Blue energy

Betekenis

Blue energy is de elektriciteit die wordt gewonnen uit het concentratieverschil van zouten (voornamelijk keukenzout, NaCl) tussen zeewater en zoetwater; het valt onder groene stroom. De techniek benut het proces van osmose of ionentransport door speciale membranen om een druk- of potentiaalverschil te creëren waaruit energie gewonnen wordt.

Toepassing

Blue energy is toepasbaar waar grote hoeveelheden zoet en zout water samenkomen.

• Op locaties waar rivieren in zee uitmonden of meren aan zee grenzen.
• Als pilot- of onderzoeksinstallatie, bijvoorbeeld een proefproject bij de Afsluitdijk (2014).
• In modulaire installaties die bestaan uit opeenstapeling van membraansystemen, elk moduleblok kan naar verwachting zo groot zijn als een zeecontainer met ≈250 kW vermogen.
• In samenhang met overschotten aan wind- of zonne-energie kan membrantechnologie ingezet worden voor omzetting van zoet water in waterstof.

Aandachtspunten

• Afvalproduct is brak water dat terug naar het zeewater wordt geleid.
• Membranen bepalen grotendeels de kostprijs en levensduur van de installatie; huidige kosten maken commerciële exploitatie moeilijk.
• Membranenvervuiling door organismen en sedimenten (slib) beperkt de werking; periodieke reiniging of stootmethoden (bijv. perslucht, wisselen van stromen, korte elektrische puls) worden onderzocht.
• Andere zouten in zeewater (bijv. magnesiumsulfaat) verstoren ionenscheiding en vormen een bijkomend technisch probleem.
• De energie-opbrengst per installatie is relatief beperkt, hoewel het theoretische potentieel groot is.

Werking / principe

Er bestaan twee hoofdprincipes voor blue energy:

• Osmose (Pressure Retarded Osmosis, PRO)

  • Een membraan laat alleen water door, niet zoutionen; zoet water stroomt door osmose naar de zoute kant.
  • Het resulterende hoogte- en drukverschil wordt gebruikt om via een turbine elektriciteit op te wekken.
  • Het drukverschil kan momenteel ongeveer 25 bar bedragen.

• Omgekeerde osmose / omgekeerde elektrodialyse (Reverse ElectroDialysis, RED; soms aangeduid als Reversed Osmosis RO of Electro-Dialysis Reversal EDR)

  • Een opeenvolging van membranen laat uitsluitend negatieve of uitsluitend positieve ionen door.
  • Door het gerichte ionentransport ontstaat een potentiaalverschil dat direct voor elektriciteitsopwekking benut kan worden.
  • Negatieve ionen passeren Anion Exchange Membranes (AEM); positieve ionen passeren Cation Exchange Membranes (CEM).
  • Installaties bestaan uit gestapelde modules; verwachting is dat individuele modules containergrootte hebben met circa 250 kW vermogen.

Verschil met andere vormen van waterenergie

• De term blue energy beperkt zich expliciet tot energie opgewekt door osmose of ionentransport tussen zoet en zout water.
• Andere vormen van waterkrachtenergie (bijvoorbeeld conventionele waterkrachtcentrales of spaarbekkencentrales) vallen niet onder deze definitie.