24 minute read
Technologie & Innovatie
SUBSIDIE VOOR MEMBRAANONDERZOEK
Chemici van de onderzoeksgroep Membrane Materials and Processes van de TU Eindhoven krijgen gezamenlijk bijna één miljoen euro aan onderzoekssubsidie. De gelukkigen ontwikkelen onder meer membranen op maat voor de zuivering van afvalwater en de productie van drinkwater. Maar ze onderzoeken ook hoe poreuze elektrodes met functionele coatings de werking van brandstofcellen kunnen verbeteren.
Membranen op maat
Het project Membranen op maat ontwikkelt een generieke methode om membranen te produceren voor specifieke toepassingen. Zo wil men membranen ontwikkelen voor de zuivering van industrieel afvalwater, het
terugwinnen van waardevolle stoffen uit waterige stromen of het produceren van schoon drinkwater. Door het aanbrengen van verschillende, zeer dunne selectieve lagen op een poreuze drager kunnen de eigenschappen van deze membranen op maat worden beïnvloed en gestuurd.
Poreuze elektrodes
Om de transport- en energiesector koolstofarm te maken, zijn nieuwe energietechnologieën nodig, waarin elektrochemie een centrale rol zal spelen. Alle elektrochemische systemen vertrouwen op poreuze elektroden die een grote invloed hebben op de prestaties van brandstofcellen, batterijen en elektrolyzers. Met behulp van slimme keuzes van materialen en condities zal het project poreuze elektrodes met functionele coatings ontwikkelen. Deze kunnen eigenschappen van het elektrodeoppervlak zoals bevochtigbaarheid en ionengeleiding beïnvloeden.
ELEKTRICITEIT OPWEKKEN UIT AFVALWATER
Anammox-bacteriën kunnen verleid worden tot het maken van elektriciteit uit afvalwater, door ze te laten groeien op elektroden in afwezigheid van nitriet. Dat blijkt uit nieuw onderzoek van microbiologen aan de Radboud Universiteit samen met collega’s uit de Verenigde Staten en Saudi-Arabië. Het is het laatste puzzelstukje in een lange wetenschappelijke zoektocht van hoofdonderzoeker Mike Jetten,
hoogleraar Ecologische Microbiologie naar ‘onmogelijke reacties’. Inmiddels worden anammox-bacteriën op wereldwijde schaal toegepast in waterzuiveringsinstallaties om het schadelijke ammonium uit afvalwater te halen. Deze methode waarbij veel minder zuurstof nodig is, is zeer energiezuinig en dus duurzamer dan de reguliere methode van waterzuivering. Daarnaast leek er wellicht een andere interessante toepassing mogelijk met de bacterie. 'Bij de omzetting van de ene stof in de andere kunnen bacteriën elektronen vrijmaken, en die kun je gebruiken voor het produceren van elektriciteit. Wij vroegen ons daarom af: kunnen we anammox-bacteriën ook verleiden tot het maken van stroom uit afvalwater?', vertelt Jetten. Dat blijkt mogelijk te zijn. Normaal gesproken komen er bij de afbraak van ammonium elektronen vrij, die de bacteriën vervolgens gebruiken om nitriet mee af te breken. Door langzaam de hoeveelheid nitriet te verminderen, dwongen de onderzoekers de anammox-bacteriën de elektronen uit ammonium op een andere manier kwijt te raken. 'We konden met speciale metalen elektrodes de vrijgekomen elektronen opvangen in een minireactor, en die vervolgens door een stroomdraad laten lopen. En inderdaad: we zagen de stroommeter op een gegeven moment uitschieten', zegt Jetten.
De stofzuigerfabrikant met een hoog Willy Wortel-gehalte James Dyson werkte al een aantal jaren aan een elektrische auto. Helaas moest de uitvinder de handdoek onlangs in de ring gooien vanwege de hoge ontwikkelingskosten. Toch waren de specs van de auto zeer interessant met een topsnelheid van tweehonderd kilometer per uur. De N526, de codenaam die de auto meekreeg, spurtte bovendien in 4,8 seconden van nul naar honderd kilometer per uur. Maar het meest opvallende van de auto is de actieradius van 965 kilometer op één enkele lading. Hoewel het patent geheim is, heeft men wel een vermoeden hoe de batterij aan zo’n vermogen komt. Dyson gebruikt geen standaard lithium ion-batterijen, maar een zogenaamde solid state batterij. Om te weten hoe een solid state batterij afwijkt van een lithium-ion batterij is het handig eerst de werking van de laatste uit te leggen. Lithium-ion cellen gebruiken positieve en negatieve elektroden met een scheiding ertussen, die in een waterige elektrolyt worden gedompeld. Bij het ontladen stromen de lithium-ionen van de positieve, lithium elektrode naar de negatieve, koolstof elektrode. Daardoor ontstaat een potentiaalverschil en dus een elektrische stroom. Een paar jaar geleden nam Dyson de Amerikaanse batterijenproducent Sakti3 over. De solid-state batterij van Sakti3 werkt min of meer op dezelfde manier als een lithium-ion batterij, alleen gebruikt het een vaste elektrolyt. Het bedrijf laat weinig los over welke elektrode en substraat het gebruikt. Maar vermoedelijk produceren de wetenschappers de batterijen via het procedé van
dunne-filmdepositie. De batterijen worden laagje voor laagje opgebouwd door elektrodemateriaal op te dampen in een hoog vacuüm. Door deze productiemethode ontstaan zeer homogene en lichte batterijen die ook nog eens goedkoper te produceren zijn. Sakti3 zegt dat de voordelen van zijn solid-state accu's verder gaan: de verpakking is ook verbeterd. De accucellen zijn stapelbaar en presteren iets beter bij hogere temperaturen. Dat betekent dat ze dicht op elkaar kunnen worden ingepakt en geen zware koelsystemen nodig hebben. Het ontbreken van een vloeibare elektrolyt heeft bovendien als voordeel dat de batterijen minder snel degraderen en nagenoeg niet in brand kunnen vliegen. Dyson stopt weliswaar met de ontwikkeling van de Teslakiller, maar gaat wel door met de ontwikkeling van de batterijen.
VASTE STOF BATTERIJ VERBETERD
Nu we toch in de solid state batterijen duiken: wetenschappers van de de Chalmers University of Technology en Xi'an Jiaotong University vonden een verbetering. Een tussenlaag, gemaakt van een smeerbaar, 'boterachtig' materiaal, helpt de stroomdichtheid van de batterij te vertienvoudigen en verhoogt tegelijkertijd de prestaties en veiligheid. De tussenlaag maakt de batterijcel aanzienlijk stabieler en daardoor bestand tegen een veel hogere stroomdichtheid. Wat ook belangrijk is, is dat het zeer eenvoudig is om de zachte massa op de lithium-metaalanode in de batterij aan te brengen. onderzoeker Shizhao Xiong vergelijkt het met het smeren van boter op een boterham. Simpel gezegd kan een solid-state accu worden vergeleken met een droge sandwich. Een laagje lithium fungeert als een sneetje brood waar een keramische substantie op wordt gelegd als vulling. Deze harde stof is de vaste elektrolyt van de accu. Maar het 'broodje' is zo droog, dat het moeilijk is om het bij elkaar te houden. Het materiaal waar de onderzoekers in Göteborg en Xi'an nu mee werken is een zachte, smeerbare, 'boter
achtige' substantie, gemaakt van nanodeeltjes van de keramische elektrolyt, LAGP, gemengd met een ionische vloeistof. De vloeistof kapselt de LAGP-deeltjes in en maakt de tussenlaag zacht en beschermend. Het materiaal, dat een soortgelijke textuur heeft als boter uit de koelkast, vult verschillende functies en kan gemakkelijk worden uitgespreid.
INTERVIEW
Met de opkomst van duurzaam decentraal vermogen, ontstaat ook een mogelijkheid om netuitval te voorkomen. Lokale duurzame bronnen of batterijen van auto’s zouden een onderbreking in een hoger liggend net tijdelijk kunnen opvangen. Daarmee neemt niet alleen de leveringszekerheid toe, maar ontstaat ook ruimte voor extra duurzame energiebronnen.
Tekst: Ir. M.H. Roos, Dr.ir. J. Morren, Prof.dr.ir. J.G. Slootweg Electrical Energy Systems, TU Eindhoven
Om klimaatverandering tegen te gaan, vervangen duurzame energiebronnen zoals zon, wind en biomassa steeds vaker elektriciteitsopwekking uit fossiele brandstoffen. Daarnaast elektrificeren toepassingen als verwarming en personenmobiliteit. Technologieën die gebruik maken van elektriciteit als energiebron, zoals warmtepompen en elektrische auto’s, zijn namelijk efficiënter dan systemen die via verbrandingsprocessen in ketels of motoren van energie worden voorzien. Verder maakt elektrificatie van de energievraag de weg vrij voor toepassing van duurzame elektriciteit. Het enige nadeel van duurzame energiebronnen is dat de energiedichtheid veel lager is dan dat van fossiele brandstoffen. Doordoor hebben duurzame energiesystemen meer ruimte nodig. De opwekking van elektrische energie kan hierdoor niet langer gecentraliseerd plaatsvinden in een beperkt aantal grote elektriciteitscentrales. In ficant deel wordt veroorzaakt door graafwerkzaamheden. En ondanks alle inspanningen om dit te voorkomen lukt het terugbrengen van het aantal graafschades maar beperkt. Netcomponenten kunnen ook spontaan defect raken, bijvoorbeeld door vochtindringing, montagefouten of veroudering. Dit is nooit helemaal te voorkomen, maar de impact van het falen van netcomponenten kan wel worden beperkt door het introduceren van redundantie. In een redundant net kunnen componenten falen zonder dat de elektriciteitsvoorziening aan afnemers wordt onderbroken. Er zijn tenslotte alternatieve routes beschikbaar om de klanten te bedienen. Midden- en laagspanningsdistributienetten zijn echter niet volledig redundant uitgelegd en daarnaast moet in deze netten als zij wel redundant zijn, de alternatieve route naar de klanten vaak via schakelhandelingen in bedrijf worden gesteld. Dit kost de nodige tijd.
plaats daarvan ontstaan decentrale systemen in de vorm van zonnepanelen, windturbines en met biomassa gestookt warmte-kracht installaties. Deze ontwikkelingen maken economie en samenleving nog afhankelijker van de elektriciteitsvoorziening. En neemt het belang van de betrouwbaarheid dus verder toe. Dit vormt een stimulans voor wetenschappelijk onderzoek naar nieuwe netconcepten en componenten en optimalisatie van asset management concepten, zoals de onderzoeksgroep Electrical Energy Systems dat uitvoert bij de TU Eindhoven.
Kortsluiting Onderbrekingen van de elektriciteitsvoorziening worden vaak ingeleid door een kortsluiting in een netcomponent. Vervolgens schakelen netbeveiligingen de kortsluiting af. Deze schakelactie leidt tot een onderbreking van de elektriciteitsvoorziening van klanten die achter de afgeschakelde schakelaar zitten. Kortsluitingen zijn helaas nooit helemaal te voorkomen. Een signiDistributienetten kunnen ook uitvallen door problemen in het bovenliggende (hoogspannings)net.
Eilandbedrijf De Nederlandse netbeheerders automatiseren in toenemende mate hun distributienetten. Dit doen zij door op afstand bedienbare schakelinstallaties en meet- en observatiesystemen te integreren in het distributienet. In combinatie met de decentralisatie van de elektriciteitsproductie, dat ertoe leidt dat invoeding in toenemende mate plaatsvindt op distributieniveau, maakt dit in poten
tie eilandbedrijf van distributienetten mogelijk. Eilandbedrijf maakt het mogelijk om wanneer een bovenliggend hoog- of middenspanningsnet faalt, het onderliggende midden- of laagspanningsnet in bedrijf te houden. Daardoor verhoogt de betrouwbaarheid van de voorziening en bespaart de netbeheerder op redundantie. En als minder redundantie nodig is, ontstaat extra netcapaciteit voor het aansluiten van decentrale energiebronnen. Daardoor groeit de ruimte voor verdergaande elektrificatie zonder investeringen in extra netcapaciteit. Een andere mogelijkheid is het uitvoeren van een bottom-up black-start in het geval van grote (nationale) storingen. In deze situatie zouden distributienetten als eiland kunnen opstarten om daarna via het bovenliggende net met elkaar te worden verbonden en zo de normale bedrijfssituatie te herstellen.
Transitie naar eilandbedrijf Onder normale bedrijfsomstandigheden zijn middenspanningsnetten aangesloten aan het bovenliggende hoogspanningsnet zoals weergegeven in figuur 1. In deze situatie wordt het door de decentrale energiebronnen geïnjecteerde vermogen bepaald door de beschikbaarheid van de primaire energiebron, veelal zon of wind. Om een distributienet in eilandbedrijf te brengen, wordt wanneer er problemen zijn in het bovenliggende net de vermogensschakelaar bij de transformator geopend; daardoor komt het middenspanningsnet in eilandbedrijf (zie figuur 2). De vermogenselektronische omzetters kunnen snel detecteren dat eilandbedrijf is ingetreden wat de trigger is voor het actief regelen van
Figuur 1. Midden- en aangesloten laagspanningsnetten in de normale bedrijfssituatie, gekoppeld met het hoogspanningsnet via een vermogenstransformator. De decentrale energiebronnen regelen het ingevoede actief (P) en reactief (Q) vermogen.
MAAK KENNIS MET SIDUNN ® CONNECTED
Monitoring en beheer op afstand van uw vermogensschakelaars.
WEET U PRECIES WAT DE STATUS VAN UW INSTALLATIE IS?
Hekendorpstraat 69 3079 DX Rotterdam +31(0)10 283 26 00 pz@santonswitchgear.com
www.santoncbs.com
LEIDINGRENOVATIE TERWIJL UW BEDRIJFSVOERING GEWOON DOORGAAT
UTILITIES.NL geeft nog meer waarde voor uw geld
manufacts
GMB is marktleider in naadloze leidingrenovaties met sleufloze technieken. We renoveren riool-, drink-, pers-, blus-, proces- en koelwaterleidingen. Met aandacht voor uw bedrijfsvoering brengen we een glasvezel- of naadviltliner aan die we uitharden met uv-licht, water of stoom. Meer weten? Kijk op www.gmb.eu
www.gmb.eu
Utilities-abonnees krijgen meer
• De nieuwste Utilities staat een week voor verschijnen online • Abonnees krijgen toegang tot alle eerder verschenen artikelen • Ga naar www.utilities.nl en kies abonneren
de netspanning en -frequentie in het eiland, zodat gewaarborgd is dat de netspanning en de -frequentie binnen de normale en toegestande bandbreedte blijven.
Netstabiliteit Onder normale omstandigheden bepaalt het bovenliggende hoogspanningsnet grotendeels de spanning en frequentie in een middenspanningsnet. Het hoogspanningsnet absorbeert of compenseert elektriciteitsoverschotten of -tekorten in het middenspanningsnet. Bij het overschakelen op eilandbedrijf vervalt de koppeling met het bovenliggende net en moet de handhaving van de balans tussen productie en verbruik en de regeling van de netspanning binnen het autonome eiland plaatsvinden. Tijdens en na de omschakeling naar eilandbedrijf kunnen stabiliteitsproblemen optreden waardoor de balans tussen productie en verbruik in het eiland niet wordt bereikt en stabiel eilandbedrijf niet wordt gerealiseerd. Ten eerste kan de opwek van de decentrale energiebronnen onvoldoende zijn om de vraag in het eiland te bedienen. Ten tweede kunnen de problemen in het bovenliggende net leiden tot grote verstoringen van de netspanning en -frequentie in het eiland. Daardoor kunnen productie-installaties afschakelen en dus niet de netspanning en -frequentie in het te vormen eiland gaan regelen. Ten derde kan er een situatie ontstaan waarin de decentrale bronnen er niet in slagen om gezamenlijk de netspanning en -frequentie in het eiland te stabiliseren, waardoor apparatuur van verbruikers niet goed kan functioneren en zelfs beschadigd kan raken.
Uitdagingen Er zijn verschillende mogelijkheden om de kans op en de mogelijkheden voor stabiel eilandbedrijf te verbeteren. Aangezien de opwek van duurzame decentrale energiebronnen vaak sterk afhankelijk is van de weersomstandigheden, kan de integratie van lokale energieopslag de kans op stabiel eilandbedrijf aanzienlijk vergroten. Door de aanwezigheid van lokale energieopslag is er altijd een regelbare energiebron aanwezig. Een andere mogelijkheid is het verruimen
van de toegestane bandbreedte van de spanning en de frequentie waarbinnen decentrale energiebronnen operationeel blijven. Dit maakt de kans dat deze uitschakelen tijdens de transitie naar eilandbedrijf kleiner. Daarnaast kan tijdens de normale bedrijfsvoering de kans op stabiel eilandbedrijf worden geoptimaliseerd door de uitwisseling van elektriciteit met het bovenliggende net te beperken. Bijvoorbeeld door het opladen van energieopslag of hogen van de leveringszekerheid door de mogelijkheid om distributienetten in autonoom eilandbedrijf te brengen. Daarnaast is er aandacht voor praktijkdemonstaties van deze technieken in het veld. Ook zullen de onderzoekers aanbevelingen doen voor de benodigde veranderingen in de netcode elektriciteit om een betrouwbaar eilandbedrijf mogelijk te maken. Tot slot is het van groot belang dat uitvoerend personeel geen veiligheidsrisico’s
Figuur 2. Midden- en aangesloten laagspanningsnetten in eilandbedrijf na een kortsluiting in het hoogspanningsnet. De decentrale energiebronnen regelen nu de netspanning (V) en de netfrequentie (f) en regelen daartoe de invoeding van actief en reactief vermogen.
elektrische auto’s uit te stellen. Op het moment dat dan moet worden overgeschakeld op eilandbedrijf ten gevolge van een probleem in het bovenliggende net, is de onbalans tussen productie en verbruik kleiner. En de kans op het realiseren van stabiel eilandbedrijf dus navenant groter. Om de bijdrage van verschillende netontwerpen en regelacties te kunnen afwegen tegen andere factoren, moet de kans op stabiel eilandbedrijf onder verschillende omstandigheden worden gekwantificeerd. Tijdens een promotieonderzoek aan de Technische Universiteit Eindhoven ontwikkelen de auteurs van dit artikel een methode voor probabilistische stabiliteitsanalyse die kan worden gebruikt om de kans op stabiel eilandbedrijf te bepalen en te optimaliseren. Naast de stabiliteitsproblematiek van eilandbedrijf besteden de onderzoekers ook aandacht aan verwante onderwerpen. Zoals de beveiliging van netten in eilandbedrijf. Maar ook de kosten-baten analyse van het verloopt wanneer eilandbedrijf de praktijk zou worden. Het in eilandbedrijf kunnen brengen van distributienetten kan voordelen hebben, zoals het verhogen van de betrouwbaarheid van de elektriciteitsvoorziening en het vrijmaken van netcapaciteit door het accepteren van minder redundantie. De randvoorwaarden om eilandbedrijf mogelijk te maken worden mettertijd steeds verder ingevuld, als gevolg van de decentralisatie van de elektriciteitsproductie en de automatisering van distributienetten. Of deze optie in de nabije toekomst in Nederland ook wordt ingezet, kan gezien de hoge betrouwbaarheid van de Nederlandse elektricititsvoorziening van meer dan 99,99 procent de vraag zijn. Maar in gebieden waar de elektriciteitsvoorziening niet zo betrouwbaar is als in ons land, kan dit een serieuze optie zijn. Waarna op langere termijn Nederland misschien zal volgen. Het onderzoek dat in deze bijdrage wordt beschreven, is daartoe essentieel. •
Uitgelicht project
Clauscentrale komt na zes jaar stilstand weer volledig in productie
Toen de unieke Clauscentrale in het Limburgse Maasbracht buiten bedrijf werd gesteld, functioneerde deze pas twee jaar. Nu, bijna zes jaar later, brengt een inbedrijfsnameteam van RWE hem weer in gereedheid om elektriciteit te produceren. Vanaf deze herfst levert de centrale weer het maximale vermogen, ruim 1.300 megawatt, aan het net.
Tekst: Broer de Boer
Foto: RWE
De langdurige uitbedrijfname vanaf 2014 werd grondig voorbereid, want daarbij komt meer kijken dan de turbines en generatoren uit bedrijf nemen. ‘Conserveren’ noemt Jens Fuhrmann dat. Hij leidde vanaf 1 januari 2019 het proces om het blok C van de Clauscentrale, zoals hij dat noemt, opnieuw in gebruik te stellen: ‘Bij dat conserveren is het primaire koelwatersysteem en de primaire cyclus helemaal leeg- en drooggemaakt. Het secundaire koelwatersysteem bleef echter op een laag niveau altijd in bedrijf. Overal in het stoom- en watersysteem werden kleppen verwijderd, pompen gedemonteerd en schoon en droog weggezet of weggezet in demiwater. Luchtdrogers werden gemonteerd met een permanente bewaking op functioneren. Ook sommige andere systemen, zoals aggregaten en het persluchtsysteem bleven in functie. Een maintenance-team van zeven man bleef achter. Zij zorgden voor de borging van de onderhoudsstatus gedurende de vijf jaar dat de centrale ‘gemottenbald’ was.’
Twee uitdagingen Een grote uitdaging bestond er volgens Fuhrmann uit om vanaf 1 januari 2019 voor deze centrale weer een stabiele onderhoudsorganisatie op peil en kennisniveau te krijgen. Een tweede uitdaging vormde het feit dat er nog nauwelijks onderhoudshistorie geschreven was, omdat de eenheid pas twee jaar in bedrijf was geweest. Daarnaast ontbrak door het relatief korte tijd in bedrijf zijn een duidelijke onderhoudsscope. Fuhrmann: ‘De kennis over en de ervaring met de Clauscentrale was weggevloeid, soms naar andere RWE-onderdelen en deels door pensionering van medewerkers. Wel had iedereen bij de uitbedrijfname in 2014 een terugkeergarantie gekregen.’ Gelukkig konden ze hiervoor een groot deel van de vacatures rekruteren vanuit het RWE-personeel en kwamen specialisten terug die eerder aan deze centrale – hun kindje – werkten. Ongeveer één derde van de vacatures werd extern ingevuld. Fuhrmann: ‘We slaagden erin met een veelbelovend team te starten met dit bijzondere project. In de gegeven situatie weet je nooit precies hoe iets is weggezet ten tijde van het mottenballen. Eigenlijk konden we nergens op terugvallen, de exacte status van veel onderdelen was onbekend. Daar komt bij dat je na vijf jaar stilstand niet alles kunt en wilt losmaken om erin te kijken: dat zou een vermogen kosten.’
Risicoprofiel In plaats van elk onderdeel bij de ‘recommissioning’ afzonderlijk kritisch te bekijken liet Fuhrmann van diverse onderdelen een risico-matrix opstellen. Daarbij is eerst gekeken naar het toestandsrisico na conservering en daarna naar de urgentie om iets aan te pakken. Fuhrmann: ‘We hebben dit heel pragmatisch uitgevoerd. Soms is totaal onbekend wat de conserveringsstatus van een onderdeel is. Soms kun je zoiets checken door er droge lucht in te voeren en te beoordelen of de lucht er vochtiger uitkomt. Zoiets vormt een aanwijzing dat er vocht is achtergebleven, met het risico op corrosie en schade. Bij ‘urgentie’ zijn we uitgegaan van het worst-case scenario op falen door onjuiste conservering. Zo hebben we op basis van het risico/ urgentie-profiel alle urgente en hoog-risico onderdelen eerst aangepakt. Op turbines, generatoren en de grote aggregaten van de primaire processen ligt van nature veel focus. Maar de minder prominente onderdelen zoals aggregaten van secundaire systemen, secundair koelwater en kleinere pompjes zijn ook belangrijk aandachtspunten. Want zonder die systemen neem je een centrale ook niet in bedrijf.’ Daarvoor huurde RWE uiteraard ook gespecialiseerd personeel in van contractors. Net als overigens voor steigerbouw, montagewerkzaamheden, de controle van appendages en isolaties en certificering voor de hogedruksystemen. Op de drukst bezette dagen werkten er circa 260 techneuten aan het project. Deze aanpak van herstel op basis van het risico en urgentie-profiel heeft volgens Fuhrmann goed gewerkt: ‘Eenheden van de centrale werden zo stap voor stap in volgorde opgestart, soms voerden we nieuwe inzichten in het ontwerp door, totdat we uiteindelijk warmte in de installaties konden brengen’, vertelt Fuhrmann. ‘Het primaire koelwatersysteem was in juni 2019 het eerste in bedrijf genomen systeem, tussenkoelwater en secundair koelwater volgden. Toen ten slotte alle systemen functioneerden en op veiligheid waren getest, werd het tijd zowel de drie gasturbines als de stoomturbine in bedrijf te brengen. Al in oktober 2019 werd de eerste gasturbine weer in (proef)bedrijf gezet. In november volgde de stoomturbine, en nog in dezelfde maand werd er vollast gedraaid met de Clauscentrale.’ Jens Fuhrmann, die sinds begin dit jaar bijkomend productiemanager is geworden van het cluster RWE-centrales (zie kader, red.) kijkt daar met gepaste trots op terug: ‘Alle systemen functioneerden nog aan deze feitelijk gloednieuwe centrale, één van de grootste en meest efficiënte, maar zeker de mooiste gascentrale van Nederland. Vooral de opstart van de gasturbine en de stoomturbine, zoals die uit bedrijf waren gegaan, verliep bijna vlekkeloos en zonder problemen.’
Verandering Los van de perikelen rond de heropstart was het noodzakelijk de pompen in het voedingswatersysteem te modificeren. Dat had een reden. Al voordat de Clauscentrale in 2014 stil kwam te liggen, bleek dat deze pompen niet goed functioneerden in de start/stop-modus die deze STEG-centrale heeft. ‘Deze pompen zijn daarbij een essentieel onderdeel; zonder water in de ketel geen stoom’, verduidelijkt Fuhrmann. ‘En dan was er nog het koelwatercircuit, met zijn manshoge leidingen, waar per seconde 25 kubieke meter water doorheen stroomt. Daarvan hebben we alle coatings, beton, onderdelen, kleppen en filters uitgebreid geïnspecteerd. Eén probleem deed zich voor toen de centrale 48 uur achter elkaar draaide: de dijken van de koelwateruitlaat vertoonden lekkages. Dit werd veroorzaakt
Partners Utilities Platform
Expertpanel Utilities Platform
Ad van Wijk
Professor Sustainable Energy TU Delft
Teus van Eck
Teus van Eck Energie en Milieu
Leden Utilities Platform
André Jurjus
Directeur Netbeheer Nederland
Marcel Galjee
Director Energy AkzoNobel
Rob Kreiter
Directeur TKI Energie en Industrie
Rob Kreiter
Directeur TKI Energie en Industrie
Sophie Dingenen
Corporate & Projectspartner Bird & Bird
Cyril van Widdershoven
Expert in energie-(geo) politiek, -investeringen en -zekerheid
Cyril van Widdershoven
Expert in energie-(geo) politiek, -investeringen en -zekerheid
Frank Tielens
CEO HeatMatrix Group
Han Slootweg
Directeur asset management Enexis en hoogleraar smart grids aan de TU Eindhoven
Hans vd Spek
Programmadirecteur CleanTech FME
Wilt u meer weten over lidmaatschap of partnering van het
Utilities Platform? Kijk op www.utilities.nl of neem contact op met David van Baarle: david@industrielinqs.nl - 06 514 99 670
Martijn de Graaf
Senior Business Development Manager VoltaChem/TNO
Fokko Mulder
Professor faculteit Technische Natuurwetenschappen TU Delft
door ongedierte dat de dijken verzwakte.’ En er deed zich tijdens de vooraf gaande inspecties nog een onverwachte situatie voor. De 21 kV spanning vanaf de drie generatoren wordt via luchtgekoelde aluminium buizen naar de transformatoren geleid. Zij verhogen de spanning naar 380 kV. ‘Je staat er niet zo gauw bij stil dat die 380 kV-transformatoren een verbindingskabel naar het netwerk hebben’, glimlacht Fuhrmann. ‘De bijna customized connectoren, die natuurlijk geen standaard slijtage-onderdeel zijn, waren al na twee jaar in bedrijf onverwacht beschadigd. Het gaat om vrij zeldzame onderdelen, die je niet op afroep bestelt. Dit leverden ons enig oponthoud op, maar de oplossing van deze situatie paste binnen de planning.’
De derde uitdaging Ogenschijnlijk ‘draait’ de Clauscentrale nu dus alweer. Toch produceert ze nog niet commercieel elektriciteit voor het net. Hoe zit dat? Fuhrmann glimlacht en zegt: ‘We werken nog steeds aan onze derde uitdaging, het testen en optimaliseren. De centrale was bij uitbedrijfname in 2014 nog niet helemaal geoptimaliseerd. Dat had, zoals ik al zei, vooral met de voedingswaterpompen te maken, die we in het kader van de recommissioning hebben aangepast. Verder wordt deze ‘gloednieuwe’ centrale aangepast aan de eisen van de huidige tijd. Want gedurende de periode van stilstand zijn aan de gasturbines en generatoren de modificaties op basis van de ervaringen van de OEM’s niet doorgevoerd. En juist dat brengen we nu up to date. Bijkomend feit is dat ook de wereld bij de OEM niet stil stond. De gasturbines werden toen door Alstom geleverd, als opvolger van dit bedrijf hebben we nu met GE en Ansaldo te maken.
Besturingen Meestal bereikt de bovenlaag van de besturingen in zo’n centrale na zeven jaar zijn einde levensduur. Zo ook bij de Clauscentrale. Volgens Fuhrmann vormde de vervanging hiervan een project in een project. Zoals bijvoorbeeld de Human Machine Interface (HMI), die alle gegevens op de schermen in de controlekamer visualiseert en weergeeft: ‘De HMI bestond toen en bestaat nu weer uit drie onderdelen van drie leveranciers. We hebben alle drie geüpdatet en problemen die in 2014 nog bestonden nu opgelost.’ Op het moment van schrijven lijkt de piek van het coronavirus in ons land over zijn hoogtepunt te zijn. Leverde dit bij de Clauscentrale nog problemen op? Fuhrmann reageert: ‘De piek van het uitvoerende werk lag in de vorige zomer. Eigenlijk werken we sinds oktober 2019 al met behoorlijk veel minder mankracht aan het project, want hot commissioning doe je met een kleinere hoeveelheid experts. We houden alle richtlijnen en afspraken die gemaakt zijn over werken in corona-tijd heel goed in de gaten en volgen deze ook op. In die zin zorgde het coronavirus dus nauwelijks voor stagnaties in onze werkzaamheden voor de herinbedrijfname.’ •
DE CLAUSCENTRALE
De centrale die een elektriciteitsvermogen levert van ruim 1.300 megawatt, maakt onderdeel uit van een cluster van drie Limburgse RWE-centrales bij Linne staat een 11 megawatt waterkrachtcentrale in de Maas. Bij Swentibold staat een 235 megawatt STEG-centrale die elektriciteit en stoom met verschillende drukken en temperaturen stoom levert aan Chemiepark Geleen. De organisatie van het gehele cluster telt circa 60 mannen én vrouwen. Ongeveer de helft hiervan werkt bij Engineering & Maintenance en de andere helft bij bedrijfsvoering. De Clauscentrale beschikt over drie GT26 Alstom-gasturbines. Daarin wordt hoogcalorisch gas verbrand. De drie turbines drijven elk een TOPAIR air-cooled turbogenerator aan, met elk een maximale output van 285 megawatt elektrisch. De tot 650 graden hete uitlaatgassen zetten in drie rookgasketels water om in oververhitte stoom. De geproduceerde stoom drijft een eerder geheel gereviseerde stoomturbine en generator aan. Die zijn afkomstig uit een eerdere unit (B) van de centrale. Deze generator produceert 450 megawatt elektrisch en voorziet het 150 kV netwerk van stroom. Deze moderne gascentrale, die in 2012 in gebruik werd genomen, behaalde hiermee een totaalrendement van ruim 58 procent. De centrale werd in 2014 onder meer vanwege de toenmalig lage elektriciteitsprijzen en hoge gasprijzen stilgelegd en daarna geconserveerd. Sinds januari 2019 werkt stroomproducent RWE, vanwege de veranderende marktsituatie aan de recommissioning, de heropstart, van de centrale.
SLIMME DRIEHOEK … GOED VOOR UW KASBOEK
U wilt uw (afval)water hergebruiken of uw ‘water-footprint’ verkleinen? U streeft naar een verlaging van chemische en biologische verontreinigingen? U wenst, ondanks de strengere lozingseisen, een lagere TCO? En u zoekt een (semi)permanente, mobiele of pilot-oplossing voor koop, lease, huur of volledige outsourcing?
Logisticon: al 30 jaar uw bewezen partner voor heldere oplossingen. Bel of mail voor een antwoord op al uw watervragen, een TCO-berekening of een vrijblijvende waterscan. U wordt direct geholpen.
Logisticon Water Treatment b.v. Energieweg 2 2964 LE Groot-Ammers, Nederland
T +31 (0)184 60 82 60 E water@logisticon.com W www.logisticon.com
