OPAC project

Het OPAC project

Inleiding

De afkorting OPAC staat voor Ondergrondse Pomp Accumulatie Centrale,
een grootschalig opslagsysteem voor elektrische energie.
Het plan is afkomstig van de Limburgse ondernemer Jan Huynen.
De aanlegkosten worden geschat op 1,5 tot 1,8 miljard euro.

Het project bestaat uit een bovengronds meer, dat met een buis verbonden is met een ondergronds bassin.
Water valt uit het meer omlaag op een schoepenrad.
Dat drijft een generator aan, die stroom opwekt.
Elektrische energie kan worden opgeslagen door water uit het ondergrondse bassin weer omhoog
naar het meer te pompen.

De hoeveelheid verplaatsbaar water is 2,5 miljoen kubieke meter.
De generator heeft een vermogen van 1400MWatt.

De maximaal opgeslagen energie bedraagt (E = mgh)

⁶

De generator kan zijn maximale energie dus

⁶

onafgebroken leveren.
Dat is ook de tijd waarin het meer is leeggestroomd in het ondergrondse bassin.

Volgens opgave van de OPAC website kan het systeem jaarlijks een energie leveren van 2.000.000MWh.

Een liter olie levert bij verbranding een energie van 35MJoule = 9,7KWh.
Om met olie dezelfde hoeveelheid energie op te slaan als de OPAC zijn dus nodig

⁶

Nederland importeert ongeveer één miljoen vaten per dag.

Elektrische energie

Voor de duidelijkheid dient te worden opgemerkt, dat de term “elektrische energie” misleidend is.
Elektriciteit op zich is geen energie, maar een overbrengingsmechnisme,
te vergelijken met een fietsketting.
Op elk moment moeten vraag en aanbod volkomen op elkaar zijn afgestemd.
Zonder buffercapaciteit of opslagsysteem is die afstemming onmogelijk.
Het huidige elektriciteitsnet heeft vrijwel geen opslagcapaciteit.
Buffercapaciteit wordt geleverd door fossiele brandstoffen, voornamelijk kolen en gas.
In de huidige praktijk is er, ondanks de gebezigde retoriek, geen sprake van energietransitie.
Waarbij transitie staat voor de afbouw van fossiele brandstoffen.

Bij uitfasering van die fossiele brandstoffen is een grootschalig opslagsysteem onontbeerlijk.
Redelijkerwijs zou men verwachten, dat de realisering van zulke opslagsystemen vooraf gaat
of minstens gelijktijdig plaatsvindt met de bouw van intermitterende energiebronnen als zon en wind.

Om de voorgaande getallen wat meer betekenis te geven, moeten ze in contexten worden geplaatst.
Recent heeft de Europese Unie bepleit het vermogen van stofzuigers te reduceren tot 900Watt.
Energie uitdrukken in stofzuigers levert zodoende grotere getallen op.
Laten we dat eens doen en 1KW aannemen als vermogen van een stofzuiger.
1 KWh (kilo-watt-uur) is dan de energie nodig voor één uur stofzuigen.
Nederland telt zo'n 7 miljoen huishoudens.
Als die allemaal stofzuigen op de OPAC energie, dan houden ze dat vol gedurende

⁶

Een Nederlands huishouden gebruikt gemiddeld 10KWh elektrische energie per dag.
Om alle huishoudens een week van elektriciteit te voorzien zijn nodig

⁶

Merk op: een gemiddeld huishouden gebruikt ook nog 5m3 gas per dag,
dat is vijf keer zoveel als de elektrische energie.

Bij alternatieve energiebronnen wordt graag gerekend in bediende huishoudens,
omdat dit indrukwekkende getallen oplevert.
Huishoudens kunnen echter niet op zichzelf bestaan, zonder landbouw, transport en industrie.
Het is daarom realistischer om het totale energielandschap in ogenschouw te nemen.
Bovendien geeft dat inzicht in de mate van opschaalbaarheid,
dus de toekomstbestendigheid, van de gekozen technologie.

De totale energie van Nederland

Nederland gebruikt per dag 3TWh (Tera-watt-uur, tera = 10¹²) energie.
Dat is alle energie van huishoudens (inclusief gas) , landbouw, transport en industrie,
maar exclusief de energie die nodig is voor de productie van geïmporteerde goederen.
Laat dat in de toekomst 2TWh worden als gevolg van meer efficientie en bezuiniging.
In een gedecarboniseerde energievoorziening, zoals gepland per 2050,
moet deze energie voornamelijk worden geleverd door zon en wind, sterk wisselvallige bronnen.
De productiefactor van een windmolen, dat is de gemiddeld geleverde energie gedeeld
door de maximaal te leveren energie, bedraagt plm. 33%,
zodat een molen gemiddeld één dag volop draait en dan twee dagen stil staat.
Gedurende dagen met volop wind moet dus voldoende energie worden opgewekt voor komende windstille dagen.
Om één windstille week te overbruggen zijn nodig

¹²

⁶

In werkelijkheid veel meer, want er zal voor oa. de transportsector synthetische brandstof
geproduceerd moeten worden en het rendement daarbij is 30 tot 75%.

Het te bouwen Gemini windpark heeft een vermogen van 600MW.
(150 turbines à 4MW)

Om bovenstaande 1475 OPACs in drie dagen op te laden zijn nodig

¹²

⁶

Zonnepanelen laat ik hier buiten beschouwing, omdat de productiefactor 10% is,
veel lager dan van windmolens. In de winter leveren ze ook weinig op.

Uit deze cijfers is een opmerkelijke conclusie te trekken.
De maximale opbrengst van 463 Gemini windparken is 6,67TWh per dag.
Een buffercapaciteit voor één week is nog steeds een krakkemikkig systeem,
beduidend slechter dan de uitmuntende stabiliteit en leveringszekerheid die wij gewend zijn.
Maar om dit schamele systeem te realiseren moet maar liefst ruim het drievoudige
aan genererend vermogen worden geïnstalleerd.
Tel daarbij de zeer zware transportsystemen die deze energiepieken
van productie- naar opslaglocatie moeten vervoeren.
Tel daarbij dan nog de OPACs.
Als het drie dagen hard waait en vervolgens één week windstil weer is, dan is ons systeem in evenwicht.
Waait het echter een dag langer, dan moet 80% van het opgewekte vermogen worden weggegooid.
Duurt de windstilte een dag te lang, dan ervaren we een shut-down van de economie.
De bewering van de ontwerpers van OPAC, dat dankzij hun systeem geen windturbine-energie
gedumpt hoeft te worden is grotendeels onjuist.
Dat klopt pas als er voor vele maanden opslagcapaciteit is.

Andere opslagsystemen

Hoe doorstaat OPAC de vergelijking met andere opslagsystemen?
1.NorNed.
Dat is een onderzeese hoogspanningskabel tussen Nederland en Noorwegen.
Het vermogen is 700MW, de helft van OPAC.
De aanlegkosten waren 600 miljoen euro.
Als energiebuffer dienen de Noorse natuurlijke waterbekkens.
Nadelen van NorNed zijn de kwetsbaarheid van de kabels en de buitenlandse plaatsing van de generatoren.
Opschaalbaarheid is problematisch aangezien ook andere landen betrokken zijn en aanspraak maken.

2.Perslucht
Lucht, samengeperst tot 350 atmosfeer, bevat een energie van ongeveer 50KWh / m3.
Er is 190.000m3 ruimte nodig tegen 2.500.000 m3 van het ondergrondse OPAC waterbassin.
Het rendement van perslucht is vergelijkbaar met OPAC, plm 80 ..90%.
Het Nederlandse aardgas had ooit een druk van 350 atmosfeer.
Oude aardgasvelden zijn wellicht geschikte energiebuffers voor perslucht.

3.Stuwmeren
Bij stuw- of valmeren is het verval veel geringer dan bij het OPAC systeem.
Om dezelfde hoeveelheid energie op te slaan in een stuwmeer van 30 meter diepte
is een oppervlakte nodig van 10km2 tegen 0,083km2 bij het OPAC meer.

4.Batterijen
De Engelse Woodman-Close centrale heeft de grootste accuopslag van Europa: 10MWh.
De kosten bedragen 20 miljoen euro.
Een evengrote opslag als één OPAC systeem zou 19 miljard euro kosten, af te schrijven in 10 jaar.

4.Synthetische brandstoffen
Hieronder verstaan we waterstof of geproduceerde methaan en olie.
Waterstof is te maken door elektrolyse van water, het rendement is 70%.
Met waterstof en kooldioxide (CO2 ) uit de lucht is CH4 te maken, aardgas,
dat direct in het gasnet gepompt kan worden.
Het rendement van stroom naar aardgas is 50%.
Uit aardgas kan olie worden gemaakt, een proces dat bekend staat als GTL (gas to liquid).
Het rendement is 60%. Het rendement van stroom naar olie is dus 30%.
Om uit deze brandstoffen weer stroom te genereren kan gebruik worden gemaakt van
a. brandstofcellen
Hierin wordt met waterstof stroom opgewekt, het rendement is 40 tot 60%.
Een stroom --> waterstof --> stroomsysteem zou dus een rendement hebben van 35%
b. gasturbine
Een gasturbine kan een elektrische generator aandrijven.
Ook hier is het rendement circa 50%.
Een stroom --> gas --> stroom opslagsysteem heeft een rendement van 25%.
De verliezen kunnen nuttig gemaakt worden als warmtebron,
maar dat vergt grote aanpassingen aan infrastructuur, zoals stadsverwarming.

5.Het supergrid
Hieronder wordt een Europees elektriciteitsnetwerk verstaan dat grote hoeveelheden energie kan transporteren.
Het supergrid wordt ten onrechte als energiebuffer aangeduid.
De aanleg is zeer kostbaar en landschapsontsierend.
Het is het meest rendabel om elektriciteit dicht bij de gebruiker op te wekken.

Het ministerie

Het ministerie weigert deelname aan het OPAC project en verwijst daarbij
naar een Europees supergrid als alternatief.
Dat suggereert dat men slechts aan de Brusselse eisen wenst te voldoen.
Een goed werkend energiesysteem is blijkbaar geen doelstelling.
Een en ander heeft een hoog "komt tijd komt raad" gehalte.

Beleid

Energietransite is voorraadtransitie.
Van transitie is dus thans geen sprake.
Voor betrouwbare, ononderbroken levering van energie zijn buffers of voorraden nodig.
Zon en wind zijn geen energievoorraden. OPAC levert dat wel.

Thans concentreert de energietransitie zich op elektrische energie en huishoudens.
Dat betreft echter slechts een gering percentage van het totale landelijke energieverbruik.
Het suggereert politiek-activistische doelstellingen die met een beroep op milieu en klimaat
worden gelegitimeerd.

Het hoofdprobleem van het huidige energiebeleid is de opschaalbaarheid.
De gekozen technologie, zon en wind, heeft een enorm ruimtebeslag, vergt veel grondstoffen
en levert erg weinig energie in vergelijking met fossiel gestookte- of kerncentrales.
Wegens het wisselvallige aanbod zijn daarnaast ook grootschalige energiebuffers noodzakelijk.

De toekomst is niet te voorspellen.
Maar het is weinig aannemelijk, dat de bevolking accoord zal gaan met dramatisch welvaartsverlies
en grootschalige aantasting van het landschap door windmolens en hoogspanningstracé's.
De energie doelstellingen voor 2050 zullen vrijwel zeker niet worden gerealiseerd.
Nieuwe technologie zal uitkomst moeten bieden.

In dit licht zijn alle maatregelen tot nu toe voorbarig.
De enige zinnige activiteit voor de komende jaren is research.

Conclusie

Wat is er van het OPAC project te zeggen?
Zonder twijfel is het een origineel plan.
Het past ook goed in het huidige beleid.
De verhouding tussen kosten en opslagcapaciteit is relatief gunstig.

Maar met het geringe potentieel van zon- en windenergie in gedachten past grote terughoudendheid.