Geen zee te diep
door Mineke de Vries
Vrijwel altijd schijnt de zon, vrijwel altijd waait de wind. Belangrijke leveranciers van duurzame energie op de eilanden. Echter, ze zijn er niet altijd. Wat er wel altijd is, is het koude water uit de diepte van de oceaan, water dat met gemak vele malen het eiland Curaçao van energie kan voorzien. Als één van de weinige op de wereld is Curaçao bezig met het gebruik van deze energiebron, wat naar verwachting in 2015 een feit is bij de airport. Naast koeling en energie kunnen bovendien tal van bedrijfsactiviteiten worden gekoppeld aan dit slimme maar eigenlijk zo simpele principe.
Een buis van zes kilometer lang met een doorsnee van een meter wordt op een diepte van zo’n duizend meter op de bodem van de oceaan geplaatst. Drijvend tussen twee sleepboten wordt deze in secties van een paar honderd meter naast elkaar over de oceaan naar Curaçao vervoerd, mocht hij niet op het eiland zelf gemaakt kunnen worden. Door de buis – vervaardigd van hoogwaardig polyethyleen, waarvan ook frisdrankflessen en rioolbuizen worden gemaakt – wordt dieptewater van zo’n vier graden Celsius opgepompt en na gebruik voor koeling en energieopwekking teruggevoerd naar een oceaanlaag die qua temperatuur vergelijkbaar is met het gebruikte opgewarmde water, dit om de ecologie niet te verstoren.
Ingenieurs rekenen momenteel exact uit op welke plaatsen de buis op de bodem van de Curaçaose zee moet worden bevestigd en verankerd, rekening houdend met rotsblokken en hoogteverschillen ter plekke. Vorig voorjaar bracht een Amerikaans bedrijf met boten de zeebodem met behulp van sonar in beeld, op basis waarvan het tracé van de buis wordt bepaald. Na het laatste technische ingenieurswerk kan de productie een aanvang nemen.
Koudwaterinfrastructuur
Het plan vindt naadloos aansluiting bij de plannen van de overheid. Tijdens een indrukwekkende presentatie van minister Martina van Economische Zaken tijdens zijn bezoek aan Nederland eind februari 2013, was dit één van de innoverende projecten. Het laatste half jaar is besteed aan het samenbrengen van gebruikers van de koeloperatie, vooralsnog Curaçao Airport Partners (CAP) – de uitvoerder van initiatiefnemer Curaçao Airport Holding – en CTEX, het meest geavanceerde datacentre van de Cariben en Latijns Amerika. Ook Swissport aircargo service met een groot koelcentrum en Hato Handling – en wellicht FOL operations, met een locatie net even naast de airport – sluiten zich naar verwachting aan: het gebruik van deze nieuwe koeling is een voordeliger alternatief dan alle huidige eigen airco-units. CAH tekende inmiddels een aantal contracten voor koeling met de eindgebruikers en investeerde bovendien reeds anderhalf miljoen, wat zekerheid biedt over doorvoering van de plannen.
Het gebied dat is ingericht voor de te plaatsen buis en installatie is gesitueerd ten oosten van de airport. De capaciteit is ruim voldoende om het begin van de landingsbaan bij de vlakte van Hato te bereiken en datzelfde stuk oostwaarts, maar ook het binnenland in. Een mogelijkheid om toegang te krijgen tot deze nieuwe manier van koeling ligt binnen handbereik voor bedrijven die binnen deze vijf kilometerstraal van koudwaterinfrastructuur liggen.
Briljante breinen
De breinen achter dit concept verenigden zich in Bluerise, een bedrijf dat werkt vanuit een unit in de Yes!Delft, een aan de TU Delft gelieerd complex met zo’n honderd bedrijven dat afgestudeerde ingenieurs de kans biedt briljante ideeën in hun eigen bedrijf te commercialiseren. Remi Blokker van Bluerise: “Dit project op Hato moet gezien worden als pilot om de wereld te tonen dat het technisch kan. Qua schaalgrootte is de kleinste schaal die commercieel gezien zinnig is om te bouwen in energieopbrengst vergelijkbaar met de windmolenparken op Curaçao.” Er is dus nog zoveel meer potentie. “We spreken natuurlijk ook met Aqualectra, die al langer aan dergelijke projecten bij Piscadera werkt, voor de hotels daar en wellicht het ziekenhuis, als dat in Otrobanda blijft. Daarnaast spreken we met de UNA: de Jan Noorduynweg is technisch net te bereiken met de geplande capaciteit op Hato. In die zin uitermate interessant het nieuwe ziekenhuis op deze locatie te bouwen.” Verder denkend zou een station bij Oostpunt kansen bieden: de oceaan gaat daar snel de diepte in, je kunt rondom betrekkelijk korte buizen plaatsen die een enorme capaciteit opleveren.” Bij Bluerise zitten mensen die veel zien in Nederlands/Caribische samenwerking, maar die in plaats van Nederlandse oplossingen naar de Cariben brengen gezamenlijk Nederlandse kennis willen toepassen op locale condities.
Het begon toen Berend Jan Kleute (MSc Offshore Engineering) in 2009 met vier studenten bij een project bij Piscadera werd betrokken. Blokker kwam hem kort daarna op het spoor via TU Delft en raakte zo gefascineerd dat hij na de verkoop van zijn IT-bedrijf zijn Masters behaalde in Business in Energy Systems en met Kleute, Acevedo en Dinnissen (Internet Entrepeneur) Bluerise opstartte. Kleute presenteerde het jaar daarop zijn plannen op een conferentie in de VS en zo kwam Bluerise in aanraking met de wereld van Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), wat hen inmiddels zowel in de VS als in Europa een innovatieprijs opleverde.
Eenvoudig principe
“Het principe van een raket is simpel, maar aan het uitwerken komt heel wat denkwerk te pas”, aldus Blokker. “Zo is ook dit principe eenvoudig – bovendien zijn de risico’s zeer gering – , maar het ingenieurswerk, bedenken hoe je het station bouwt, de buis plaatst, is een tweede verhaal.” De buis wordt met betonnen ringen, die plat zijn aan de onderkant op de bodem verankerd en op plaatsen waar de bocht te groot is, worden aan betonnen blokken op de bodem touwen gespannen naar de buis om die daarmee op zijn plek te houden. Dit betekent exact rekenen, er mogen geen fouten gemaakt worden. “De buizen op zich zijn niet spectaculair, ze worden ook gebruikt voor riolen en waterleidingen, maar de doorsnee van een meter is wel fors, alhoewel er op Aruba nog grotere mogelijkheden zijn voor bijvoorbeeld Palm Beach – om alle hotels van koeling te kunnen voorzien – waar een diameter van twee meter nodig zal zijn.” Overigens zijn de buizen vrijwel onverslijtbaar, gezien het feit dat degene die in de jaren tachtig in Hawaï zijn gelegd nog geheel gaaf zijn. Ook het huidige project moet minstens twintig à dertig jaar lopen. In tegenstelling overigens tot zonnepanelen of windmolens is de koudwaterenergie niet ‘zichtbaar’ in het landschap.
Diepzeewatergezichtsmaskers
In Hawaï, Japan, Taiwan en Korea zijn dergelijke stations reeds in gebruik. Blokker: ‘’Ze bieden een prachtig voorbeeld van toepassingen die ook Curaçao kunnen verrijken. Naast een duurzame manier van koeling hebben we namelijk ook te maken met bijzonder zuiver water.” Het is het principe van de thermohaline circulatie: het opgewarmde zeewater uit de tropen (Indische Oceaan, Pacific, Caribische zee) gaat in de warme golfstroom naar de polen; in geval van de Antillen via Europa naar de Noordpool. Hier koelt het af en aangezien koud water een hogere dichtheid heeft dan ijs (dat drijft), zinkt het naar de bodem van de oceaan en glijdt van daaruit als onderstroom terug naar de tropen. Gaat het water in een dunne, smalle en daardoor snelle band richting de polen, de weg terug is de watermassa uiterst massief en legt deze weg in niet minder dan duizend jaar af. Water dat we van die diepte oppompen is zodoende nog niet met industrie en dus vervuiling in aanraking gekomen. Terwijl hij de producten op tafel zet, vertelt Blokker: “In Hawaï wordt dit uiterst zuivere water – voor hen uit Groenland afkomstig – ontzout en gebotteld onder namen als Pure Diamond en Kona Deep. Maar het restproduct, het onttrokken zout op zijn beurt bevat een enorme hoeveelheid rijke voedingsstoffen, vanwege het uit hogere oceaanlagen gedaalde organisch materiaal. Van deze restproducten maken ze in Taiwan gezichtsmaskers en lotions: Deep sea water moisture essence.” Het lijkt wellicht toekomstmuziek voor Curaçao, maar de realiteit ervan is heel dichtbij.
Agri- en aquacultuur
Oftewel, is het opgepompte water eenmaal gebruikt voor koeling, blijft er tal aan toepassingen over om met het water te doen. Op de kaart is een gebied van twintig hectare uitgestippeld voor het Ecopark, waar verschillende mogelijkheden zijn ingetekend. Diego Acevedo (MSc Sustainble Energy Technologies) van Bluerise legt uit: “In kassen kunnen we planten, groenten en fruit verbouwen die niet op het eiland groeien. Kan het eiland ze zelf leveren, betekent dat uiteraard een enorme kostenbesparing ten opzichte van de import van deze producten: gewassen kunnen tot veertig procent goedkoper worden geproduceerd. Daarnaast zijn er mogelijkheden om in deze gecontroleerde gekoelde omgeving – met ook nog eens brandschoon water zonder zware metalen, bacteriën of virussen – hoogwaardige vis te kweken, die normaal niet voorkomt in de tropische omgeving, en niet te vergeten algengroei, biobrandstoffen en farmaceutische producten.” Al genoemd zijn de cosmetische producten en mogelijkheden van het pure zuivere water. De bedrijvigheid is tenslotte aanjager voor de locale arbeidsmarkt. De bouw van de installatie en het aanleggen van de buis zijn voor lokale aannemers werkgenererend, maar belangrijker nog, duurzame arbeidsplaatsen zijn te vinden in onderhoud van het station – waarbij te denken valt aan geschoolde monteurs van olieplatforms, de Isla – maar ook in de lokale bedrijfsactiviteiten die ermee gepaard gaan.
De grond van het Ecopark is eigendom van Curaçao Airport Holding, die kavels verhuurt aan lokale partijen die bedrijfsactiviteiten willen ontwikkelen en daarmee toegang krijgen tot het koude water. Ook Bluerise is proactief in het benaderen van partijen in agri- en aquacultuur.
Blokker: “In dit geheel is het tevens een enorme kans, zo niet noodzaak om te praten met de UNA. Het lijkt ons van groot belang dat de UNA minstens één leerstoel besteedt aan Ocean Energy Applications; het is technisch dusdanig interessant, dat je buitenlandse talenten naar Curaçao kunt halen voor research of om hun master te behalen. Maar ook het feit dat flink wat Antilliaanse studenten in Delft zo graag terug naar huis willen, betekent voor het eiland een unieke mogelijkheid om eigen kapitaal aan kennis terug te halen.
OTEC rendabel
Naast koelen is opwekken van elektriciteit één van de belangrijkste toepassingen. Aangezien de wereld voor zeventig procent uit water bestaat, is de oceaan onze grootste zonnecollector. Deze vorm van energieopwekking maakt gebruik van het temperatuurverschil tussen het warme oppervlaktewater en het koude dieptewater. Acevedo: “Netto wordt de oceaan hiervan niet veel warmer of kouder, hooguit wordt op een bepaalde laag warmte of kou toegevoegd. Dat kan een reden zijn voor een onderzoeksprogramma om bedreigde koralen weer te laten groeien en restocking programs om visstanden aan te zuiveren, wat in Japan al wordt gedaan.” Het werken met OTEC is niet nieuw. Wat wel nieuw is, is dat Bluerise de gemeenschap erbij betrekt, het verschil met een bedrijf als Lockheed. Blokker: “Onze vraag was hoe je OTEC rendabel kunt maken zonder enorme risico’s te lopen. De meeste OTEC-partijen hebben plannen voor gigantische installaties voor honderden miljoenen dollars voor de klant zonder zelf risico te lopen. Dat is een reden dat het tot nu toe niet echt van de grond is gekomen.”
De kennis van koude onderstromen (met een temperatuur tot nabij het vriespunt onder duizend meter) en warme stromen met hooguit wat menging door de golven was al bij Jules Verne bekend getuige de feiten uit zijn boek Twintig duizend mijl onder de zee(1860). Eind 19e eeuw becijferde de Franse professor Jacques Arsène d’Arsonval de gegevens en was daarmee de bedenker van OTEC. Rond 1930 bouwde de Fransman Georges Claude – tevens uitvinder van neonlicht – op Cuba een heuse installatie, die ten onder ging door een zware storm. Volgens hetzelfde principe bouwde hij op een schip een installatie voor het produceren van ijs, gezien de behoefte voor het koelen van voeding. Uit angst dat anderen er met zijn idee vandoor gingen, blies hij uiteindelijk de boot op. Het duurde tot na de oliecrisis dat Nixon het Independance-project afriep, waarbij de VS binnen tien jaar onafhankelijk moest zijn van olie. Er waren grootse plannen voor een project langs de gehele kust van Florida, maar gebrek aan ervaring deed deze plannen in het water vallen.
Toekomst voor Curaçao
We zijn vele jaren verder, inmiddels staat er in Delft een prototype van het station, waar momenteel de hand wordt gelegd aan de laatste testen en proeven en waar desgewenst professoren worden betrokken bij de uitwerking van de finesses. Het proefstation is opgesteld in een immense hal van de TU Delft, waar genieën bouwen aan diverse noviteiten en uitvindingen.
Van alle uitvindingen wordt deze in elk geval realiteit. Curaçao als voorbeeld voor de Cariben, voor de wereld? We krijgen te maken met enorme besparingen en fantastische uitdagingen: dat alles te danken aan de peilloze dieptes van de schone oceaan die ons eiland omringt.
RSS
Facebook
Twitter
