‘Strijd’ tussen opslagmogelijkheden tijdens bijeenkomst HAN

Tijdens een mini-symposium op de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN), dat 12 april plaatsvond, spraken vier professionals over energieopslag. De voor- en nadelen van verschillende systemen werden belicht.

Betaalbare, duurzame opslag. Het is de missende schakel in de transitie naar duurzame energie. Als elektriciteit voornamelijk door zonnepanelen en windmolens wordt opgewekt, moet er een manier zijn om overtollige energie op te slaan. Om het net te ontlasten, maar ook om te gebruiken wanneer de wind niet waait en de zon niet schijnt. Maar welke vorm van opslag heeft de toekomst? Tijdens een  symposium op de HAN kwamen verschillende opties aan de orde.

Jillis Raadschelders (DNV GL)

Lithium-batterijen
‘Over drie jaar zou het losgaan met nieuwe opslagsystemen, maar het gaat nu al los!’ Jillis Raadschelders van DNV GL (voorheen KEMA) neemt de bezoekers van het symposium mee in de wereld van lithium-batterijen. De opslagtechnologie is in de loop der jaren een stuk goedkoper geworden. Goedkoper dan voorspeld werd. ‘De Centrale Bank, Bloomberg et cetera. Ze zaten allemaal veel te hoog’, aldus Raadschelders.

Massaproductie van lithium-batterijen vindt nu al plaats, laat hij weten. Tijdens zijn presentatie wordt de giga factory van Tesla-oprichter Elon Musk aangehaald. De fabriek moet ervoor zorgen dat de prijs van lithium-batterijen met dertig procent daalt. (Aldus Tesla.) En niet alleen de productie van lithium-batterijen maakt vaart, de technologie wordt ook al toegepast voor grootschalige energieopslag. Raadschelders verwijst naar het Prinses Alexia-windmolenpark. Daar realiseerde het Zweedse Vattenfall een energieopslagsysteem, op basis van lithium-batterijen van BMW Group.

Ook op wijk- en consumentenniveau ontstaan steeds meer projecten rondom opslag in lithium-batterijen. Het is volgens Raadschelders een uitdaging om onderzoeksresultaten efficiënt te delen. ‘Er zijn her en der projecten, maar hoe zorgen we dat kennis gedeeld wordt? Hoe zorgen we dat wat men in verschillende landen doet, bij elkaar geraapt wordt en dat iedereen dezelfde kaders gebruikt?’ vraagt de spreker zich af. ‘We moeten oppassen voor cowboygedrag. Dat is bij consumentenelektronica niet erg. Als een computer het niet doet, is dat vervelend. Als het elektriciteitsnet het niet doet, hebben we een enorm probleem.’

Flow-batterij met bromide
Met dat vraagstuk in hun achterhoofd, zien de bezoekers van het symposium een nieuwe spreker verschijnen: Wiebrand Kout. Hij is de oprichter van Elestor en ontwikkelaar van een flowbatterij. Hij is geen voorstander van opslag in lithium-batterijen. ‘De kosten zijn indrukwekkend, maar een lage prijs is niet genoeg. Die prijs zal stijgen, door een toenemende schaarste aan grondstoffen’, voorspelt hij. Lithium is tenslotte niet oneindig. Hij vraagt zich bovendien af wat er gebeurt met al het ‘chemisch afval’, wanneer de batterijen niet meer in gebruik zijn.

Zijn oplossing: gebruik maken van een flowbatterij, op basis van bromide en waterstof. De chemische componenten zijn in overvloed, laat Kout weten, en daardoor erg goedkoop. Een ander voordeel van de flowbatterij is de schaalbaarheid. Omdat het werkt op basis van vloeistoffen in tanks, kan de capaciteit gemakkelijk worden afgestemd op de vraag. Momenteel wordt zo’n systeem getest op een kantoorgebouw van Witteveen+Bos, een advies- en ingenieursbureau in Deventer. ‘Partijen ontdekken dat ze zelf energie kunnen opslaan. Er is marktwaarde, maar de techniek om die markt te bedienen is er nog niet’, aldus Kout.

Emil Goosen (AquaBattery)

Opslag met water en ‘keukenzout’
Maar Elestor is niet het enige bedrijf dat een alternatief voor lithium-batterijen ontwikkelt. Na Kout is het woord aan Emil Goosen van Aquabattery. De technologie waar hij aan werkt is, volgens Aquabattery, het enige systeem voor elektriciteitsopslag dat honderd procent duurzaam is. ‘De levenscyclus van een batterij is heel belangrijk. Wat doe je bijvoorbeeld met de grondstoffen in lithium-batterijen? Het is commercieel niet haalbaar om lithium uit batterijen te halen’, zegt Goosen. Ook de veiligheid zou een probleem zijn. ‘Kijk bijvoorbeeld naar die Samsung-batterijen.’ Daarmee verwijst Goosen naar de batterijen in de Samsung Galaxy Note 7-tablets, die in brand vlogen.

De technologie die Goosen ontwikkelt, maakt gebruik van brak water. ‘Dat laat je door een membraamstack stromen; dan splits je zoet en zout water. Dat kun je later gebruiken om energie op te wekken’, aldus Goosen. Het grootste voordeel is de mogelijkheid om de hoeveelheid energie en het vermogen af te stemmen op de energievraag. De technologie moet vooral worden toegepast in micro grids. ‘De vraag komt vooral van bedrijventerreinen, maar de technologie kan ook worden toegepast op energie-eilanden’, zegt Goosen.

Dikkere kabels in plaats van opslag

Partijen die uiteindelijk baat hebben bij de opslag van duurzame elektriciteit, zijn de netbeheerders. Maar Sjef Cobben van Alliander focust in zijn presentatie vooral op de manieren om het net te ontlasten, zonder het gebruik opslagsystemen. ‘Als het net het aankan, is dat het beste opslagsysteem’, aldus Cobben. Hij vertelt dat Alliander in nieuwbouwwijken standaard dikkere kabels legt dan voorheen. In bestaande wijken is dat vaak geen optie. ‘Daar moeten andere oplossingen voor verzonnen worden’, aldus Cobben.

Hij spreekt onder andere over flexibilisering en the internet of things. Als huishoudelijke apparaten met het internet verbonden zijn, kunnen die op afstand geregeld worden en onderdeel worden van een ‘slim’ energienet. Een ander idee dat Cobben op tafel gooit, is het introduceren van privaatnetten. Nu bestaan die alleen op terreinen zoals Schiphol, maar ook woonwijken zouden privaatnetten kunnen hebben. Deze optie zorgt voor verraste reacties in de zaal. Wie wordt dan verantwoordelijk voor die netten? Er zou dan een privaatnetbeheerder aangewezen moeten worden, aldus Cobben.

Sjef Cobben (Alliander)

Opslag in waterstof
Het grootste deel van de sprekers vindt dat een bepaalde vorm van opslag in de toekomst noodzakelijk is. Zo ook de lector Duurzame Energie van de HAN: Mascha Smit. Zij duikt als laatste spreker in de wereld van waterstof. Zij ziet dit als een betaalbare optie om duurzame energie op te slaan, als het grootschalig wordt toegepast. Een belangrijke reden om voor waterstof te kiezen: ‘overtollige windenergie kan worden opgeslagen en worden gebruikt in voertuigen’, vertelt Smit. Elektriciteit die wordt opgewekt, kan worden omgezet naar waterstof en gebruikt worden als brandstof. De HAN doet momenteel onderzoek naar het tankstation van de toekomst en houdt rekening met dit scenario.

De lector benadrukt de voordelen van vervoer op basis van waterstof. Op het scherm verschijnt een afbeelding van de Toyota Mirai, een auto van 55.000 euro. ‘Deze legt 500 kilometer af met een volle tank. Dat is hetzelfde als de duurste uitvoeringen van Tesla’, aldus Smit. ‘En deze tank je in drie minuten vol.’ Daarnaast wil ze voor eens en altijd de veiligheidsdiscussie rondom waterstof uit de wereld helpen. Er zijn, volgens Smit, genoeg manieren om veilig om te gaan met de stof. En ‘brandstoffen die we nu gebruiken zijn niet per se veiliger’. Ze laat twee auto’s zien met een lekkende brandstoftank, die in brand zijn gestoken. Het brandende waterstof vormt een smalle vlam die recht omhoog wijst (de auto blijft redelijk intact) en de brandende benzine legt de auto totaal in de as.

Diverse opties
Grootschalige opslag op basis van waterstof, waar duurzaam vervoer aan gekoppeld kan worden; opslag op basis van lithium-batterijen, die sinds kort een aantrekkelijk prijs hebben; een flowbatterij waarvan de benodigdheden in overvloed zijn; Een brakwaterbatterij die zorgt dat er geen ‘chemisch afval’ overblijft. De discussie over over de opslagtechnologie van de toekomst is nog lang niet beslecht. Alleen de tijd zal leren welke vorm van opslag de overhand krijgt.

Delen:
Hogeschool van Arnhem en Nijmegen

In opdracht van de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) verzamelt, selecteert en schrijft Sjoerd Arends content voor EnergieNext.

Eén reactie, voeg jouw reactie toe.

Mooi overzicht van de stand van zaken m.b.t. opslag.

Plaats een reactie

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.