Vandaag kijken we hoe groot de bijdrage van waterkrachtcentrales of hydro-elektrische centrales kan zijn. De verwarrende term waterkracht is waarschijnlijk te wijten aan een slordige vertaling van het Engelse homoniem power, dat zowel elektriciteit als kracht betekent.
Nederlands grootste waterkrachtcentrale bevindt zich in de Maas bij de Noordbrabantse plaats Lith, naast de Prinses Máxima sluizen. Het hoogteverschil is hier 3,7 meter en het totale vermogen is 14 megawatt, vergelijkbaar met zeven grote windturbines. Zoals deze centrale bij Lith staan er tientallen kleinere centrales in de Nederlandse rivieren. In 2009 was de bijdrage van waterkracht aan de Nederlandse energievoorziening volgens het CBS 98 GWh. In de eenheid waarin we in deze serie rekenen is dat 0,16 kWh/p·d. We hebben 185 kWh/p·d nodig.
Volgens het rapport Water als bron van duurzame energie van Deltares, een kennisinstituut op het gebied van water, hebben de Maas en de Rijn de grootste potentie voor waterkracht. De Rijn stroomt bij Lobith met 2.200 kubieke meter water per seconde ons land binnen op een hoogte van 10 meter boven NAP (Normaal Amsterdams Peil, ongeveer zeeniveau). Per Nederlander is dat 135 liter per seconde. Het potentiële vermogen van een rivier is ?·g·Q·H [W], waarin Q het debiet is en H het hoogteverschil. Uitgaande van 0,135 liter per seconde per Nederlander is het potentiële vermogen van de Rijn 13 Watt per persoon. Vermenigvuldigd met 24 resulteert dit in 0,32 kWh/p·d.
De Maas is de tweede grote rivier. Het debiet is weliswaar veel kleiner dan die van de Rijn, 235 m3/s of 0,014 liter per persoon per seconde, maar de Maas heeft een aanzienlijk groter verval. Bij Eijsden stroomt de Maas op een hoogte van 45 meter boven NAP Zuid-Limburg binnen. De potentie van de Maas is hiermee 0,15 kWh/p·d.
De potentie van de overige Nederlandse rivieren en het overtollig regenwater dat in Nederland valt, schat Deltares op 1,2 petajoule per jaar of 0,06 kWh/p·d.
Uiteraard is maar een deel van dit potentiële vermogen om te zetten in elektriciteit. Volgens Deltares is dertig procent van de gemiddelde rivierstroom überhaupt niet winbaar, onder andere omdat water soms onvertraagd moet worden afgevoerd om overstromingsrisico’s te beperken. Bovenstaande getallen moeten dus om te beginnen met zeventig procent worden vermenigvuldigd.
In een rivier met groot verval is het voor de hand liggend om zo veel mogelijk waterkrachtcentrales op plekken met sluizen en schutten te plaatsen, zoals in de Maas naast de Prinses Máxima Sluizen. Volgens Deltares is zo de helft van de overgebleven potentiële energie winbaar. Het rendement van de turbines schat Deltares op 85 procent. Hiermee is in de Maas 0,7 * 0,5 * 0,85 = 30 procent winbaar.
Voor de Rijn en de overige rivieren, waar het verval een stuk minder is, zijn er minder mogelijkheden om waterkrachtcentrales te bouwen. Deltares suggereert om in deze rivieren turbines in kribben te plaatsen. De winbare hoeveelheid is op deze manier een stuk lager, 15 procent. Het rendement van de turbines in kribben schat Deltares op 55 procent. Hiermee is 0,7 * 0,15 * 0,55 = 6 procent van deze rivieren winbaar.
Maas en Rijn en overige rivieren en regenval leveren dan samen 0,11 kWh/p·d, een fractie (0,06 procent) van de benodigde 185 kWh/p·d die we nodig hebben.
Waterkrachtcentrales kunnen dus slechts een kleine lokale bijdrage aan de Nederlandse energievoorziening kunnen geven. Beter is om de verbinding met Noorwegen, de NorNed kabel van 700 MW (1 kWh/p·d), te verbreden. Vrijwel de gehele Noorse elektriciteitsvoorziening komt van 650 waterkrachtcentrales. Door deze verbinding uit te breiden kunnen we eventuele overschotten zonne- en windenergie exporteren, terwijl de Noren hun centrales stilzetten en stuwmeren laten
vollopen bij wijze van batterij. Wanneer het in Nederland ’s nachts windstil is, kunnen we waterelektriciteit importeren en kunnen de Noren hun centrales weer op volle kracht laten draaien.
