Waterkracht is er al honderden jaren, zij het in verschillende gedaanten. Van waterraderen en houten schachten tot de verbazingwekkende technologie die we vandaag de dag hebben, met gebruikmaking van opstuwing, omleiding en pompaccumulatie van waterkracht.

Waterkracht is momenteel wereldwijd de meest gebruikte vorm van duurzame energie.

Wat is waterkracht?

Waterkracht, HEP, is een vorm van hernieuwbare energie – energie uit een bron die niet wordt uitgeput wanneer deze wordt gebruikt, zoals wind, zon en water.

Waterkracht vangt de kracht van water in beweging, zoals dat over een waterval stroomt, en zet die om in elektriciteit.

Het is geen nieuw concept; de Oude Grieken en Chinezen bouwden honderden jaren geleden al enorme waterraderen en installeerden die in snelstromende rivieren. Zij realiseerden zich dat bruikbare energie werd opgewekt als het water van een hoog niveau naar een lager niveau stroomde.

Hoe wordt energie geoogst uit bewegend water?

Waterkracht wordt opgewekt in een krachtcentrale. Een van de grootste voorbeelden is de Hoover Dam.

In plaats van alleen op kinetische energie te vertrouwen – de energie die een deeltje heeft door zijn beweging – vertrouwt de centrale op de kracht van het water om een turbine aan te drijven. De turbine drijft een generator aan die de opgevangen energie omzet in elektriciteit.

De geproduceerde elektriciteit drijft de centrale aan en het overschot wordt naar andere gebieden getransporteerd.

Hoe een stuwdam werkt om elektriciteit te produceren

Een stuwdam is een door de mens gemaakte barrière die de waterstroom beperkt of stopt om een reservoir te creëren.

Waterkracht wordt gebruikt in combinatie met dammen om elektriciteit op te wekken.

In eerste instantie wordt een grote dam gebouwd over een meer op zeer grote hoogte om een reservoir te vormen.

Een generator bevindt zich op een lagere hoogte, en de gecontroleerde stroom van het water naar beneden drijft een turbine aan, en op zijn beurt, de generator. De generator zet alle energie om in elektriciteit.

Wanneer meer elektriciteit nodig is, kan de waterstroom handmatig worden verhoogd om aan de vraag te voldoen.

Ook kan, wanneer de vraag afneemt, de waterstroom worden verminderd.

Deze methode is uitzonderlijk efficiënt en voorkomt overproductie van stroom.

In een ideaal klimaat valt er altijd voldoende regen om de voorraad water in het reservoir aan te vullen. Wanneer de zomer bijzonder droog is geweest, is er altijd een voorraad overtollige elektriciteit om een pomp aan te drijven en het water weer naar boven te voeren.

Waterkracht

Elektriciteit opgewekt uit water is de meest gebruikte hernieuwbare energiebron ter wereld.

De wereldwijd geïnstalleerde hydro-elektrische capaciteit bedraagt meer dan 1.295 GW.

Dit is meer dan 18% van de totale geïnstalleerde stroomopwekkingscapaciteit in de wereld en meer dan 54% van de wereldwijde hernieuwbare stroomopwekkingscapaciteit.

Hydro-elektrisch gebruik in de VS volgt deze trends niet.

Er zijn meer dan 2.000 elektriciteitscentrales die goed zijn voor 6,4% van zijn totale elektrische productie-output.

Hoewel, in 2019, voor het eerst in meer dan een decennium, overtrof windenergie waterkracht in productiecapaciteit.

Waterkracht is nog steeds goed voor 25% van alle hernieuwbare energie die in Amerika wordt gebruikt.

De voordelen van waterkracht

Het gebruik van waterkracht om elektriciteit op te wekken heeft veel voordelen:

Het is een hernieuwbare energie

Er is een onuitputtelijke voorraad water. Fossiele brandstoffen zoals steenkool, olie en aardgas, zelfs uranium, zullen uiteindelijk opraken.

Water wordt voortdurend aangevuld door regenval.

Het is schoon

Het verbrandt niet zoals fossiele brandstoffen en veroorzaakt dus geen uitstoot. Bij waterkracht komen geen verontreinigende stoffen vrij, zoals roet of zwaveldioxide.

Waterkracht produceert geen koolstofdioxide, het broeikasgas. CO2 afkomstig van elektriciteitsopwekking wordt beschouwd als een belangrijke speler in de klimaatverandering.

Het is veiliger

Nucleaire energie is uiteraard gevaarlijk, de bijproducten ervan veroorzaken grote problemen bij de verwijdering. Waterkracht levert dergelijke problemen niet op.

Het is goedkoop

De bedrijfskosten zijn te verwaarlozen, water is voortdurend gratis beschikbaar, in vergelijking met brandstoffen die uit de grond moeten worden gehaald.

Het is cyclisch

De warmte van de zon, verdampt water uit de grond dat als regen is gevallen. Waterdamp condenseert in de atmosfeer tot de waterdruppels zwaar genoeg zijn om te vallen.

De cyclus is constant, zodat de niveaus in de reservoirs op natuurlijke wijze worden aangevuld.

Het is flexibel

Het regelen van de output van elektriciteit is eenvoudig door het aanpassen van de waterstroom.

Wanneer het stroomverbruik laag is, wordt de stroom verminderd. Dit spaart het reservoirniveau voor de piekperiode van hoog verbruik of droogte.

Het is betrouwbaar

Waterkracht levert een constante energiebron met weinig schommelingen.

De nadelen van waterkracht

Het gebruik van waterkracht voor het opwekken van elektriciteit heeft ook veel nadelen:

Het heeft gevolgen voor het milieu

Waterkracht lijkt misschien een milieuvriendelijke energiebron. Dat is niet noodzakelijkerwijs waar, want voor een aanzienlijke elektriciteitsproductie moeten een grootschalige stuwdam en een krachtcentrale in rivieren en meren worden gebouwd. Dit leidt vaak tot overstromingen van het aangrenzende land.

Eigendom en land dat onder water staat, brengt hoge kosten met zich mee voor de landeigenaren, zowel emotioneel als financieel.

Schade aan wilde dieren

Wanneer de natuurlijke stroom van water wordt onderbroken, kan het effect op ecosystemen, wilde dieren en habitats enorm zijn.

Het vertragen van de waterbeweging doet de temperatuur op natuurlijke wijze stijgen. Helaas is dit schadelijk voor vissen, wat resulteert in de dood van velen.

Dammen belemmeren ook de migratiepatronen van sommige vissen.

Verstoring van de natuur

De meest geschikte plaatsen om dammen en elektriciteitscentrales te bouwen zijn in gebieden van uitzonderlijke schoonheid. Er worden enorme hoeveelheden bouwwerkzaamheden verricht, niet alleen voor de bouw van de dam, maar ook voor de installatie van een onderstation en masten voor het transport van de elektriciteit.

Er moet ook een druk wegennet komen.

Al deze bouwwerkzaamheden leiden vaak tot waardeverlies van omliggende grond en eigendommen.

Het is misschien niet zo emissievrij als ooit werd gedacht

Als vegetatie afsterft, komt er kooldioxide vrij. Overstromingen en wateroverlast verhogen snel de snelheid waarmee verrotting optreedt, met als mogelijk gevolg dat het schadelijke gas in de buurt van/bij HEP-locaties in de atmosfeer terechtkomt.

Dure bouw

De bouw van elk type elektriciteitscentrale is duur, ook die van een waterkrachtcentrale.

Dit wordt enigszins gecompenseerd door geen brandstofkosten, minder werknemers, en lage onderhoudskosten.

Drogten

De opwekking van hydro-elektriciteit en de energieprijzen zijn direct gekoppeld aan de beschikbaarheid van water. Langdurige droogteperioden kunnen rampzalige gevolgen hebben voor de productiecapaciteit.

Final Thoughts

Alle energie, hernieuwbaar en niet-hernieuwbaar, heeft haar positieve punten en nadelen, de voor- en nadelen van waterkracht vormen hierop geen uitzondering.

Hoewel voorgestelde sites moeilijk te vinden zijn door gebrek aan beschikbare reservoirs, en de exorbitante initiële kosten, groeit waterkracht nog steeds in populariteit jaar na jaar.

Dit is waarschijnlijk te wijten aan het feit dat het goed paart met andere hernieuwbare energiebronnen, het is schoon, en is in staat om aan de piekvraag te voldoen.