Site C-dam: Canada’s gedurfdste project voor schone energie

Ingenieursuitdagingen van de Site C-dam

Sommige megaprojecten zijn opmerkelijk vanwege de extreme precisie van hun technologie, zoals de James Webb Space Telescope of de CERN particle accelerator. Andere proberen de mensheid naar nieuwe grenzen te brengen, zoals de Artemis Missions.

En andere megaprojecten zijn gewoon opmerkelijk vanwege de enorme schaal van de onderneming. Een voorbeeld is de recent gelanceerde “Site C” waterkrachtdam in het noordoosten van British Columbia, Canada.

Bron: Engineering Source Record

Dit is een van de grootste infrastructuurprojecten van Canada tot nu toe, met civiele werken ter waarde van 1,3 miljard $ voltooid. De dam is 500 m breed aan de basis en vernauwt tot slechts 10 m breed aan de top. In totaal heeft het project meer dan 11,8 miljard $ gekost.

Bron: Acciona

Naast de omvang moest het project de barre winteromstandigheden van de Canadese bergen en strenge milieu- en veiligheidsvoorschriften onder ogen zien.

Uiteindelijk zal het evenveel energie produceren als een kerncentrale of meerdere fossiele brandstofcentrales, maar zonder CO₂-uitstoot of nucleair afval.

De waterkrachtprojecten van de Peace River

Hydrologie van het stroomgebied van de Peace River

De Peace River is een bijna 2.000 kilometer (1.200 mijl) lange rivier in de Rocky Mountains van British Columbia.

De Peace River is een zijrivier van de Mackenzie River, onderdeel van het Finlay–Peace–Slave–Mackenzie-riviersysteem, het 13e langste riviersysteem ter wereld.

Bron: Geology Page

Site C is de derde dam op de Peace River, een van de vier grote dammen die in een eerste voorstel in het midden van de twintigste eeuw werden overwogen.

De eerste twee werden respectievelijk in 1968 en 1980 gebouwd en kregen de naam W. A. C. Bennett Dam en de Peace Canyon Dam.

De Bennett Dam heeft een capaciteit van 3,9 GW en is het derde grootste kunstmatige meer in Noord-Amerika. De Peace Canyon Dam heeft een capaciteit van 700 MW.

Bron: NiCHE

Beide dammen vallen onder het beheer van BC Hydro (British Columbia Hydro and Power Authority). Het elektriciteitsbedrijf is de belangrijkste elektriciteitsdistributeur van de provincie en bedient meer dan 4 miljoen klanten, 95 % van de bevolking.

In totaal heeft BC Hydro tussen 1960 en 1980 zes grote waterkrachtprojecten voltooid. Tot op de dag van vandaag komt het overgrote deel van de stroomproductie van BC Hydro uit schone of hernieuwbare bronnen.

De vierde voorgestelde dam op het British Columbia‑segment van de Peace River, Site E, ligt nabij de grens tussen BC en Alberta. Het project werd tijdens hoorzittingen in 1982 uit het planningsproces geschrapt.

Heropleving en planningstijdlijn van het Site C-project

Site C werd ook in het begin van de jaren 80 afgewezen als damproject, vanwege twijfels over de economische haalbaarheid en de noodzaak van de elektriciteitsgeneratiecapaciteit.

De optie werd al in 2004 heroverwogen, toen BC Hydro gesprekken begon met First Nations, de provincie Alberta en lokale gemeenschappen. Na een uitgebreide analyse van de impact van de dam (milieu, economie, samenleving, erfgoed en gezondheid) begon de bouw in 2015.

Site C waterkrachtdam

Overzicht

De waterkrachtdam zal een nominale capaciteit van 1.100 megawatt (1,1 GW) hebben en ongeveer 5.100 gigawattuur (GWh) elektriciteit per jaar moeten produceren. Dit is genoeg energie om het equivalent van ongeveer 450.000 huizen per jaar in British Columbia van stroom te voorzien, of 1,7 miljoen elektrische voertuigen.

De stroomopwekking wordt gerealiseerd door 6 generatoren, elk in staat om meer dan 180 MW elektriciteit te produceren, of elke turbine met een vermogen van 250.000 pk.

Bron: Construct Connect

De aarddijk is ongeveer 1.050 meter lang en 60 meter hoog (3.450 voet lang en 200 voet hoog) en bevat 16 miljoen kubieke meter materiaal (565 miljoen kubieke voet). Het project verbruikte 950.000 kubieke meter beton (33,5 miljoen kubieke voet). Van deze betonnen dam wordt verwacht dat hij minstens 100 jaar meegaat.

Het waterreservoir zal 83 kilometer lang zijn (51 mijl) en tot drie keer zo breed als de huidige rivier.

De dam zal uit 2 delen bestaan: een aarddijk die het grootste deel van de rivier blokkeert, en het opwekkingsstation en de overloop in een gebogen L‑vorm, met toegangswegen aan beide zijden van de dam.

Het project zal via twee 500‑kilovolt AC‑transmissielijnen met het Canadese elektriciteitsnet worden verbonden.

Bron: Straight

Site C-generatoren en turbinespecificaties

De turbines kunnen elk een olympisch zwembad vullen met één seconde maximale doorstroming. Ze bevatten onder andere enorme “runners”, het onderdeel dat de waterstroom omzet in mechanische energie, met een hoogte van 4,2 meter en een diameter van 7,4 meter (14 voet hoog en 24 voet in diameter).

“De runner is onderdeel van de turbine‑assemblage. Het zet de potentiële energie van het water in het reservoir om in rotatie‑energie om de generator te laten draaien.”

Matthew Thompson – technisch teamleider voor Site C.

De turbines, runners en penstocks werden allemaal in Brazilië vervaardigd.

Bron: SewerView

Ze ondergingen een lange zeereis vanuit de Atlantische Oceaan, via het Panamakanaal, en langs de Pacifische kust om bij Site C aan te komen.

Strategie voor rivierafleiding bij de bouw van Site C

Bij de bouw van een waterkrachtdam is een groot probleem dat constructie in het rivierpad niet mogelijk is terwijl de rivier stroomt. Meestal wordt dit aangepakt door een parallelle rivierbedding te graven en de hele rivier om te leiden gedurende de jaren die nodig zijn om de dam te bouwen.

In het geval van Site C werd een nog ambitieuzere aanpak gekozen. Er werden twee enorme tunnels gegraven. Elke tunnel was 800 meter lang (2600 voet) en 11 meter in diameter (36 voet), en was operationeel van 2020 tot 2024.

Bron: Acciona

De tunnels worden nu gesloten en gevuld zodat het water van de Peace River terugkeert naar zijn normale stroom en de Site C-dam bereikt.

Vullen

Sinds het sluiten van de tunnels werd het reservoir in 11 weken in de zomer van 2024 gevuld, met waterstanden die per dag tussen de 30 centimeter en drie meter stegen.

In totaal zal het reservoir een oppervlakte van 9.330 hectare (23.000 acre) hebben.

Veel wegen en de omliggende infrastructuur moesten worden herbouwd en opnieuw ontworpen om de nieuwe waterlijn en het waterreservoir te kunnen verwerken, dat veel breder werd dan de vorige rivierbedding.

Bron: Site C Project

De stabiliteit van de oever van het reservoir, die mogelijk kan instorten door watererosie, is gemodelleerd en voorspeld, en wordt voortdurend gemonitord in deze vroege fase van het vullen van het reservoir.

Een problematische bouw

Harde omstandigheden

Naast de omvang van het project was een extra uitdaging de klimatologische omstandigheden op de bouwlocatie. De dam ligt ver in het noorden, waardoor het onmogelijk was om het hele jaar door alle soorten werk uit te voeren.

In plaats daarvan moesten de zes wintermaanden worden beperkt tot planning, tunnelboringen, boren en groutwerk (het injecteren van beton om de tunnels te versterken). De temperatuur daalde soms tot -31 °C / -23,8 °F.

Bron: Acciona

Naarmate de temperaturen in de lente stegen, versnelde de bouw van de betonnen dam. Op het hoogtepunt van de bouw in 2023 waren er meer dan 6.000 arbeiders op het project.

Dit soort megaprojecten is ook zeer gevaarlijk om aan te werken. Bijvoorbeeld, bijna honderd mensen kwamen om bij de bouw van de Hoover Dam in Nevada in de jaren 30.

Technologie helpt, met name de inzet van helmen uitgerust met RID die zware machineristen waarschuwen wanneer arbeiders zich in de nabijheid bevinden. Dankzij dit soort uitrusting zijn er tijdens het gehele bouwproject geen levens verloren gegaan.

Controverses

Lokale impact

Hoewel het project waarschijnlijk koolstofarme elektriciteit zal leveren aan British Columbia in de context van de elektrificatie van transport en verwarming, was het niet zonder controverse.

De eerste was de impact op de cultuur en levenswijze van de First Nations.

Site C-dam zou “honderden graven en ceremoniële locaties uitwissen”.

Indien gebouwd, zou Site C de rechten van de First Nations onder Verdrag 8 schenden, waardoor ze irrelevant worden tot het punt van spot.”

David Suzuki Foundation

Verrottende bomen en organisch materiaal in het nieuw overstroomde reservoir kunnen ook giftige methylkwik vrijgeven gedurende vele jaren, wat de jacht en visserij in de regio en traditionele levenswijzen verder schaadt. De gedwongen verplaatsing van bewoners die in het toekomstige reservoir woonden, voegde zich bij de verstoringen.

Zoals dit al gebeurde bij de bouw van de Bennett Dam, zijn deze angsten begrijpelijk. Toch bleken deze bezwaren uiteindelijk niet voldoende om het project te stoppen.

Ten slotte voegt de impact op de lokale landbouw, die afhankelijk is van het unieke microklimaat van de oevers van de Peace River, een extra economische en ecologische dimensie toe aan de dam.

“De oost‑westelijke Peace River-vallei heeft diepe alluviale bodems, lange noordelijke daglichturen in het groeiseizoen en een microklimaat voor landbouw dat fruit en groenten kan produceren om te voorzien in de voedingsbehoeften van meer dan een miljoen mensen per jaar.”

David Suzuki Foundation

Aangezien British Columbia meer dan 57 % van de verse groenten importeert, werpt dit vragen op over de beslissing om dit land te overstromen in plaats van het productiever te maken.

Economie

Een reden waarom het Site C‑project in de jaren 80 werd geannuleerd, was dat de economische studie van BC Hydro werd bekritiseerd wegens overoptimistische aannames over het economische model.

Een punt van discussie is de groei van het elektriciteitsverbruik.

“In 2007, toen Site C voor het eerst opnieuw werd overwogen, stelde Hydro dat de vraaggroei een stabiele twee procent per jaar zou zijn.

British Columbia zou tegen 2016‑17 70 terawattuur per jaar verbruiken. In plaats daarvan verbruiken we 60.”

Harry Swain – voormalig federaal adjunctminister van Industrie Canada en Indian and Northern Affairs Canada.

Er bestaan mogelijkheden om de geproduceerde stroom te exporteren naar de VS of naburige Alberta. Maar over het algemeen is de economische rendabiliteit van het project, althans in de komende 10 jaar, onzeker.

Echter, gezien we verwachten dat de elektrificatie van transport in die periode zal toenemen, en de levensduur van de dam meer dan 100 jaar is, is het waarschijnlijk dat dit op de lange termijn een waardevolle bron van koolstofarme energie zal zijn.

Bovendien kan de aanwezigheid van goedkope en koolstofneutrale energie in de regio invloed hebben op het toekomstige verbruik, waarbij mogelijk enkele industrieën zich verplaatsen om hiervan gebruik te maken, zelfs als dit een langzaam proces is.

Bijvoorbeeld, de gigawatt‑grote AI‑datacenters die wereldwijd worden gebouwd en nu dringend stabiele en koolstofarme energie nodig hebben, zouden in de toekomst British Columbia kunnen overwegen.

Ecologische impact mitigeren

Beren werden gevangen, getrankeerd en verplaatst vóór het vullen van het reservoir.

Er werd een tijdelijke vispassage gebouwd om vissen die de Peace River opzwommen tijdens de bouw toe te laten, om de impact op aquatische ecosystemen zoveel mogelijk te verminderen.

BC Hydro heeft ook verschillende ondiepe waterhabitats hersteld en de oevervegetatie hersteld om het aquatische leven te ondersteunen.

Een andere mitigatiestrategie richtte zich op CO₂‑uitstoot. Normaal gezien maakt damconstructie zwaar op grote vrachtwagens leunen om de miljoenen tonnen materiaal te verplaatsen die nodig zijn voor de aarddijk.

In plaats daarvan werd een bijna vijf kilometer lange transportband aangelegd om glaciale moraine (klei, slib, zand, grind en keien), het kernmateriaal van de aarddijk, te vervoeren.

Aangezien de transportband wordt aangedreven door elektriciteit, heeft dit de uitstoot met meer dan 1.500 ton CO₂ verminderd.

Bron: STM

Over het geheel genomen was het project niet zonder ecologische impact, maar zou het na enkele jaren geen langdurige schade aan het lokale ecosysteem moeten veroorzaken en zal het Canada helpen zijn CO₂‑uitstoot te verminderen.

Conclusie

De Site C-dam is een van de meest ambitieuze energieprojecten van Canada in decennia, en levert evenveel schone elektriciteit als een kerncentrale.

Het is ook een zeer indrukwekkende technische prestatie, inclusief het omleiden van een hele grote rivier via mega‑tunnels, het verplaatsen van miljoenen tonnen materiaal, en het transport van enorme turbines en bijbehorende apparatuur vanuit Brazilië.

Misschien nog indrukwekkender is de hoge veiligheid van het project, wat aantoont dat grootschalige infrastructuren tegenwoordig kunnen worden gebouwd onder omstandigheden die een eeuw geleden voor arbeiders onvoorstelbaar waren.

Dit betekent niet dat het geen impact had op de lokale fauna en flora, noch op de inheemse bewoners van de regio.

Zoals vaak het geval is bij ambitieuze ondernemingen, staat het in het middelpunt van polemiek, en de economische vraagstukken worden fel bediscussieerd.

Desondanks, nu steeds meer stroom wordt verbruikt door elektrische auto’s, warmtepompen en digitale infrastructuur, is het waarschijnlijk dat deze schone elektriciteit sneller dan later een goede toepassing zal vinden. Aangezien de wereldwijde CO₂‑uitstoot nog steeds veel hoger is dan de beoogde niveaus om de opwarming van de aarde te beheersen, zal een groot waterkrachtproject zoals Site C waarschijnlijk helpen, samen met de grootschalige inzet van wind‑ en zonne‑energie.

Investeren in duurzame energie

GE Vernova

Geboren uit de opsplitsing van het gigantische industriële conglomeraat General Electric (GE.TO ) (GE), is GE Vernova (GEV ) de tak die zich toelegt op energieopwekking, met name turbinatechnologie.

Dit maakt van GE Vernova de directe erfgenaam van de oorspronkelijke activiteit die Thomas Edison begon, aangezien GE in 1918 een pionier was in waterkracht met de 3 GE‑generatoren van 12.000 volt bij Niagara Falls. GE was ook een pionier in hoogspanningsgelijkstroom (HVDC) in 1972, een technologie die nog steeds belangrijk is voor stroomnetten en een sterke business voor het bedrijf.

Het bedrijf is nog steeds een gigant op het gebied van elektriciteitsopwekking, met expertise in turbinkunst die relevant is voor waterkracht, kernenergie en windenergie, evenals fossiele brandstofcentrales. GE heeft bijvoorbeeld momenteel 55.000 windturbines en 7.000 gasturbines in bedrijf, en op basis van de technologische basis van het bedrijf genereren deze, samen met vele water- en kerncentrales, ongeveer 25 % van de wereldwijde elektriciteit.

Bron: GE Vernova

GE is een nauwe partner van veel van ’s werelds grootste nutsbedrijven en uiteindelijk de ruggengraat van hun respectieve nationale of regionale elektriciteitssystemen, waaronder de Franse Engie, de Amerikaanse Duke Energy (DUK ) (DUK +0.21 %), Southern Company (SO ) (SOT.DE ) (SO -0.44 %), de Duitse RWE, de Spaanse Iberdrola, Taiwan Power Company, enz.

Bron: GE Vernova

Dit betekent niet dat GE Vernova niet ook actief is in de voorbereiding van nieuwe energietechnologieën, waaronder de nieuwe generatie kerncentrales, koolstofafvang of waterstof.

Bron: GE Vernova

Vooral op het gebied van kernenergie neemt het bedrijf een leidende rol in. GE Vernova is nu direct betrokken bij de bouw van de kerncentrale zelf in plaats van alleen de turbines. Het bedrijf BWRX-300 is het eerste Noord-Amerikaanse commerciële contract voor een SMR, ondertekend met Ontario Power, met een raamovereenkomst voor drie extra SMR‑eenheden later.

Zoals geïllustreerd door grote waterkrachtprojecten zoals de Canadese Site C of de vele mega‑dammen gebouwd door China, zullen grote turbines in de toekomst nog steeds zeer belangrijk zijn voor het energienet.

Aangezien elektrische auto’s, verwarming en binnenkort elektrische vrachtwagens en de elektrificatie van zware industrieën de vraag naar meer stroomopwekking om olie en gas te vervangen continu zullen verhogen, is GE Vernova goed gepositioneerd om hiervan te profiteren.

Vanwege de breedte van de activiteiten van GE Vernova hoeven beleggers in het aandeel van het bedrijf zich niet zeker te zijn welke technologie de energietransitie in de komende 5 of 10 jaar zal winnen:

• Als aardgas belangrijk blijft, is GE Vernova al de belangrijkste speler in dat segment.
• Als kernenergie inderdaad een renaissance doormaakt, zullen kern‑turbines en SMR veel inkomsten genereren.
• Als windenergie even sterk blijft als zonne‑energie voor de opwekking van hernieuwbare energie, zal GE Vernova ook een belangrijke speler in deze sector zijn.
• Als waterstof, ammoniak, methanol, pomp‑hydro of koolstofafvang en -opslag in opkomst zijn, kan GE Vernova ook een deel van deze markten veroveren, dankzij vroegtijdige, vooruitstrevende R&D‑investeringen.
• Als het belangrijkste investeringsonderwerp netstabiliteit en de upgrade naar een slim net wordt, is GE al de partner bij uitstek voor de meeste van ’s werelds grootste nutsbedrijven.

(U kunt ook meer lezen over de geschiedenis en het bedrijfsmodel van GE Vernova in het speciale rapport over het bedrijf)

Laatste GE Vernova (GEV) aandelennieuws en ontwikkelingen