Rijkert Knoppers,
In: Technisch Weekblad nr. 4, 27 januari 2017
Gasturbines in het duurzame energiesysteem, zo luidde de titel van de intreerede, die prof. dr. ir. Sikke Klein, verbonden aan de leerstoel Gasturbines for Power Generation verleden week aan de TU Delft hield. Kunnen dergelijke elektriciteitscentrales ook in de toekomst een belangrijke rol spelen in onze elektriciteitsvoorziening? Bijvoorbeeld als decentraal systeem om flexibel in te springen als er zich grote stroomstoringen voordoen, zoals verleden week, waarbij 360.000 huishoudens in de regio Amsterdam zonder elektriciteit kwamen te zitten? ‘Of gasturbines de gevolgen van een dergelijke stroomstoring kunnen beperken, kan ik moeilijk zeggen, omdat er nog niets bekend is over de oorzaak van het defect,’ vertelt Klein. Volgens Klein hebben gasturbine-gebaseerde elektriciteitscentrales de laatste jaren een steeds belangrijkere rol gekregen, waarbij ze niet zozeer basislast leveren maar eerder een flexibele positie vervullen doordat ze snel kunnen regelen, een lage CO2 emissie hebben en ook relatief makkelijk in en uit te schakelen zijn. Eén van de projecten waar Klein zich als deeltijdhoogleraar gaat toeleggen is hoe het rendement van gasturbines bij deellast te verbeteren is zodat ze nog beter fluctuaties in de opwekking van duurzame energie door wind- en zonne-energie op kunnen vangen. Ook de consequenties voor het onderhoud van de gasturbines bij deellast is onderwerp van zijn studie.
Maar heeft het wel zin om aan gasturbines een belangrijke rol in onze toekomstige energievoorziening toe te dichten, gezien het gegeven dat de discussie over het gebruik van aardgas in ons land op volle toeren draait? ‘Het huidige debat gaat over het gebruik van het aardgas uit Groningen, wereldwijd is er volop aardgas beschikbaar via LNG en vanuit landen als Noorwegen en bijvoorbeeld Rusland,’ aldus Klein. ‘Daarbij komt dat gascentrales met een hoge efficiency werken! De centrales hadden 30 jaar geleden nog een rendement van ongeveer 40 procent, inmiddels werken de stoom- en gascentrales (STEG) met een rendement van ruim 60 procent. De verwachting is bovendien dat rond het jaar 2020 het rendement als gevolg van een beter materiaalgebruik, hogere inlaattemperaturen en betere koeltechnieken verder zal stijgen tot zeker 65 procent. Het zijn hele kleine stapjes die helpen. Ook de integratie met de stoomcyclus is hierbij van belang.’
Een van de andere onderwerpen waar Klein onderzoek naar gaat doen is het gebruik van waterstof als brandstof voor gasturbines. Geen eenvoudig onderwerp, want de hoge verbrandingstemperatuur van waterstof kan tot meer NOx-emissie leiden. Daarnaast is waterstof erg reactief, waardoor vlamterugslag kan ontstaan, waarbij de vlam in de brander gaat zitten. ‘Maar het gebruik van waterstof als brandstof in gascentrales heeft grote voordelen, zeker in combinatie met andere duurzame energiebronnen,’ verduidelijkt Klein. ‘Stel dat er nu windmolenpark staat, die meer elektriciteit produceert dan via het elektriciteitsnet is af te leveren. Een optie is dan dat je met dat overschot aan stroom via elektrolyse uit water waterstof produceert, om dat vervolgens op te slaan. Wanneer je later behoefte aan elektriciteit hebt, zou je een brandstofcel kunnen gebruik om met het waterstof stroom op te wekken. Maar in het geval van een brandstofcel praat je over een relatief kleinschalige toepassing. Wil je flink wat elektriciteit opwekken met een hoog rendement, dan kan je beter de waterstof in een STEG centrale met een gasturbine verstoken! Maar dan moet je wel de gasturbine geschikt hebben gemaakt voor gebruik van waterstof!’