Energie winnen uit het verschil in zoutconcentratie tussen zoet- en zout water. Het kan en het gebeurt op de Afsluitdijk. In de Blauwe Energiecentrale bij Breezanddijk wordt deze revolutionaire technologie steeds verder geperfectioneerd. Als alles meezit, kan dit straks een heel belangrijk Nederlands exportproduct worden.
De vondst dat er energie vrijkomt bij een ‘omgekeerde elektrodialyse’ stamt al uit 1954. Maar dat het ook echt een energiebron van de toekomst kan zijn is nieuw. Cees Buisman, directeur van het kennisinstituut voor watertechnologie Wetsus in Leeuwarden, startte begin deze eeuw een nieuw onderzoek naar deze technologie.
Buisman laat een proefopstelling uit 2003 zien, waarbij zoet- en zout water door speciale zeefjes lopen. “De geladen deeltjes, de ionen, van het zoute water worden naar de zijkanten gedrukt en worden met elektrodes opgevangen”, legt hij uit, terwijl hij naar een brandend lampje wijst. “Op dit moment maken we dus stroom uit water.”
De volgende stap was om te onderzoeken of het principe ook op grote schaal toepasbaar zou zijn. Hiervoor was een plek nodig met veel zoet- en zout water, bijvoorbeeld op de Afsluitdijk. Rik Siebers werkte indertijd bij Wetsus en beschikte naast zijn wetenschappelijke kwaliteiten ook over zakelijke kennis. Hij was de aangewezen man om de techniek verder door te ontwikkelen en te vermarkten. Tot 2014 leidde dit tot de opening van de eerste REDstack proefinstallatie op de Afsluitdijk.
De Blauwe Energiecentrale bij Breezanddijk mengt zoet water uit het IJsselmeer met zout water uit de Waddenzee in zogenaamde stacks. De stacks leveren momenteel stroom aan 160 huishoudens. Maar als de plannen doorgaan zullen dat er veel meer worden. “Nu is de fase van opschaling aangebroken. Het moment om de wereld te laten zien dat het kan, dat het veel stroom oplevert en dat het niet kapot gaat”, vertelt Siebers.
"Mijn droom is dat overal waar rivieren in zee uitstromen mensen gebruik kunnen maken van dit systeem”
Binnenkort wordt er begonnen met de bouw van een veel grotere centrale op de Afsluitdijk. Deze zal 10 keer zoveel energie leveren als de huidige. “Dan kunnen wij aan alle energiemaatschappijen laten zien dat het werkt en dat het rendabel is”, legt Siebers uit. “Mijn droom is dat mensen overal waar rivieren in zee uitstromen gebruik kunnen maken van dit systeem.”
Ook Cees Buisman is blij met de vorderingen van REDstack. “In het lab begonnen we met Milliwatt, hier werkt het op Kilowatt en de volgende fase is Megawatt. En als we dat bereikt hebben zal de hele wereld hierin geloven en het omarmen”, vertelt hij gedreven. “Overal stromen rivieren de zee in en overal kan je deze blauwe energie maken. Iedereen heeft straks een tekort aan energie. Dus dit wordt een enorm belangrijk exportproduct voor Nederland.”
Onafhankelijk van wind, zon of stroming
De Nieuwe Afsluitdijk ondersteunt de blauwe energiecentrale. Programmamanager Tjalling Dijkstra is vanaf het begin betrokken geweest bij het proces. “Het unieke van Blue Energy is dat je niet afhankelijk bent van wind, zon of stroming. Dus je kan altijd energie leveren. En op een duurzame manier, het enige wat eruit komt is brak water”, volgens Dijkstra.
“Belangrijk is dat uiteindelijk de kostprijs van deze techniek vergelijkbaar is met de kostprijs van ander vormen van energieopwekking. Als je dat weet te bereiken, dan is de wereld je toekomst”, benadrukt Dijkstra. Volgens Siebers is dat geen vraag meer: “Wij zijn al zover gekomen in het goedkoper en beter werkend maken van het systeem: we zijn ervan overtuigd dat het gaat lukken”, zegt Siebers.
Reverse ElectroDialysis (RED) – Hoe werkt het?
RED (Reverse ElectroDialysis, omgekeerde elektrodialyse) maakt gebruik van het feit dat zouten zijn opgebouwd uit ionen: positief en negatief geladen deeltjes. In zeewater zijn dat voornamelijk Na+ (het natrium-ion) en Cl- (het chloride-ion). Wanneer zout is opgelost in water, komen deze ionen als losse deeltjes in het water voor. Bij RED worden nu twee type membranen gebruikt: membranen die uitsluitend positieve ionen doorlaten (CEM, Cation Exchange Membranes) en membranen die enkel negatieve ionen doorlaten (AEM, Anion Exchange Membranes).
Wanneer zout water tussen twee van zulke membranen doorstroomt (met aan de andere zijde van de membranen zoet water), dan zullen de ionen uit het zoute water naar het zoete water willen migreren. Echter door de toegepaste membranen, een CEM aan de ene zijde en een AEM aan de andere zijde, zullen de beide soorten ionen dus in tegenovergestelde richting migreren. Op die manier ontstaat een transport van positief geladen delen in de ene richting en negatief geladen delen in de andere richting. Er ontstaat op deze manier dus een + en een – zijde, een soort van batterij, een elektrochemische cel.
De Afsluitdijk in 32 verhalen
De komende vier jaar ondergaat de Afsluitdijk een flinke verbouwing. De dijk wordt versterkt en verhoogd om Nederland ook in de toekomst te beschermen tegen het zeewater. In 32 reportages, evenveel als het aantal kilometers van de Afsluitdijk, vertellen NH Media en Omrop Fryslân in samenwerking met Rijkswaterstaat en De Nieuwe Afsluitdijk het verhaal van dit iconische bouwwerk. Door de ogen van de mensen die elke dag met de dijk te maken hebben. Bekijk hier alle verhalen.