Vijf Franse bedrijven hebben een consortium opgezet voor de ontwikkeling van een ‘hogetemperatuur-supergeleidend’ stroomtransmissiesysteem. Het doel is om supergeleiding bij minder extreem lage temperaturen toe te passen voor transport van offshore-windparkstroom naar het vasteland.
Het consortium achter het ‘SupraMarine’-project bestaat uit Air Liquide (gassen), CentraleSupélec (technische universiteit), ITP Interpipe (leidingen), Nexans (kabelsystemen) en RTE (netbeheer). Samen willen ze met stikstof gekoelde supergeleidende kabels ontwikkelen voor elektriciteitstransport met vrijwel geen energieverlies. Dit zou volgens het consortium de businesscase van offshore windenergie op grote afstand van de kust aanzienlijk kunnen verbeteren. Een bijkomende doelstelling is om het een ‘zo Europees mogelijk’ project te maken, met de inzet van kennis en materiaal uit eigen regio.
Cryogene koeling
De cryogene koelinstallaties die de kabels in supergeleidende toestand moeten houden, komen van Air Liquide. Hiervoor wordt gebruikgemaakt van de Turbo-Brayton-lijn van deze fabrikant. Deze cryogene koelmachines, gebaseerd op de omgekeerde Brayton-cyclus, worden momenteel ingezet aan boord van LNG tankers, om het vloeibaar gas tijdens transport op -160 °C te houden zodat het niet uitdampt. De supergeleidende kabels voor het project worden geleverd door Nexans, en ITP Interpipe ontwikkelt een ‘buis-in-buis’-cryostaatomhulling om ze thermisch te isoleren. Uit welk materiaal de kabels worden geproduceerd en bij welke temperatuur ze supergeleidende eigenschappen hebben, is nog niet bekend. De eerste tests voor het demonstratiemodel zijn gepland voor 2028.
Het SupraMarine-project wordt door de Franse overheid met ruim 7 miljoen euro gefinancierd, als onderdeel van het klimaatprogramma France 2030.
Hogetemperatuur-supergeleiding
De term ‘hogetemperatuur-supergeleiding’ klinkt misleidender dan hij is. De meeste materialen worden pas supergeleidend als ze de 0 K naderen, wat voor veel potentiële toepassingen een blokkade vormt – zowel kostentechnisch als energetisch. Hogetemperatuur-supergeleiders bestaan uit materiaal dat bij een veel hogere temperatuur – bijvoorbeeld 140 K (+/- -130 °C) supergeleidend wordt. Bij experimenteel onderzoek zijn inmiddels zelfs materialen ontwikkeld die onder een bepaalde druk bijna op kamertemperatuur supergeleidend worden. Die trend betekent dat voor supergeleiding geen dure en energie-intensieve cryogene koeling met helium meer nodig; de Turbo-Brayton-machines van Air Liquide kunnen ook stikstof in hun cyclus gebruiken.
Leestip: Masterclass Post HBO Koudetechniek: ‘Secundaire koel- en vriessystemen’
