Crescent Dunes Solar Energy Project in Nevada
Foto: Julianne Boden. – U.S. Department of Energy
Zonnetorens: een dure les
Zonnetorens, ook wel concentrated solar power-torens (CSP) genoemd, gebruiken honderden tot duizenden beweegbare spiegels (heliostaten genoemd) om zonlicht te concentreren op één punt hoog in een toren. Daar wordt een vloeistof of zoutmengsel verhit tot wel 500 of zelfs nog hogere temperaturen.
Het principe lijkt op dat van een loep: door zonnestralen te bundelen kun je een papiertje laten ontbranden. Alleen worden hier spiegels gebruikt en in plaats van iets te laten verbranden wordt water aan de kook gebracht. De gevormde stoom drijft vervolgens een turbine aan die elektriciteit opwekt.
Een belangrijk voordeel ten opzichte van zonnepanelen en windmolens is dat de warmte tijdelijk kan worden opgeslagen zonder complexe accusystemen waardoor ook na zonsondergang nog stroom kan worden geleverd. Op het eerste gezicht lijken zonnetorens in landen met veel zon een verstandiger keuze dan zonnepanelen, windmolens of kernfusiecentrales. De techniek oogt kinderlijk eenvoudig en zonneschijn is er in woenstijngebieden in overvloed.
Toch blijkt de werkelijkheid een stuk complexer. De duizenden spiegels die voortdurend de zon moeten volgen, zijn technisch veeleisend en vragen veel onderhoud. De kosten zijn hoog en het systeem kent tal van praktische obstakels.
Toch verbaasde het mij dat juist de grootste zonnetoren ter wereld, Ivanpah in de Mojavewoestijn in Amerika, volgend jaar met het project stopt.
In het midden de keramische ontvanger met een temperatuur
van ongeveer 730 graden Celsius
Het Spaanse voorbeeld
Bij Sevilla staat het Solúcar-complex met twee zonnetorens: PS10 (met een productiecapaciteit van 23 GWh) en PS20 (48 GWh).
Samen leveren deze twee installaties genoeg stroom voor zo’n slordige 28.000 Nederlandse huishoudens, uitgaande van een gemiddeld elektriciteitsverbruik van ongeveer 2.400 kWh per jaar. De spiegels volgen de zon en verhitten boven in de toren water tot stoom.
In dezelfde regio staat nog een derde zonnetoren: de modernere Gemasolar-centrale in Andalusië. Deze levert jaarlijks circa 80 GWh, goed voor ongeveer 32.000 Nederlandse huishoudens en gebruikt gesmolten zout om warmte op te slaan. Daardoor kan de centrale tot vijftien uur na zonsondergang nog elektriciteit blijven produceren.
Toch blijft de prijs per opgewekte kilowattuur hoog, drie tot vier keer hoger dan de stroom die met zonnepanelen wordt geproduceerd. Zonder forse overheidssubsidies zijn deze zonnetorens niet rendabel. Bovendien brengen ze milieuproblemen met zich mee: groot landgebruik, hoge waterbehoefte, lichtvervuiling en zelfs vogels die verbranden in de geconcentreerde zonnestraling.
De Amerikaanse les
De Ivanpah-centrale in Californië, geopend in 2014, moest met drie torens van 140 meter en 173.000 spiegels meer dan 1.000 GWh per jaar leveren, genoeg voor ongeveer 100.000 tot 140.000 Amerikaanse huishoudens. Amerikaanse huishoudens verbruiken gemiddeld meer dan het dubbele aan elektriciteit vergeleken met Nederlandse huishoudens.
Ook hier bleken de kosten per kWh ongeveer drie keer hoger te liggen dan bij stroom uit zonnepanelen. Ondanks een investering van 2,2 miljard dollar bleek het project onrendabel. In 2026 begint de centrale met gedeeltelijke sluiting; helaas een harde les.
Zonnetorens als bron voor zeewaterdestillatie
Toch geloof ik nog steeds in het principe van geconcentreerde zonnewarmte, maar dan voor direct gebruik. In plaats van elektriciteit op te wekken, kan de warmte uitstekend worden ingezet voor zeewaterdestillatie: het verdampen van zeewater, de damp laten condenseren en zo schoon drinkwater verkrijgen. Dit principe wordt al heel lang toegepast in veel Arabische landen, in Israël, op de Canarische Eilanden en in Caribisch Nederland, helaas vrijwel altijd aangedreven door fossiele brandstoffen. Daar zouden zonnetorens een werkelijk duurzame toekomst kunnen krijgen.
...op hete kolen...
De opwarming van de aarde en de CO2-problematiek behoren tot de meest urgente vraagstukken van onze tijd. In het boek ...op hete kolen... worden de vele aspecten van klimaatverandering en CO2-uitstoot op een begrijpelijke manier uitgelegd. Het boek biedt een uitgebreide verzameling van bekende en minder bekende informatie, verrijkt met persoonlijke ervaringen. Versnipperde milieukwesties worden samenhangend gepresenteerd; pittige en controversiële meningen worden niet uit de weg gegaan.
Misschien vind je dit ook interessant
Schrikken wij niet van al die bosbranden en hittegolven?
De steeds terugkerende hittegolven en bosbranden in Zuid-Europa zijn geen toevallige verschijnselen maar tekenen van een dieperliggend probleem: het verdwijnen van bossen. Hoewel vaak wordt gewezen naar CO₂-uitstoot ...
Technologische vooruitgang: een zegen en een vloek
Het is moeilijk om de techniek niet te bewonderen. Wat we in een paar decennia hebben bereikt, is werkelijk onvoorstelbaar. In zeven uur tijd ben ik van Amsterdam in New York; ooit, niet eens zo lang geleden, was dit een pittige reis die niet voor iedereen was weggelegd
Een boek dat mij (nog meer) aan het denken zette
Kortgeleden las ik het boek “Sterrenstof zijn wij” van sterrenkundige Margot Brouwer. Het boek combineert natuurwetenschappen, religie en filosofie op een manier die zowel mijn vakgebied raakt als mijn persoonlijke interesse prikkelt. Eén hoofdstuk sprong er voor mij echt uit...