Mei 2024
Groningse Ocean Grazer gaat energie opslaan in de zeebodem
In een zandafgraving in het Groningse Sellingerbeetse treft Ocean Grazer voorbereiding voor de bouw van een demo-installatie om offshore windenergie op te kunnen slaan in een reservoir annex krachtcentrale op de zeebodem. Het vergt een futuristische onderwaterconstructie, maar levert wel een batterij op die een miljoen op- en ontlaadcycli meekan.
Net als een waterkrachtcentrale maakt de Ocean Grazer gebruik van de druk van water om energie op te slaan. Het principe is gebaseerd op een bestaande technologie: Pumped Hydro Storage (PHS). Dit is een veel toegepaste energieopslagtechniek die onder meer in bergachtige gebieden bijdraagt aan een betrouwbare elektriciteitsvoorziening. Een PHS-systeem bestaat uit een waterbassin boven op een berg en eentje aan de voet ervan. De Groningse startup wil dit principe nu ook gaan toepassen bij windparken op zee. Eigenaars van turbineparken moeten bij harde wind overtollige stroom geregeld gratis op het net gooien of windmolens stilzetten. De gigantische batterij moet daaraan een einde maken.
Flexibele zakken
De waterkrachtcentrale moet straks gaan draaien in een soort waterdichte tunnel die in de zeebodem wordt ingegraven. Boven die tunnel, dus op de zeebodem, liggen enkele grote flexibele zakken verankerd. Als er te veel windenergie is worden de zakken volgepompt. Ze worden vervolgens leeggelaten op dagen of uren met geen of weinig wind. Met behulp van een turbine aan de mond van de waterzak die onder druk staat van het zeewater, wordt dan elektriciteit opgewekt. ‘Het onderste reservoir in de tunnelconstructie in de bodem heeft intern een atmosferische druk en het flexibele reservoir erboven staat onder hydrostatische druk, uitgeoefend door de zee,’ legt Marijn van Rooij, CTO van Ocean Grazer uit. ‘Als je het onderste compartiment in de tunnel helemaal leegpompt, is de batterij opgeladen. De potentiële energie die zich erin bevindt, komt weer beschikbaar door een grote klep open te trekken. Het water stroomt dan terug naar beneden langs turbines die energie opwekken. Op die manier is altijd direct energie beschikbaar. Bij vullen van het systeem wordt het water gefilterd om te voorkomen dat zand, mosselen en micro-organismen vanuit zee binnendringen en het systeem binnen de kortste keren verstopt raakt. De pompen in de bodem zijn voor onderhoud bereikbaar via een verticale schacht.’
Hollandse Kust West
Over twee jaar, zo hoopt Van Rooij, zal het demoproject in Sellingerbeetse moeten draaien. Over een jaar of vijf moet dan een grote batterij worden ingegraven in de Noordzee bij het windpark Hollandse Kust West. Het energiebedrijf RWE bouwt daar op zo’n 53 kilometer uit de kust een windpark dat meer dan 760 MW aan energie moet leveren. Onze Ocean Grazer biedt de energieproducent de mogelijkheid om het juiste moment te kiezen om zijn onder water opgeslagen energie naar de markt te brengen.
Vooralsnog gebeurt het allemaal in Groningen. En dat is niet om te ontdekken of de batterij die nu alleen nog op de tekentafel bestaat de prestaties ook kan leveren, benadrukt Van Rooij. ‘De technologie bestaat al decennia. In de pilot in Groningen willen we onderzoeken hoe we een kostenefficiënte structuur kunnen creëren. Is het slim om een kilometerslange tunnel te realiseren en die in delen af te zinken of moeten het kleinere elementen worden. En wat is de slimste manier van verankeren?’
Het pilot-systeem krijgt een opslagvermogen van 3MWh. Daarvoor is een betonnen ondergrondse constructie nodig met een diameter van 10 tot 15 meter en een lengte van 140 meter. Van Rooij: ‘Voor een beetje windpark is straks een veelvoud daarvan nodig. In windpark Hollandse Kust West wordt straks 700 MWh opgewekt. Volgens onze calculaties heeft dit park een opslagcapaciteit nodig van 100 tot 200 MWh. Daar heb je in theorie een tunnel voor nodig van enkele kilometers, of kleinere parallel gelegen tunnels.’
Ocean Grazer mikt nadrukkelijk op schaalbare oplossingen. Door meer reservoirs onder de zeebodem aan elkaar te koppelen kan de opslagdiepte onbeperkt worden uitgebreid. Reservoirs worden ontworpen op het vermogen dat een windpark genereert en vervaardigd uit lokaal aanwezige materialen. ‘Dat is belangrijk wanneer de batterij een mondiale toepassing krijgt’, vertelt Van Rooij. ‘Beton is overal te vinden, voor het vervaardigen van de zakken worden kunststoffen, rubber of geotextiel gebruikt. En het mooie aan ons type batterij is dat hij nooit capaciteit verliest en nauwelijks onderhoud behoeft. Na een miljoen keer op- en ontladen is de capaciteit nog hetzelfde.’
Tekst: Mari van Lieshout
Fotografie: Ocean Grazer