Hoe kun je elektriciteit uit waterkracht halen zonder een stuwmeer aan te leggen? Laat ‘gewoon’ vrachtwagens met water naar beneden rijden terwijl ze remmen op de elektrische motoren.

 

De energietransitie is zo’n grote opgave dat alle ideeën voor nieuwe technologieën welkom zijn, ook de buitenissige.

Hier is er zo eentje. Een internationaal team van onderzoekers stelt iets geks voor: laat in bergachtig gebied grote elektrische vrachtwagens leeg de berg op rijden, laat ze daar de tank vullen met smeltwater en laat ze helemaal vol weer naar beneden rijden. Zo kan er elektriciteit uit omlaag bewegend water opgewekt worden zonder dat de aanleg van een stuwmeer en andere infrastructuur nodig is.
 

Remmen op de motor

Belangrijk detail: het remmen doen die trucks dan zoveel mogelijk op de motor. Want dat remmen gaan namelijk regeneratief. Een deel van de energie die normaal verloren gaat in de remblokken wordt nu teruggewonnen als elektriciteit, die terug de accu’s in vloeit. Iedereen die wel eens met een Tesla van skivakantie is teruggekomen, kan het beamen: de accu laadt zich deels weer op tijdens de afdaling uit de bergen. 

Het exotische idee om dit principe toe te passen om elektriciteit uit waterkracht te winnen werd onlangs gepubliceerd in tijdschrift Energy.
 

Waterkracht

We moeten dit zeker niet zien ter vervanging van ‘gewone’ waterkracht, vertelt eerste auteur Julian Hunt aan de telefoon vanuit Brazilië. Hij is onderzoeker bij het International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) in Wenen.

‘Als je een gebied hebt waar je makkelijk de reservoirs kunt aanleggen die je nodig hebt voor een waterkrachtcentale, dan moet je dat zeker doen. Wat we hier hebben doorgerekend — we noemen het Electric Truck Hydropower (ETH) — zou geschikt kunnen zijn voor gebieden waar geen ruimte is voor een groot reservoir of waar je vanuit milieuoverwegingen niet zo’n stuwmeer wil aanleggen.’ Voor het aanleggen van een stuwmeer moeten grote stukken land onder water worden gezet, waar voorheen bossen, akkers of zelfs dorpen waren.
 

Vol pompen met water

Hoe gaat dat in zijn werk, dat ‘elektrische vrachtwagen-waterkracht’? Daarbij rijden elektrische vrachtwagens via een bestaande weg een berg op, waar ze stoppen om zichzelf helemaal vol te pompen met water uit een stroompje. Zwaar geladen rijdt de truck nu weer de berg af, daarbij beheerst remmend. Hierbij laadt de accu van de vrachtwagen bij, een trucje dat we al eerder zagen langskomen (lees: ‘Elektrische monstertruck levert stroom’).
 

Illustratie: Hunt et al., Energy, 2022.


Rustig legen in riviertje

Beneden aangekomen bij een grondstation levert de vrachtwagenchauffeur zijn container vol water af en laadt een lege op; de container wordt rustig geleegd in het riviertje. Ook het accupakket van de truck wordt gewisseld. De deels bijgevulde accu (van het ritje bergaf van daarnet) gaat aan het stroomnet, waar het de opgewekte stroom aflevert. De vrachtwagen krijgt een bijna lege accu ervoor terug. Bijna leeg, want de vrachtwagen moet er nog wel weer opnieuw de berg mee op komen.
 

Flexibel systeem

Het voorgestelde systeem is flexibel. In jaargetijden dat er veel water stroomt hoog in de bergen, kunnen de trucks af en aan rijden om elektriciteit op te wekken. ‘Op andere momenten in het jaar, als er geen waterkracht is om te winnen, dan zijn de elektrische vrachtwagens in het dal inzetbaar’, zegt Hunt. ‘Met Kerstmis bijvoorbeeld, dan zijn er veel vrachtwagens nodig om goederen te bezorgen.’
 

Steile wegen

Zoals gezegd zijn de stroomopwekkende vrachtwagens niet geschikt voor alle bergachtige gebieden. Hunt denkt aan de Himalaya en de Andes als geschikte gebieden, omdat daar steile wegen zijn, waar de opbrengst groter is. Ook hangt het nut van de nieuwe techniek erg af van de elektriciteitsprijzen in een bepaald gebied. ‘Als een land als Argentinië tijdelijk hoge stroomprijzen heeft, kan het - zeg - duizend trucks aanschaffen, die samen het equivalent zijn van een paar grote windturbines. Is de energiecrisis dan voorbij dan kun je die vrachtwagens weer elders inzetten’, vertelt Hunt.
 

Opslaan van elektriciteit 

Met een aantal aannames komen de onderzoekers op een prijs (‘levelized cost’) voor de opgewekte stroom van tussen de 30 en 100 dollar per megawattuur. Die vergelijken ze met de kosten van stroom uit waterkracht: tussen de 50 en 200 dollar per megawattuur. Hunt: ‘Enerzijds kun je met Electric Truck Hydropower stroom opwekken, maar het is ook geschikt voor het tijdelijk opslaan van elektriciteit, in de gezamenlijke accu’s van de vrachtwagens.’
 

Twee verschillende uitvoeringen voor een truck die water vervoert: een vrachtwagen, leeg (boven) en deels gevuld met water; en een lege vrachtwagen met aanhangwagen vol water. Illustratie: Hunt et al., Energy, 2022.


Zwakke punten

In die berekeningen zitten alleen nog wel een paar zwakke punten. De onderzoekers hebben bijvoorbeeld gerekend met trucks die autonoom rijden. Dat is gunstig voor het sommetje, want dan heb je geen salariskosten. Alleen is de techniek (laat staan de regelgeving) nog lang niet zover dat autonome vrachtwagens de weg op mogen.

Ander punt van aandacht: hoe gedragen trucks zich die maximaal volgeladen de berg afrijden? Is dat veilig, hoe lang is hun remweg bij een noodstop? En wat als er een file ontstaat? Daar gaat de opbrengst, want bij de berekeningen hebben de onderzoekers aangenomen dat de vrachtwagens met constante snelheid naar beneden kunnen rijden.

‘Ik heb ook geen verstand van elektrische voertuigen, wel van energiesystemen en opslag’, geeft Hunt toe. ‘Het zou mooi zijn als we een nieuw onderzoeksproject konden opstarten samen met experts op het gebied van elektrische vrachtwagens.’
 

Zand

Concrete plannen in die richting zijn er nog niet. Wel is Hunt bezig met een volgend artikel, waarin hij rekent aan vrachtwagens die volgeladen met zand een berg op rijden. Hierbij gaat het niet om energiewinning, maar om energieopslag. Ook dat idee zagen we al eerder…

 

Openingsfoto Tankwagen in de bergen op archiefbeeld. Foto Depositphotos