Noordelijke CSP centrale

Bij CSP denkt men al gauw aan de Sahara of zonovergoten landen zoals Spanje. Maar wist u dat een zonnekrachtcentrale zelfs in Nederland kan werken?

Denemarken

Het is in onze eerdere artikelen [1][2] al eens genoemd: Aalborg CSP A/S. Dit bedrijf realiseerde in Denemarken een CSP centrale.

Als het met het aantal zonneuren in Denemarken lukt, dan kan het ook in Nederland.

Aalborg CSP

Naar eigen zeggen heeft het Deense bedrijf Aalborg CSP al bijna dertig jaar ervaring als ontwikkelaar en leverancier van hernieuwbare thermische energie technologie [3]. Vanuit hun achtergrond in het ontwikkelen van stoomketels hebben zij zich toegelegd op stoomgeneratoren voor CSP systemen.
Met hun wereldwijd opgedane kennis met CSP projecten, ontwikkelden ze een CSP systeem op industriële schaal voor het kostenefficiënt leveren van schone en betrouwbare energie aan de industrie. Hun ontwerp kan stoom, heet water, koeling, verwarming en drinkwater genereren.
Daarnaast hebben ze ook thermische energie opslagconcepten ontwikkeld voor energie uit zon en wind.

Brønderslev Forsyning

Denemarken kent stadsverwarming voor woningen. Voor het energiebedrijf van de stad Brønderslev onderzocht Aalborg CSP de haalbaarheid van de combinatie van een CSP- en biomassacentrale. Op basis van de positieve resultaten kreeg de Aalborg CSP de opdracht voor de bouw van de gecombineerde centrale voor warmte en elektriciteit. Het systeem demonstreert als eerste ter wereld hoe CSP ook in gebieden met minder zonneuren de efficiëntie van centrales kan verbeteren.

CSP centrale

De CSP centrale van 16,6 MW thermisch vermogen bestaat uit 40 rijen van elk 125 meter lange paraboolspiegels die een vloeistof in een doorgaande buis verwarmen tot wel 330°C.

CSP parabool trogspiegels — CSP paraboolspiegels in Brønderslev. Bron: Aalborg CSP

Voor de warmtelevering is zo’n hoge temperatuur niet nodig, maar tijdens piektarieven drijft de centrale hiermee tevens een turbine aan voor de levering van elektriciteit. De restwarmte gaat dan alsnog naar de 4.500 afnemers via het warmtenet. Dit verhoogt de efficiëntie en financiële opbrengsten van het systeem. [3]

Ruimtebeslag en bouwtijd

De spiegels van de CSP centrale beslaan een oppervlakte van circa 2,7 hectare. Dat is dus 6 m² per afnemer/woning. Voor het terrein van iets minder dan 6 voetbalvelden kon wel plaats worden gevonden.
De CSP centrale werd in slechts 6 maanden gebouwd en is in bedrijf sinds eind 2016. Die korte bouwtijd is een sterk voordeel.
Ter vergelijking, de houtsnippercentrale kwam pas in 2018 in bedrijf. [4]

Combinatie met biomassacentrale

Het CSP systeem is gekoppeld met een centrale die gestookt wordt op houtsnippers en aangevuld met aardgas tijdens speciale koudeperiodes. De elektrische ketel van de verwarmingsinstallatie produceert warmte als er goedkope stroom van het net moet worden opgenomen, bijvoorbeeld uit overtollige elektriciteit van windturbines. Deze mogelijkheid om zowel stroom te leveren als op te nemen verhoogt de inzetbaarheid en efficiëntie van het systeem. Van alle onderzochte alternatieven zoals geothermische warmte, was dit systeem met CSP het meest kostengunstig voor de afnemers. Volgens Brønderslev Forsyning heeft dit systeem een grote tariefverhoging voor de afnemers in 2019 voorkomen. [4]

Status Brønderslev in 2021

Het systeem heeft voor de afnemers inderdaad een tariefstijging in 2019 voorkomen. Sterker nog, in 2021 wil Brønderslev Forsyning de afnameprijs met 12,50 DKK per MWh verlagen. Dit in combinatie met een vaste toeslag voor consumenten die de warmte niet goed genoeg afnemen waardoor het retourwater in de centrale een te hoge temperatuur heeft. Ze hebben instructies gemaakt voor consumenten om hun verwarmingssysteem zo in te stellen dat het de retourtemperatuur en de verwarmingsrekening verlaagt. [5]
Hieruit blijkt dat het systeem eigenlijk nog meer afnemers van warmte zou kunnen voorzien. Brønderslev Forsyning is dan ook zoek naar extra afnemers. Zo willen ze 22 bedrijven aanbieden om hun oude aardgasinstallatie tijdens de zomervakantie te vervangen door een aansluiting op de stadsverwarming. [6]

Toepasbaarheid in Nederland

Bedrijven als Aalborg CSP en Abengoa richten zich ook op het ombouwen van kolencentrales tot warmteopslag voor hernieuwbare energie. CSP kan hierin een rol spelen omdat het meer energie oplevert dan een veld van gelijke omvang vol met PV-panelen.
Weliswaar heeft Nederland weinig kolencentrales, maar ook aardgas- en bestaande biomassacentrales zouden minder hoeven stoken met behulp van CSP en andere hernieuwbare energie.

Bijvoorbeeld, sinds eind 2015 hebben de grote aardgascentrales in Diemen, die elektriciteit aan 1,25 miljoen en stadsverwarming aan 75.000 huishoudens in de regio kunnen leveren, reeds een buffervat voor warm water waardoor (een van) de centrales ’s nachts een aantal uren niet hoeft te stoken. Een vol buffervat kan in de zomer 16 uur en in de winter 8 uur aan warmte leveren. Daarmee bespaart men jaarlijks al 1% oftewel 14.000 ton CO₂-uitstoot. [7]

Buffervat voor warmteopslag uit gasgestookte elektriciteitscentrales. Bron: Vattenfall

Nu is de stadsverwarming van Brønderslev Forsyning een orde kleiner dan het 180 en 260 MW thermisch vermogen van de 2 grote centrales in Diemen [8], maar het is duidelijk dat een combinatie van energie uit zon en wind ook in Nederland besparingspotentie heeft.

En dan vooral voor warmtenetten, want daar kan de energieopwekking worden onderbroken, in tegenstelling tot centrales die continue elektriciteit moeten leveren.

CSP is snel te bouwen, goed te combineren met bestaande centrales om zonder batterijen energie, ook elektriciteit elders uit het net, op te slaan of te leveren en heeft een hoger rendement dan PV per oppervlakte.

Onlangs was provincie Brabant in het nieuws met het voorstel voor een kerncentrale wegens gebrek aan ruimte voor hernieuwbare energie. Ergens wel een begrijpelijke gedachte, want afgezien van hun risicogebied zijn kerncentrales zelf best compact. Maar er is vast wel ruimte te vinden voor zon en wind als men kijkt naar de bijna 2 miljoen m² oppervlakte aan nieuwe distributiecentra in Nederland die in 2019 gepland waren [9]. In ieder geval makkelijker dan plek vinden voor een 30 km evacuatieradius [10][11] rond een kerncentrale.

Kees van Welsenis
technologiespecialist bij welsterra

Bronnen (geraadpleegd 26-03-2021):