Teun Schröder
10 oktober 2022, 14:45

Golfenergiesysteem met ‘blaasgat’ overstijgt verwachtingen

In Australië heeft Wave Swell Energy een testperiode afgerond voor het winnen van golfenergie. Het bedrijf ontwikkelde de UniWave, een ontwerp dat doet denken aan een rotsformatie met een blaasgat. Recent onderzoek wijst uit dat het in de nabije toekomst één van de goedkoopste vormen van hernieuwbare energie kan zijn.

Uniwave1 De UniWave bestaat voornamelijk uit beton. De kwetsbare bewegende delen bevinden zich allemaal boven water. | Credits: UniWave

Visualiseer een rotsformatie voorzien van grote gaten langs een ruige kustlijn. Eerst trekt de zee zich terug en wordt de volledige rotspartij zichtbaar. Dan klapt de golf tegen de rots aan en spuit het water door één van de nauwe gaten als een fontein omhoog. Het is dit natuurlijk fenomeen dat Wave Swell Energy (WSE) benut met zijn kunstmatige rots UniWave.

De kracht van de golf duwt water en lucht door een schacht, waardoor een vacuüm ontstaat in een luchtkamer onder water. Het vacuüm zuigt lucht aan via een inlaat aan de bovenkant, waar het door een turbine loopt en elektriciteit opwekt. Volgens WSE is het design even simpel als betrouwbaar. Het beton onder zeeniveau gaat jaren mee, terwijl alle technologie boven water beschermd blijft tegen de zoute zee.

Getijden energie, opgewekt door eb en vloed, is een voorspelbare vorm van energiewinning. Wat doen Nederland en Europa op dit gebied?

Energiewinning en kustlijn beschermen

Het bedrijf rondde deze zomer een succesvolle pilot af met een prototype (vermogen 200 kilowatt) en wil nu de productie opschroeven. Het bedrijf voorziet dat UniWaves als zelfstandige units langs kustlijnen geplaatst kunnen worden of onderdeel kunnen uitmaken in constructies van zeeweringen die erosie voorkomen.

Schematische schets van hoe de UniWave werkt | Credit: Wave Swell Energy

Goedkope hernieuwbare energie

Inmiddels heeft WSE de technologie ook laten doorrekenen door de Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), een gerenommeerd onderzoeksinstituut van de Australische overheid. Zij berekenden dat een UniWave-unit van 1 megawatt al prijscompetitief is met een dieselgenerator. Maar als het schaalgrote kan realiseren en 2.500 megawatt capaciteit installeert, wordt zelfs een kostprijs gehaald van 0,05 Australische dollar (0,033 euro) per opgewekte kilowattuur. Dat is net zo goedkoop als de goedkoopste onshore zonne- en windenergiesystemen die nu beschikbaar zijn.

Lees ook: Zeewier geeft natriumbatterij grotere opslag en langere levensduur

Opschaling noodzakelijk

2.500 megawatt klinkt misschien als veel, maar CSRIO benadrukt dat dit slechts een derde van 1 procent is van al het geïnstalleerde wind- en zonvermogen voordat dezelfde kostprijs van 0,033 euro werd bereikt. CSIRO noemt 2.500 megawatt een ‘haalbaar’ scenario, waardoor ‘blaastechnologie’ in 2030 ineens de goedkoopste vorm van hernieuwbare energie wordt. In het conservatieve scenario wordt de lage kostprijs in 2040 behaald. CSIRO verwacht dat de golfenergiesector in 2050 1,3 procent van de mondiale vraag naar energie kan voorzien.

WSE gaat zijn systeem de komende maanden verder testen. De UniWave zal niet geschikt zijn voor elke kustlijn, aangezien voldoende golfkracht nodig is om een optimaal vacuüm te creëren. Op de korte termijn ziet WSE vooral potentie voor afgelegen eilanden of gebieden met kwetsbare kustlijnen.

Schrijf je in voor onze nieuwsbrief: iedere dag rond 07.00 uur het laatste nieuws

Wil jij iedere ochtend rond 7 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan! Schrijf je hier in voor onze dagelijkse nieuwsbrief.

Dow wil in drie generaties naar CO2-neutrale en volledig circulaire chemie

Om zijn doel te bereiken heeft het bedrijf een duidelijke routekaart. “De eerste twee fases gaan over het verminderen van CO2-uitstoot met ongeveer 43 procent met bestaande technologieën. In de derde fase gaat het over het gebruik van baanbrekende technologie om onze processen CO2-neutraal te maken”, zegt Andrea de las Heras García. Zij is sinds januari manager Business Development, duurzaamheid en groei bij Dow in de Benelux en in die hoedanigheid verantwoordelijk voor de duurzame transitie bij Dow Terneuzen. "Mijn taak is gericht op industriële groei met een duidelijke focus op duurzaamheid en circulariteit”, legt ze uit. Grootste werkgever Dow is het derde grootste chemische concern ter wereld. Het bestaat inmiddels 125 jaar en viert dit jaar zijn jubileum. Dow Terneuzen is, met zestien fabrieken en 3700 werknemers, de op één na grootste productielocatie van Dow wereldwijd en de grootste werkgever in Zeeland. In Terneuzen maakt het plastics en basisgrondstoffen voor producten als smartphones, verpakkingsmaterialen, matrassen, isolatiemateriaal en coatings. Net als de hele chemiesector staat het bedrijf aan de vooravond van een grote grondstoffen- en energietransitie. Lees hier hoe chemiesite Chemelot dezelfde transitie moet ondergaan 4 miljoen ton CO2-uitstoot per jaar Op dit moment stoot Dow Terneuzen jaarlijks 4 miljoen ton CO2 uit. De helft daarvan wordt uitgestoten door de naftakrakers, waar olieproduct nafta wordt verwarmd tot duizend graden Celsius om de moleculen af te breken tot grondstoffen voor plastic, verpakkingen of propyleen. In Europa staan 43 krakers, Dow Terneuzen heeft er drie en meer in Spanje en Duitsland. Een van de bijproducten is off-gas, een afvalgas dat veel op methaan lijkt. Dow hergebruikt dit gas voor het verhitten van het kraakproces, maar ook om elektriciteit op te wekken. Andrea de las Heras García is manager Business Development, duurzaamheid en groei bij Dow Terneuzen.42 procent minder CO2 bij kraken Door dit afvalgas te scheiden in waterstof en CO2 wil Dow de uitstoot van zijn krakers rond 2030 met 42 procent verminderen. Dat scheelt zo’n 1,7 miljoen ton CO2 per jaar. De schone, circulaire waterstof (niet te verwarren met groene of blauwe waterstof) wordt gebruikt om stoom op te wekken om de nafta-krakers te verhitten. De CO2 wordt opgevangen, afgevoerd en opgeslagen. Zo wordt er geen CO2 meer uitgestoten tijdens het verhittingsproces. Dat wordt in twee stappen gedaan. In de eerste fase wil Dow met bestaande technologie een waterstoffabriek neerzetten. In de tweede fase kijkt Dow naar nieuwe mogelijkheden om de CO2-uitstoot nog verder te verminderen, zoals het aanpassen of vervangen van gasturbines en het opvangen van emissies van het ethyleenoxidefabriek. “Dit noemen we generatie 1 en 2. Dit is de sleutel tot ons decarbonisatie-traject”, zegt De las Heras García. CO2-vrij elektrisch kraken voor 2050 In de derde generatie wordt het verhitten van de kraker compleet elektrisch en wordt ook de laatste methaan en waterstof vervangen door stroom. “Een beetje zoals je een boiler of cv-ketel in je huis elektrificeert. De uitdaging is dat we een temperatuur van duizend graden en ook een bepaalde chemische reactie nodig hebben die we kunnen controleren. Daar is baanbrekende techniek voor nodig. Daarom zijn we een samenwerking met Shell aangegaan om de technologie voor elektrische kraken te ontwikkelen,” zegt De las Heras García. Beide bedrijven hebben voor dit onderzoek een MOOI-subsidie van 3,5 miljoen euro ontvangen en werken hierin samen met TNO. Te weinig groene stroom In potentie kan elektrisch kraken de CO2-uitstoot van een van de kernprocessen van de chemische industrie aanzienlijk verlagen. Het off-gas is dan niet meer nodig voor het verhitten van het kraakproces. De daaruit gescheiden waterstof kan gebruikt worden voor andere verwarming, maar ook om van de koolstof-component van CO2 bruikbare grondstoffen voor de productie van plastics te maken, als alternatief voor nafta. Dan is ook geen CO2-opslag meer nodig. Een andere drempel voor elektrisch kraken is echter dat er nog te weinig groene stroom beschikbaar is en dat het elektriciteitsnet dit nog niet aankan. 35 procent minder CO2-uitstoot in 2026 Dow heeft de CO2-reducties van al deze stappen uitgerekend. Het stoomkraken in generatie 1 levert in 2026 al een besparing van 35 procent op, oftewel 1,4 miljoen ton CO2. Dat is 7 procent van het besparingsdoel van de Nederlandse industrie in 2030. In dat jaar heeft Dow met generatie 2 alweer 42,5 procent CO2 bespaard. In 2050 moet dat met elektrisch kraken en het gebruik van circulaire en biobased grondstoffen 95 tot 100 procent zijn.De routekaart van Dow Terneuzen op weg naar 2050Recyclebaar ontwerp Die overstap naar circulaire grondstoffen is minstens zo belangrijk. Dow onderzoekt zowel de recycling van plastic als het gebruik van andere grondstoffen dan aardolie. Ook daar is geavanceerde recyclingtechniek voor nodig. Dow focust hierbij op verschillende niveaus. Het eerste is de ontwerpfase. “We ontwerpen onze producten op zo’n manier dat we de complexiteit om ze te recyclen verlagen. Bijvoorbeeld verpakkingen voor voedsel”, zegt ze. Een tweede aandachtspunt is mechanisch recyclen, waarbij plasticafval wordt vermalen en gesmolten tot korrels die weer in nieuw plastic gebruikt kunnen worden. "We willen daarbij de kwaliteit van ons product behouden, dus van oude korrels nieuw plastic maken en niet downcyclen”, zegt ze. Geavanceerde recycling Maar als ze echt impact wil maken moet de chemische industrie nog een stapje verder gaan. Bijvoorbeeld met chemische recycling, waarbij van plastic afval weer pyrolyse-olie wordt gemaakt, de basisgrondstof voor nafta. Dow onderzoekt geavanceerde recyclingtechnologieën om weer primaire grondstoffen te maken. Het bedrijf is hiervoor een samenwerking aangegaan met Mura Technology, dat in 25 minuten tijd weer olie maakt uit afval. De las Heras García: “Geavanceerde recycling is essentieel om de circulaire transitie mogelijk te maken op de schaal die we nodig hebben. Het stelt ons in staat om circulaire grondstoffen te produceren uit afval, die later kunnen worden verwerkt in onze krakers.”Leer hier meer over de chemische recycling om van afval plastic te maken Bio-Crocs van Dow Een andere belangrijke pijler van de circulaire routekaart is het gebruik van biobased grondstoffen voor plastic. Dow is daar voorzichtig mee. “We willen niet concurreren met sectoren als de voedselindustrie of de landbouw. Wij kijken daarom naar andere grondstoffen dan in die sectoren gebruikt worden”, zegt ze. Een voorbeeld op dit punt is de samenwerking met Crocs. De bio-Crocs zijn bijvoorbeeld gemaakt van biobased materialen van Dow. (YouTube video inbouwen) Leer in deze video meer over de roadmap naar 2050 voor Dow TerneuzenSteel2Chemical-project Plastic afval is niet de enige alternatieve grondstof die Dow onderzoekt. Het bedrijf werkt samen in diverse consortia, bijvoorbeeld met de staalindustrie in het project Steel2Chemical. Daarbij wordt gekeken of het hoogovengas dat staalfabriek ArcelorMittal in het naburige Gent verbrandt omdat het giftig is, door Dow te gebruiken is als synthesegas. Door er overtollige waterstof aan toe te voegen kan daar deze alternatieve grondstof voor synthetische nafta van gemaakt worden. “Het afval van de ene industrie kan zo het voedsel worden voor een andere industrie”, voorspelt De las Heras García. “De staalindustrie heeft nu een enorme voetafdruk omdat ze CO en CO2 produceren. Daarom onderzoeken we hoe wij die CO kunnen gebruiken als grondstof. Daar houden we nu twee pilots mee. Uiteindelijk willen we een technologie ontwikkelen die overal gebruikt kan worden.” Lees hier meer over de samenwerking tussen Dow Terneuzen en staalproducent ArcelorMittal in GentJaarevent Groene Chemie met gamechangers Het platform Groene Chemie, Nieuwe Economie (GCNE) wil de duurzame transitie in de maakchemie versnellen. Het doel is een groene chemie met innovatieve technologieën, zonder fossiele brandstoffen en zonder CO2-uitstoot. In 2025 wil het platform al grote hoeveelheden ruwe olie kunnen vervangen door gerecyclede en biobased grondstoffen en op grote schaal groene elektriciteit gebruiken voor chemische processen. Daarvoor zijn nieuwe, innovatieve en baanbrekende technologieën nodig. Rond het jaarevent op 11 oktober, van 14.00 tot 17.00 uur bij de Kas in Woerden, interviewt Change Inc. diverse voorlopers, ‘gamechangers’ die deze doelen dichterbij brengen. Lees hier meer over het vergroenen van de chemische industrieDow TerneuzenSchrijf je in voor onze nieuwsbrief: iedere dag rond 07.00 uur het laatste nieuws Wil jij iedere ochtend rond 7 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan! Schrijf je hier in voor onze dagelijkse nieuwsbrief.