SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 21
Baixar para ler offline
Energie uit Water
     - Hype of Kans -


Marcel Bruggers – Deltares
29 april 2010
Duurzame Energie uit Water


  Laagverval
  waterkracht
                    Aquatische
                     biomassa
  Golfenergie                    Thermische
                                 energie uit
                                   de zee
                     Osmose
                     energie
 Getij-energie
   bassin/
  stroming
Energiestromen Nederland


                                        Energiestromen 2008
                        9000
                                541

                        8000    760
                                                                Overig
                                          203
                                                                Aardgas
                        7000
                                                                Aardolie(producten)
                                          1852
                        6000                                    Elektriciteit
 Peta joules (10^18)




                        5000
                                                                1 PJ = 278 GWh
                        4000   7567

                        3000                                                      688
                                          5511         189

                        2000                                                     1183

                                                       2544
                        1000                                                     1154

                          0     90         33         93   16                     307

                               Invoer    Uitvoer     Winning                    Verbruik

Bron: Planbureau voor de Leefomgeving
Duurzame energieproductie

                                                                             Duurzame Energieproductie 2008

                                                120
  Vermeden verbruik van fossiele energie (PJ)




                                                100
                                                        Totaal duurzame
                                                      energiebronnen; 114
                                                 80



                                                 60
                                                                                                                         Biomassa totaal; 71,6


                                                 40

                                                                                  Windenergie; 35,1
                                                 20                                                       Thermische energie; 5,4
                                                                                              Zonne-energie; 1,2
                                                                     Waterkracht; 0,8
                                                 0


Bron: Planbureau voor de Leefomgeving
Definiëring voorraden


                              Totaal potentieel
                             (Potentiële energievoorraad)




                             Exploitabele voorraad
                               (Winbare energievoorraad)



Bron: Deltares
Blue Energy - Opwekking

RED – reverse electro dialysis




PRO – pressure retarded osmosis




                                  Bron: Deltares/Statkraft/REDStack
Blue Energy – Osmotische druk

Theorie Osmotische druk
Zeewater: 30 g/L = 0,5 mol/L = 500 mol/m3 (NaCl)

p·V = n·R·T           (van ‘t Hoff, 1885)

             n·R·T       500 x 2 x 8,34 x 293
posmose   = --------- = -------------------------- = 25 x 105 Pa
                V                   1

   25 x 105 Pa = 25 Bar = 250 m H2O (!)

Theoretische energie-inhoud
1 m3 rivier +   m3 zee   2.5 MJ
1 m3 rivier + 1 m3 zee  1.7 MJ

Praktische energie-inhoud
1 m3 rivier + 1 m3 zee   1.0 MJ                                Hoover dam 221 m hoog

Bron: Wetsus
Blue Energy - Potentieel


Energiepotentieel
Rijn: 2250 m3/s
                                                                                            Eems
Maas: 250 m3/s
Schelde, Eems etc: 100 m3/s
Neerslagoverschot: 150 m3/s
Totaal: 2750 m3/s
Theoretisch: 1 m3/s = 2,5 MJ

Totaal potentieel: 220 PJ (7000 MW)
Technisch haalbaar: 1 m3/s = 1 MJ                                                         Rijn
Rendementen (o.a. bedrijfsvoering): 30%

Technisch potentieel: 65 PJ (2000 MW)
Scheepvaart, anti-verzilting, waterschappen, drinkwater: 1/4 bruikbaar

Maatschappelijk potentieel: 15 PJ (500 MW)                               Schelde
                                                                                   Maas
    Vraag is op welke termijn, welk deel hiervan
   commercieel exploitabel is… (locatiespecifiek!)

Bron: Deltares/Rijkswaterstaat Noord-Holland
Aquatische biomassa - Opwekking




                                  Bron: ECN
Aquatische biomassa - Potentieel


Energiepotentieel
Noordzee: 57.000 km2
IJsselmeer: 1.100 km2
Markermeer: 700 km2
Oosterschelde: 300 km2
Westerschelde: 250 km2
Volkerak-Zoommeer: 80 km2
Theoretisch: 100 grC/m2 & 1 grC = 30kJ

Totaal potentieel: 18.000 PJ (600.000 MW)
Rendementen (o.a. bedrijfsvoering): 10%
Technical barriers (energieverbruik, zuurstofverwijdering, CO2-
toevoeging, oogsten, raffineren): 10%

Technisch potentieel: 180 PJ (6000 MW)
Scheepvaart, defensie, visserij, energiewinning, …: 10% bruikbaar
Recreatie, maatschappelijke acceptatie: 50% reductieafctor

Maatschappelijk potentieel: 9 PJ (300 MW)

  Vraag is met name hoe en op welke termijn we
h het conditionerings- en optimalisatievraagstuk
o oplossen
Getij-energie (gestuwd) - Opwekking




    Sluizen

  Turbines




  Turbines


 Turbines
                                      Bron: Haskoning
Locaties
 Getij-energie (gestuwd) - Locaties


                                               Haringvliet
                                               - Tijverschil 2,3 meter

                                               Brouwersdam
                                              - Tijverschil 2,5 meter
                                      Lauwersmeer
                                                 Oosterschelde
                                      -Tijverschil 2 meter
                        Afsluitdijk
                                               - Tijverschil 2,9 meter
                        - Tijverschil 1,8 meter
       Westerschelde                  Johannes Kerkhovenpolder
       - Tijverschil 5 meter
                                      - Tijverschil 3 meter


      Bron: Haskoning
Getij-energie (gestuwd) – Potentieel


Energiepotentieel
Kustlijn Nederland: 250 km
Gemiddelde diepte: 20 meter
Gemiddelde watersnelheid: 1 m/s

Totaal potentieel: 85 PJ (2500 MW)
Oosterschelde(kering): 400 MW
Westerschelde(kering): 20 MW
Brouwersdam: 120 MW
Lauwerszee: 40 MW
Haringvliet: 10 MW
Afsluitdijk: 4 MW
Dollard: 4 MW
(incl rendementen, bedrijfsvoering, etc)

Technisch potentieel: 20 PJ (600 MW)
Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu, milieu: 1/3 exploitabel

Maatschappelijk potentieel: 6 PJ (200 MW)

  Vraag is hoe we de estuaria op een commerciële
m manier duurzaam kunnen exploiteren
Getij-energie (stroming) - Opwekking




Bron: Open Hydro/ Ecofys/ Marine Current Turbines
Getij-energie (stroming) – Potentieel


Energiepotentieel
Kustlijn Nederland: 250 km
Gemiddelde diepte: 20 meter
Gemiddelde watersnelheid: 1 m/s
Identiek aan gestuwde getij-energie…

Totaal potentieel: 85 PJ (2500 MW)
Te installeren vermogen per locatie:
Oosterschelde(kering): 100 MW
Westerschelde(kering): 10 MW
Brouwersdam: 100 MW
Waddenzee: 20 MW
(incl rendementen, bedrijfsvoering, etc)

Technisch potentieel: 6 PJ (200 MW)
Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu: 50% exploitabel

Maatschappelijk potentieel: 3 PJ (100 MW)
                                                          Bron: Tocardo
  Vraag is met name wanneer er een a
adequaat subsidie-instrumentarium komt
Energie uit rivieren (gestuwd) - Opwekking




Bron: Zuppinger / MJ2 VLH / Archimedes screw
Energie uit rivieren (gestuwd) - Potentieel


Energiepotentieel
Rijn: 2250 m3/s                  - instroomhoogte NAP + 10 m
Maas: 250 m3/s                   - instroomhoogte NAP + 45 m
Schelde, Eems etc: 100 m3/s      - instroomhoogte NAP + 25 m
Neerslagoverschot: 150 m3/s      - instroomhoogte NAP + 5 m

Potentiële energie = jaarvolume x dichtheid x g x vervalhoogte

Totaal potentieel: 11 PJ (350 MW)
Turbinerendementen, wrijvingsverliezen, stroomfluctuaties

Technisch potentieel: 6 PJ (200 MW)
Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu: 50% exploitabel

Maatschappelijk potentieel: 3 PJ (100 MW)

  Vraag is hoe we de visvriendelijkheid kunnen g
a garanderen
Energie uit rivieren (stroming) - Opwekking




                                        Bron: WPI / Ecofys / Verdant Power
Energie uit rivieren (stroming) - Potentieel


Energiepotentieel
Rijn: 2250 m3/s                  - instroomhoogte NAP + 10 m
Maas: 250 m3/s                   - instroomhoogte NAP + 45 m
Schelde, Eems etc: 100 m3/s      - instroomhoogte NAP + 25 m
Neerslagoverschot: 150 m3/s      - instroomhoogte NAP + 5 m

Potentiële energie = jaarvolume x dichtheid x g x vervalhoogte

Totaal potentieel: 3 PJ (100 MW)
Turbinerendementen, wrijvingsverliezen, stroomfluctuaties

Technisch potentieel: 1 PJ (40 MW)
Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu: 50% exploitabel

Maatschappelijk potentieel: ½ PJ (20 MW)
   Vraag is met name wanneer en of er een
 a adequate subsidie-instrumentarium komt
Potentieel Energie uit Water

                                    Potentieel Energie uit Water

                               16

                               14
Energievoorraad (Peta Joule)




                                           ...totale energievoorraad ca. 30 PJ per jaar
                               12

                               10

                               8

                               6

                               4

                               2

                               0
Water als energieke bondgenoot

Mais conteúdo relacionado

Mais de Marcel Bruggers

Deltares r&d highlights 2008
Deltares r&d highlights 2008Deltares r&d highlights 2008
Deltares r&d highlights 2008Marcel Bruggers
 
Deltares profile corporate brochure
Deltares profile corporate brochureDeltares profile corporate brochure
Deltares profile corporate brochureMarcel Bruggers
 
Deltares land & water management in the urban environment 2009
Deltares land & water management in the urban environment 2009Deltares land & water management in the urban environment 2009
Deltares land & water management in the urban environment 2009Marcel Bruggers
 
Deltares innovations collected 2009
Deltares innovations collected 2009Deltares innovations collected 2009
Deltares innovations collected 2009Marcel Bruggers
 
Deltares corporate presentation
Deltares corporate presentationDeltares corporate presentation
Deltares corporate presentationMarcel Bruggers
 
Deltares capabilities & international projects
Deltares capabilities & international projectsDeltares capabilities & international projects
Deltares capabilities & international projectsMarcel Bruggers
 
Delltares statement of capabilities water & energy 2010
Delltares statement of capabilities water & energy 2010Delltares statement of capabilities water & energy 2010
Delltares statement of capabilities water & energy 2010Marcel Bruggers
 
Deltares views nr 2 2009
Deltares views nr 2   2009Deltares views nr 2   2009
Deltares views nr 2 2009Marcel Bruggers
 

Mais de Marcel Bruggers (9)

Deltares r&d highlights 2008
Deltares r&d highlights 2008Deltares r&d highlights 2008
Deltares r&d highlights 2008
 
Deltares profile corporate brochure
Deltares profile corporate brochureDeltares profile corporate brochure
Deltares profile corporate brochure
 
Deltares land & water management in the urban environment 2009
Deltares land & water management in the urban environment 2009Deltares land & water management in the urban environment 2009
Deltares land & water management in the urban environment 2009
 
Deltares innovations collected 2009
Deltares innovations collected 2009Deltares innovations collected 2009
Deltares innovations collected 2009
 
Deltares flyer
Deltares flyerDeltares flyer
Deltares flyer
 
Deltares corporate presentation
Deltares corporate presentationDeltares corporate presentation
Deltares corporate presentation
 
Deltares capabilities & international projects
Deltares capabilities & international projectsDeltares capabilities & international projects
Deltares capabilities & international projects
 
Delltares statement of capabilities water & energy 2010
Delltares statement of capabilities water & energy 2010Delltares statement of capabilities water & energy 2010
Delltares statement of capabilities water & energy 2010
 
Deltares views nr 2 2009
Deltares views nr 2   2009Deltares views nr 2   2009
Deltares views nr 2 2009
 

Energie Uit Water Hype Of Kans

  • 1. Energie uit Water - Hype of Kans - Marcel Bruggers – Deltares 29 april 2010
  • 2. Duurzame Energie uit Water Laagverval waterkracht Aquatische biomassa Golfenergie Thermische energie uit de zee Osmose energie Getij-energie bassin/ stroming
  • 3. Energiestromen Nederland Energiestromen 2008 9000 541 8000 760 Overig 203 Aardgas 7000 Aardolie(producten) 1852 6000 Elektriciteit Peta joules (10^18) 5000 1 PJ = 278 GWh 4000 7567 3000 688 5511 189 2000 1183 2544 1000 1154 0 90 33 93 16 307 Invoer Uitvoer Winning Verbruik Bron: Planbureau voor de Leefomgeving
  • 4. Duurzame energieproductie Duurzame Energieproductie 2008 120 Vermeden verbruik van fossiele energie (PJ) 100 Totaal duurzame energiebronnen; 114 80 60 Biomassa totaal; 71,6 40 Windenergie; 35,1 20 Thermische energie; 5,4 Zonne-energie; 1,2 Waterkracht; 0,8 0 Bron: Planbureau voor de Leefomgeving
  • 5. Definiëring voorraden Totaal potentieel (Potentiële energievoorraad) Exploitabele voorraad (Winbare energievoorraad) Bron: Deltares
  • 6. Blue Energy - Opwekking RED – reverse electro dialysis PRO – pressure retarded osmosis Bron: Deltares/Statkraft/REDStack
  • 7. Blue Energy – Osmotische druk Theorie Osmotische druk Zeewater: 30 g/L = 0,5 mol/L = 500 mol/m3 (NaCl) p·V = n·R·T (van ‘t Hoff, 1885) n·R·T 500 x 2 x 8,34 x 293 posmose = --------- = -------------------------- = 25 x 105 Pa V 1 25 x 105 Pa = 25 Bar = 250 m H2O (!) Theoretische energie-inhoud 1 m3 rivier + m3 zee 2.5 MJ 1 m3 rivier + 1 m3 zee 1.7 MJ Praktische energie-inhoud 1 m3 rivier + 1 m3 zee 1.0 MJ Hoover dam 221 m hoog Bron: Wetsus
  • 8. Blue Energy - Potentieel Energiepotentieel Rijn: 2250 m3/s Eems Maas: 250 m3/s Schelde, Eems etc: 100 m3/s Neerslagoverschot: 150 m3/s Totaal: 2750 m3/s Theoretisch: 1 m3/s = 2,5 MJ Totaal potentieel: 220 PJ (7000 MW) Technisch haalbaar: 1 m3/s = 1 MJ Rijn Rendementen (o.a. bedrijfsvoering): 30% Technisch potentieel: 65 PJ (2000 MW) Scheepvaart, anti-verzilting, waterschappen, drinkwater: 1/4 bruikbaar Maatschappelijk potentieel: 15 PJ (500 MW) Schelde Maas Vraag is op welke termijn, welk deel hiervan commercieel exploitabel is… (locatiespecifiek!) Bron: Deltares/Rijkswaterstaat Noord-Holland
  • 9. Aquatische biomassa - Opwekking Bron: ECN
  • 10. Aquatische biomassa - Potentieel Energiepotentieel Noordzee: 57.000 km2 IJsselmeer: 1.100 km2 Markermeer: 700 km2 Oosterschelde: 300 km2 Westerschelde: 250 km2 Volkerak-Zoommeer: 80 km2 Theoretisch: 100 grC/m2 & 1 grC = 30kJ Totaal potentieel: 18.000 PJ (600.000 MW) Rendementen (o.a. bedrijfsvoering): 10% Technical barriers (energieverbruik, zuurstofverwijdering, CO2- toevoeging, oogsten, raffineren): 10% Technisch potentieel: 180 PJ (6000 MW) Scheepvaart, defensie, visserij, energiewinning, …: 10% bruikbaar Recreatie, maatschappelijke acceptatie: 50% reductieafctor Maatschappelijk potentieel: 9 PJ (300 MW) Vraag is met name hoe en op welke termijn we h het conditionerings- en optimalisatievraagstuk o oplossen
  • 11. Getij-energie (gestuwd) - Opwekking Sluizen Turbines Turbines Turbines Bron: Haskoning
  • 12. Locaties Getij-energie (gestuwd) - Locaties Haringvliet - Tijverschil 2,3 meter Brouwersdam - Tijverschil 2,5 meter Lauwersmeer Oosterschelde -Tijverschil 2 meter Afsluitdijk - Tijverschil 2,9 meter - Tijverschil 1,8 meter Westerschelde Johannes Kerkhovenpolder - Tijverschil 5 meter - Tijverschil 3 meter Bron: Haskoning
  • 13. Getij-energie (gestuwd) – Potentieel Energiepotentieel Kustlijn Nederland: 250 km Gemiddelde diepte: 20 meter Gemiddelde watersnelheid: 1 m/s Totaal potentieel: 85 PJ (2500 MW) Oosterschelde(kering): 400 MW Westerschelde(kering): 20 MW Brouwersdam: 120 MW Lauwerszee: 40 MW Haringvliet: 10 MW Afsluitdijk: 4 MW Dollard: 4 MW (incl rendementen, bedrijfsvoering, etc) Technisch potentieel: 20 PJ (600 MW) Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu, milieu: 1/3 exploitabel Maatschappelijk potentieel: 6 PJ (200 MW) Vraag is hoe we de estuaria op een commerciële m manier duurzaam kunnen exploiteren
  • 14. Getij-energie (stroming) - Opwekking Bron: Open Hydro/ Ecofys/ Marine Current Turbines
  • 15. Getij-energie (stroming) – Potentieel Energiepotentieel Kustlijn Nederland: 250 km Gemiddelde diepte: 20 meter Gemiddelde watersnelheid: 1 m/s Identiek aan gestuwde getij-energie… Totaal potentieel: 85 PJ (2500 MW) Te installeren vermogen per locatie: Oosterschelde(kering): 100 MW Westerschelde(kering): 10 MW Brouwersdam: 100 MW Waddenzee: 20 MW (incl rendementen, bedrijfsvoering, etc) Technisch potentieel: 6 PJ (200 MW) Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu: 50% exploitabel Maatschappelijk potentieel: 3 PJ (100 MW) Bron: Tocardo Vraag is met name wanneer er een a adequaat subsidie-instrumentarium komt
  • 16. Energie uit rivieren (gestuwd) - Opwekking Bron: Zuppinger / MJ2 VLH / Archimedes screw
  • 17. Energie uit rivieren (gestuwd) - Potentieel Energiepotentieel Rijn: 2250 m3/s - instroomhoogte NAP + 10 m Maas: 250 m3/s - instroomhoogte NAP + 45 m Schelde, Eems etc: 100 m3/s - instroomhoogte NAP + 25 m Neerslagoverschot: 150 m3/s - instroomhoogte NAP + 5 m Potentiële energie = jaarvolume x dichtheid x g x vervalhoogte Totaal potentieel: 11 PJ (350 MW) Turbinerendementen, wrijvingsverliezen, stroomfluctuaties Technisch potentieel: 6 PJ (200 MW) Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu: 50% exploitabel Maatschappelijk potentieel: 3 PJ (100 MW) Vraag is hoe we de visvriendelijkheid kunnen g a garanderen
  • 18. Energie uit rivieren (stroming) - Opwekking Bron: WPI / Ecofys / Verdant Power
  • 19. Energie uit rivieren (stroming) - Potentieel Energiepotentieel Rijn: 2250 m3/s - instroomhoogte NAP + 10 m Maas: 250 m3/s - instroomhoogte NAP + 45 m Schelde, Eems etc: 100 m3/s - instroomhoogte NAP + 25 m Neerslagoverschot: 150 m3/s - instroomhoogte NAP + 5 m Potentiële energie = jaarvolume x dichtheid x g x vervalhoogte Totaal potentieel: 3 PJ (100 MW) Turbinerendementen, wrijvingsverliezen, stroomfluctuaties Technisch potentieel: 1 PJ (40 MW) Scheepvaart, havenactiviteiten, milieu: 50% exploitabel Maatschappelijk potentieel: ½ PJ (20 MW) Vraag is met name wanneer en of er een a adequate subsidie-instrumentarium komt
  • 20. Potentieel Energie uit Water Potentieel Energie uit Water 16 14 Energievoorraad (Peta Joule) ...totale energievoorraad ca. 30 PJ per jaar 12 10 8 6 4 2 0
  • 21. Water als energieke bondgenoot