30 Energie+ nr 3 mei 2011In de Brouwersdam, die de Noord-zee van het Grevelingenmeerscheidt, kan een getijdencentralegebouwd worden. Het openen vande dam draagt bij aan beterenatuurwaarden. Bovendien kan erduurzame energie opgewektworden uit het getijdenverschil.Getijdencentrale BrouwersdTekst Leslie Mooyaart, Royal Haskoning enJacob van Berkel, MIRTGetijdenenergie kan worden gewonnen optwee manieren: uit de bewegingsenergievan een vrije getijdenstroming of uit eengestuwd hoogteverschil dat in een getijdensitu-atie ontstaat aan weerszijden van een dam.Beide technieken hebben voor- en nadelen. Eenbelangrijk nadeel van energiewinning uitgetijdenstroming is dat veel stromend water, endus energie, de turbines passeert zonder teworden omgezet in elektriciteit. Deze methodevan energieconversie is daardoor vaak klein-schaliger dan energiewinning uit het getijden-verschil. Op sommige locaties kan de haalbaar-heid van energie uit getijdenstroming hoger zijndoor de lagere investeringskosten en de kleinereimpact.WaterturbinesEnergiewinning uit het getijdenverschil heeftveel overeenkomsten met energie uitwaterkracht. Bij deze vorm van getijdenener-gie wordt het waterstandverschil aanweerszijden van een dam benut voor hetaandrijven van waterturbines. Dit procesverloopt bij getijdenenergie door de twee-daagse verticale beweging van het water enis daardoor enigszins complexer danrivierwaterkracht. Het proces verlooptvolgens vier fases:1 Door middel van sluizen in de dam wordttijdens vloed het bassin gevuld met water.2 Nadat het water het hoogste punt heeftbereikt, worden de sluizen afgesloten endaalt het water op de zee als gevolg van denatuurlijke beweging van het getij.3 Wanneer het verval tussen het hoge waterin het bassin en de waterstand op zee grootgenoeg is, wordt het bassin langzaamgeleegd door middel van turbines.4 Nadat het zeewater het laagste punt heeftbereikt herhaalt het proces zich.Dit principe wordt een ebcentrale genoemd,omdat tijdens eb elektriciteit wordt opge-wekt. Het is ook mogelijk sluizen te gebruikenom het bassin te legen, en turbines om het tevullen. Dit wordt een vloedcentrale genoemd.Een andere mogelijkheid is om turbines zowelvoor het vullen als voor het legen te gebrui-ken. Dit heet een tweezijdig turbinerendecentrale. Deze optie wordt overwogen voorde getijdencentrale in de Brouwersdam.MiddeleeuwenGetijdenenergie met behulp van getijdenmo-lens wordt al eeuwenlang toegepast. Deoudst bekende getijdenmolen komt uitNoord-Ierland en stamt uit 787 na Christus,maar er zijn er in Europa in de middeleeuwenhonderden geweest. In Zeeland hebben erongeveer vijftien gestaan. Tijdens deindustri?le revolutie zijn de meeste van dezemolens verdwenen. Het aantal modernegetijdencentrales is beperkt. In La Rance(Frankrijk) staat op dit moment de grootstegetijdencentrale van 240 MW. In Sihwa(Zuid-Korea) is een grotere in aanbouw van260 MW. Enkele kleinere pilots wordenuitgevoerd in Canada, Rusland en China.Grote plannen voor getijdencentrales zijn erechter over de hele wereld. Het bekendsteplan is de getijdencentrale in de rivier deSevern, die in vijf procent van de elektrici-teitsbehoefte van het Verenigd Koninkrijk zoukunnen voorzien.KnelpuntenHoewel het duurzame karakter van dezeenergiebron en de grote voorspelbaarheidFiguur 1. Waterstanden Noordzee en Grevelingenmeer na implementatie getijdencentrale.Artist impression Bouwersdam.MiekeRothnr 3 mei 2011 Energie+ 31am: milieuwinst ?n energievan elektriciteitsproductieontwikkeling vangetijdenenergie aantrekkelijk maakt, zijn erook knelpunten. Het eerste knelpunt zit in deverhouding tussen kosten en baten. Het blijktdat getijdenenergie pas kan concurreren opde energiemarkt wanneer een getijdencen-trale van enkele honderden MW's wordtgebouwd. Investeerders zijn niet happig opzulke plannen vanwege de grote risico's. Hettweede knelpunt is dat de meest aantrekke-lijke locaties voor getijdenenergie, wijderiviermonden zijn met een groot getijdenver-schil. Deze gebieden zijn vaak bijzonderenatuurgebieden en de bouw van een damstuit daardoor op weerstand.De situatie in de Brouwersdam is bijzonderomdat er al een dam ligt en het openendaarvan juist bijdraagt aan betere natuur-waarden. Het ontbreken van getijdenbewe-ging op de Grevelingen, vooral in de geulen,leidt namelijk tot zuurstofloosheid. Daarmeegaat het afsterven van bodemleven enongewenste bacteriegroei gepaard. Deverslechterende waterkwaliteit is debelangrijkste aanleiding voor het uitvoerenvan een verkennende studie. Het gedeeltelijkterugbrengen van de getijdenbeweging wordtgezien als het belangrijkste middel terverbetering van de waterkwaliteit.Het heropenen van de Brouwersdam biedtdaarnaast mogelijkheden voor het winnenvan getijdenenergie. Naar aanleiding van eeneerste verkennende studie is geconcludeerddat een tweezijdig turbinerende getijdencen-trale in het noordelijk deel van de Brouwers-dam het beste past bij de wensen om hetGrevelingenmeer te verversen. De bodembe-scherming die aangelegd is voor de sluitingvan de getijdengeul kan hergebruikt worden.Dat is een van de redenen waardoor degetijdencentrale daar relatief goedkoopaangelegd kan worden.BulbturbineVoor de Brouwersdam worden twee optiesvoor hydro-elektrische conversie overwogen.De eerste variant maakt gebruik van bulbturbi-nes, zoals die zijn gebruikt in de getijdencen-trale in La Rance. Door het relatief geringegetijdenverschil van 2,5 meter dienen deturbines operationeel te zijn bij een verval vanongeveer een meter. Hoewel dit verval klein is,lijkt een hoog rendement van 85 procentmogelijk. Daarvoor kan gekeken worden naarde getijdencentralepilot in Kislaya Guba(Rusland), die werkt bij een getijdenverschilvan 2,30 meter. Een dergelijke centrale metbulbturbines zou een opgesteld vermogen van60 MW hebben en 190 GWh per jaar produce-ren. Volgens de huidige kostenraming zou dezevariant 500 miljoen euro kosten om te bouwen.Bij de tweede variant wordt lucht als tweedemedium gebruikt voor de energieconversie.Daarbij stroomt water onder invloed van hetgetijdenverschil door een sifon en zuigt daarbijvan buitenaf lucht aan. Die wordt vervolgens inde vorm van luchtbellen meegenomen enafgevoerd. De aangezogen luchtstroming drijfteen hoogtoerige luchtturbine aan. Voordeelvan deze techniek is dat zich in de waterstroomgeen bewegende constructieonderdelen zoalsschoepen bevinden, waardoor de technieknaar verwachting visvriendelijker is dan debulbturbine. Tevens is de hydropneumatischetechniek kosteneffectiever vanwege de lageinvesteringskosten voor de luchtturbines.Nadeel van deze technologie is de extravermogenstussenstap en het daaruit volgendelagere rendement van ongeveer 50 procent. Detechnologie bevindt zich in een experimentelefase. Onderzoek aan de Universiteit vanLancaster heeft aangetoond dat de techniekfunctioneert, maar pilots hebben nog nietplaatsgevonden. Een getijdencentrale metluchtturbines zou een opgesteld vermogen van37 MW hebben en 110 GWh per jaar produce-ren. De kosten voor deze variant wordengeraamd op 300 miljoen euro.Opwekking van getijdenenergie in deBrouwersdam heeft een groot voordeel tenopzichte van andere plannen voor getijden-centrales in de wereld. Elektriciteitsproductieen verbetering van de natuurwaarden gaanhier hand in hand. De uitdaging binnen ditproject is om de publieke sector effectief telaten samenwerken met de private sector.Het voorbereiden van een publiek-privatesamenwerking is een van de belangrijksteopgaven voor verdere ontwikkeling van hetGrevelingenmeer en de getijdencentrale in deBrouwersdam.+0.50+7.30-0.50+11.00Figuur 2. Schematische verticale dwarsdoorsnede bulbturbinevariant.Artist impression overgang Noordzee in Grevelingenmeer.MiekeRoth