België en Europa investeren volop in offshore windenergie en de komende decennia zullen windparken op de Noordzee een steeds grotere rol spelen in onze energievoorziening. Maar terwijl veel aandacht gaat naar de productie van groene stroom, is er minstens één even belangrijke vraag: hoe krijgen we die elektriciteit tot waar ze nodig is?
Bij EnergyVille in Genk werken onderzoekers aan innovatieve oplossingen die een cruciale rol kunnen spelen in de verdere uitbouw van het Belgische en Europese energiesysteem. Hun onderzoek richt zich op nieuwe technologieën die het mogelijk moeten maken om grote hoeveelheden hernieuwbare energie efficiënt van de kust naar het binnenland te transporteren.
Een groeiende uitdaging voor het elektriciteitsnet
De elektriciteitsvraag blijft toenemen. Gezinnen stappen over op warmtepompen en elektrische wagens, terwijl ook bedrijven en industrie steeds vaker kiezen voor elektrische toepassingen. Tegelijk zet Europa volop in op hernieuwbare energie, met ambitieuze plannen voor bijkomende offshore windparken op de Noordzee.
Daar schuilt echter een uitdaging. De energie wordt opgewekt op zee terwijl veel grote verbruikers zich landinwaarts bevinden en dat vraagt om een aanzienlijke uitbreiding van het hoogspanningsnet, om de klimaatdoelstellingen tegen 2050 te halen
Kan wisselstroom ondergronds?
Vandaag wordt elektriciteit voornamelijk vervoerd via bovengrondse hoogspanningslijnen op wisselstroom. Bij wisselstroom verandert de richting van de elektrische stroom voortdurend. Dat systeem vormt al tientallen jaren de basis van ons elektriciteitsnet en werkt zeer efficiënt voor bovengrondse verbindingen.
Bij lange ondergrondse verbindingen ontstaan echter technische beperkingen. Een deel van de capaciteit van de kabel wordt dan gebruikt om het elektrische veld rond de kabel voortdurend op te laden en te ontladen. Daardoor blijft er minder capaciteit over om daadwerkelijk elektriciteit te transporteren.
Net daarom botsen discussies over nieuwe hoogspanningsverbindingen, zoals Ventilus, vaak op een complexe realiteit. Ondergrondse kabels lijken op het eerste gezicht een eenvoudige oplossing, maar technisch zijn daar vandaag nog belangrijke beperkingen aan verbonden.
Gelijkstroom als mogelijke oplossing
Om die beperkingen te overwinnen, onderzoekt EnergyVille het potentieel van hoogspanningsverbindingen op gelijkstroom. In tegenstelling tot wisselstroom blijft de stroom daarbij voortdurend in dezelfde richting bewegen. Hierdoor treden de capaciteitsverliezen die kenmerkend zijn voor lange ondergrondse wisselstroomverbindingen niet op.
Dat maakt gelijkstroom bijzonder interessant voor toekomstige verbindingen die offshore windenergie van de Noordzee naar het binnenland moeten brengen.
Hoewel dergelijke verbindingen vandaag al bestaan, worden ze vooral gebruikt voor afzonderlijke projecten. De uitdaging bestaat erin om een volledig netwerk uit te bouwen waarin verschillende verbindingen, omvormers en energiebronnen veilig en efficiënt met elkaar samenwerken.
Daar komt nog een belangrijke uitdaging bij: de kostprijs. Gelijkstroomverbindingen vereisen grote omvormers om elektriciteit om te zetten van wisselstroom naar gelijkstroom en opnieuw terug. Die installaties vragen aanzienlijke investeringen en kunnen honderden miljoenen euro’s kosten. Daarom onderzoekt EnergyVille niet alleen hoe deze netwerken technisch kunnen functioneren, maar ook hoe de beschikbare infrastructuur zo efficiënt mogelijk kan worden benut.
Genk als internationaal kenniscentrum
Om die uitdaging aan te pakken opent EnergyVille dit najaar een nieuw onderzoekscentrum in Genk. Daar zullen ongeveer 45 internationale onderzoekers samenwerken met netbeheerders, energiebedrijven en technologiepartners.
Hun onderzoek focust onder meer op het maximaal benutten van de capaciteit van ondergrondse kabels, de ontwikkeling van slimme beveiligingssystemen en de software die toekomstige gelijkstroomnetwerken moet aansturen. Daarnaast onderzoeken ze hoe zulke netwerken stabiel kunnen blijven wanneer de productie van windenergie sterk schommelt door veranderende weersomstandigheden.
Belangrijk voor de energietransitie
Voor ECO2050 zijn deze ontwikkelingen bijzonder relevant. Offshore windenergie vormt immers een van de belangrijkste bouwstenen van het toekomstige energiesysteem. Hoe meer duurzame energie er op zee wordt geproduceerd, hoe belangrijker het wordt om die elektriciteit efficiënt naar het binnenland te transporteren.
Innovaties zoals ondergrondse gelijkstroomverbindingen kunnen helpen om bijkomende offshore windcapaciteit beter te integreren in het elektriciteitsnet. Daardoor wordt het mogelijk om meer hernieuwbare energie te benutten, de afhankelijkheid van ingevoerde fossiele brandstoffen verder af te bouwen en de bevoorradingszekerheid te versterken. Tegelijk maken de onderzoekers duidelijk dat de uitbouw van dergelijke infrastructuur aanzienlijke investeringen vraagt. Een deel van het onderzoek richt zich daarom ook op het efficiënter benutten van het toekomstige netwerk, zodat de energietransitie niet alleen duurzaam en betrouwbaar, maar ook betaalbaar blijft.
ICA-Principe 5: Onderwijs, vorming en informatiestrekking
Bron: HBVL
