Elektriciteit produceren Investeren in een gediversifieerd park

Elektriciteit produceren Investeren in een gediversifieerd park

KERNCIJFERS ELECTRABEL

1

4 855

85,8 TWh

9 020 MW

486 MW

medewerkers

verkoop van elektriciteit en aardgas

productiecapaciteit

capaciteit hernieuwbare energie

2,83

453 miljoen EUR

33,8 TWh

miljoen klanten

investeringen en onderhoud

productie elektriciteit

WAARDEN Gedrevenheid Engagement Durf Verbondenheid

1 2

jaar 2014 aandeel Electrabel

3

2

2

HOOFDROLSPELER IN HET BELGISCHE ENERGIELANDSCHAP Electrabel geldt als een referentie op het vlak van elektriciteit en aardgas in België. Die positie heeft ze verworven door in het land al meer dan een eeuw een belangrijke rol te vervullen als energieleverancier en -producent. De onderneming behoort tot de Groep ENGIE (de nieuwe naam van GDF SUEZ), waardoor ze kan steunen op de grote expertise aanwezig bij deze wereldleider die actief is in de ganse energieketen. Sociaal engagement Strijd tegen de energiearmoede, gelijke kansen, toegang tot werk, solidariteit, sociale integratie, bescherming van het leefmilieu, opwaardering van het culturele erfgoed.

Electrabel is in België een belangrijke industriële speler. De onderneming is de eerste energieproducent van het land met een gediversifieerd productiepark dat verspreid is over 83 sites. Ze is ook een onderneming die diensten verleent en elektriciteit, aardgas en innoverende oplossingen aanbiedt aan 2,83 miljoen klanten.

Productie van elektriciteit > Lokaal en gediversifieerd park

Verkoop van gas en elektriciteit > Innovatieve diensten en oplossingen

Terwijl ze zeer lokaal verankerd is, vervult Electrabel een vooraan staande economische en sociale rol. De onderneming zorgt voor een grote tewerkstelling en ze investeert bij ons jaarlijks meer dan 400 miljoen euro.

Elektriciteit produceren

1

83

Zeebrugge

Zandvliet Power Sint-Gillis-Waas Rodenhuize Pathoekeweg Doel Volvo Cars Knippegroen Herdersbrug Volvo Trucks Wondelgem Poperinge Izegem

Hoogstraten Schelle

1

e

Drogenbos Gembloux Saint-Ghislain Quévy

(situatie eind 2014) Elektriciteit produceren

Perwez Bütgenbach

Tihange Awirs Amercoeur

Kerncentrale Klassieke centrale Warmtekracht Spaarbekkencentrale STEG (stoom- en gasturbine) Windpark Zonnepanelen (>0,2 MW) Biomassa (klassieke centrale) Waterkrachtcentrale

2

Ford Genk Lanaken

Zwevegem Frasnes-lez-Anvaing

Leuze-Europe Dour

Kasterlee

DS Textile

Lochristi

productiesites

BASF

Coo

Büllingen

producent van groene energie in België

EEN LOKALE PRODUCTIE EN EEN UITGESPROKEN GROENE AMBITIE

9 020 MW: zoveel bedraagt de capaciteit van het productiepark van Electrabel in België. De onderneming heeft gekozen voor diversificatie. Bijna 200 grote en kleine productieeenheden vormen samen het productiepark dat hernieuwbare energie, gascentrales met hoog rendement en kerncentrales verenigt. De koolstofvoetafdruk van deze energiemix is bijzonder laag. 64% van het park stoot geen CO2 uit. Electrabel is de belangrijkste investeerder in groene energie van het land en de eerste producent van groene stroom in België. Ze heeft op dat vlak uitgesproken ambities: tegen 2020 haar capaciteit aan offshore windenergie verdubbelen. Om dat doel te bereiken, hecht Electrabel een bijzondere aandacht aan de dialoog met de omwonenden. Die worden uitgenodigd om actief deel te nemen aan lokale windprojecten via de coöperatieve Electrabel CoGreen.

DE KLANT IN HET MIDDELPUNT VAN ALLE AANDACHT

De klant staat centraal in de handelingen en het innovatiebeleid van Electrabel. Residen tiële klanten, KMO’s, grote ondernemingen en industriële bedrijven, iedereen wordt begeleid in functie van zijn profiel en noden. Bovenop concurrentiële prijzen heeft Electrabel de overtuiging om zich te onderscheiden door een onberispelijke dienstverlening aan de klant. Ze breidt de kanalen uit die hem toelaten om makkelijk met haar experten in contact te komen. De ontwikkeling van intelligente oplossingen staat eveneens centraal in de prioriteiten van de onderneming. Alleen of met partners, levert Electrabel diensten (Smart-producten, diagnoses, isolatie, verwarming…) die het mogelijk maken om het energieverbruik te optimaliseren en te verminderen. Electrabel is ook zeer actief in het uitwerken van oplossingen voor duurzame mobiliteit, zowel elektrisch als met aardgas. Verder installeert ze in partnerschap warmtekrachteenheden bij haar industriële klanten.

EEN TOEGEVOEGDE WAARDE VOOR DE SAMENLEVING

Electrabel is al meer dan een eeuw verankerd in België en verweven met de gemeenschap. De onderneming heeft in haar acties

Het webcafé Hebt u een vraag over tarieven, nieuwe technologieën of gewoon over de actualiteit in verband met energie? Afspraak op www. electrabel.be/webcafe

steeds blijk gegeven van een nauwe verbondenheid met de samenleving. Als referentiewerkgever moedigt Electrabel de vorming en de professionele ontwikkeling van haar 5 000 werknemers aan en ze maakt van veiligheid op het werk voor iedereen, haar prioriteit. Als lokale producent onderhoudt de onderneming een open dialoog met de omwonenden van haar installaties en ze ontwikkelt specifieke informatiekanalen voor hen. Bewust van de impact die ze kan hebben, ontplooit Electrabel een vastberaden beleid van nabijheid. De onderneming heeft een actieplan uitgewerkt voor de bestrijding van de energiearmoede en ze steunt talrijke vereni gingen die actief zijn in de drie gewesten van het land. Elk jaar worden 40 culturele en sociale projecten gevaloriseerd. Ze stimuleren onder andere de integratie via de sport en besteden een bijzondere aandacht aan de behoeften van de meest kwetsbare groepen.

Consumenten zijn steeds op zoek naar innovatieve oplossingen om energie te besparen. Het Smart-gamma van Electrabel komt daaraan tegemoet: www.electrabel.be/smart


3

EEN VRIJGEMAAKTE ENERGIEMARKT

12

DE PRODUCENTEN Ze gebruiken verschillende technologieën om in België of in het buitenland elektriciteit te produceren die in het net wordt geïnjecteerd. Electrabel, de grootste elektriciteitsproducent in België, produceert lokaal, dicht bij haar klanten.

DE TRANSMISSIENETBEHEERDER1

Evenwicht! Elektriciteit in grote hoeveelheden opslaan lukt niet. Op elk moment moeten het aanbod aan en de vraag naar elektriciteit in evenwicht zijn. Zoniet volgt een stroomuitval.

In België staat Elia in voor het transport van de elektriciteit vanuit de centrales via het hoogspanningsnet naar de grote industriële verbruikers en naar de distributienetten. Elia beheert het hoogspanningsnet en ziet toe op het evenwicht tussen het aanbod van en de vraag naar elektriciteit. 1

Fluxys beheert het transportnet en de opslagplaatsen voor aardgas.

DE DISTRIBUTIENETBEHEERDERS

4

Zij zorgen voor de distributie van elektriciteit (en aardgas) tot bij de eindverbruiker via het midden- en laagspanningsnet. Ze zijn ook verantwoordelijk voor de aanleg en het onderhoud van het net, de aansluitingen en de opname van de meters. Deze opdrachten worden voornamelijk uitgevoerd door Eandis en Infrax (Vlaanderen), Ores (Wallonië) en Sibelga (Brussel). Elektriciteit produceren

DE REGERINGEN EN REGULATOREN

VERDELING VAN DE ELEKTRICITEITSFACTUUR IN VLAANDEREN

• De regeringen bepalen het energiebeleid van het land en de gewesten.

DE LEVERANCIERS

• De regulatoren controleren de marktspelers en waken over het nakomen van de regels. Het gaat om de CREG (federaal niveau), de VREG (Vlaanderen), de CWaPE (Wallonië) en Brugel (Brussel).

De leveranciers kopen op energiebeurzen elektriciteit (en aardgas) die ze doorverkopen, of ze produceren zelf stroom, zoals Electrabel, en verkopen hem aan hun klanten. De leverancier is ook het aanspreekpunt voor de eindklant.

Hoewel de energie maar 24% van de energiefactuur vertegenwoordigt, is het de leverancier die het volledige bedrag van de verschillende onderdelen ervan (energie, transport, distributie, belastingen) aan de eindklant moet factureren.

58% Netkosten (transport en distributie) 24% Energie 10% Bijdrage groene energie en warmtekracht 8% Taksen en heffingen

DE KLANTEN Particulieren, bedrijven of gemeenschappen kiezen vrij hun elektriciteitsleverancier. Op deze markt bestaat in België veel concurrentie. De klant is vaak ook zelf een producent wanneer hij beschikt over bijvoorbeeld zonnepanelen, een windturbine of warmtekracht.

E

NC URGE

P


5

HET ‘MYSTERIE’ ELEKTRICITEIT Een onzichtbare stroom Alle materie is opgebouwd uit atomen. Die bestaan uit een kern met positief geladen protonen en niet geladen neutronen, waaromheen negatief geladen elektronen draaien. De elektronen vormen de bron van wat we elektriciteit noemen.

Stator van een alternator

Hoe zit dat juist in elkaar? Normaal is er een evenwicht tussen kern en elektronen, maar dat kan worden verstoord. Wanneer we bijvoorbeeld met een doek over een plastieken haarkam wrijven, springen elektronen uit het doek naar de kam. Die wordt daardoor negatief geladen en is in staat lichte voorwerpen zoals papiersnippers aan te trekken. Dit verschijnsel waarbij elektronen zich verplaatsen, noemen we statische elektriciteit. We spreken van elektrische stroom wanneer de elektronen echt circuleren doorheen een geleidend materiaal met liefst een zo klein mogelijke elektrische weerstand zoals een koper- of aluminiumdraad. Door het in circulatie brengen of laten stromen van elektronen ontstaat een elektrische stroom.

Wist u dat? Het begrip elektriciteit danken we aan Thales van Milete. Die Griekse wetenschapper ontdekte rond 600 voor Christus dat hij met barnsteen lichte voorwerpen kon aantrekken, nadat hij de steen met de hand had opgewreven. Élektron is het Griekse woord voor barnsteen: de naam elektriciteit is ervan afgeleid.


7

Hoe wordt elektriciteit geproduceerd? In een elektriciteitscentrale wordt elektriciteit geproduceerd door een reeks energieomzettingen. Door de verbranding van brandstof (chemische energie) of een kernsplijting (kernenergie) ontstaat warmte (thermische energie) die water omzet in stoom. Die stoom drijft een turbine aan (mechanische energie) die een alternator aan het draaien brengt. De alternator zet de mechanische energie om in elektrische energie.

De alternator bestaat uit een rotor en een stator. De rotor is een wentelende elektromagneet die door een onafhankelijke gelijkstroombron wordt bekrachtigd. Hij draait rond binnen de stator, een vaste cilinder met koperen wikkelingen. Het draaien van de rotor wekt wisselstroom op in de wikkelingen van de stator, volgens het principe van elektromagnetische inductie. Samengevat: de elektromagneet van de rotor wekt een bewegend magnetisch veld op dat een elektrische stroom, een beweging van elektronen in een geleider (de koperen wikkelingen van de stator), teweegbrengt.

Machinezaal met stoomturbine en alternator

De rotor draait aan een constante snelheid om steeds elektriciteit met een nauwkeurige netfrequentie van 50 hertz te produceren. Dat betekent dat de elektrische stroom per seconde vijftig keer in de ene en vijftig keer in de andere richting loopt, vandaar de naam wisselstroom. Naast thermische elektriciteitscentrales die werken met stoom, kan ook met andere technologieën elektriciteit worden geproduceerd. Die zetten bijvoorbeeld de energie van de wind (windturbines), het water (waterkrachtcentrales) of de zon (fotovoltaïsche panelen) om in elektrische energie.

2,5 miljoen Een kerncentrale van 1 000 MW kan bijna 9 miljard kilowattuur (kWh) per jaar produceren, gelijk aan het jaarverbruik van 2,5 miljoen gezinnen.

8


Wat is watt? Volt (V): elektrische spanning; doorgaans 230 volt in de woningen Ampère (A): de intensiteit van de elektrische stroom Watt (W): het vermogen (watt = volt x ampère); een lamp met een vermogen van 60 watt Wattuur (Wh): geproduceerde energie; een centrale met een vermogen van 1 watt die gedurende 1 uur werkt, produceert 1 wattuur

Transformatoren beperken transportverliezen De elektriciteit die de alternator produceert, heeft een spanning van zo’n 15 tot 20 kilovolt (kV). Als de stroom bij die lage spanning wordt getransporteerd, zou er onderweg te veel energie verloren gaan. Om de stroom tot bij de verbruikers te brengen met een minimum aan verliezen, voeren transformatoren de spanning op tot 150 of zelfs 380 kilovolt. Via het elektriciteitsnet en transformatorposten die de spanning opnieuw verlagen, bereikt de stroom de verbruiker op de gewenste spanning.

Energieomzettingen in een klassieke thermische centrale Chemische energie

Thermische energie

Mechanische energie

Brandstoffen

Stoomketel

Stoomturbine

Elektrische energie

Alternator

Transformator en hoogspanningslijn


9

KLASSIEKE THERMISCHE CENTRALES Nadat de stoom de turbine heeft doorlopen en zijn energie heeft vrijgegeven, condenseert hij tot water dat opnieuw naar de stoomketel gaat. Dat gebeurt in een condensor waar de stoom langs duizenden pijpjes vloeit waardoor koud koelwater stroomt.

Centrale Knippegroen

Veelvoud aan brandstoffen Een klassieke thermische centrale verbrandt aardgas, steenkool, stookolie of biomassa in een stoomketel. De hete rookgassen en de warmte van de vlammen verhitten het buizenstelsel in de stoomketel en zetten het water dat er doorheen loopt om in stoom. Die brengt de stoomturbine aan het draaien die op haar beurt de alternator aandrijft die elektriciteit opwekt.

10


De meeste centrales koelen het opgewarmde water van de condensor af in een koeltoren in de vorm van een hyperbool. Het water komt er in contact met een opstijgende luchtstroom die ontstaat door de natuurlijke trek (schoorsteenwerking van de koeltoren). Het water koelt af en valt als regendruppels neer in de opvangbekkens die zich aan de voet van de koeltoren bevinden. De opgewarmde lucht, verzadigd met waterdamp, verlaat de koeltoren als een witte damppluim. Het overgrote deel van het koelwater wordt terug naar de condensor gepompt en hergebruikt. Slechts 1 à 1,5% verdampt.

Het leefmilieu beschermen Een steenkoolcentrale is uitgerust met een rookgaszuiveringssysteem dat zwaveldioxide (SO2) en stikstofoxide (NOx) uit de rookgassen haalt vooraleer ze door de schoorsteen ontsnappen. Daarnaast zorgen elektrofilters ervoor dat de stofdeeltjes (vliegas) uit de rookgassen worden verwijderd en opgevangen in bunkers.

Sommige klassieke thermische centrales hebben geen koeltoren en lozen het opgewarmde koelwater terug in het oppervlaktewater. In dat geval is het debiet van het oppervlaktewater groot genoeg om de temperatuurstijging te beperken.

Stoomturbine

35% Een klassieke thermische centrale zet 35 tot 40% van de central CLASSIQUE brandstofenergie om in elektriciteit.

1 Brandstof

7 Hoogspanningslijnen

2 Stoomketel 3 Stoomturbine

8 Condensor 9 Koeltoren

4 Alternator

10 Elektrofilter

5 Bekrachtiger

11 Ontstikking

6 Transformator

12 Ontzwaveling

7

3

12

6 9

11

4 5 2

10

meer beelden: www.electrabel.com

8

1 Elektriciteit produceren

11

STEG-CENTRALES

56%

(STOOM EN GAS)

central TGV

avec aérocondensateur

STEG-centrales zetten meer dan 56% van de brandstofenergie om in elektriciteit.

9

7

6

8

7

5

1 Brandstof (aardgas) 2 Verbrandingskamer

6

4

3 Gasturbine

10

2

4 Alternator

4

5 Bekrachtiger

3 5

6 Transformator 7 Hoogspanningslijnen 8 Recuperatiestoomketel 9 Schoorsteen 10 Stoomturbine

1

12


11


11 Luchtcondensor

Tweemaal stroom De productie van elektriciteit in een STEG-centrale start met het verbranden van aardgas in de verbrandingskamer van een gasturbine. De hete verbrandingsgassen doen de turbine draaien die een alternator aandrijft. Die wekt een eerste keer elektriciteit op. De verbrandingsgassen verlaten de gasturbine en komen in de recuperatiestoomketel terecht. Daar verhitten ze een buizenstelsel waarin water vloeit dat door de hitte in stoom wordt omgezet. De verbrandingsgassen ontsnappen vervolgens langs de schoorsteen De hete stoom zet een stoomturbine in beweging. Die drijft op haar beurt een alternator aan waardoor de centrale een tweede maal elektriciteit opwekt. De gasturbine en de stoomturbine kunnen gekoppeld zijn aan eenzelfde alternator (configuratie single-shaft) of aan twee verschillende alternatoren (multi-shaft). De stoom verlaat de stoomturbine en condenseert in een luchtcondensor of in een met wa-

Wist u dat? STEG-centrale Saint-Ghislain – ontspanstation aardgas

ter gekoelde condensor. In een luchtcondensor passeert de stoom door een groot aantal buizen waarover koude omgevingslucht blaast die wordt aangevoerd door grote ventilatoren. De stoom koelt af door het contact met de lucht en condenseert tot water dat terug naar de recuperatiestoomketel wordt gepompt. Wanneer de condensatie van de stoom in een met water gekoelde condensor gebeurt, wordt het opgewarmde water afgekoeld in een koeltoren net zoals in een klassieke thermische centrale.

Rond de STEG-centrales Herdersbrug en SaintGhislain zijn er geen pylonen of hoogspanningslijnen. Alle kabels bevinden zich ondergronds.

“Repowering” van klassieke centrales Klassieke thermische centrales kunnen gerepowered worden om hun vermogen en rendement te verhogen door ze om te vormen tot een STEG-centrale. Zo’n repowering bestaat uit het vervangen van de klassieke stoomketel met branders door een gasturbine met eigen alternator en transformator, en een nageschakelde recuperatiestoomketel.


13

WARMTEKRACHTEENHEDEN Twee energievormen uit één brandstof Warmtekrachtkoppeling (WKK) is het tegelijk produceren van warmte en elektriciteit in dezelfde installatie. De productie van warmte staat voorop, elektriciteit is het bijproduct. Een warmtekrachteenheid wordt op maat ontworpen, inspelend op de lokale warmtebehoefte. Warmtekracht met gasmotoren is aangewezen bij kleine en middelgrote industriële sites en dienstencentra die behoefte hebben aan een elektrisch vermogen van 1 tot 5 MW en warm water op een temperatuur van 50 tot 110°C. De gasmotor drijft een alternator aan die voor elektriciteit zorgt. De warmte van de

14

Warmtekrachteenheden bij Total

motorkoelingkringen en van de verbrandingsgassen wordt via warmtewisselaars aan een watercircuit afgestaan. De klant gebruikt het warme water voor industriële of residentiële warmtebehoeften, zoals bijvoorbeeld gebouwen- of serreverwarming. Warmtekracht met gasturbines is aangepast aan de grootindustrie die nood heeft aan een elektrisch vermogen van meer dan 5 MW en een stoomdebiet vanaf 20 ton/uur. De productie van energie in een grootschalige WKK start met de verbranding van aardgas in de verbrandingskamer van een gasturbine. De hete verbrandingsgassen brengen de turbine aan het draaien. Die drijft een alternator aan die elektriciteit opwekt. De hete verbrandingsgassen verlaten de gasturbine en komen in een recuperatiestoomketel terecht. Ze verhitten er een buizenstelsel waarin water vloeit dat door de hitte in stoom overgaat. De hete stoom


komt via het stoomnet tot bij de industriële klant die hem gebruikt in zijn productieproces. De stoom geeft hier zijn warmte af en condenseert tot water dat gewoonlijk terugstroomt naar de recuperatiestoomketel. Ook klassieke thermische centrales leveren soms warmte onder de vorm van stoom aan bedrijven.

85%

1 Brandstof (aardgas)

ntral CONGENERATION Warmtekrachteenheden zetten 85% van de brandstofenergie om in warmte en elektriciteit.

2 Verbrandingskamer 3 Gasturbine 4 Alternator 5 Bekrachtiger 6 Transformator 7 Hoogspanningslijnen 8 Recuperatie stoomketel 9 Watertoevoer

6

5

10 Stoomleiding

7

11 Industriële klant

4

illustrateur 2

8

P

3 10

11

9 1



15

GASTURBINES EN TURBOJETS Bijspringen wanneer nodig Gasturbines en turbojets starten snel op, maar hun rendement is beperkt. Het zijn piek- en noodeenheden die onverhoedse stijgingen in het elektriciteitsverbruik opvangen en bijspringen in geval van een plots defect in andere productie-eenheden. Ze werken zoals een reactiemotor van een vliegtuig en bestaan uit een compressor, een verbrandingskamer en een turbine. De compressor zuigt lucht aan, perst die samen en stuwt hem naar de verbrandingskamer. Daar wordt aardgas (gasturbine) of kerosene (turbojet) geïnjecteerd en volgt de verbranding. De hete verbrandingsgassen brengen de turbine aan het draaien die een alternator aandrijft om elektriciteit op te wekken.

6

5 3

2

4 1 Brandstof (aardgas, kerosene) 2 Compressor 3 Verbrandingskamer 4 Turbine

1

5 Alternator 16

6 Transformator Elektriciteit produceren


ENERGIERECUPERATIEEENHEDEN

130 000

De drie installaties voor energierecuperatie in het productiepark van Electrabel produceren voldoende elektriciteit voor 130 000 gezinnen.

Stroom uit afval De werking van een energierecuperatieeenheid is te vergelijken met die van een klassieke thermische centrale. In dit geval zorgt de verbranding van huishoudelijk en bedrijfsafval voor de nodige warmte om stoom te produceren. Deze installaties, vaak verbrandingsovens genoemd, staan op de terreinen van afvalverwerkende bedrijven. Het opvangen van biogas dat op stortplaatsen vrijkomt bij de afbraak van organisch afval en de omzetting ervan in elektriciteit met behulp van een gasmotor is een andere vorm van energierecuperatie. Biogas afkomstig van de vergisting van organische reststromen van industriële bedrijfs processen, kan eveneens als brandstof worden gebruikt, bijvoorbeeld in een warmtekrachteenheid met een gasmotor.


Verbrandingsoven van Brussel-Energie in Schaarbeek

17

KERNCENTRALES Een gecontroleerd proces Het werkingsprincipe van een kerncentrale gelijkt sterk op dat van een klassieke thermische centrale. Alleen de manier waarop warmte wordt geproduceerd, verschilt: ze ontstaat door het splijten van de kernen van zware atomen, zoals uranium, binnen in een kernreactor. Splijtstof is de brandstof van een kerncentrale. Meestal wordt hiervoor natuurlijk uranium-235 uit uraniummijnen gebruikt dat eerst is verrijkt (geconcentreerd). Dat verrijkte uranium wordt in keramische tabletten geperst en vervolgens in lange metalen stiften gestoken: de splijtstofstaven. Een aantal van die staven samen vormt een splijtstofelement. Het zijn die elementen die in de reactor van de centrale worden geplaatst waar de kernsplijtingen plaatsvinden. De kernsplijting wordt tot stand gebracht door de uraniumkernen te beschieten met neutronen die de juiste snelheid hebben.

18


Reactorvat en stoomgeneratoren

Bij elke splijting van een kern komen er twee of drie neutronen vrij die op hun beurt weer nieuwe splijtingen kunnen veroorzaken en op die manier zorgen voor een kettingreactie. In een kernreactor moet een gecontroleerde kettingreactie tot stand worden gebracht, waarbij na elke splijting slechts één nieuw neutron een nieuwe splijting veroorzaakt. Daarom moet het teveel aan neutronen dat vrijkomt, worden weggewerkt.

3 miljoen Opslagrek met gebruikte brandstof in een desactivatiebekken

Door boorzuur toe te voegen aan het water dat door de reactorkuip stroomt (het water van de primaire kring) en door regelstaven in de reactorkuip neer te laten, wordt de gewenste hoeveelheid neutronen geabsorbeerd en de reactie onder controle gehouden. Door alle regelstaven tegelijk in de reactor te laten vallen, zal de reactie binnen 1,3 seconden stilvallen.

De volledige splijting van 1 kg uranium-235 levert 3 000 000 keer meer thermische energie op dan de verbranding van 1 kg steenkool.

Kernsplijting 1 Eén neutron. 2 Het water in de reactorkuip remt de snelheid van het neutron

3

af; daardoor zal het neutron de atoomkern kunnen raken.

4 1 2

3 Het neutron raakt de kern van een uraniumatoom. 4 Er ontstaat een splijtingsproces waarbij energie vrijkomt on-

der de vorm van warmte en straling. Daarbij worden splijtingsproducten gevormd en schieten nieuwe neutronen weg die op hun beurt uraniumatoomkernen zullen raken. Dit herhaalt zich keer op keer, vandaar de term kettingreactie. Elektriciteit produceren

19

Werkingsprincipe van PWR-reactoren De wereldwijd meest verspreide kerncentrales zijn van het type PWR (Pressurized Water Reactor of drukwaterreactor), zoals in Doel en Tihange. Ze hebben drie kringen met water die volledig van elkaar gescheiden zijn. De warmte die vrijkomt bij de splijting van de uraniumkernen wordt opgenomen door het water van de primaire kring dat in een gesloten kring langs de brandstofstaven circuleert. Het water verhit tot zeer hoge temperatuur – meer dan 300°C – maar gaat niet koken en vormt zich niet om tot stoom omdat een drukregelvat het onder een grote druk van ongeveer 155 bar houdt. Vandaar ook de benaming “hogedrukreactor”.

4 3

C

1 B A

5

D

2 3

7 6

2

1

Controlezaal 20

I Primaire kring

A Reactor

2 Secundaire kring

B Stoomgenerator C Turbine

3 Tertiaire kring

D Condensor Elektriciteit produceren

26

1 Reactor

13 Voedingspomp

2 Splijtstofstaven

14 Alternator

3 Regelstaven

15 Bekrachtiger

4 Drukregelvat

16 Transformator

5 Stoomgenerator

17 Hoogspanningslijn

6 Primaire pomp

18 Koelwaterbron

7 Voedingswater primair circuit

19 Watervang 20 Koud koelwater

8 Voedingswater secundair circuit 9 Stoom 10 Hogedrukturbine

17

9

11 Lagedrukturbine

24

12 Condensor

21 Opgewarmd koelwater 22 Koeltoren 23 Opwaartse luchtstroom 24 Waterdamp 25 Lozing koelwater 26 Verbruiker

16 11

10

14 22

15

12 8

21 13

Wist u dat?

20 23

25

Er nestelen slechtvalken op de koeltorens van de centrales Doel en Tihange. Die roofvogels beschouwen ze als alternatieve nestplaats voor steile rotswanden, hun natuurlijke biotoop.

19


18


21

Dat water warmt op en gaat over in stoom die wordt gebruikt om een turbine aan te drijven die gekoppeld is aan een alternator die elektriciteit opwekt. Nadat het water van de primaire kring zijn warmte-energie in de stoomgenerator heeft overgedragen, stuwt een primaire pomp het in gesloten kring terug naar de reactor. De stoom die de turbines verlaat, koelt af in een condensor waar hij opnieuw in water wordt omgezet door het contact met duizenden buisjes waardoor koelwater van de tertiaire kring stroomt. Het water kan vervolgens terug naar de stoomgenerator worden geleid om er opnieuw tot stoom te worden verhit.

Deksel van een reactor

Het verhitte water uit de primaire kringloop geeft op zijn beurt de warmte af aan een tweede gesloten kringloop met water, de secundaire kring. Beide zijn hermetisch van elkaar gescheiden. De warmte-uitwisseling gebeurt in een stoomgenerator, een grote cilindervormige warmtewisselaar die uit duizenden buizen in omgekeerde U-vorm bestaat. Het water van de primaire kring circuleert door deze pijpen en geeft zijn warmte af aan het water van de secundaire kring dat langsheen de buitenzijde van de pijpenbundel stroomt.

22


Kerncentrales gebruiken een koeltoren om de temperatuur van het koelwater te laten dalen. Dat wordt daarna hergebruikt om de stoom in de condensor af te koelen.

Splijtstofelementen

5x

Veiligheidsmaatregelen Vanaf het concept en de bouw van de installaties wordt alles in het werk gesteld om te vermijden dat een significante hoeveelheid radioactieve materie vrijkomt in de omgeving. Een reeks van opeenvolgende inkapselingen schermt het uranium en de hoogradioactieve splijtingsproducten volledig af om te voorkomen dat radioactiviteit vrijkomt.

De kernbrandstof is vijf keer verpakt om het vrijkomen van radioactiviteit te voorkomen.

1 Het uraniumoxide is tot splijtstoftabletten samengeperst. 2 De tabletten zitten op hun beurt in hermetisch dichtgelaste splijtstofstaven. 3 Meerdere staven samen vormen splijtstofelementen die in het reactorvat staan; dat

vat bestaat uit een 25 cm dikke stalen kuip.

4 Een eerste primaire insluitwand belet dat radioactiviteit uit het reactorgebouw ont-

snapt; hij kan weerstaan aan sterke druk van binnenuit.

5 Een tweede insluitwand uit gewapend beton beschermt de installaties tegen eventue-

le ongevallen van buiten. Hij is ontworpen om te kunnen weerstaan aan verschillende soorten incidenten of accidenten zoals bijvoorbeeld een ontploffing, een brand, een overstroming, een aardbeving, de impact van een vliegtuig. Tussen beide omhulsels zorgt onderdruk ervoor dat er geen radioactiviteit ongecontroleerd naar buiten kan.

1

2

3

4

5

WINDTURBINES het elektriciteitsnet gebeurt met een ondergrondse kabel. Het vermogen van een onshore windturbine varieert momenteel tussen 2 en 3,5 MW. Windturbines van 2 MW met een mast van 100 m hoogte en een rotordiameter van 90 m, die een totaalgewicht van 265 ton hebben, komen regelmatig voor.

Een wisselvallige energie

Het geluidsniveau van een windturbine geplaatst op een afstand van 500 m is gelijk aan het geluidsniveau in een bibliotheek.

24


De werking van een windturbine is redelijk eenvoudig. De gondel draait de neus en de as van de wieken automatisch in de richting van de wind. Wanneer de wind de wieken doet draaien, zet een tandwielkast het lage toerental van de wieken om in het hogere toerental van de generator. Die wekt stroom op terwijl een transformator aan de voet van de mast de spanning van de geproduceerde stroom verhoogt. De aansluiting op

De snelheid van de wind bepaalt de energieproductie van een windturbine, die bijgevolg variabel en moeilijk voorspelbaar is. Windturbines werken zelden op vol vermogen. Ze draaien pas als de windsnelheid 3 m/s bedraagt en bereiken hun volle vermogen bij een windsnelheid van 12 m/s. Vanaf 25 m/s of meer worden ze om veiligheidsredenen stilgelegd. Ook wanneer er gevaar dreigt voor ijsvorming op de wieken, wordt de windturbine onmiddellijk stopgezet. Doordat de wind erg veranderlijk is, is de energieproductie door een windturbine niet constant en sterk schommelend. Energieproducenten proberen de productie door windparken zo goed als mogelijk te voorspellen met speciale software die rekening houdt met meteorologische informatie en terreingegevens.

2 1

5 Bouw windpark Poperinge

4 1 Gondel 2 Wieken

Ze dienen op elk ogenblik te voorzien in de nodige reservecapaciteit en wanneer er weinig of geen wind is, moeten ze beroep doen op andere energiebronnen of elektriciteitscentrales om een continue elektriciteitsproductie en -bevoorrading te verzekeren.

3 Mast 4 Tandwielkast 5 Generator

Offshore windparken

3

Op zee is de wind sterker en constanter dan op land. Op land produceren windturbines gemiddeld het equivalent van 2 000 tot 2 200 uren (± 25% van de tijd) op vollast. Het rendement van een offshore windturbine bedraagt gemiddeld het equivalent van 3 400 uren tegen vol vermogen, waarbij op de beste sites zelfs 4 000 uren kan worden bereikt. Door de beschikbare ruimte kunnen op zee grotere en krachtigere windturbines geïnstalleerd worden. De offshore industrie oriënteert zich naar windturbines van 6 of 7 MW die een rotor kunnen hebben met een diameter van meer dan 150 m.

meer beelden: www.electrabel.com Elektriciteit produceren

25

BIOMASSACENTRALES Groen uit groen Electrabel exploiteert in Awirs (Flémalle) en in Rodenhuize klassieke elektriciteitscentrales die alleen (100 %) biomassa (houtpellets) gebruiken als brandstof om elektriciteit te produceren. De houtpellets worden aangevoerd per schip en met een transportband naar silo’s gevoerd. Van daaruit komen ze in hamermolens terecht die de pellets tot houtstof vermalen. Het houtstof wordt pneumatisch naar de branders in de verbrandingsketel getransporteerd waar de verbranding plaatsheeft. De vlammen staan hun hitte af aan een buizenstelsel waarin water circuleert dat opwarmt en wordt omgezet in stoom. De elektriciteit wordt vervolgens op dezelfde manier geproduceerd als in een klassieke centrale met fossiele brandstoffen zoals steenkool. Er bestaan nog manieren om biomassa in elektriciteit om te zetten.

Centrale Rodenhuize (Max Green) - biomassasilo’s 26


• Het direct verbranden van biomassa samen met steenkool is een eerste mogelijkheid: de biomassa wordt tezamen met steenkool vermalen en het geheel wordt vervolgens in de verbrandingsketel geblazen;

• Een tweede mogelijkheid is het injecteren van houtstof in de poederkoolleidingen om samen met poederkool te worden verbrand. Het houtstof wordt rechtstreeks aangevoerd of op de site van de centrale geproduceerd. Het kan ook als unieke brandstof worden gebruikt;

se 2

• Biomassa kan ook in biogas worden omgezet dat vervolgens (afzonderlijk of samen met steenkool) in een ketel wordt verbrand. Het biogas wordt bijvoorbeeld geproduceerd door het vergassen van houtspaanders in een houtvergasser. Het hout wordt vooraf gezeefd, vermalen en ontdaan van metaalresten.

1

3

4

1 Biomassa (hout) 2 (Hout)vergasser 3 Biogas 4 Stoomketel

5

Wist u dat?

5 Houtstof/-pellets 6 Steenkoolpark 7 Poederkool

7

De verbranding van biomassa is CO2-neutraal. De hoeveelheid koolstofdioxide die vrijkomt, is gelijk aan de hoeveelheid die de biomassa uit de lucht heeft opgenomen tijdens haar groei.

6



27

WATERKRACHTCENTRALES Stuwdam centrale Bütgenbach

Wist u dat? Naast de productie van elektriciteit dient de stuwdam/het stuwmeer ook als reservoir en laat toe om de voorraad drinkwater en de waterstand te regelen.

De kracht van water In een waterkrachtcentrale stroomt water langs een turbine die door de kracht van het water aan het draaien gaat. De turbine drijft een alternator aan die elektriciteit produceert. Er bestaan drie soorten waterkrachtcentrales: stuwdamcentrales, riviercentrales en spaarbekkencentrales (zie blz. 30). Een stuwdamcentrale verzamelt eerst een grote hoeveelheid water in een kunstmatig stuwmeer. De turbine bevindt zich ofwel aan de voet van de dam, ofwel stroomafwaarts langs de rivier. In het laatste geval zijn de

1 2

3 4

stuwdam en de machinezaal waar de turbines zich bevinden met elkaar verbonden door een kunstmatige drukleiding, een dikke pijp waarin het water een enorme kracht bereikt. In de machinezaal drukt het water op de schoepen van een turbine die een alternator aandrijft. Bij het verlaten van de turbine heeft het water zijn energie afgestaan en het stroomt naar de benedenloop van de rivier. Het hoogteverschil en het waterdebiet bepalen het vermogen van de centrale. Een riviercentrale ligt op een afgedamde waterloop. Het verval is gering en de kracht van het water is dan ook veel kleiner. Het vermogen van de centrale hangt af van het debiet van de rivier.

5

1 Stuwmeer

6

2 Stuwdam 3 Evacuatie surplus en

7

hoogwater

4 Evenwichtstoren 5 Kunstmatige drukleiding 6 Machinezaal 7 Overloop



29

SPAARBEKKENCENTRALES Water opslaan om elektriciteit te produceren

8,5

miljard liter De capaciteit van de twee bovenbekkens van centrale Coo.

De spaarbekken- of pompcentrale van Coo – Trois-Ponts is een bijzonder soort waterkrachtcentrale. Ze heeft drie waterbekkens. De twee bovenbekkens stockeren water. Als de vraag naar elektriciteit plots stijgt, stroomt het water door grote buizen naar de machinekamer. De kracht van het water doet de turbines draaien die een alternator aandrijven om stroom op te wekken. Het water belandt uiteindelijk in het beneden-

bekken. Het debiet van centrale Coo is op zijn maximum gelijk aan het volume van 10 Olympische zwembaden per minuut. Dezelfde turbines pompen het water opnieuw naar de bovenbekkens in periodes van laag verbruik. De alternator doet dan dienst als elektromotor en drijft de pompen aan. Een spaarbekken- of pompcentrale verbruikt dus eerst elektriciteit om daarna zelf elektriciteit te produceren. De centrale van Coo wordt volledig door operatoren bestuurd vanuit een dispatching in Brussel. Die bepalen het moment en de wijze waarop de verschillende groepen in Coo moeten werken. Het totale rendement van de operatie bedraagt ongeveer 75%. Met andere woorden, driekwart van de in de daluren afgenomen energie wordt in de piekuren terug vrijgemaakt.

De drie bekkens van centrale Coo 30


Als centrale Coo op volle kracht werkt, kan ze gedurende zes uren een vermogen van 1 164 MW leveren. Dat is evenveel als een kerncentrale, maar met een opstarttijd onder de 2 minuten.

Centrale de POMPAGE (COO) 1 Bovenbekken 2 Bovenbekken 3 Drukleidingen 4 Machinezaal 5 Verbinding

2

benedenbekken

6 Watervang

benedenbekken

1

7 Benedenbekken 8 Benedendijken 9 Hoogspanningslijnen

9 3 4

Centrale Coo is uniek en speelt een sleutelrol want ze bewaart het evenwicht tussen de vraag en het aanbod op het Belgische elektriciteitsnet.

6

7

8

5

8 meer beelden: www.electrabel.com


31

FOTOVOLTAÏSCHE PANELEN Elektriciteit uit licht Zonnestraling transporteert energie in de vorm van fotonen (lichtdeeltjes). Die fotonen worden opgevangen door fotovoltaïsche panelen waarvan de cellen bestaan uit halfgeleidend materiaal (silicium). De energie van de fotonen brengt de elektronen van de siliciumatomen in beweging waardoor elektrische gelijkstroom ontstaat. Een omvormer zet de gelijkstroom om in wisselstroom. Een meter meet de hoeveelheid elektriciteit die door de fotovoltaïsche installatie wordt geproduceerd. De wisselstroom loopt vervolgens naar de verdeelkast en voedt van hieruit rechtstreeks elektrische toestellen. Het vermogen van een fotovoltaïsch systeem wordt uitgedrukt in Watt-piek (Wp). Deze eenheid is het maximale elektrische vermogen dat een fotovoltaïsche cel kan leveren bij optimale condities (collector gericht naar de zon, onbewolkte hemel). In België produceert een systeem van 1 kWp dat zuidelijk is gericht met een helling van 35° en zonder schaduw ongeveer 900 kWh/jaar (het equivalent van een productie op vol vermogen gedurende 10% van de tijd). Fotovoltaïsche panelen bij Beaulieu

23 km

2

L’énergie SOLAIRE

Het fotovoltaïsche park in België bereikt een vermogen van 3 105 MWp, goed voor een oppervlakte van 23 km² 1

2

3

1 Zonnestralen 2 Fotovoltaïsche cellen

4

3 Elektrisch veld 4 Gelijkrichter 5 Teller 6 Elektriciteitskast

5 KW

0.07

5

6 Elektriciteit produceren

33

EEN GEDIVERSIFIEERD PRODUCTIEPARK Samenstelling van het productiepark van Electrabel eind 2014 Centrale

Voornaamste Netto brandstof ontwikkelbaar vermogen in MW

Stoom- en gasturbine (STEG)


Energierecuperatie

1 938,8

Gasturbine

ag

451

Drogenbos

ag

78

Brussel Energie

Drogenbos

ag

460

Fluxys Zeebrugge

ag

40

Indaver Beveren

Herdersbrug

ag

480,3

Saint-Ghislain

ag

350

Zandvliet Power1

ag

197,5 553,1

Evonik Degussa Antwerpen3

ag

42,5

Ineos Phenol Antwerpen

ag

23,8

Lanxess Bayer Antwerpen

ag

44,9

Lanxess Rubber Antwerpen

ag

Monsanto Antwerpen

ag

44,9

Sappi Lanaken

ag

43

Solvay Jemeppe

ag

94

58

Syral Aalst

ag

48

Total Antwerpen

ag

154

Klassieke centrale Awirs 4 Knippegroen Sidmar Rodenhuize


625

118

Centrale

Amercoeur

Warmtekracht2

34

Centrale

Turbojet

210

75,5 45 20 10,5

Aalter

ke

18

Spaarbekkencentrale

Beerse

ke

32

Coo I

Buda

ke

18

Coo II

690

Cierreux

ke

17

Deux-Acren

ke

18

Waterkrachtcentrale

21,8

Elsene

ke

18

Noordschote

ke

18

Turon

ke

17

Zedelgem

ke

18

Zeebrugge

ke

18

Zelzate

ke

18

Kerncentrale Doel 1 Doel 2

Bardonwez

1 164 474

0,035

Bévercé

9,2

Bütgenbach

1,8

Cierreux

0,1

Coo-aftakking

0,4

Heid-de-Goreux

8,1

La Vierre

1,9

4 134

Lorcé

0,1

433

Orval

0,05

433

Stavelot

0,12

Doel 34

903,5

Doel 44

933,1

95

Tihange 15

481

(80 MW biomassa)

Tihange 24

905,3

hg

315

Tihange 34

939,2

bm

215

Trekkingsrechten E.ON

-794

(205 MW biomassa)

Uitwisseling EDF Chooz

-100

bm

Isvag Wilrijk


Centrale

Windturbinepark BASF Bekaert Zwevegem Büllingen


174,6 12 6,15 12

Centrale


Zonnepanelen

4,6

Beaulieu Kruishoutem

1,08

bpost Wondelgem

0,50

Delhaize Zellik

0,44

Bütgenbach

8

Delta Light Wevelgem

0,42

Celanese Lanaken

8

Honda Aalst

0,89

KU Leuven

0,07

DS Textile Dendermonde

4,6

Dour

10

Ford Genk Frasnes-lez-Anvaing Gembloux Sombreffe6 Hoogstraten Izegem Kasterlee

4 4,1 9 12 4 14,35

Lochristi-Zele

6,15 7,5

Poperinge

8,2

Rodenhuize Schelle

4 4,5 6,15

Volvo Cars Gent

6,15

Wondelgem Zeebrugge

Van de Velde Wichelen

0,09

Volvo Trucks Gent

0,52

Westerlo Kamp C

0,02

Zonnehoeve EkeNazareth

0,24

TOTAAL

6 4 4,1

9 020

83

productiesites

6

Sint-Gillis-Waas Volvo Trucks Gent

0,22

3

Perwez6 Quévy

0,1

Sioen Ardooie

0,66

Leuze-Europe Pathoekeweg

Sanac Wervik

1 2 3 4 5 6

50% BASF – functioneert als WKK Industrieel partnerschap 50% E.ON 10,19% EDF 50% EDF Joint venture met Air Energy

Brandstoffen: ag: aardgas; bm: biomassa; hg: hoogovengas; ke: kerosene Elektriciteit produceren

35

Zeebrugge Zandvliet Power

Volvo Cars Pathoekeweg Wondelgem

Doel

Poperinge Izegem

Knippegroen

Herdersbrug Rodenhuize

Zweveg Frasnes-lez-Anvaing Drogenbos Leuze-Europe

Kerncentrale Klassieke centrale Warmtekracht Spaarbekkencentrale Stoom- en gasturbine (STEG)

Tihange Awirs

Saint-Ghislain Amercoeur

Coo

Electrabel produceert al meer dan 100 jaar elektriciteit in België.

Kerncentrale Doel 36


Zeebrugge

Volvo Cars Pathoekeweg Wondelgem

Sint-Gillis-Waas Rodenhuize BASF Volvo Trucks

Poperinge Izegem

Lochristi

Hoogstraten Schelle

Kasterlee

Windpark Dour

DS Textile Ford Genk

Zwevegem

Lanaken

Frasnes-lez-Anvaing Perwez Leuze-Europe

Dour

Gembloux

Quévy

Awirs

Bütgenbach Bullange

Electrabel is de grootste producent van groene energie in België.

Windturbinepark Fotovoltaïsch paneel (>0,2 MW) Biomassa Waterkrachtcentrale


37

Verantwoordelijke uitgever: Electrabel n.v., Florence Coppenolle Contact: [email protected] - Tel. +32 2 518 61 11 Foto’s : Jean-Michel Byl, Rudy de Barse, Raf Beckers, François de Ribaucourt, David Plas, Olivier Anbergen, Alain Pierot, Frank Goethals, Rene Vandenberghe & Partners, O2, Antoine Meyssonnier, Denis Closon, Daniel Philippe, Bart Van Leuven Druk : Antilope Printing n.v., Lier (België) Juli 2015 - D/2015/7.208/8 Gedrukt met plantaardige inkt. Het papier- en kartonafval en de gebruikte offsetplaten worden gerecupereerd en gerecycleerd.

Simón Bolívarlaan 34, 1000 Brussel, België

www.engie.be

Elektriciteit produceren Investeren in een gediversifieerd park

Recommend Documents