Samenvatting
Het eerste doel van de stichting is het tenderrijp (pre tender fase) maken van DTP. Voor de uitvoering van onderzoek maakt de Stichting gebruik van een projectbureau. Vanuit het projectbureau worden de volgende fasen van activiteiten gecoördineerd:
- Door de science community gedragen onomstotelijke bewijsvoering van de opbrengst van dammen in zee als functie van lengte en optredende getijden snelheden en waterdiepte. (validatie onderzoekstraject)
- Onderzoek/ innovatieprogram leidende tot de ontwikkeling van visvriendelijk in twee-richtingen werkende turbines met rendement beter dan 85%, alsmede constructie plus implementatie in zee van dammen voor minder van € 400 miljoen /km voor het functionele deel van de dam en een all-in onderhoud regime van minder dan 1,4 % van de investering per jaar. De uitkomsten moeten commitment hebben van het bedrijfsleven. In dit kader is er recent met Fishflow innovations & Andritz een Low Head 100% vis-vriendelijke turbine ontwikkelt. De grondige verdiepingsslag ten aanzien van de prijs/prestatie verhouding is noodzakelijk.
- Systeemintegratie van de stroomproductie van de dammen met het hoogspanningsnet door onderzoek, overleg en onderhandeling met ondermeer Tennet leidende tot contracteerbare aansluitvergoeding kleiner dan 0,15 Eurocent voor de stoomafvoer, voor dammen met eigen opslag.
- Bewerkstelligen dat de overheid tenders in de Noordzee gaat uitschrijven voor DTP dammen in de Noordzee en dat de overheid zelf de in versneld tempo de MER procedures gaat uitvoeren. Hiervoor zal de Stichting in samenwerking met ondermeer de desbetreffende organisaties binnen de overheid maatschappelijk draagvlak moeten creëren bij de relevante stakeholders.
Een open vraag is op welk wijze de dam(men) gebouwd gaan worden. Wordt dit a) aan private bedrijven overgelaten, of b) ziet de overheid dit als een infrastructurele voorziening voor Nederland, waarbij de overheid contractors inhuurt.
De stichting wil het project zover brengen dat daarover op grond van bewezen potentie (validatie) en bewezen prijs/ prestatie verhoudingen (innovatieprogram), rationele systeem integratie (TenneT) en draagvlak bij relevante stakeholders een (tenderrijp) besluit kan worden genomen.
De stichting maakt voor dit traject kosten en acht het reëel dat de verzamelde immateriële en materiële activa in de vorm van draagvlak bij stakeholder en NGO’s, samenwerkingsverbanden, ontwerpen, detail uitwerkingen van kernonderdelen - zoals turbines en damontwerpen - met industriële partijen, de logistiek van het plaatsen van dammen in zee etc. voor een marktconforme prijs verkocht kunnen worden.
Samenvattend moet het ontwikkeltraject leiden tot de bewijsvoering dat DTP in zee leidt tot aanzienlijke opbrengst tegen een kWh-prijs die kan concurreren op de energiemarkt en dat er de locaties van DTP dammen kunnen worden geselecteerd die geaccepteerd worden door de stakeholders in de Noordzee.
Mocht plaatsing in de Noordzee geen doorgang kunnen vinden dan zal worden uitgeweken naar andere locaties in de wereld. Toepassing is mogelijk op alle locaties met sediment-kusten of ondiepe kusten, waar de getijde stroming min of meer dwars op de kust staat. Zo kan bijvoorbeeld aan de Ierse kust, gezien de forse stroomsnelheden, een dam van 20 km reeds 90% van de gehele Ierse energievoorziening verzorgen. Wij van DTP-Netherlands vinden powerdammen zo belangrijk voor de wereldwijde energietransitie, dat we ons niet uit het veld laten slaan door oppositie.
Governance
De stichting heeft tenminste 3 bestuursleden: voorzitter, secretaris en penningmeester.
De stichting heeft een relatie met de stuurgroep DTP. De stuurgroep DTP werkt zelfstandig aan het draagvlak voor DTP in Nederland.
Voor de uitvoering van het DTP project geeft de stichting opdracht aan derden voor het leveren van diensten.
De opdrachtverlening wordt voor de stichting voorbereid en gecoördineerd door een aan de stichting verbonden projectbureau;- Het projectbureau van de stichting heeft als eerste taak de praktische validatie van DTP te organiseren. De wetenschappelijke evaluatie wordt door het bestuur gecoördineerd.
Organogram Stichting DTP-Netherlands
Validatie van opbrengsten van dammen in zee
Dammen in zee zijn kilometers lang, hebben een enorme potentie om een baseload voor de elektriciteit vraag te leveren. Dammen raken daarbij aan het belang van vele stakeholders en vereisen investeringen van vele miljarden. Er mag daarom geen twijfel bestaan over de potentiële opbrengst.
De uitkomsten die gerenommeerde bureaus tentoonspreiden vertonen nog een te grote spreiding. Ook is geconstateerd dat er In de science community voor het principe van DTP nog onvoldoende draagvlak bestaat. Daarom is een onderzoeksprogramma vereist met als gewenste uitkomst een, door de science community gedragen, onomstotelijke bewijsvoering van de opbrengst van dammen in zee als functie van lengte en optredende getijden snelheden.
De eerste taak van de projectorganisatie is daarom het valideren van opbrengsten van getijde dammen in zee. (validatie onderzoekstraject)
Voor de theoretische validatie is een traject voorzien, waarbij vanuit wetenschappelijke science community autoriteiten op het gebied hydraulic engineering (TU Delft/ Detares/ Universiteit Utrecht/ ..) in een werkconferentie van een dag de bewijsvoering van DTP onderschrijven en daarover een gezamenlijk communiqué opstellen.
Detail ontwerp dammen en turbines
Een dam van 50 km bevat circa 2500 turbines. De turbines hebben als regel dezelfde diameter, maar het vermogen varieert over de lengte van de dam, omdat de opvoerhoogte in de lengte van de dam varieert.
Schematische voorstelling powerdam aan de kust.
De som van de turbine openingen bedraagt 8% van het natte oppervlak in de hoofddam; en beschouwt over het gehele natte oppervlak 4,4%. Hoe lager het percentage, des te groter de opvoerhoogte.
Synergie met windmolenbouwers
Nu weten we dat windmolens op zee van 5 MW compleet gebouwd met masten groter dan 100 m en rotor zo groot als een voetbalveld, inclusief fundatie en aangesloten op 33 KV leidingen € 1.500 - € 1900 per KWe kosten. De waterturbines worden momenteel voor € 1.300 - € 1.500 per KW aangeboden. Het hoeft geen betoog dat met benchmark ontwerp i.s.m. de windindustrie de turbines met met een rotor diameter van 8 m, vele malen goedkoper moet kunnen zijn dan het huidige markt aanbod.
Industrieel ontwerp en serieproductie
Partijen als Siemens / Andritz stellen dat door serieproductie in plaats van de huidige maatwerkturbines de factoren engineering, arbeid en inkoop van onderdelen en basimaterialen fors kunnen dalen. De verwachting op grond van deze analyse dat voor dammen, de turbines in grote series ruim 50% - 60% goedkoper kunnen worden.
Ontwikkelpartners Turbines
In een enkele dam van 10 GW vermogen is het aandeel van turbines in de kostprijs € 5 - € 6,5 miljard. Bedrijven als Pentair-Nijhuis hebben een wereldwijde omzet van € 4 miljard. De Andritz - groep heeft een omzet van ruim € 6 miljard. Gegeven de orderomvang voor een dam zal de ontwikkeling van turbines moeten geschieden in een consortium. Hierbij zijn betrokken turbinebouwers, high-end designers en stromingsleer deskundigheid.
- Menno Holterman, Chair Managing Board AIWW and CEO Nijhuis Industries en
- Gerard Manshanden van Fishflow Innovations i.s.m. Andritz, innovator op gebied van visvriendelijk rotor ontwerp.
- Henk Ovink, Special Envoy for International Water Affairs Dutch Government UN
- Ceo Vattenvall Magnus Hall en in Nederland Peter Smink/ Martijn Hagens
- Relaties met de windindustrie vanuit Tennet: Prof. Mart van der Meijden
- Pentair Jim Lucas Vice President, Investor Relations and Treasury Direct: 763-656-5575 Email: jim.lucas@pentair.com
- Fishflow innovations / Andritz
De waaier van de FishFlow vrije stromingsturbine kan zowel linksom als rechtsom draaien, waardoor het mogelijk is zowel bij vloedstroom als bij ebstroom elektrische energie op te wekken. De unieke gepatenteerde vorm van de waaier zorgt er niet alleen voor dat de turbine visvriendelijk is, maar het maakt hem ook uitermate efficiënt. (85% in het werkingsgebied). De turbine is ontworpen voor stroomspelden tot 15 m/3 en daarmee uitermate geschikt voor plaatsing in dammen, waar we mogen rekenen op maximale stroomsnelheden van 9 m/s. Door zijn vorm treedt er namelijk geen cavitatie op en wordt het water achter de turbine in een bijna rechte straal weer losgelaten. Behalve dat de waaier, op welk toerental dan ook, geen doorzwemmende vis zal kunnen beschadigen, draait hij ook geluidloos rond waardoor hij het aquatische leven in het geheel niet tot last is. Het voordeel van de dubbelwerkende bi-directionele turbine is dat de waaier bij een wisselende stromingsrichting niet gedraaid hoeft te worden. Dit maakt het ontwerp een stuk minder storingsgevoelig dan ontwerpen waarbij de bladen van de turbine omklappen als de stromingsrichting wisselt. Bovendien zal een bi-directionele turbine gemiddeld de dubbele hoeveelheid energie op kunnen wekken als een uni-directionele turbine die alleen bij eb of vloed functioneert.
http://fishflowinnovations.nl/innovaties/vrije-stromingsturbine/
Systeemintegratie
Conform de beleidsplannen moeten zon en wind een aandeel van 70% van de de elektriciteitsvoorziening krijgen. Het vermogen dat niet direct kan worden opgenomen bedraagt 30%. Daar kunnen we 4 dingen mee doen:
- Niet gebruiken, dat noemen we curltailment. De verkoopprijs op de beurs van zon en wind bedraagt 4 - 5 cent per kWh, gebaseerd op volledige verkoop van het volume. Indien dat 30% van wordt weggegooid, dan verhoogt dat de prijs met een factor 100/70 = 1,43. Dus de prijs verhoogt daarmee tot 5,71 - 7,14 cent per kWh.
- Verkoop aan het buitenland. Die optie is niet waarschijnlijk. België, Duitsland, Denemarken en Engeland zitten met het zelfde probleem. Frankrijk heeft 75% kernenergie en geen behoefte aan extra stroom.
- Produceren van waterstof. De hardware van een waterstofplant kost bij volledige belasting (8760 uur per jaar) € 1,00 per kg waterstof in het jaar 2030. De overtollige stroom leidt tot circa 2000 vollasturen. De hardwareprijs per kg waterstof verhoogt dan tot € 4,38. Dan moeten de electrolyzers nog gevoed worden met stroom.Tenminste 50 kWh per kg incl. het onder druk brengen. Voor het markttarief komt daar dan nog bij € 2,00 tot € 2,50 per kg
- Opslag en daarna weer gebruiken voor stroom. Die optie is erg prijzig. En leidt tot kWh prijzen variërend van 17 tot 21 cent per kWh. zie berekening: https://www.dynamictidalpower.eu/resources/Documenten/Flowchart-22-sept-2020-kopie-2.pdf
Voor de aansluiting van wind op zee zijn duizenden kilometers kabel nodig om de molens met verzamelhubs te verbinden. Van de verzamelhub gaat een zware kabel naar de wal. Deze kabel zal de piekstromen moeten opvangen,
Voor de grote windparken spreken we over vermogen van 20 GW; da is meer vermogen dan de som van als het opgestelde vermogen in ons land.
DTP dammen worden uitgevoerd met een eigen opslagsysteem waardoor er een baseload ontstaat, dat vermindert het af te voeren piekvermogen met 65%. De aansluitkosten voor DTP worden daarmee een stuk voordeliger:
- De aansluitkosten voor dammen in open zee bedragen 1 - 2 % ten opzichte van die van wind op zee en van dammen aan de kust zijn die kosten nog lager.
- Voor DTP dammen hoeven er geen extra elektriciteit-snelwegen worden aangelegd op land om piekvermogen af te voeren.
- Omdat DTP een baseload levert kunnen opslagkosten worden vermeden.
- Omdat DTP dammen met opslag geen productiegaten vertonen behoeve die ook niet opgevuld, te worden met dure inkoop uit snel gascentrales.
De som van bovengenoemde eigenschappen maakt dat de maatschappelijke kosten van 10 - 20 cent per kWh met energiedammen kan worden vermeden
Wij leggen de volgende stelling neer:
Tennet heeft de taak leveringszekerheid te bieden, waarbij duurzame stroom nu wettelijk voorrang krijgt. Zonder opslag in DTP dammen zou Tennet geconfronteerd worden met congestieproblematiek in het net.
De congestie wordt nu opgelost met een geavanceerd biedsysteem (Merrit Order), snelle bijstrook met gascentrales, opslag in valmeren. Partijen die flexibel vermogen kunnen leveren krijgen grote marges (8 tot 15 cent per kWh) om in tijden van te weinig vermogen te leveren.
Die kosten kunnen vermeden worden voor Tennet en dus overheid en tenslotte de consument door de opslag in dammen te integreren. Wij achten het daarom redelijk om Tennet te vragen bij te dragen aan het onderzoek om de opslag geschikt te maken en te optimaliseren voor de systeemintegratie.
Het Merrit Order systeem werkt zolang het aanbod van zonnestroom en windstroom lager is dan de vraag. Komt die daarboven, dan is opslag vereist.
Contact personen:
- Manon van de Beek CEO - TenneT
- Professor Mart van der Meijden - systeemintegratie architect voor TenneT
- Overheid EZK / Mona Keizer/ Erik Wiebes
Draagvlak bij stakeholders
- NWEA (De Nederlandse WindEnergie Associatie; synergie kansen identificeren en samen ontwikkelen)
- VisNed (Directeur Pim Visser
- Visbioloog met gezag hebben bij Visned, bestuurders, Adriaan Rijnsdorp, recent gepensioneerd bij Wageningen Marine Research, is een gerespecteerd en eigenlijk zelfs geliefd visbioloog!
- Tennet (prof Mart van der Meijden, Manon van de Beek)
- Vattenfall groep (onderzoek samenwerking Magnus Hall, Peter Smink)
- Shipping (toegang tot reders om mogelijk route verlegging te bespreken)
- Mosselkwekers (op DTP dammen kan meer dan € 20 mln/ jaar mosselen gekweekt en geoogst worden; nu jaaromzet € 50 mln)
- https://www.prinsendingemanse.nl / Ko Prins; en Huub Lacor van de Roem van Yerseke
- Oesterkwekers (op DTP dammen kan meer dan € 24 mln/jaar oesters gekweekt en geoogst worden)
- Overheid (positief meedenken hoe realisatie mogelijk zou worden van DTP in de Noordzee)
- Shell / Eneco (Shell beweegt richting duurzaam, synergie kansen voor met Shell identificeren)
https://www.dynamictidalpower.eu/resources/Documenten/Dynamic-Tidal-Power-in-the-North-Sea,-An-exploration-of-ecological-effects-and-socio-economic-opportunities--Final-report-21-10-19.pdf
Projectplanning
Terrorisme, super stormen en aanvaringen met grote schepen
Alle grote installaties zijn kwetsbaar voor terrorisme. DTP dammen zijn weliswaar robust, maar alles kan kapot.
Als we naar kerncentrales, grote knooppunten van Tennet en bijvoorbeeld hydropower dammen kijken dan lopen DTP dammen ook een risico. Dammen moeten overigens Huricane-proof zijn. De grootst denkbare stormen moeten zij kunnen trotseren.
Omdat dammen modulair zijn opgebouwd zal de gehele dam niet teloor gaan bij een aanval. Een dam van 40 km bestaat uit circa 250 afzinkbare modules. Nederlandse bedrijven zijn gespecialiseerd in zwaar transport op zee.
Oktober 2020: Het Groningse vrachtschip Francisca is 33 containers kwijtgeraakt in de Noordzee langs de Schotse kust. Het schip, eigendom van Longship BV, is op weg van IJsland naar Rotterdam.
Zonder lading weegt een 20 foot zeecontainer 2180 kg. Rollende golven kunnen een snelheid van 5 m/s bereiken.
Opgezweept door golven in stormen kan de punt van een container een stoot geven van wel 10.000 kg.
Dergelijke stoten kunnen een bedreiging vormen voor windmolens maar ook voor dammen. De turbines kunnen daarvoor worden beschermd met een grof rooster.
