Met de explosieve groei van duurzame,
CO2-neutrale energie raakt het elektriciteitsnet steeds vaker overbelast. De oplossing: opslag van energie. Innovatie en samenwerking van alle betrokken partijen is cruciaal.
De energietransitie is een van de grootste uitdagingen voor onze maatschappij de komende jaren. Door de toenemende vraag naar elektriciteit en de explosieve groei van CO2-neutrale energie raakt het elektriciteitsnet steeds vaker overbelast. De oplossing: opslag van energie. Innovatie en samenwerking van alle betrokken partijen is cruciaal.
Onze maatschappij staat de komende jaren voor grote opgaven. Vóór 2030 moeten anderhalf miljoen woningen van het aardgas af, worden er 1,8 miljoen laadpalen geïnstalleerd en zal voor een totaal van 35 terawattuur aan duurzame energie zijn aangesloten. Dat is een duizelingwekkende 35 miljoen megawatt. Om dit alleen al te realiseren is een verdubbeling van het huidige stroomnet nodig. En dan nemen we in de berekening nog niet eens de grote hoeveelheid aan gebouwen mee in het maatschappelijk en commercieel vastgoed dat ook voor 2030 van het aardgas afgaat en naar elektriciteit als energiedrager schakelt. Dat vraagt om een investering van miljarden euro’s en is daarmee een enorme hobbel op weg naar de klimaatdoelen van Parijs.
Opheffen onbalans voor
CO2-neutrale energie
Eén van de mogelijke oplossingen om de overbelasting van het elektriciteitsnet tegen te gaan, is het opslaan van stroom. Dat kan bijvoorbeeld in batterijen; zowel kleine die mensen thuis kunnen gebruiken, als grote die in een wijk of bij een energiepark liggen. Deze batterijen heffen de onbalans op het stroomnet voor een deel op. De overheid zou dit extra kunnen stimuleren door de opslag van energie te subsidiëren. Hiervoor pleitte Daan Schut, Allianders Chief Transition Officer, onlangs in Nieuwsuur. ‘We hebben de afgelopen jaren te veel gekeken naar CO2-neutrale energie en te weinig naar de infrastructuur’, stelt de CTO van Alliander. Het gevolg is dat de druk op het elektriciteitsnet enorm is toegenomen. De oplossing zit volgens Schut dus in het subsidiëren van energieopslag. ‘Congestie speelt op specifieke plekken. Dat kun je ook lokaal met batterijen oplossen.’
Schut hoopt dat het nieuwe kabinet het gebruik van batterijen gaat stimuleren. Dit is al deels gebeurd door de afschaffing van de dubbele energiebelasting op het gebruiken van grote batterijen vanaf 1 januari 2022. Maar ook de thuisbatterij moet volgens Schut aantrekkelijker worden. Het ontbreekt nu nog aan de financiële prikkel om naast zonnepanelen ook een dure thuisbatterij aan te schaffen. De salderingsregeling, waarbij de stroom die je met zonnepanelen opwekt wordt afgetrokken van je gebruik, moet volgens hem sneller worden afgebouwd om mensen te verleiden om een thuisbatterij aan te schaffen.
Batterijsystemen
De laatste jaren worden steeds meer initiatieven voor energieopslag ontplooid. Zo werkt iwell, ontwikkelaar van slimme batterij-systemen, aan oplossingen om de energietransitie te versnellen. Hun pronkjuweel is de Cube, een herbruikbaar batterijsysteem voor appartementencomplexen. Dit duurzame batterijsysteem zorgt voor het afvangen van pieken in het energieverbruik en combineert dat met het opslaan van duurzame elektriciteit. Daarmee kan het systeem de kosten voor woningcorporaties en VvE’s aanzienlijk reduceren. Verduurzamen én besparen dus. In de meeste gevallen verdient de Cube zich terug in zes tot zeven jaar tijd.
Mega Cubes
De afgelopen jaren is iwell samenwerkingen aangegaan met verschillende partijen. Zo werken ruim 25 woningcorporaties samen met de batterijenleverancier om appartementencomplexen te verduurzamen. Onlangs is iwell ook een samenwerking aangegaan met Eneco. Aan de energieleverancier leveren ze ook Cubes, maar dan in het groot: de Mega Cubes.
De Mega Cubes van iwell gaan stroom opslaan bij de gasgestookte elektriciteitscentrale Lage Weide in Utrecht. Met de ontwikkeling en plaatsing van deze batterijen ontstaat er een opslagcapaciteit van 7 MW en 14 MWh. Het systeem kan daarmee per jaar een hoeveelheid elektriciteit opslaan, vergelijkbaar met het verbruik van zo’n 2.200 huishoudens.
Een andere oplossing voor het opslaan van energie biedt de superbatterij van Cees van Nimwegen, uitvinder en voormalig hoofd van de afdeling ontwikkeling van Philips. Zijn systeem valt op door zijn eenvoud. Met basalt, metaal en steenwol als hoofdingrediënten bouwde hij een zeer doeltreffende superbatterij. Simpel gesteld bestaat de ‘batterij’ van Van Nimwegen uit een zeecontainer met daarin 40 kubieke meter basalt. Energie wordt door een ingenieus buizensysteem opgeslagen in de stenen. De voordelen van dit systeem zijn legio: de accu gaat 30 tot 35 jaar mee zonder onderhoud en het geheel is opgebouwd uit duurzaam materiaal. Je kunt warmte tot 500 graden Celsius langer dan een half jaar opslaan met een rendement van 80 procent en de opslagkosten zijn laag. Bij grootschalig gebruik komt dat neer op 0,02 euro per kWh met een hoog rendement en nul CO2-uitstoot. Het nadeel van dit systeem: de batterij wordt pas rendabel bij een warmtebehoefte vanaf 8.000 kubieke meter gas per jaar en neemt veel ruimte in.
Na jaren van experimenteren wordt het systeem nu daadwerkelijk gerealiseerd bij Ecodorp Boekel, een coöperatie van burgers die zelfvoorzienend en duurzaam willen leven. Er is er belangstelling voor de accu vanuit de agrarische sector en van grote partijen die zonneweides bouwen. Zij denken met de basaltaccu hun netwerkcongestieprobleem te kunnen oplossen.
Warmwateropslagsysteem
Ook water biedt mooie kansen voor de opslag van energie. Zo werkt de start-up Borg aan de ontwikkeling van een warmtebuffer voor het verduurzamen van woningen. Dit product wordt nu gevalideerd voor de renovatiemarkt en moet in 2023 in de schappen liggen. Het warmteopslagsysteem slaat warmteoverschot uit duurzame energiebronnen op in water voor later gebruik. Een eerste prototype van het Borg-buffervat is inmiddels geplaatst in een van de Dreamhûs-woningen in Friesland. Dit betreft een experiment voor duurzaam, betaalbaar én comfortabel wonen en komt voort uit een samenwerking tussen WoonFriesland, Bouwgroep Dijkstra Draisma, The Green Village en de Bewonersraad Friesland.
Al dit soort initiatieven en experimenten zullen de komende jaren worden doorontwikkeld. Met nieuwe energieopslagtechnieken van Nederlandse universiteiten, kennisinstellingen, start-ups en scale-ups kan de energietransitie versneld worden doorgevoerd. Dat vraagt wel om een duidelijke visie en goede samenwerking tussen alle betrokken partijen. De overheid zal hierbij een sturende rol moeten spelen. Met de juiste subsidies kan het bufferen van energie wel eens dé sleutel blijken te zijn naar de realisatie van een CO2-neutraal energiesysteem.
Actieteam Netcapaciteit
Onder de naam Actieteam Netcapaciteit presenteerden veertien organisaties onlangs een pakket aan maatregelen aan minister Rob Jetten. Volgens dit actieteam dreigt een stroominfarct en dus eisen ze actie van het kabinet. In de coalitie zitten onder meer VNO-NCW, Holland Solar, Techniek Nederland en diverse gemeenten. Het Actieteam vraagt onder meer kortere vergunningsprocedures, een forse kapitaalinjectie voor de grote netbeheerders – de 3 miljard euro per jaar die ze in uitbreiding van hun netten steken is onvoldoende – en 200 miljoen euro per jaar voor innovatieve oplossingen. Daarnaast moeten bedrijven en organisaties met subsidie buurtbatterijen kunnen aanschaffen. Opgewekte stroom kan dan meer lokaal worden geconsumeerd, wat het net ontlast.
Onderzoek TNO
Om de energietransitie waar te maken zijn naast kleinschalige lokale energieopslagsystemen ook grootschalige systemen nodig. TNO werkt aan uiteenlopende energieopslag- en conversietechnologieën. Nederland is volgens het kennisinstituut namelijk uitstekend gepositioneerd om met innovatieve conversie- en opslagtechnologieën en infrastructuur grootschalige opslag te realiseren. Het gaat hierbij om conversie van elektriciteit of biomassa naar waterstof of groen gas (Power2Gas), van elektriciteit naar warmte (Power2Heat) en van elektriciteit naar brand- en grondstoffen (Power2Fuels & Feedstock). Twee projecten springen eruit:
• North Sea Energy: In het onderzoeksprogramma North Sea Energy werkt TNO aan het integreren van de energiefuncties vanuit techniek, maatschappij, markt en ecologie. Hiermee zet TNO samen met partners de Noordzee op de kaart als voorbeeldregio voor de Europese energietransitie.
• Heatstore: TNO coördineert het Europese onderzoeksproject Heatstore om technologieën voor de opslag van thermische energie te ontwikkelen en deze in praktijkproeven te demonstreren. Het gaat daarbij om verschillende configuraties waarin warmtebronnen, opslagtechnieken en benutting van warmte worden gecombineerd.