SEECE en Energieopslag: ‘We willen geen oplossingen die alleen op papier werken

Zetten we in op lithiumbatterijen, waterstofcentrales, flowsystemen? Energieopslag is het gesprek van de dag in de energiesector ­– en daar is alle reden voor. Goede opslag is een ontbrekende schakel in het energiesysteem van de toekomst. De opwekking van duurzame energie loopt niet parallel aan de vraag, dus is buffercapaciteit nodig om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen.

De noodzaak van energieopslag is overigens niet nieuw, benadrukt HAN-onderzoeker Ballard-Asare Bediako in een interview. ‘Opslag is er altijd al geweest, in verschillende vormen. Kijk bijvoorbeeld naar fossiele bronnen: energie is opgeslagen in kolen, olie en gas.’ Energieopslag wordt dus niet als nieuw element toegevoegd aan het energiesysteem, er is alleen behoefte aan nieuwe vormen van opslag voor duurzame bronnen.

SEECE richt zich op verschillende soorten opslagsystemen; op grote en kleine schaal. Daarbij spelen twee factoren een belangrijke rol. De eerste is betrouwbaarheid. Hoe kan opslagtechnologie optimaal bijdragen aan leveringszekerheid? De tweede factor is betaalbaarheid. Is een opslagsysteem financieel levensvatbaar? ‘We willen geen technische oplossingen die alleen maar op papier werken’, zegt Asare-Bediako.

SEECE draagt bij aan de technische ontwikkeling van systemen die grote volumes energie kunnen opslaan. Een van de partners in het SEECE-netwerk is Elestor, een bedrijf dat een waterstof-bromide-flowbatterij ontwikkelt. Het bedrijf noemt zijn flow-systeem ‘the missing link’ voor een duurzame betaalbare energievoorziening. ‘Cutting the cost of electricity storage is our mission’, schrijft Elestor op zijn website.

‘Flow-batterijen zijn heel belangrijk, omdat ze op grote schaal energie kunnen opslaan’, zegt Asare-Bediako. ‘Het probleem met deze batterijen is alleen dat ze nu nog duur zijn. Maar als deze technologie volwassen en betaalbaar wordt, dan worden flow-batterijen direct een vervanging voor gas, olie en de rest.’ De afgelopen jaren vonden demonstratieprojecten plaats die de potentie van Elestors flowbatterij laten zien. 

Flow-batterijen zijn slechts één van de technologieën waar SEECE zich op richt. Er is geen one size fits all-oplossing voor het opslaan van duurzame energie. ‘De meest controleerbare vorm van duurzame energie is waterkrachtenergie’, zegt Asare-Bediako. ‘Die kun je gemakkelijk opslaan. Namelijk in de vorm van water. Bij andere energiebronnen ligt dat anders; je kunt de zon en de wind niet opslaan.’

Energie uit zon en wind kan in allerlei vormen worden opgeslagen, zoals elektriciteit en verschillende soorten gassen. Per energiedrager zijn talloze systemen denkbaar, waaronder dus flowbatterijen. Welke optie is de beste? Op die vraag is geen eenduidig antwoord. Het hangt af van de locatie, kosten, toepassingsmogelijkheden, financiële opbrengsten enzovoorts

De complexiteit van energieopslagvraagstukken komt naar voren in een recent waterstofproject waar SEECE aan bijdraagt. Een consortium, onder het penvoerderschap van het HAN-lectoraat Duurzame Energie, doet momenteel onderzoek naar waterstofopslag op het Industriepark Kleefse Waard in Arnhem. De partijen kijken of energie uit windmolens tijdelijk opgevangen en gedistribueerd kan worden op een lokaal bedrijvenpark in Arnhem.

Er zijn veel knoppen waar het consortium aan kan draaien om tot een aantrekkelijk systeem te komen, zowel technisch als financieel. Een van de grote vragen is of het zin heeft om de waterstof weer om te zetten in elektriciteit. Daar zit een prijskaartje aan, vanwege energieverliezen en de kosten van apparatuur. Is het lucratiever om voertuigen van waterstof te voorzien? Of gebouwen te verwarmen met het gas? Of om al deze opties te combineren?

Het is belangrijk om slim om te gaan met opslagcapaciteit die beschikbaar is, vertelt Asare-Bediako. Dat geldt niet alleen voor waterstof. ‘Als we naar de toekomst kijken, dan zien we duizenden tot miljoenen elektrische auto’s op de weg. Dan heb je energieopslag op wielen.’ Die opslag kan gebruikt worden om het energienet te ondersteunen en de betrouwbaarheid ervan vergroten. ‘Als deze auto’s de mogelijkheid hebben om energie op te nemen van het net én terug te leveren, dan is dat goeie business.’

De accu’s van auto’s worden primair gebruikt om de auto van a naar b te brengen, maar deze kunnen ook gekoppeld worden aan een vehicle to grid-laadpaal. Hierdoor kunnen eigenaren – en tussenpartijen – opslagcapaciteit verkopen. En omdat de opslag ‘beweegt’, wordt energie getransporteerd zonder het gebruik van conventionele kabels. Oftewel: slim gebruik maken van opslag verkleint de belasting van het net en drukt de bijbehorende kosten. 

Niet alle activiteiten van SEECE zijn gerelateerd aan het elektriciteitsnet. Het centre of expertise steunt ook kleinschalige off-grid-oplossingen, zoals mobiele batterijen en generatoren op zonne-energie. ‘Als je een dieselgenerator hebt, dan is diesel je opslag. Die brandstof kun je vervangen door zonnecellen en batterijen.’

SEECE werkt samen met twee bedrijven van oud-HAN-studenten die alternatieven ontwikkelden voor aggregaten: Volta Energy en Wattsun. Volta Energy verhuurt en verkoopt systemen met zonnecellen en batterijopslag van allerlei formaten. Wattsun levert batterijen die vooraf geladen kunnen worden met duurzame energie. De systemen worden bijvoorbeeld gebruikt op festivals en bouwplaatsen. SEECE draagt onder andere bij aan de ontwikkeling van de systemen door middel van onderzoek.

Het onderzoek – en andere activiteiten van SEECE op het gebied van energieopslag – staat niet op zichzelf. Het centre of expertise draagt bij aan nationale energie-agenda’s. ‘SEECE kijkt bijvoorbeeld naar de agenda voor batterij-opslag en waterstof. De activiteiten die wij uitvoeren zijn gerelateerd aan beleid van de overheid. Wij richten ons op het deel dat te maken heeft met betrouwbare en betaalbare energie-infrastructuur.’

De werkzaamheden van SEECE zijn bovendien gekoppeld aan de Human Capital Agenda, die zorgt voor meer en beteropgeleide energietechnici. ‘Onderzoek en onderwijs worden meegenomen in onze projecten, want we zijn ten slotte onderdeel van een kennisinstituut. Alle kennis die we opdoen is kennis voor studenten, onderzoekers en professionals in het werkveld.’