STUW logo


Inleiding


Sterkte zwakte analyse
In deze paragraaf zijn de sterktes en zwaktes van getijde dammen geanalyseerd. De voordelen zijn helder: grote hoeveelheden duurzame stroom als basislast voor een prijs die kan concurreren op de APX- ENDEX markt. Met deze dammen worden tientallen miljarden bespaard op de congestiekosten t.o.v. zonneweides en windparken. De nadelen kunnen worden geneutraliseerd en in de meeste gevallen omgezet in kansen.

Opbrengstbepaling dammen complex.
U treft op deze site voorbeelden van diverse damconfiguraties. De prestatie van dammen is een functie van: getijde snelheid, waterdiepte, damlengte + lengte van vleugels en rendementen van turbines.

Een dam met identieke afmetingen kan in een gebied met grote stroomsnelheid gemakkelijk 2 x zoveel stroom opwekken als dezelfde dam in een gebied met lage stroomsnelheid.

Locatie van dammen
Het lijkt logisch om de dammen te plaatsen in de gebieden die nu reeds bestemd zijn voor windparken. Scheepvaart is in dat gebied reeds beperkt. Synergievoordelen zijn te vinden in de aansluitkosten voor wind op zee;- minder kabels over de zeebodem. Maar ook voor het onderhoud van windturbines en mogelijk ook een gebruik van de dammen voor de fundaties van grote windmolens.Ten opzichte van dammen in op zee hebben dammen een de kust aan eenzijde minder lekverliezen en daardoor een hogere opbrengst.

Dammen bevorderen biodiversiteit
De afdeling mariene biologie van de Wur verwacht dat de vispopulatie dammen zullen verwelkomen. Op de harde wandstructuur van de dam zullen kraamkamers ontstaan, omdat deze uitgevoerd wordt met walvisstaarten, met spelonk-structuren. De walvisstaarten bieden meer schuiloppervlak dan de som van alle scheepswrakken in de Noordzee.kelpwoud-slide-3
Het foerageren wordt verder bevorderd door her en der rotsen voor de wanden te deponeren. De vispopulatie zal groeien en de de biodiversiteit gaat toenemen. Nieuwe vormen van seafarming, oester-, mossel- en krabbenteelt worden mogelijk.
Windmolenpraken zijn een enclave waar vissen kunnen ontwikkelen zonder gevangen te worden. In combinatie met dammen mag verwacht worden dat een biodiverse populatie herstelt. Daardoor zullen de gebieden waar wel gevist mag worden binnen enkele jaren meer vis bevatten. We moeten de natuur meer wildernis teruggeven, waardoor de wereld ook voor mensen leefbaar blijft met voldoende voedsel.


French Triangle


Stacks Image 353

We stellen vast in analyses op deze website in welke mate energiedammen een positie kunnen verwerven in de elektriciteitsmarkt. Daarvoor is het natuurlijk van belang te weten hoe andere renewables het op de markt doen. De French Triangle wordt in de marketing gehanteerd om vast te stellen hoe de eigen producten door klanten worden gewaardeerd ten opzichte van de concurrenten.

In de energietransitie luidt de mantra en .. en

Alle vormen van duurzame energie zijn welkom. Wel zal de prijsopbouw transparant moeten zijn. Dat is nu niet het geval. De gemiddelde burger raakt compleet de weg kwijt.

De huidige energiemarkt voor elektriciteit wordt gedomineerd door het aanbod van stroom opgewekt met fossiele energie. De prijs van renewables kan in de meeste gevallen niet concurreren met die prijs. Daarom werd in de vroege marktintroductie de zogenoemde onrendabele top gesubsidieerd.
De nieuwe wind op zee projecten beloven nu wel met de marktprijzen mee te kunnen komen. Echter de door wind en zon veroorzaakte aansluitkosten, congestiekosten en kosten voor netstabilisatie zijn niet in die prijs verwerkt. Die worden separaat door de consument betaald via de vastrechtskosten van de netwerkbedrijven en via de belastingen ingeval de overheid deze kosten betaalt. De concurrentie tussen producenten vindt echter plaatst op de energiemarkt. Kosten die dus niet in de LCOE zitten van bijvoorbeeld wind maken wind kunstmatig goedkoper. Hierdoor ontstaat er voor energie uit water projecten een ongelijk speelveld,

In deze SWOT analyse tonen wij aan dat indien alle maatschappelijk kosten worden meegenomen energiedammen qua maatschappelijke kosten best beste scoren in de bestudeerde situaties.


SWOT analyse


Stacks Image 13

Stacks Image 114
1. Dynamic Tidal Power (DTP) is de goedkoopste duurzame optie voor het produceren van een baseload. Daarmee worden vele miljarden uitgespaard omdat voor DTP geen maatregelen vereist zijn voor het oplossen van congestie in het grid. Dit is bij elektriciteit uit zon en wind wel het geval. Ook het aansluiten van dammen is veel goedkoper dan de aansluitkosten van windparken op zee. Er zijn geen honderden aansluitingen naar afzonderlijke windmolens. De verzamel hub hoeft niet in zee gebouwd te worden, maar kan op de dam worden geplaatst. Daar bij bedraagt het af te voeren vermogen 35% van dat van wind op zee. Omdat de dammen uitgevoerd zijn met opslagsystemen.

2. De kosten voor opslag om een baseload te maken met Li-ion batterijen bedragen 5% - 10% van de investering van DTP dammen;- Bij zon is dat 52 keer de investering in de zonneweide en bij windenergie is dat 35 keer de investering in de molen.

3. DTP dammen kunnen tot wel 60% van de baseload (70 miljard kWh) voor Nederland verzorgen. Fossiele steenkool centrales, met 31 miljard kWh jaarproductie, kunnen dan afgeschakeld worden.

4. DTP dammen veroorzaken geen extra kosten voor het netwerk (Grid), omdat deze een baseload leveren en er geen congestiekosten aan verbonden zijn. Om in te spelen op het grillige aanbod elektriciteit uit zon- en wind begroot Tennet 40 miljard aan infrastructuur.

5. DTP dammen leveren een baseload. Snel schakelende gascentrales zijn niet nodig om de pieken en dalen in vraag en aanbod op te vangen, zoals bij zonneweides en windparken. De vereiste snelle bijstook uit deze gascentrales verhoogt de kWh-prijs. DTP dammen introduceren dat probleem niet.

6. DTP dammen beschadigen geen vogels en worden uitgevoerd met vis-vriendelijke turbines.

7. Bij duurzame energie met productiegaten moeten netbeheerders als TenneT de opslag faciliteren. Bijvoorbeeld door de aanleg van een 700 MW kabel naar Noorwegen. Elke kWh die de reis maakt naar Noorwegen raakt energie kwijt en moet geld betalen voor het transport, het oppompen in valmeren en het gebruik van de Noorse turbines. De oorspronkelijke prijs van 4,5 cent per kWh wordt verhoogd naar 22,7 cent per kWh; zie details berekening

8. De kosten zijn groot voor de aansluiting op het grid van wind op zee. Windparken met een vergelijkbaar vermogen met energiedammen hebben kabellengtes nodig van tienduizenden kilometers. Per windmolen 10 - 20 km. Dammen kennen die kosten niet. Kosten kabels in zee voor windparken.

9. Dammen in zee zijn golfbrekers voor de zeegang bij stormen en beschermen de dijken.

10. De financiering voor projecten met DTP dammen worden berekend met een rente percentage van 4,5%. Gezien de levensduur van mogelijk meer dan 80 jaar, kunnen de dammen gefinancierd worden voor een periode van 60 jaar. Pensioenfondsen hebben aangegeven dat deze voorwaarden aantrekkelijk zijn voor de fondsen en dat daarmee voldoende dekking ontstaat om de pensioenen stabiel te houden.

11. De opbrengt van energie uit water is voornamelijk een functie van de watersnelheid. In Nederland zijn energiedammen tot dusver de enige technologie waarmee zonder subsidie stroom opgewekt kan worden die kan concurreren op de energiemarkt. Vergelijking opbrengsten elektriciteit uit water.

12. Dammen besparen miljarden kosten t.o.v. wind en zon, omdat DTP dammen lagere aansluitkosten hebben dan wind op zee en geen opslagkosten hebben waar TennetT voor opdraait en vrijwel geen congestiekosten veroorzaken in het grid.

13. Wereldwijd wordt 21.000 TWh elektriciteit verbruikt. In de wereld kan voor 1.500 - 2.000 GW aan DTP dammen worden geïnstalleerd. Dat vertegenwoordigt 23 tot 30% van de totale vraag naar elektriciteit.

Stacks Image 122
1. Dynamic Tidal Power (DTP) is nog niet toegepast in de wereld. Wel Tidal power. In geval van Tidal power worden enkele turbines, dan wel array’s van turbines in de stroming van de zee geplaatst.

Tidal versus DTP

Tidal versus DTP\
In dammen wordt het water door 10% openingen geperst
en gaat veel sneller stromen.

Per turbine wordt dan niet meer ingevangen dan het doorstroomde oppervlak van de turbine. Met DTP wordt de totale stroming naar een strekdam in zee ingevangen. De turbines in de dam vangen daardoor vele malen meer energie uit het getij.

2. Dammen in zee zijn grote, zeer kostbare constructies. Een te kleine dam als proef is geen optie, omdat de lekverliezen aan de uiteinden te groot zijn. Het moet dus in een keer groot en goed. Bij wind op zee kan dat met stapjes - per windturbine - waarbij in dat proces geprofiteerd kan worden van technologische vooruitgang. (*)

Wel is er ervaring met het bouwen van dammen in zee zonder turbines.

3. DTP dammen beïnvloeden het belang van andere stakeholders op zee. Zoals de scheepvaart, de visserij, zandwinning en defensie.

(*) Een realistische pilot voor DTP zou mogelijk zijn tussen de zeegaten van de Wadden eilanden. Met deze pilot kan continue stroom worden geleverd van ruim 60 miljoen kWh, Voldoende om alle woningen op alle eilanden van duurzame stroom te voorzien. Hiervoor lopen besprekingen met de betreffende stakeholders in het gebied en ook het Waddenfonds.

Stacks Image 129
1. Door de wand van de dammen uit te voeren met een spelonken-structuur ontstaan kraamkamers en schuilplaatsen voor vissen die op de zeebodem van de Noordzee niet aanwezig zijn. Prof. Tinka Murk van de afdeling Mariene Biologie van de Universiteit Wageningen verwacht hierdoor een spectaculaire verbetering van het zeeleven en is voornemens hieraan een fors onderzoek te wijden.

2.
De walvisstaarten aan het einde van de dammen fungeren als binnen zeeën waar nieuwe vormen van sea farming ontwikkeld kunnen worden. Ook hiernaar wordt door de afdeling Mariene Biologie van de Universiteit Wageningen onderzoek naar verricht.

3. Dammen in zee kunnen fungeren als buitengaatse havens voor het bunkeren van schepen.

4. Bij het onderhoud van windmolens op zee zijn de kosten van aan- en afvoer van mensen en materialen hoog. De dammen bevatten veel ruimte voor opslag van materialen en safe rooms voor bemanning, waarmee sneller en goedkoper onderhoud kan worden uitgevoerd.

5. Plastic soep, containers en visnetten kunnen ingevangen worden met dammen. Hetgeen de veiligheid op zee en de gezondheid voor de fauna verbetert. Diverse sensoren zijn daarvoor beschikbaar en kunnen in samenwerking met SRON/ ASTRON worden geconcipieerd.

6. De windindustrie heeft veel ervaring met het bouwen van turbines. Voor DTP zijn er synergie kansen voor de windindustrie.

7. De technologie, ervaring met het bouwen op zee en praktijkgegevens zijn waardevol als exportproduct voor de Nederlandse Industrie. De ondiepe sediment kusten in de Chinese zee zijn bijvoorbeeld uitermate geschikt voor DTP.

8. Grote dammen in zee vormen een extra bescherming voor de kust omdat deze als golfbrekers fungeren bij stormen.

9. Er bestaan plannen om voor Schiphol een uitbreiding op zee te realiseren. Dammen kunnen in dit plan worden geïntegreerd. Zie voorbeeld.

10. Het is denkbaar en logisch om dammen te bouwen op locaties waar windparken aan de kust zijn gepland. Dat biedt vele synergievoordelen.

11. Boven op de dammen worden tunnel-wegen aangelegd, waar met groot materieel gereden kan worden. Het ligt voor de hand om al het materieel dat op de dam wordt gebruikt ook duurzaam vervoer is. Hetzij elektrisch aangedreven, hetzij met waterstof. Er wordt immers ook waterstof op de dam geproduceerd.
Stacks Image 132
1. De enormiteit van DTP dammen roept ongetwijfeld weerstand op bij de stakeholders in de Noordzee, ook internationaal.

Na de fases van validatie van opbrengsten en kostenbegrotingen op basis van detailontwerpen is exact bekend wat de LCOE van dammen in de Noordzee kan zijn. We weten dan dat DTP dammen een beslissende rol kunnen spelen in de energietransitie: baseload voor substantieel veel stroom tegen marktconforme prijzen. Én dat dammen in zee ecologisch veel voordelen kunnen bieden en aantrekkelijke nieuwe business kunnen aantrekken met synergiekansen voor diverse partijen. Gewapend met deze know-how wordt het overleg met de stakeholders en de overheid gevoerd met als doel dat tenders worden uitgeschreven in de Noordzee.

2. Voor succesvolle DTP dammen moet - afhankelijk van de uitvoering en lengte - gedacht worden aan investeringen van 15 tot 32 miljard per dam.

Er zijn vrijwel geen private partijen die zich dergelijke investeringen kunnen permitteren. Er zal dus sprake moeten zijn van een consortium, waardoor de start van de bouw en exploitatie complex kunnen worden. Hierdoor kan de implementatie vertraging oplopen.

3. Financiering: Pensioenfondsen zoeken naarstig naar beleggingen waar rendementen van 4% of meer gemaakt kunnen worden. Boven dit percentage is de dekkingsgraad voldoende om de uitkeringen stabiel te houden voor de pensioengerechtigden.

Voor de DTP dammen gaan wij uit van een rente van 4,5% voor een looptijd van 60 jaar. Tegen deze condities willen pensioenmaatschappijen beleggen mits er ook een zekere staatsgarantie verstrekt kan worden.

De periode die ligt tussen de ingebruikname en de start van een bouwprogramma na een tender procedure bedraagt 8 - 10 jaar. Daar is een overbruggingsfinanciering voor nodig.

4. Grote installaties zoals kerncentrales, elektriciteit knooppunten, olieopslag depots in het Botlek gebied, bruggen, tunnels, dijken e.d. zijn kwetsbaar voor aanslagen. Dat geldt ook voor DTP dammen. Adequate bescherming is mogelijk. De kosten daarvan vragen nader onderzoek.

5. Ook voor dammen in zee geldt de EU-richtlijn t.a.v. het bouwen. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/NL/TXT/PDF/?uri=CELEX%3A32016L2284&from=EN

6. Dammen hebben invloed op het stromingspatroon van de Noordzee. In de conceptfase van locatie bepaling zal d.m.v. speciale software programma’s bepaald moeten worden welke locaties aanvaardbare effecten hebben.

7. Door de versnelling van de stroming aan de eindpunten van de dam ontstaat extra zandverplaatsing. (morfologie). Ook de mate waarin dat optreedt zal d.m.v. speciale software programma’s bepaald moeten worden om de effecten te kunnen wegen en eventuele reparaties uit te voeren. In het onderhoudsregime van dammen is een bedrag gereserveerd voor deze reparatiekosten.
6. Omvaarkosten a.g.v. dammen aan de kust.
Het aantal scheepsbewegingen per jaar ter hoogte van IJmuiden bedraagt circa 100.000 up- en downstream opgeteld.
Per uur varieerden de bunker + charterkosten van € 1.200 tot € 9.000. (afhankelijk van grote schip en marktomstandigheden). Het omvaren maakt de reis 2 uur langer.
De extra kosten op jaarbasis voor de scheepvaart bedragen voor de getoonde optie rechts gemiddeld 1 miljard Euro per jaar.
Stacks Image 346

Dammen tegen de kust moeten buiten de scheepvaartroutes liggen.


Kansen voor de industrie

Stacks Image 173

Maatschappelijke kosten zon, wind en energiedammen


Zon en wind veroorzaken maatschappelijke kosten en krijgen daarvoor subsidies


We hebben geconcludeerd dat zon en wind systemen in de transitie de netwerkkosten flink verhogen. Bedrijven die piekstroom afnemen moeten daarvoor extra betalen, omdat daardoor immers capaciteit voor gereserveerd moet worden.

Echter wind en zon installaties die piekstromen leveren en congestiekosten veroorzaken hoeven daar niet voor te betalen. Nog onlogischer is dat de exploitanten van deze installaties subsidies ontvangen. Zij ontvangen dus geld om het electriciteitsnet zwaar te belasten en congestieproblemen te veroorzaken, terwijl de techniek geen oplossing biedt om fossiele centrales af te schakelen waarvoor die techniek juist bedoeld zou zijn.

Kosten vergelijking baseloadvoorziening DTP dammen versus zonneweides en windparken met accu's als opslag medium

Kosten Li-ion = € 100/kWhEenheidZONWINDDTP
Jaarproductie per KW opgested vermogenkWh/jaar95038003100
Vereiste opslag% van jaarprod.62%38%50%
Vereiste accucapacitet% van jaarprod.33%14%0,0342%
Accu capaciteitkWh313,55321,06
(*) Kosten accu (€ 100/kWh)€/KW vermogen € 31.350 € 53.200 € 106
Levensduur accuin jaren151512,5
Jaarkosten opslag4,5% rente€ 2.919,12€ 4.953,65€ 11,29
Productieverlies opslag10% per cyclus in kWh59 144 155
Beschikbare productiekWh per jaar891 3.656 2.945
Kosten per kWh€/kWh€ 3,276€ 1,355€ 0,004
JIDS criterium excl belastingen€ per 3600 kWh € 11.793 € 4.878 € 14

De opslagkosten zijn betrokken op de totale productie.
Het JIDS criterium betreft de kosten voor Jan in de Straat op jaarbasis. Per huishouden is het verbruik 3.600 kWh op jaarbasis.
De opslagkosten worden reeds fiscaal in de ODE (opslag duurzame energie gereserveerd),
waarmee de netwerkbedrijven in staat worden gesteld om opslagkosten te bekostigen.

De ODE toeslag van circa 1 cent per kWH levert nu circa € 1,2 miljard op. Beleid is erop gericht dat bedrag te verhogen naar 3 cent op termijn.
Daarmee komt jaarlijks een budget vrij van € 3,6 miljard .

(*) Wij gaan uit van Li-ion batterijen. Li-Ion is betaalbaar voor DTP en onbetaalbaar voor wind en zon. Opslag met batterijen wordt de voorkeursroute voor DTP.

Voor windturbines zijn opslagkosten met valmeren via Noorwegen of met waterstof een stuk lager maar nog steeds hoog.
Opslag Via Noorwegen
Flowchart opslag wind op zee

Conclusie:

We mogen vaststellen dat DTP dammen als duurzame stroomproducent (zonder subsidie!!) de congestie kosten van de netwerkbedrijven voor een huishouden (JIDS) € 14 per jaar verhogen. Waarbij de leveringskosten min of meer gelijk zijn aan het heden. Voor Zon en Wind gaan deze kosten een factor 10 hoger worden.

Kostenopbouw renewables


Stacks Image 363
Toelichting:

Op de energiebeurs wordt in feite gehandeld met de LOCE die productenten berekenen voor hun producten + een winstopslag. Omdat diverse kosten samenhangend met zon en wind via andere kanalen wordt betaald kunnen deze goed concurreren op de markt.
Stacks Image 365
Toelichting bij follow the money graphic.

Uiteindelijk betalen consumenten alles. Via de belastingen bepaalt het gekozen parlement waar die belastinggelden aan worden besteed. Via de energieleveranciers worden de belastingen voor energie, de BTW, de netwerkkosten en de leveringsprijs van de producenten geïnd en verrekend met de overheid, producenten en netwerkbedrijven.
Omdat de producenten van wind een aantal kosten niet betalen en SDE subsidie ontvangen kunnen deze concurreren op de energiemarkt: de Apx Endex beurs. Ten opzichte van energiedammen (DTP) ontstaat er daarom een ongelijk speelveld.

  • Renewables die de stroom niet kunnen verkopen voor de marktprijs krijgen ondersteuning in de vorm van SDE+ (subsidie duurzame energie).
  • Daarnaast komen congestiekosten niet voor rekening van de producenten. Deze worden afgewenteld op de consumenten. On de vakliteratuur kunnen lezen dat de congestiekosten(uitbreiding van het net) a.g.v. zon en wind in ons land op € 40 miljard zijn begroot. Betrekken de dat op de verwachte productie van 85 TWh per jaar, dan zijn de daarmee samenhangende congestiekosten 2,9 cent .kWh. In de praktijk zullen deze kosten over de gehele toekomstige stroomproductie van 150 TWh in ons land worden gedeeld. De prijsverhoging voor consumenten wordt dan 1,6 cent per kWh. Deze kosten zijn nog niet in 2020 schema hierboven opgenomen. DTP dammen veroorzaken geen congestiekosten.
  • Van de aansluitingskosten aan het grid wordt op land een deels vergoed door de overheid en een deel door de producenten en de rest door de consumenten. De reguliere netwerkkosten bedragen in ons land 2,3 cent per kWh. De aansluitingskosten van wind op zee worden betaald door de overheid en doorberekend aan consumenten in de netwerkkosten door TenneT. De aansluitingskosten van dammen zijn een factor 100 goedkoper dan die van wind op zee. Aansluitkosten van een 21 GW dam aan de kust bedragen € 300 miljoen. Aansluitkosten windpark van 21 GW zijn ruim 31 miljard.
  • Zon en wind produceren in pieken en dalen. Zolang de vraag lager is dan de gesommeerde productie kunnen de dalen opgevangen worden met de bijschakeling van gascentrales. Dat leidt overige wel tot een prijsverhoging. Buiten de beurs om kopen de TSO’s als Tennet deze hoeveelheden in via het Merrit Order systeem. Deze kosten worden als netwerkkosten doorbelast aan consumenten.
  • Er is opslag nodig, indien de productie van zon wen wind boven de vraag uit gaat komen en dat zeker het geval worden, want het opgesteld vermogen bedraagt nu 18,9 GW in Nederland en de planning voorziet in het aanleggen van een gezamenlijk vermogen van wind en zon van 50 GW. De kosten van opslag zijn nu nog bescheiden maar deze gaan een substantieel deel uitmaken van de stroomprijs. Zie flowchart opslagkosten wind op zee. Dammen in zee hebben deze kosten niet.
Stacks Image 437
Toelichting bij tabel

  • De leveringsprijs is afhankelijk van het betreffende windpark bij wind op zee. Voor dammen is de prijs afhankelijk van de locatie.
  • De subsidie is tevens afhankelijk van de de marktpositie van wind. De onrendabele top wordt vergoed. De kosten zijn toegewezen aan windstroom; in de praktijk worden deze kosten door alle belastingbetalers betaald.
  • De aansluiting op het grid bevat de kosten van kabels naar de verzamelhub eb van de verzamelhub naar de kust.
  • De congestiekosten zijn gebaseerd op een investering van € 40 miljard, afgeschreven over 30 jaar tegen een rente van 4,5% en betrokken op de productie van zon en wind van 85 miljard kWh per jaar. (*)
  • De netstabiliteit moet verzorgd worden met snelle bijstook en met de opslag van piekstromen.

(*) Niet inbegrepen zijn de reguliere netwerkkosten in bovenstaande tabel.

Uit de tabel blijkt overduidelijk dat er voor energie uit water met eigen opslag, zoals dammen in zee, een ongelijk speelveld bestaat. Producenten moeten hun stroom op de beurs verkopen. Via belastingmaatregelen en het verleggen van de aansluitingskosten, congestiekosten en kosten voor netstabiliteit ontvangt wind op zee feitelijk per kWh een ondersteuning van 7,4 tot 29,8 cent per kWh.