Ruim zeven jaar geleden - op 2 november 2017 - sprak Jacob van Berkel zijn lectorale rede uit met de titel ‘Delta Power, symbiose van energie en water, over de mogelijkheden van getijde-energie in Zeeland’. Het eerste project van de toen kersverse onderzoeksgroep was ‘Spelen met stro(o)m(ing)’ waarin de inzet centraal stond van een door Van Berkel ontwikkelde turbine die zowel kan pompen als stroom opwekken. In die zeven jaar is veel veranderd. De onderzoeksgroep is flink gegroeid en getijde-energie speelt nagenoeg geen rol meer in de delta.
Het lectoraat heeft zijn bakens verzet naar wind op zee, waterstof en warmte. Een overkoepelend principe daarbij is systeemintegratie, waarbij alles met elkaar samenwerkt, van opwekking, via transport tot verbruik van energie.
We spraken in het Joint Research Center Zeeland (JRCZ) met vier onderzoekers die in de afgelopen jaren bij het lectoraat zijn komen werken. Hun projecten geven een goed beeld van de ontwikkeling die Delta Power heeft doorgemaakt. Verschillende projecten ontvangen een subsidie van het Just Transition Fund (JTF), een fonds voor de overgang naar een klimaatneutraal Europa.
Flexintensity
Als het om de energietransitie gaat, heeft de Zeeuwse delta een serieuze opgave doordat er relatief veel energie-intensieve bedrijven actief zijn. Tegelijkertijd zijn de mogelijkheden tot verduurzaming groot door de grote windparken voor de kust. De uitdaging ligt erin het variabele aanbod van windenergie te koppelen met de continue vraag van de industriële processen.
Het project FlexIntensity onderzoekt technologie en methodes om dit te bewerkstelligen en wordt uitgevoerd door een consortium van bedrijven en kennisinstellingen. Docent-onderzoeker Collin Bohncke legt uit wat de rol is van het lectoraat Delta Power. “Wij kijken naar mogelijkheden om te voorkomen dat het elektriciteitsnet overbelast raakt (netcongestie, redactie), waardoor er bij een groot aanbod van windstroom, die aan land komt, afgeschakeld moet worden. Dat is natuurlijk doodzonde.”
Op dit moment bouwt hij aan een model van het Zeeuwse elektriciteitsnet op hoog- en middenspanningsniveau. Op basis van historische data - dat wil zeggen jaren met veel of juist weinig wind en zon - gaat hij vervolgens kijken waar er knelpunten ontstaan. Bohncke legt uit hoe de congestie opgelost kan worden: “Je kunt dan kijken of bepaalde bedrijven flexibeler om kunnen gaan met de vraag naar stroom of de inzet overwegen van een electrolyser die de overtollige stroom gebruikt om waterstof te produceren.” Hij benadrukt dat de oplossing wel voor een langere tijd rendabel dient te zijn. “Het moet wel een goede businesscase opleveren.”
Waterstoflab
Waterstof is een belangrijke pijler in de energietransitie. Het is niet alleen een energiedrager, maar ook een grondstof voor bijvoorbeeld de kunstmestindustrie. Een derde van het Nederlandse waterstofverbruik, dat op zich al aanzienlijk is, vindt in de Zeeuwse regio plaats. Op dit moment wordt waterstof gemaakt uit fossiele bronnen, voornamelijk aardgas. We spreken dan over grijze waterstof. Groene waterstof, gemaakt met duurzame energie levert een enorme klimaatwinst op, aangezien een kilo grijze waterstof maar liefst negen kilo CO2 produceert. De rol van waterstof zal steeds groter worden en daarmee de noodzaak om technici op te leiden die ermee om weten te gaan.
Voor dat laatste is er nu in Vlissingen een waterstoflab ingericht in het oude ecolab van de opleiding Watermanagement. Volgens docent-onderzoeker Roel Tolle heeft het even geduurd, maar een paar weken geleden is het officieel in gebruik genomen: “We hebben veel zelf moeten uitzoeken, over veiligheid bijvoorbeeld en de hoeveelheden waarmee we mogen werken.” Tolle en zijn collega’s hebben het lab beetje bij beetje ingericht. “We zijn begonnen met een paar elektrolyseopstellingen die nog van chemie waren, daar kwam een brandstofcel bij met een elektrisch vermogen van 1,2 kW, die inmiddels vervangen is door een van 5 kW. Die gebruiken we in de waterstofboot en dan hebben we ook nog een waterstofautootje.”
De studenten meten de efficiëntie en het verbruik van de opwekapparatuur, oftewel hoeveel stroom is er nodig om de waterstof te maken en hoeveel energie levert dat vervolgens op. Volgens Tolle is het nodig om studenten op te leiden in het werken met waterstof: “De bedrijven die met waterstof gaan werken implementeren zelf de kennis die nodig is, maar ze geven tevens aan dat de opleidingen een rol hebben om toekomstige werknemers er vroegtijdig mee kennis te laten maken.”
Warmtenetten
Het project District Heating neemt tien bestaande warmtenetten in Zeeland en België onder de loep. In een warmtenet wordt restwarmte uit de industrie gebruikt voor verwarming van woningen, maar toepassing in landbouw (kassen) en van het ene industriële bedrijf naar het andere gebeurt ook. Docent-onderzoeker Meisam Farrokhifar legt uit hoe hij en zijn collega’s te werk gaan: “In eerste instantie worden er tien verschillende casussen bestudeerd en geëvalueerd, gevolgd door interviews met de betrokkenen en in aanvulling een vergelijking met een aantal restwarmteprojecten in de regio Rotterdam.” Het doel is een geoptimaliseerde procesbeschrijving te ontwikkelen die gebruikt kan worden in toekomstige restwarmteprojecten. Volgens Farrokhifar is het onderzoek een combinatie van modellering, optimalisering en het verwerken van de ervaringen die uit de interviews naar voren komen. De resultaten zullen worden gedeeld in een conferentie en verwerkt in het onderwijs.
Warmtetransitie
Ook voor de warmtetransitie zijn goed opgeleide mensen nodig. Het doel van het project Warmtetransitie is om het onderwijs in de warmtetechniek over de volledige breedte op te bouwen, zowel op mbo- als op hbo-niveau. Docent-onderzoeker Herman van der Bent somt de verschillende technieken moeiteloos op: “Het gaat om technische processen ten aanzien van restwarmte, duurzame stoom, warmtemonitoring, aquathermie, zonthermie, warmtepomptechniek, koudesystemen en warmteopslag.” Het Zeeuwse bedrijfsleven levert casuïstiek over de technieken en van elke techniek wordt een proefopstelling geplaatst voor het onderwijs. Een aantal staat in het Waterstoflab en een aantal in de proeffabriek van Scalda in Terneuzen. Voor elke techniek wordt een onderwijsmodule ontwikkeld. Op dit moment is Van der Bent in overleg met opleidingen die de modules in het curriculum willen opnemen. “Elke opleiding heeft eigen eisen ten aanzien van de modules en een verschillend moment in het jaar voor de module. Dat moet allemaal netjes in elkaar passen.” Het gaat dan bijvoorbeeld om Engineering, Bouwkunde, Global Project and Change Management (GPCM), maar ook opleidingen van Scalda. In de toekomst ziet Van der Bent nog andere geïnteresseerden. “De maritieme opleidingen hebben belangstelling en ook Technum in Vlissingen heeft een aantal opleidingen waarin de modules zouden passen.”
De toekomst
Het accent van het onderzoek is dus verschoven van energie uit water naar energie uit wind. Op de vraag in hoeverre de naam Delta Power nog van toepassing is zijn de onderzoekers duidelijk. Een Delta ligt aan zee, dus windenergie is dan ruim voor handen. Bovendien zijn delta’s de plekken waar veel zware, energie-intensieve industrie is gevestigd. Die bepalen de onderzoeksrichting van het lectoraat Delta Power. "Ik denk dan ook aan kernenergie,” zegt Van der Bent. “Maar dat zou ook in een apart lectoraat kunnen.”
Een tweede versie van de fameuze turbine van Jacob van Berkel staat in een aangrenzend lokaal in het JRCZ waar we elkaar spreken. Ze wordt nog gebruikt voor het onderwijs aan studenten van Scalda en HZ. Tolle denkt dat de techniek nog wel eens ingezet zal worden: “Misschien niet hier, maar op plaatsen met een groter getijdeverschil.”
De onderzoekers
Collin Bohncke is geboren en getogen in Middelburg. Werkt twee dagen voor Delta Power en drie bij de UCR. Is van huis uit chemicus. Houdt zich vooral bezig met waterstof voor de HZ en chemie, robotica en elektronica bij het UCR. Bohncke is een fervent roeier.
Roel Tolle is nu drie jaar bij Delta Power. Werkte daarvoor zestien jaar bij een ingenieursbureau, waar hij vaak in contact kwam met stagiairs. Die ervaring was de motivatie om te solliciteren. De HZ was voor hem een soort thuiskomst omdat hij hier zijn opleiding Algemene Operationele Techniek had gevolgd.
Meisam Farrokhifar heeft een PhD gedaan aan de Politecnico di Milano in Electrical Engineering, gespecialiseerd in energiesystemen. Is gespecialiseerd in energiemanagement en energieopslag. Werkte bij verschillende universiteiten en onderzoeksinstituten als senior-onderzoeker. Heeft ook ervaring opgedaan in de industrie. FarrokhiFar woont al meer dan zeven jaar in Nederland.
Herman van der Bent werkt sinds 1,5 jaar drie dagen per week bij het lectoraat. Is gepromoveerd aan de TU Delft op het onderwerp verduurzaming van woningen van woningbouwcorporaties. Van der Bent vindt de HZ een prima werkgever om werk te combineren met jonge kinderen thuis.
Lees meer over het lectoraat Delta Power
Het lectoraat Delta Power doet onderzoek naar de mogelijkheden van deltagebieden om duurzaam energie op te wekken en op te slaan.
Lees meer
