Een van de grote thema’s binnen de energietransitie is de toekomst van energieopslag en het opslaan van hernieuwbare energie. Wat moeten we op zonnige dagen met het overschot aan zonnestroom? En kunnen we windenergie van parken op zee ook later gebruiken? De beschikbare technieken lopen snel tegen hun limiet aan. Daarom wordt er volop geïnvesteerd in nieuwe manieren van energie-opslag. Wat zijn de meest veelbelovende technieken?
Lithium-ion batterijpark
De eerste kandidaat is de goede ouderwetse batterij. Maar dan groter en als het even kan ook efficiënter. Een aantal zeecontainers gevuld met lithium-ion batterijen zijn een steeds bekender beeld naast een windmolenpark. Aangedreven door sterk schommelende stroom willen producenten van groene energie hun stroom liever niet aanbieden als de prijs negatief is. Opslag biedt uitkomst, maar is het ook duurzaam? Lithium is een redelijk schaarse grondstof en het is niet aannemelijk dat deze vorm van opslag opgeschaald kan worden naar de wereldwijde behoefte aan duurzame stroom.
Aangezien alternatieve opslagmethodes nog niet snel grootschalig beschikbaar komen, zijn innovaties binnen lithium-ion des te belangrijker. Bij de Vrije Universiteit van Brussel wordt gewerkt aan Bat4ever, een project dat zich richt op het zelfherstellend vermogen van Li-on batterijen. Bij Hidden in Finland werken ze aan het verhogen van de dichtheid – en daarmee het opslagvermogen. En in Frankrijk werken ze bij Instabat aan betere monitoring van li-on batterijen, waardoor laadcycli beter aangestuurd kunnen worden.
Zout de witte motor
Binnen batterijen is zout een belangrijk alternatief voor li-ion. Zo werken het Duitse VoltStorage en het Eindhovense NewBat aan thuisopslag op basis van Redow Flow technologie. Dat dit ook op veel grotere schaal kan worden toegepast wil het Duitse energiebedrijf EWE bewijzen. Het ontwikkelt een mega-batterij in Jemgum, waar twee oude zoutmijnen in 2025 stroom moeten gaan leveren aan een stad zo groot als Deventer. Opslag in zout vereist weliswaar meer ruimte, maar daar staat tegenover dat zout bijna onuitputtelijk beschikbaar is en dat zoutbatterijen langer mee gaan.
Energie opslaan in waterstof
De toekomst van energieopslag ligt volgens velen in waterstof. Elektriciteit kan namelijk gebruikt worden om water te splitsen. Die splitsing vindt plaats in een elektrochemische cel. Hierin wordt water met behulp van elektrische lading omgezet in waterstof en zuurstof. De waterstof kun je vervolgens vervoeren, zeg van de Sahara naar Nederland met een (waterstofgedreven) tanker. In Nederland draai je het proces om: je laat waterstof met lucht reageren. Hierbij wordt water gemaakt en komt energie vrij.
Het grote voordeel van dit alles is dat je de waterstof kunt opslaan voor later. Veel van de benodigde infrastructuur ligt er al, maar voor de overstap van bijvoorbeeld LNG naar waterstof zijn wel extra veiligheidsmaatregelen nodig. Waterstof is namelijk een stuk explosiever. Voor thuisgebruik is dat explosiegevaar een nadeel, maar daar staat tegenover dat waterstof minder energetisch dan aardgas en dat het veel sneller vervliegt.
IJzer als toekomst van energieopslag
Er zijn ook minder bekende opslagmethoden. Neem bijvoorbeeld ijzer. IJzerpoeder reageert graag met zuurstof; je kunt het dan ook verbranden. Bij die reactie komt warmte vrij en je houdt er ijzeroxide (roest) aan over. Deze roestdeeltjes kun je vervolgens met waterstof laten reageren. De waterstof hecht zich aan de oxide en vormt zo water, de ijzer blijft achter – klaar om weer te verbranden. Omslachtiger dan waterstof direct verbranden, maar ijzerpoeder laat zich wel makkelijker transporteren en veiliger opslaan.
Warmte opslaan voor later
Een groot deel van de energie die we gebruiken wordt ingezet voor het genereren van warmte. Terwijl we in de zomer ons best doen om onze kantoren (en in toenemende mate ook onze huizen) koeler te maken. Warmte en koude kunnen goed opgeslagen worden. Op niveau van een enkel huis kun je denken een zonneboiler waarmee je voor enkele dagen warm water kun opslaan. Een grotere capaciteit kun je bereiken met bodemwarmtewisselaars. Dit zijn ondergrondse buizen gevuld met glycol, een vloeistof die warmte goed transporteert. Die warmte wordt aan de omliggende bodem afgegeven en in de winter weer opgenomen. Op het niveau van een hele woonwijk kan hetzelfde principe worden toegepast met warmtekoudeopslag (wko).
Weten hoe Ndus3 bouwt aan de toekomst van energieopslag? Op onze energie-pagina vertellen we er meer over.
