Energie uit de Japanse zee

Origineel gepubliceerd op de site van Agentschap NL.

De ontwikkeling van energie uit golven, getij en temperatuurverschillen in zeewater krijgt een boost. Na Fukushima is Japan naarstig op zoek naar nieuwe energiebronnen. De zee krijgt daarbij steeds meer aandacht. In mei 2012 kondigde de overheid een beleid voor de promotie van ocean renewable energy aan. In een ontmoeting met een speciale overheidscommissie voor maritiem beleid, vertelde Premier Yoshikiko Noda dat de beslissing om maritieme energiebronnen te promoten een belangrijke stap kan zijn naar een “nieuwe energie samenleving”. Het actieplan bestaat uit het opzetten van een demonstratie- en testfaciliteit op open zee. Het streeft nieuwe manieren van samenwerking met lokale overheden en actoren na, zoals spelers binnen de maritieme energie, lokale visserij en de toeristenbranche. Voor 2012 staat een haalbaarheidsstudie gepland en zullen er geschikte locaties voor de testfaciliteit worden onderzocht. Vanaf 2013 moet de bouw van de faciliteit beginnen en moet de promotie verder vorm krijgen.

De aandacht voor energie uit zee is niet nieuw. In 2008 had de Japanse overheid al een Basic Plan on Ocean Policy geformuleerd. Daarin komt onder meer de ontwikkeling van mariene bronnen, waaronder energie uit golven, getij en temperatuurverschillen in zeewater aan bod. Ondanks de hoge potentie van de zeegebieden rond Japan, bestond er nog geen goed systeem om deze potentie te benutten.

De beperkte aandacht tot nu toe is deels verklaarbaar vanuit uitdagende maritieme en meteorologische omstandigheden. Er zijn grote technologische en financiële investeringen nodig om veilig en efficiënt energie uit zee te winnen. De diepe zee rond Japan maakt het niet eenvoudig om de gewonnen energie naar land te vervoeren. Kosten, veiligheid, milieu en kustbeheer zijn belangrijke thema’s die nadere aandacht vragen. Om de kosten onder controle te krijgen is verder onderzoek nodig naar geschikte kabels voor de verankering van objecten in de diepzee en efficiënte onderhoudsstrategieën. De demonstratie- en testfaciliteit die de commissie nu voorstelt moet inzicht geven in de potentie en uitdagingen van ‘maritieme energie’, en moet (private) spelers interesseren om te investeren in de verdere ontwikkelingen en commercialisering. De commissie pleit ook voor het opzetten van subsidieregelingen die de technologische ontwikkelingen ondersteunen (*1). Japan heeft bij het opzetten van de plannen gekeken naar Europese voorbeelden, waaronder EMEC.

Feed-in tarief

Het nieuwe feed-in tariefsysteem dat op 1 juli ingaat, zal naar verwachting de investeringen in de ontwikkeling van energie uit zee een belangrijke duw in de rug geven (*2). De elektriciteitsbedrijven zijn vanaf nu verplicht een bepaald aandeel hernieuwbare energie af te nemen voor een vaste prijs. Analisten van Bloomberg verwachten voor de komende periode een verdubbeling in de totale investeringen in hernieuwbare energie ten opzichte van de tachtig miljard euro die in 2011 wereldwijd werd geïnvesteerd(*3). Deze investeringen zullen niet alleen gaan naar energie uit zon en wind, maar ook in toenemende mate naar energie uit zee.

Energie uit de zee

De Ocean Energy Association (*4) verenigt verschillende mogelijkheden voor energiewinning uit zee. Professor Yasuyuki Ikegami van Saga University (*5) is eerste aanspreekpunt van deze organisatie, die zich richt op offshore wind, energie uit golven, getij, Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), mariene biomassa en mariene grondstoffen. Over verschillende deelgebieden zijn interessante ontwikkelingen te melden.

Energie uit golven

Nova Energy uit de prefectuur Hyogo in centraal Japan heeft een turbine ontwikkeld die energie uit golven omzet in elektriciteit. In samenwerking met onderzoekers van de Korea Maritime University ontwikkelde het bedrijf de turbines in de vorm van tonijn, die ondanks hun verankering aan kabels een grote bewegingsvrijheid hebben. De turbines kunnen meebewegen met de grilligheden en de richting van de waterstroom. De rotorbladen ondervinden daardoor minder belasting van het water, zodat ze minder snel beschadigen. Ook hebben de tonijnturbines geen last van visnetten of stukken afval die vast komen te zitten in de turbines. Dat is namelijk bij bestaande modellen die zijn ontwikkeld in Engeland en Korea wel een probleem. De nieuwe turbines, in uitvoeringen van zeven of veertien meter lang, hangen in serie aan kabels die tegelijk functioneren als stroomkabels voor het vervoer van de geleverde stroom. Door hun ontwerp en opstelling zijn de turbines speciaal geschikt voor wateren met een instabiele stroomrichting, zoals die tussen de eilanden van Japan voorkomen. De eerste testen worden momenteel uitgevoerd in de Seto binnenzee, met subsidie van het Japanse ministerie van economie (METI).

OTEC

OTEC maakt gebruik van temperatuurverschillen tussen het warme oppervlaktewater en het koude water dieper in zee (*6). Op Kumejima, een eiland dat hoort bij Okinawa in het zuiden van Japan, is dit jaar de bouw van een OTEC–project gestart. De aanbesteding van apparatuur voor het project werd in de eerste helft van 2012 afgerond. De bedoeling is dat het project vanaf 2013 energie gaat opleveren. Het is ’s werelds eerste OTEC-testproject in open zee met commercialisering als doelstelling. De te bouwen testfaciliteit heeft een capaciteit van 100 kW en kan naar verwachting 10.000 mWh elektriciteit opwekken. Dat is genoeg voor tien procent van het totale gebruik van het eiland.

Saga University is één van de leidende academische instellingen voor OTEC-onderzoek. Assistant Professor Yasuyuki Ikegami heeft een aantal testprojecten en is nauw betrokken bij het OTEC-project in Okinawa.

Getijdenenergie

Kawasaki Heavy Industries (KHI) maakte recentelijk bekend zich te gaan richten getijdenenergie (*7). Het bedrijf heeft er vertrouwen in dat het snel met een hoogwaardig en efficiënt systeem kan komen dat concurrerend is op de internationale markt. MHI baseert zich daarbij op de grote hoeveelheid aanwezige kennis en ervaring met mariene technologie. Bij die ervaring gaat het om zeewaardige schepen en constructies, gasturbines en andere vormen van energie-opwekking. NEDO heeft KHI aangewezen als eerste aannemer voor een demonstratieproject voor getijdenenergie bij Okinawa.

Kleinschalige opwekking

Het plan om energie uit zee verder te promoten speelt in op andere trends in Japan die de energiehuishouding moeten diversifiëren. Een voorbeeld hiervan is het besluit eerder dit jaar door het ministerie van economie (METI) om regelgeving voor kleinschalige energieopwekking te versoepelen. Het gaat hierbij om projecten tot 300 kW (*8). Deze versoepeling is in eerste instantie gericht op meer (her-)gebruik van industriële restwarmte en geothermische warmte. Het betekent daarnaast wind in de rug voor de energie uit zee, aldus professor Ikegami.

Daarvan getuigt de recente ontwikkeling door Kobe Steel van een klein maar efficiënt ‘microbinary’ systeem. Het systeem met een capaciteit van 70 kilowatt produceert elektriciteit uit water van tussen 70 en 95 graden. Het is geschikt is voor meerdere bronnen, waaronder aardwarmte, industriële restwarmte en biomassa. De ontwikkeling van dergelijke systemen voor energieopwekking uit water met lage temperatuur is noodzakelijk voor de verdere commercialisering van OTEC.

Speciale overheidscommissie voor maritiem beleid

De speciale overheidscommissie voor maritiem beleid staat onder leiding van het Cabinet Office en bestaat uit 17 leden van betrokken ministeries. Daarnaast is een aantal specialisten aangesloten bij de commissie, waaronder:

- Professor Chuichi Arakawa, University of Tokyo, specialist offshore wind, marine energy

- Professor Takao Kashiwagi, Tokyo Institute of Technology, specialist advanced energy systems

- Professor Takeshi Kinoshita, University of Tokyo, specialist Marine Hydrodynamics (*10)

- Mr. Yoshihisa Shirayama, executive director JAMSTEC, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (*11)

- Mr. Shigeo Takahashi, president PARI, The Port and Airport Research Institute (*12)

- Mr. Yoshiaki Tojo, Policy Planning Department NEDO, New Energy and Industrial Technology Development Organization (*13)

- Katsuji Hiroyoshi, Hokkaido University, specialist marine bioresources

Bronnen

1. The Governmental Policy for the promotion of development of ocean renewable energy (mei 2012), presentatie

2. Zie eerder IA artikel Energiediscussie na Fukushima (mei 2012)

3. Nieuwsbericht Bloomberg ‘Japan clean energy funding to double as incentives start’ (29 juni 2012)

4. Ocean Energy Association: www.oeaj.org