Zomerspecial: het belang van een eigenbedrijf-aansluiting
Op het nieuws horen we over problemen met de kerncentrale van Zaporizja (Oekraïne) vanwege onveilig bedrijf, dat veroorzaakt wordt door kapotgeschoten hoogspanningsverbindingen. Daardoor heeft de centrale geen betrouwbare toevoer van stroom meer. Wacht even, toevoer? Maak kennis met zogeheten eigenbedrijf.
Hoe kan het dat een kerncentrale in de problemen raakt wanneer er geen betrouwbare toevoer meer is van elektriciteit? Tenslotte maakt zo’n centrale zelf juist een enorme hoeveelheid stroom. het blijkt, zo simpel ligt het dus niet. En ook niet voor andere thermische centrales.
Het is zomervakantie, dus we kunnen gerust wat dieper kijken naar wat eigenbedrijf is en hoe het bij verschillende grote stroomproducenten en andere zware industrie onderdeel is van het bedrijfsproces.
Thermische centrales: er pompt, draait en brandt van alles
In elke centrale van enig formaat en ook in grotere chemische installaties zoals krakers, raffinaderijen en opwerking, is intern behoefte aan elektriciteit. Dat is nodig voor het aandrijven van koelwaterpompen, transportbanden, fornuizen, procesbewaking, afgassenbewerking en tja, eigenlijk voor alles, tot en met het lampje in de plee aan toe. De interne stroomvraag wordt meestal afgekort met de term eigenbedrijf of EB. Wanneer stroom voor het EB niet is gewaarborgd kan een centrale niet draaien.
Een kolencentrale produceert al snel twee tot drie gigawatt thermisch vermogen. Daarvan wordt amper de helft in elektriciteit veranderd omdat er bij thermische opwek veel energieverliezen zijn in hete lucht en warm koelwater. De pompen die elke minuut honderden tonnen water naar binnen trekken zijn geen doetjes en om zulke pompen aan te drijven loopt de eigen elektriciteitsvraag in de tientallen megawatts. Verder draaien er bij kolencentrales ook continu transportbanden. Een centrale zoals die op de Maasvlakte of in de Eemshaven (ordegrootte 1 tot 1,6 GW) kan wel vijftig tot honderd kilo poederkool per seconde gebruiken en het transporteren, malen en uiteindelijk weer afvoeren van as vraagt allemaal stroom. Centrales in waterarme gebieden werken met koeltorens. Ook daar zijn flinke pompen voor nodig. Het EB-verbruik kan bij een kolencentrale wel oplopen tot acht procent van de eigen opwek.
Wanneer de centrale eenmaal draait wordt de eigenbedrijfvraag op papier uit de eigen productie getapt. Hoewel het in de praktijk vaak handiger is om met een klanttrafo op hetzelfde trafostation te werken als waar ook de opgewekte elektriciteit aan wordt afgegeven. Bij opstarten of afschakelen is rechtstreekste tap van de eigen productie immers geen optie en dan kan je beter netstroom gebruiken.
Raffinaderijen: stroom als bijproduct en als veiligstelling
Bij grote chemieclusters zien we EB ook. Daar heeft het een ander gezicht en eigenlijk een dubbelrol. Complexen zoals DOW, Delesto, Chemelot en diverse raffinaderijen in de Botlek hebben allemaal een netaansluiting op 110 kV of 150 kV, voldoende om een paar honderd megawatt uit te trekken. In principe kan het hele raffinagecluster op netstroom draaien. Maar ze hebben ook allemaal een zogeheten EB-centrale op het terrein. Bij normaalbedrijf, als de raffinaderij in volle dienst is, draait de EB-centrale en wekt het complex min of meer zijn eigen stroomvraag op. Dat heeft meerdere voordelen: het biedt de mogelijkheid om de centrale goedkoop met een restfractie gas of soms afgas te stoken en niet alleen stroom, maar ook stoom, warmte en koolzuurgas te maken, die allemaal nut hebben in productieprocessen. Verder wordt het publieke net met zijn verplichtingen en energiebelastingen vermeden. Wat je achter je meter opwekt is immers van jou, en dat geldt ook voor hele grote producenten.
De netaansluiting met het publieke netwerk staat wel geopend, maar er loopt nauwelijks vermogen langs: het complex is in balans. Tot zich een onvoorziene situatie voordoet. Mocht op het chemiecomplex de EB-centrale gedeeltelijk of helemaal uitvallen, dan is er nog de netaansluiting. Je zou denken, handig, dan kan je altijd maar doorgaan met produceren. Maar daar is de dubbele zekerheid het niet voor bedoeld. Wanneer een chemisch complex onverwacht zonder stroom valt zit je in de penarie omdat sommige productieprocessen niet zomaar kunnen worden stilgelegd. Dat kan gevaar of ontploffingen geven als koelinstallaties of krakers middenin het proces uitvallen, of het maakt technische installaties in één klap onbruikbaar door stolling in de productie. Valt dus de EB-centrale uit óf valt juist de netaansluiting uit, dan is er geen backup meer. Men neemt dan geen risico’s en gebruikt de overgebleven andere manier om de processen gecontroleerd stil te leggen, en start pas weer op als beide manieren terug beschikbaar zijn.
Dat stilleggen gaat gepaard met affakkeling. Stijgen er grote rookwolken op uit de schoorstenen van chemische complexen terwijl in het nieuws is dat er een stroomstoring is, dan zijn die rookwolken er juist dus een teken van dat men alles onder controle heeft en gecontroleerd de kritisch processen stil legt. Zie je net zulke rookwolken terwijl het publieke net gewoon functioneert, dan kan het juist wel eens zijn dat de EB-centrale de hik heeft.
EB op kerncentrales voor koelprocessen
Nog belangrijker dan voor een chemisch complex is de EB-aansluiting voor een kerncentrale. Hij is noodzakelijk vanwege backup om koelwaterpompen aan de praat te houden, zelfs wanneer de reactor niet kritisch is. Als een centrale zijn vermogen niet kwijt kan omdat afvoerverbindingen niet beschikbaar zijn is dat een commercieel probleem: duur en jammer, maar geen technisch issue. Maar als er geen dubbele bedrijfszekerheid is op EB-gebied (dus: eigen productie binnen het complex én een externe invoeding via een EB-aansluiting op het net) zal men de reactor zo snel mogelijk willen stilleggen met het doel zo min mogelijk stroom te gebruiken voor de permanente koeling die altijd door moet gaan. Terug tot een niveau dat met zware dieselaggregaten lukt. Kijken we naar Doel en Tihange, dan zien we dat ze hun vermogen op het net invoeden op 380 kV, maar dat er ook telkens een kleinere 150 kV-lijn juist terug de centrale in loopt. Bij het veel kleinere Borssele zien we iets eigenaardigs, daar is de afvoerlijn voor vermogen op 150 kV wordt bedreven, terwijl de EB-verbinding 6 kV voert, maar via een speciale klanttrafo rechtstreeks op 380 kV zit aangesloten. Het mag duidelijk zijn, een kerncentrale neemt geen risico.
De zenuwen op Zaporizja
In Oekraïne zagen we dit voorjaar problemen op het complex van Chernobyl, waar de stilgelegde kerncentrale tegenwoordig een consument van elektriciteit is geworden omdat de oude reactoren (die nog decennia heet blijven) moeten worden gekoeld. Schade aan een 330 kV-schakeltuin van de voormalige afvoerverbindingen zorgde ervoor dat er geen redundantie meer was in de elektriciteitsvoorziening. Daar werd uiteindelijk op tijd een oplossing gevonden door een kapotgeschoten hoogspanningslijn snel te repareren. Op het centralecomplex van Zaporizja, een veel grotere centrale dan Chernobyl, zijn twee reactors in bedrijf en liggen er vier stil. Maar alle zes hebben ze koeling nodig. Deels wordt het vermogen voor de koelpompen opgewekt binnen het eigenbedrijf, maar omdat daar niet kritisch op kan worden vertrouwd als enige methode is het noodzakelijk dat de centrale onder alle omstandigheden verbinding houdt met het hoogspanningsnet. Daar lijkt het nu mis te gaan, er zijn opnieuw 330- en 750 kV-lijnen beschoten en beschadigd.
Dieselaggregaten zijn een tijdelijke oplossing, mits ze voorhanden zijn. Het is echter alleen verplaatsing van het probleem, want in plaats van elektriciteit (door een draad) moet je nu diesel aanvoeren met tankwagens, dwars door een oorlogsgebied. Compleet stilleggen van een kerncentrale is niet mogelijk, het EB blijft altijd behoefte houden aan minimaal een paar megawatt om de koeling aan de praat te houden.
En zo zijn we bij waar alles om begon. Een kerncentrale moet altijd over elektriciteit beschikken, en voor de veiligheid graag op meerdere onafhankelijke manieren. Valt een manier weg, dan is het niet meteen mis, maar dan springen dus wel direct de alarmpjes aan, zoals we nu op het nieuws vernemen.
Afbeeldingen
Header: Kerncentrale Doel vanaf de overzijde van de Schelde, foto door Michel van Giersbergen. Artikel: kolencentrale Eemshavendoor Hans Nienhuis. Raffinaderij Fina Antwerpen door Michel van Giersbergen. Kerncentrale Borssele, door Ruben Schots.