurkundige Jacques d'Arsonbal voorspelde reeds in 1881 dat men in de toekomst warmte aan de oceanen zou onttrekken. In de jaren twintig liet George Claude al (primitieve) OTEC-installaties bouwen voor de kust van Cuba (1930, 22 kilowatt) en bij Abidjan in Ivoorkust (1956, 3, 5 megawatt). Door de aanvoer van koud water kwam er een voortijdig einde aan de proefnemingen. Claude heeft de experimenten nog wel op een schip herhaald, maar toen de resultaten tegenvielen liet hij de hele proefopstelling in de golven verdwijnen. Later kwamen vader en zoon Anderson met ontwerpen voor drijvende 100 megawatt-centrales in de Caribische Zee. Zij geloofden dat OTEC -energie even goedkoop zou worden als nucleaire energie.

Toch kwam de technologie maar niet van de grond. Sommigen waren bang dat als men warmte aan bijvoorbeeld de Golfstroom zou blijven onttrekken, het klimaat in West-Europa ongunstig beinvloed zou worden. Wel zou de visstand toenemen doordat bij het oppompen van koud water voedingsstoffen komen bovendrijven. Daarnaast zouden OTEC-systemen kunnen worden gebruikt voor de ontzilting van het zeewater. Anders gezegd: men zou van zeewater drinkwater kunnen maken.

Inmiddels is het vertrouwen in de technologie weer helemaal terug. Een argument is dat OTEC-installaties, anders dan getijden- of golfcentrales, vierentwintig uur per etmaal energie kunnen leveren. Volgens Amerikaanse berekeningen kan alleen al in de Golfstroom en de Caraibische Zee vijfenzestig maal de elektriciteitsbehoefte van de Verenigde Staten worden opgewekt. Wanneer vandaag met bouwen wordt begonnen zou het totale opgestelde vermogen in het jaar 2010 60.000 MW kunnen bedragen. Negentig landen in de buurt van de equator zouden op deze wijze van elektriciteit kunnen worden voorzien. Taiwan ligt wat dat betreft zelfs zeer gunstig, omdat de temperatuurverschillen van de Chinese Zee het hele jaar door groter zijn dan 20 graden Celsius. Daarnaast zijn er steile kusten, zodat de installaties dicht bij land kunnen worden gebouwd. Bij grotere afstanden is het verstandiger om via elektrolyse waterstof en zuurstof te produceren en die als grondstof voor bevruchtingstechnieken te gebruiken.

Taiwan wil beginnen met de bouw van een proefinstallatie van 5 megawatt, waarmee 500 huizen van elektriciteit kunnen worden voorzien. Uiteindelijk wil men installaties bouwen van 50 tot 100 MW. Don Lennard, een Britse deskundige op dit gebied, zegt dat het energetische rendement van OTEC-installaties niet groot is, zeker niet vergeleken met de opbrengst van traditionele elektriciteitscentrales, maar de brandstof is in elk geval goedkoop.

ANTILLEN

Vooralsnog is Taiwan het enige land ter wereld dat op korte termijn de bouw van OTEC-installaties overweegt. Plannen voor kleinere OTEC-installaties voor de kust van Indonesie en de Nederlandse Antillen zijn nooit verwezenlijkt. 'Te duur', zegt Bart van der Pot van Delta Marine Consultants uit Gouda, een ontwerpmaatschappij van de Hollandse Beton Groep (HBG), die de plannen destijds had zullen uitvoeren. 'Het idee voor die installaties is ontstaan toen in de jaren zeventig de olieprijzen maar bleven stijgen. Toen de prijzen weer begonnen te dalen verdween vanzelfsprekend de noodzaak van deze projecten.'

    • Jan Libbenga