Teun Schröder
27 februari 2023, 11:54

Sterker, sneller en goedkoper: windmolens rollen van de band dankzij nieuwe techniek

Het Amerikaanse bedrijf Keystone Tower Systems heeft een machine gebouwd waarmee de toren van een windmolen als een spiraal gelast wordt. Dankzij deze techniek kunnen de torens tien keer zo snel gebouwd worden als nu het geval is, met nog maar een fractie van de mankracht.

Keystone tower systems De fabriek van Keystone Tower Systems kan binnen een maand op een plek naar keuze opgebouwd worden.

Het zijn hypnotiserende beelden in de video waarin Keystone Tower Systems (KTS) zijn techniek presenteert. Ronddraaiend en lassend ontstaat in een mum van tijd een enorme stalen windmolentoren. De techniek is al langer bewezen voor het produceren van pijpleidingen, maar wordt nu voor het eerst toegepast voor de bouw van windmolens. Volgens KTS draagt de spiraalconstructie bij aan een sterkere toren en is er bovendien minder staal nodig. Ook kan de mast tien keer sneller gebouwd worden dan met de standaardmethode en is nog maar een vijfde van het personeel nodig.

Mobiele fabriek

Bijkomend voordeel is dat de fabriek van KTS mobiel is. De machines kunnen binnen een maand opgebouwd worden op plekken waar windmolenparken moeten komen. Zo kan de fabriek bijvoorbeeld geplaatst worden in de buurt van een haven, zodat de afstand naar een windpark op zee beperkt blijft. Dit scheelt tijd, kosten en mogelijk een hoop transportgedoe met het omzeilen van bruggen en tunnels.

Steeds hogere windmolens

De nieuwe techniek kan de kosten van windenergie aanzienlijk verlagen. De helft van deze kosten zijn direct toe te schrijven aan de bouw van de windmolen zelf. Het zwaartepunt van de kosten zit in de ontwikkeling van het bovenste gedeelte: de gondel, wieken en generator. Gemiddeld zit zo’n 10 procent van de kosten in de bouw van de mast.

Maar dit percentage gaat snel omhoog als de windmolen groter wordt. Voor een toren van 110 meter is dit percentage 20 procent en voor torens van 150 meter kruipt dit aandeel naar de 30 procent. Veertig jaar geleden was de gemiddelde windmolen nog enkele tientallen meters hoog, maar inmiddels kijken we niet meer op van hoogtes tot ver boven de 200 meter.

Opschalen

Inmiddels heeft KTS een eerste toren gebouwd voor de Amerikaanse windenergiereus General Electric. Deze mast is 89 meter hoog en moet de standaard toren vervangen die GE al langer bouwt. De bouw van deze toren dient als testcase voor opschaling naar meer en nog hogere torens.

Lees meer over windenergie

Déjà vu? Europa wil zelfvoorzienend zijn met lithium, maar aardbevingsgevaar dreigt

Duitsland werkt aan het winnen van lithium met een nieuwe technologie waarbij uit diepe aardlagen heet, lithiumrijk water wordt opgepompt. Sinds een aantal jaar doen wetenschappers en mijnbouwbedrijven onderzoek naar het ontginnen van de Boven-Rijnse laagvlakte in het zuidwesten van Duitsland. Het in deze geothermische techniek gespecialiseerde Vulcan Energy Resources is het eerste bedrijf dat op commerciële basis dit lithium gaat winnen. Het bedrijf verwacht eind 2025 een werkende installatie te hebben. Volgens Vulcan kan er in de Boven-Rijn genoeg lithium worden gewonnen om jaarlijks een miljoen elektrische auto van lithium-accu’s te voorzien. Milieuvriendelijk lithium Op dit moment wordt lithium gewonnen in open dagbouw mijnen, of opgepompt uit ondergrondse pekelvelden die rijk zijn aan lithium. Beide methodes hebben nadelen: open mijnen veroorzaken grote schade aan het landschap, en voor het winnen van lithium uit zoute bodemlagen zijn grote hoeveelheden zoetwater nodig. De winning van lithium met geothermische installaties belooft hiervoor een milieuvriendelijk alternatief te zijn. De techniek maakt gebruik van hetzelfde principe waar ook aardwarmte-installaties op draaien: uit de diepe ondergrond, op enkele honderden tot duizenden meters diepte, wordt heet water omhoog gepompt. Dit hete water wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken. Nieuwe techniek De aardlagen waar het water uit wordt opgepompt, bevatten in de Boven-Rijnse laagvlakte hoge concentraties lithium. Dit lithium zit opgelost in het water dat naar de oppervlakte wordt gebracht, waar het met een recent ontwikkeld procedé uit het water wordt gefilterd. Het gefilterde water wordt vervolgens weer terug in de bodem gespoten. De combinatie tussen energie-opwek en grondstoffenwinning vermindert de milieu-impact van het winnen van lithium aanzienlijk. Er zouden nagenoeg geen schadelijke stoffen bij vrijkomen en Vulcan stelt dat de energie-opwek ervoor zorgt dat het bedrijf klimaatneutraal lithium kan delven. Ook in Engeland en Californië lopen vergelijkbare projecten. Angst voor aardbevingen Maar de plannen van Vulcan zijn niet onopgemerkt gebleven bij inwoners van het gebied. Bezorgde burgers hebben zich verenigd in actiegroepen om geothermische boringen tegen te houden, zo valt te lezen in een artikel van Politico. Actievoerders zijn bang dat water uit grote dieptes oppompen tot aardbevingen zal leiden. Dit lijkt niet helemaal zonder reden. In 2006 veroorzaakte een geothermisch project in de buurt van Basel een aardbeving met een kracht van 3,4 op de schaal van Richter. En in 2019 deden geothermische boringen de aarde rond het nabijgelegen Straatsburg schudden. De Duitse actievoerders zijn niet de enigen die zich verzetten tegen het winnen van lithium op Europese bodem. Een open mijn in Portugal die in 2024 in bedrijf zal gaan, ontmoet veel weerstand van omwonenden. Zij vrezen onomkeerbare aantasting van het landschap. Vorig jaar werd in Servië afgezien van het openen van zo’n mijn na wekenlange en massale protesten. De Serven vreesden voor mogelijke vervuiling van de bodem en grondwater. Strategische onafhankelijkheid De activisten komen zo in het vaarwater van de Europese ambitie om meer zelfvoorzienend te worden op het gebied van grondstoffen. Volgende maand zal de Europese Commissie naar verwachting de European Critical Raw Materials Act aannemen. Hierin zijn strategieën vastgelegd om onafhankelijker te worden in de productie van de zogenaamde ‘kritische mineralen’ die belangrijk zijn voor groene technologieën, zoals kobalt, zeldzame aardmetalen én lithium. Voor de import van lithium is de Europese Unie op dit moment sterk afhankelijk van landen als China, Australië en de Democratische Republiek Congo. De Boven-Rijnse lithiummijn zou een belangrijke stap naar grotere zelfvoorzienendheid voor Europa kunnen betekenen. Lithium uit Nederland? Ook in Nederland wordt de mogelijkheid voor het winnen van lithium met geothermie onderzocht. De TU Delft richt zich op het winnen van lithium als bijproduct bij bestaande aardwarmte-installaties. Dit onderzoek staat echter nog in de kinderschoenen. Het risico op aardbevingen lijkt er in Nederland niet te zijn: aardbevingen met een geothermische oorsprong komen alleen voor in gebieden die tektonisch actief en daardoor aardbevingsgevoelig zijn - wat in de Boven-Rijnse laagvlakte het geval is. Geologen menen dat geothermie geen negatief effect heeft op de relatief stabiele Nederlandse bodem. Door bestaande aardwarmte-pompen uit te breiden met systemen die lithium uit het water kunnen filteren, zou ook Nederland lithiumproducent kunnen worden - zij het op kleine schaal. Meer over lithium: Haalt Europa straks klimaatneutraal lithium uit het Rijngebied?Lithium uit Europa voor duurzame batterijen krijgt vorm dankzij Nederlandse bedrijfNieuwe bron van zeldzame metalen: wetenschappers halen lithium uit water