Het energie-atol, realiteit of verre toekomst? (Frank Verschraegen – DEME)

1. iLand Het energieopslageiland, realiteit of verre toekomst?
Frank Verschraegen
DEME Studiedag: Energieopslag en Smart Grids “Een visie op het net van morgen”

2. INHOUD
1.
Inleiding 1.1 Hernieuwbare Energie (HE) en Grootschalige opslag van elektriciteit 1.2 Hydro-elektrische pompopslag 1.3 Offshore hydro-elektrische pompopslag
2.
Wettelijk Kader in België 2.1 Overzicht betreffende KB’s 2.2 KB 20/03/2014 Vaststelling Marien Ruimtelijk Plan 2.3 KB 08/05/2014 Voorwaarden Domeinconcessie Offshore Energieopslag
3.
iLand: beschouwingen 3.1 Locatie 3.2 iLand, natuur en educatie 3.3 iLand en bevoorradingszekerheid 2

3. 3
1. INLEIDING

4. 1.1 HE en Grootschalige opslag van elektriciteit 4
VROEGER tot NU
NU & TOEKOMST
Ten gevolge van een beperkte productie aan hernieuwbare energie (HE) ontstaan onevenwichten tussen elektriciteitsproductie en –verbruik. Dit wordt opgevangen door klassieke centrales. Deze klassieke centrales stoten hierbij CO2 uit.
- De toename aan HE doet de onevenwichten steeds toenemen, waardoor deze steeds minder door klassieke centrales kunnen worden opgevangen. Opslag is nodig. - Hydro-elektrische pompopslag lost beide uitdagingen op: * onevenwichten worden weggewerkt, zonder verlies aan HE-productie door afschakeling van b.v. windmolens (= curtailment) * CO2-vrije werking.

5. 1.2 Hydro-elektrische pompopslag 5
-
Bestaat meer dan 100 jaar
-
Ca. 98% van alle grootschalige energieopslag wereldwijd
-
Wereldwijd > 100.000 MW installed (2009)
-
Proven technology
-
Enkel geschikt voor heuvelachtige/bergachtige gebieden. Grootste beperking voor verdere uitbreiding is het beperkt aantal geschikte locaties op het land. Oplossing: OFFSHORE!

6. 1.2 Hydro-elektrische pompopslag. Voorbeeld: Coo-Trois-Ponts, België 6
-
ca. 1100MW vermogen
-
ca. 5500MWh energieopslag
-
Hoogteverschil: ca. 270m
-
Overschotten kernenergie ‘s nachts gebruiken om water omhoog te pompen; op piekmomenten overdag water laten terugvloeien om elektriciteit te genereren.

7. 1.2 Hydro-elektrische pompopslag Voorbeeld: El Hierro, Canarische Eilanden
Bovenreservoir
Benedenreservoir
Windpark
Atl. Oceaan
-
Eerste autonoom 100% hernieuwbaar elektriciteitssysteem ter wereld. (opgestart in 2014)
-
Gebaseerd op windenergie in combinatie met hydro- elektrische pompopslag.
-
Voorziet in de totale behoefte van het eiland El Hierro, o.a.: * ca. 10.000 inwoners * ontzilting zeewater
-
Enkele cijfers: * Windpark: 11,5 MW * Hydr. Turb.: 11,3 MW * Pompen: 6 MW * Hoogteverschil ca. 700m * Energieinhoud: enkele 100’en MWh 7

8. 8
1.3 Offshore Hydro-elektrische pompopslag
Een locatie op zee lost de belangrijkste beperkingen voor verdere uitbreiding van hydro-elektrische pompopslag op:
-
Op zee is massa’s vrije ruimte beschikbaar
-
Op zee zijn grote hoeveelheden water beschikbaar
-
Op zee zijn grote hoeveelheden bouwmateriaal (zand) beschikbaar
-
Geen menselijke bewoning Echter: hoe een laaggelegen en een hooggelegen reservoir op zee creëren?

9. 9
1.3 Offshore Hydro-elektrische pompopslag
1. Stuwmeerprincipe Binnen een ringdijk wordt een stuwmeer boven zeeniveau gecreëerd. Nadelen: - hoge dijk nodig - bouwmateriaal moet worden aangevoerd 2. Omgekeerd stuwmeerprincipe Het meer binnen de ringdijk bevindt zich onder zeeniveau. Voordelen: - lagere dijk - als bouwmateriaal wordt het zand, afkomstig uit het bassin, gebruikt.

10. 1.3 Offshore hydro-elektrische pompopslag: omgekeerd stuwmeerprincipe
NOORDZEE
OMGEKEERD STUWMEER
Gemiddeld zeewaterniveau
Hoogste waterniveau
Laagste waterniveau
bodem
Min. valhoogte
Max. valhoogte
Zeebodem
GRONDDIJK
RINGVORMIGE
ZEEBODEM
BODEM VALMEER
Pompturbines
(niet op schaal)
- Elektriciteitsoverschotten worden gebruikt om water uit het omgekeerd stuwmeer naar zee te pompen, waardoor een waterniveauverschil ontstaat tussen de zee en het water in het omgekeerd stuwmeer. (Pompmodus) - Bij elektriciteitstekort wordt dit waterniveauverschil gebruikt om water van de zee door de turbines in het omgekeerd stuwmeer te laten lopen, waarbij elektriciteit wordt opgewekt. (Turbinemodus) 10

11. 1.3 Offshore hydro-elektrische pompopslag: iLand impressie

12. 1.3 Offshore hydro-elektrische pompopslag: iLand, gezien vanop het strand

13. 13
2. WETTELIJK KADER in België

14. 2.1 Overzicht betreffende KB’s
•
KB 20/03/2014 tot vaststelling van het Marien Ruimtelijk Plan (“MRP KB”)
•
KB 08/05/2014 betreffende de voorwaarden en de procedure voor de toekenning van domeinconcessies voor de bouw en de exploitatie van installaties voor hydro-elektrische energieopslag in de zeegebieden waarin België rechtsmacht kan uitoefenen overeenkomstig het internationaal zeerecht (“Concessie KB”) 14

15. 2.2 KB 20/03/2014 tot vaststelling van het Marien Ruimtelijk Plan 15

Afbakening van 2 zones voor concessie “Energie-opslag”, mits actieve natuurbeheers- maatregelen:

Zone 1 ter hoogte van de Wenduinebank

Zone 2 ten oosten havenuitbreiding Zeebrugge

Bezoekerscentrum toegelaten
Zone 1
Zone 2

16. 2.3 KB 08/05/2014 Voorwaarden Domeinconcessie Offshore Energieopslag
1.
Voorwaarden tot toekenning van een domeinconcessie voor de bouw en exploitatie van een energie-opslageiland, o.a. * Binnen contour van zone 1 / zone 2 uit het MRP * Gelijkvormigheid met het technisch reglement van het transmissienet
2.
Grote nadruk op de natuurfunctie.
16

17. 3. iLand: beschouwingen 17

18. 3.1 Locatie 18
Geplande locatie iLand:
Zone 1 (Wenduinebank)

19. 3.2 iLand, natuur en educatie
Maximale natuurpotenties: vogels, vegetatie, zeehonden, vissen en benthos, bezoekerscentrum.

20. 3.3 iLand en bevoorradingszekerheid
(Pagina 42)
“
“

21. 3.3 iLand en bevoorradingszekerheid 21
Belgische pers,
aug-sep 2014

22. 3.3 iLand en bevoorradingszekerheid 22
Wat kan iLand betekenen in deze problematiek?
PRINCIPE:

23. 3.3 iLand en bevoorradingszekerheid 23
ENKELE CIJFERS:
-
Aannames: * 13.000MW productiecapaciteit deze winter. * iLand kan ca. 500MW leveren gedurende ca. 4h.
-
Piekvraag valt tussen 1700h en 2000h, d.i. 3h (bron: Elia Website).
-
In 2011-2013 (3 jaren): 285h stroomverbruik > 13.000MW.
-
Stroomtekort van 1h kost maatschappij tot 120.000.000 EUR (Federaal Planbureau)

24. 3. iLand en bevoorradingszekerheid
-
iLand heeft voldoende autonomie (4h) om de gevarenzone (3h) af te dekken.
-
iLand kan 80% van de stroomtekorten volledig opvangen. (GROEN))
-
iLand verkleint het tekort aanzienlijk in de resterende 20% van de stroomtekorten. (GEEL)
-
Hierdoor vermindert de stroomimport vanuit het buitenland (ROOD), welke niet steeds gegarandeerd is op een koude winterdag.
-
iLand stoot geen CO2 uit en past aldus naadloos in de evolutie naar een hernieuwbare energievoorziening.

25. Dank u voor uw aandacht!
Verschraegen.Frank@deme-group.com