Hemwegcentrale officieel gesloten in december 2019

De Hemwegcentrale is een grote kolencentrale in Amsterdam. Deze kolencentrale heeft de afgelopen 25 jaar elektriciteit opgewekt door steenkool te verbranden. Het opwekken van elektriciteit op deze manier zal in de toekomst tot de verleden tijd behoren. Tijdens het verbranden van steenkool komt veel warmte vrij. Deze warmte wordt gebruikt om water in stoom om te zetten. Deze stoomdruk brengt turbines in beweging die elektrische stroom opwekken. Op zich een heel effectief systeem maar het grote probleem is dat het verbranden van steenkool voor veel CO2 uitstoot zorgt.

Uitgezet
Afgelopen zaterdag werd de kolencentrale voor de laatste keer gebruikt. Toen werd een grote hoeveelheid steenkool in de enorme oven gestort. Deze steenkool werd opgebrand om elektrische stroom op te wekken. Op maandagochtend 23 december 2019 is de schoorsteen van de Hemwegecentrale echter uitgezet. Het uitschakelen van deze kolencentrale hoort bij de klimaatdoelen van de overheid. Door het afbouwen van het aantal kolencentrales kunnen klimaatdoelstellingen beter worden behaald.

Steenkool
Steenkool en bruinkool behoren tot de meest vervuilende fossiele brandstoffen. De Hemwegcentrale heeft alleen al per jaar 3,3 megaton aan CO2 uitgestoten in de atmosfeer. Deze enorme hoeveelheid CO2 uitstoot zou moeten worden beperkt. Daarvoor moet de kolencentrale dicht en zal men duurzame elektrische stroom moeten opwekken doormiddel van bijvoorbeeld windmolens. Het sluiten van de Hemwegcentrale is vaker besproken. Toch leek het er kort geleden nog op dat de kolencentrale de komende jaren nog open zou blijven. De kolencentrale zou dan tot 2024 open blijven. Minister Wiebes is echter in het voorjaar van 2019 van mening veranderd. De minister geeft aan dat de sluiting van de vervuilende kolencentrale noodzakelijk is om de CO2 emissie te verminderen in Nederland.

Klimaatdoelstellingen niet vrijblijvend
De overheid moet de CO2 emissie wel verder verminderen. Kort geleden werd duidelijk dat de gerechtelijke macht de overheid dwingt om meer te doen op het gebied van de klimaatdoelstellingen. Het behalen van klimaatdoelstellingen is niet meer vrijblijvend. Er moet actie worden ondernomen, ook door de overheid. Dat zorgt er voor dat er keuzes moeten worden gemaakt. De keuze om de Hemwegcentrale te sluiten is een belangrijke keuze.

Black-out
Toch moet de overheid er wel voor zorgen dat er voldoende elektrische energie op een duurzame manier kan worden opgewekt. Anders kunnen zogenaamde ‘black-outs’ ontstaan. Een ‘black-out’ is in feite een stroomtekort er is dan meer vraag naar elektrische stroom dan aanbod. Dit kan vooral aan de orde komen door de energievoorziening afhankelijk te maken van windkracht en zonlicht. Deze duurzame energiebronnen zijn niet stabiel maar weersafhankelijk. Daardoor kunnen er problemen ontstaan. De overheid zal ook hiervoor oplossingen moeten bedenken.

Wat is een STEG of een STEG-centrale?

STEG is een afkorting die staat voor Stoom(turbine) en Gas(turbine) en wordt in de praktijk gebruikt als voorzetsel voor STEG-centrale waarmee duidelijk wordt dat er sprake is van een elektriciteitscentrale die draait op stoom en gas. In een stoom- en gascentrale oftewel STEG-centrale wordt gebruik gemaakt van twee turbines:

  • De eerste turbine is een gasturbine. Deze turbine wordt in beweging gebracht door de verbranding van aardgas of door de zogenaamde  vergassing van steenkool. Ook kan er gas ontstaan door vergassing van biomassa.
  • De tweede turbine van de STEG-centrale is de stoomturbine. Deze turbine wordt aangedreven door stoom. Dit is in feite water dat wordt verhit door de verbranding van de gassen van de gasturbine.

In de meeste STEG-centrales zitten de gasturbine en de stoomturbine aan dezelfde as bevestigd. Daardoor drijven ze dezelfde generator aan. Als dit het geval is dan noemt men dat singleshaftconfiguratie. Door de stoomturbine wordt vaak doormiddel een synchronous self-shifting koppeling het vermogen aan de generator geleverd. Er kan ook sprake zijn van een multishaftconfiguratie. In dat geval hebben de gasturbine(s) en de stoomturbine(s) elk een eigen generator.

Restwarmte benutten van de STEG-installatie
In de koude maanden van het jaar wordt bij sommige STEG-installaties ook de restwarmte benut. Tijdens het verstoken van de brandstoffen ontstaat naast druk ook warmte. De druk is belangrijk voor het in beweging brengen van de turbines maar de warmte kan ook gebruikt worden als energiebron. In dat geval kan men deze restwarmte distribueren. Men gaat doormiddel van warmtedistributie de warmte transporteren naar bijvoorbeeld woningen of kassen. Men heeft het dan ook wel over stadsverwarming of blokverwarming. Gebouwen die op stadswarmte aangesloten zijn hoeven in principe geen gebruik te maken van een cv-ketel en cv-installatie. Door gebruik te maken van warmtekrachtkoppelingen kan het rendement worden verhoogd tot boven de 80%.

STEG-centrales in Europa
In Europa worden niet veel nieuwe elektriciteitscentrales gebouwd vanwege de energietransitie. Deze energietransitie zorgt er voor dat de meeste landen er voor kiezen om windmolenparken aan te leggen. Als er toch elektriciteitscentrales worden gebouwd dan zijn dat meestal STEG-centrales. Deze centrales hebben naast een hoger rendement ook nog een aantal andere eigenschappen. Zo is de emissie van schadelijke stoffen bij STEG-centrales minder groot dan kolencentrales. STEG-centrales stoten minder rookgassen met koolstofdioxide, zwaveloxide, koolwaterstoffen en fijnstof dan kolencentrales. Ook kan een STEG-centrale effectiever worden ingezet als er plotseling een vraag ontstaat naar piekstroom. Doordat STEG-centrales ook kunnen draaien op vergassing van steenkool en biomassa kunnen deze centrales langer worden gebruikt dan centrales die draaien op de verbranding van steenkool en aardgas.  

Wat is een alternator of wisselstroomdynamo?

Een wisselstroomdynamo of alternator is een machine waarmee men mechanische energie kan omzetten in elektrische wisselstroomenergie. De mechanische energie komt binnen via een draaiende as. Dit is bewegingsenergie oftewel mechanische energie. De bewegingsenergie wordt omgezet in elektrische energie. Men kan beweging dus met behulp van een alternator omzetten in elektriciteit.

Hoe werkt een alternator?
De as, die de mechanische energie overbrengt, is bevestigd aan een rotor. Dit deel draait in een stilstaand gedeelte dat ook wel de stator wordt genoemd. De elektrische geleider aan de rotor beweegt zich door een magnetisch veld waardoor elektrische spanningen worden opgewekt in de geleider. Bij een gesloten kring ontstaat er een stroom die gaat vloeien.

Bij kleine alternatoren wordt het magnetisch veld opgewekt door één of meerdere permanente magneten. Als men gebruik maakt van grotere alternatoren zit er een elektromagneet in de rotor. De stator bevat één of meerder spoelen waarin de gewenste  sinusvormige wisselspanning wordt opgewekt door de rotor.

Waar worden alternatoren toegepast?
Alternatoren worden in verschillende technische installaties toegepast. Hieronder zijn drie bekende voorbeelden genoemd:

  • In elektriciteitscentrales zoals kolencentrales maar ook kerncentrales wekt men elektriciteit op en daarvoor worden alternatoren gebruikt.
  • Veel moderne auto’s bevatten een alternator in plaats van een dynamo. Voor 1960 maakte men in de autotechniek gebruik van dynamo’s. Tegenwoordig maakt men gebruik van een 3 fasen alternator. De opgewekte wisselspanning wordt gelijkgericht met diodebruggen. De aandrijving van de alternator wordt gedaan door de motor van de auto met behulp van een V-snaar of multiriem. Via een spanningsregelaar laadt de alternator de accu van de auto op.
  • Veel aggregaten bevatten een verbrandingsmotor. Met deze verbrandingsmotor wordt de generator aangedreven. De verbrandingsmotor levert energie die doormiddel van de alternator omgezet wordt in elektrische energie. Aggregaten worden daarom vaak gebruikt voor elektrische energievoorziening als er geen netstroom aanwezig is of als er een storing is in het lichtnet.