Vorige week belde een journalist van de Volkskrant, Bard van de Weijer ons met een vreemde vraag: Is het mogelijk om een Elfstedentocht te forceren? Wij maakten een sommetje op de achterkant van een bierviltje en afgelopen zaterdag, 23 november, verscheen het onderstaande stuk in de Volkskrant.
Een Elfstedentocht op kunstijs, kan dat?
door BARD VAN DE WEIJER
Het was met stip het merkwaardigste nieuws van de vorige week: het plan van de Friese afdeling van de PVV om de Elfstedentocht op kunstijs te houden. Als het klimaat dan toch opwarmt, moeten we de winterse schaatstocht maar uit handen van Moeder Natuur nemen, moet fractievoorzitter Otto van der Galiën hebben gedacht. Het idee: 200 kilometer natuurijs aanleggen, waarover de tocht der tochten gereden kan worden. Leuk voor 2018, als Leeuwarden Culturele Hoofdstad van Europa is.
Van der Galiën was niet over één nacht ijs gegaan, hij had zijn idee voorgelegd aan de TU Delft, en daar hadden ze gezegd dat het technisch mogelijk is. Woordvoerders van de universiteit reageerden verbaasd, hun was niets gevraagd en degenen bij de TU die er iets over konden zeggen, zeiden ook van niets te weten.
Om de Vraag der Vragen toch maar te stellen: kan het?
Het kan. Kijk naar Flevonice, de vijf kilometer lange schaatsbaan in de buitenlucht bij Biddinghuizen. En ook weer niet, laat de praktijk zien: de baan die in 2007 opende, ging twee jaar geleden failliet. Een van de grootste schuldeisers was Nuon, dat de energierekening niet betaald kreeg. Vandaag gaat Flevonice trouwens opnieuw open, de buitenbaan – ingekort tot drie kilometer om kosten te besparen – is, als het weer het toelaat, over een week beschaatsbaar.
Maar dat is drie kilometer. De Elfstedentocht is 67 keer zo lang en voert over ‘echte’ sloten en vaarten, die bevroren moeten worden, al is het maar voor één dag. Stel dat Friesland deze Kennedy-achtige ambitie wil verwezenlijken, zou het kunnen?
Bij de TU Delft willen ze best een berekening maken. De universiteit schakelt Aldo Brinkman in, chemicus en tevens uitbater van scheikundejongens.nl. Brinkman rekent op de achterkant van een mailtje uit hoe veel energie nodig is om Moeder Natuur een kontje te geven. Eerst maar even de basisaannamen: 200 kilometer ijs dat gemiddeld vier meter breed is en vijftien centimeter dik. Laten we aannemen dat het buiten 4 graden Celsius is en dat het ijs 24 uur de vereiste dikte moet houden.
‘Er moet 120 miljoen liter water worden afgekoeld van 4 graden naar 0 graden. Daarvoor moet je 2 terajoule aan warmte afvoeren. Dat kost ook ongeveer 2 terajoule aan elektrische energie’, schrijft Brinkman. Maar dan heb je nog steeds water van nul graden. Voor de fase-overgang van vloeibaar naar vast is nog eens twintig keer zoveel energie nodig: 40 terajoule. En omdat we uitgaan van een buitentemperatuur van 4 graden Celsius, moet er dus constant worden bijgekoeld om te voorkomen dat het alsnog een kluuntocht wordt. Met ‘heel grove aannamen’ — het mag in dit scenario bijvoorbeeld niet waaien — komt de chemicus uit op 6 terajoule.
In totaal is er dus minimaal 50 terajoule aan energie nodig, stelt Brinkman, met de nadruk op minimaal. Een vijf met dertien nullen. Omgerekend naar elektriciteit gaat het om 1,7×107 kilowattuur. Een gemiddelde elektriciteitscentrale stoot 0,7 kilogram CO2 per kilowatuur uit. De kunstijselfsteder brengt dus 10 miljoen kilogram CO2 in de atmosfeer, vergelijkbaar met 100 miljoen kilometer rijden in een zuinige auto. Als deze tocht doorgaat zal het vermoedelijk gelijk de laatste zijn.
Toch maar even doorrekenen. Wat kost dat? Ervan uitgaande dat een kilowattuur 22 cent kost, is alleen de stroomrekening voor één dag Elfstedentocht al 3 miljoen euro. Dat valt mee. Alleen heb je voor dat bedrag nog geen 200 kilometer koelsysteem. En als het waait, gaat het smeltproces zomaar twee keer zo snel en moet de stroomrekening worden verdubbeld.
Zou ie er komen, de Friese Elfstedentocht op kunstijs? Chemicus Brinkman laat zijn fantasie even de vrije loop: ‘Ik zie de aggregaten al voor me: kilometers bulderende krachtstroomdiesels. Het droogleggen van de Flevopolder zal erbij verbleken.’
Geweldige berekening!
Bij narekenen kwam er een klein typefoutje aan het licht. 1,7×10E7 kilowattuur moet zijn 1,4×10E7 kilowattuur.
En volgens mij moet er met nog één ding rekening gehouden worden. De efficiëntie van het koelsysteem. Je gaat nu uit van een 100% efficiëntie. Maar dat lijkt mij toch wel héél erg optimistisch.
Klopt van die 14 GWh (1,4*10E7 kWh) (50/3,6*10E3)
Dank voor jullie berekeningen! Ik ga die gebruiken bij een stap verder: in plaats van een koelinstallatie ga ik voorstellen dit te doen met warmtepompen die gebouwen langs de vaart verwarmen. Met een COP van 4 levert 2 TJ koeling (met 2 TJ elektriciteit) namelijk 8 TJ verwarming op met warmtepompen. Dat is de energie voor een dag Elfstedentocht.
Mijn vraag: is de 40 TJ energie voor de faseovergang de elektriciteit daarvoor nodig (om het water 40 TJ af te koelen)? En geldt dat ook voor het bijkoelen met 6 TJ? Want dan is daar met warmtepompen 4 x 46 = 184 TJ aan warmte van te maken.
Vervolgens ga ik uitrekenen hoeveel warmtepompen dan nodig zijn. Ik koppel deze Elfstedendoelstelling aan de energietransitie 🙂