‘Superbatterijen ­nemen de functie van gaspiekcentrales over’

Hoe meer we overstappen op duurzame energiebronnen, hoe vaker we aanlopen tegen het probleem van ongelijktijdigheid. We hebben de warmte uit geothermiebronnen niet altijd nodig en op zonnige dagen maken we met zijn allen veel meer stroom dan we kunnen gebruiken. Een oplossing voor die mismatch is energieopslag, zodat we uit reserves kunnen putten als we tekort komen, netcongestie kunnen voorkomen en overtollige warmte kunnen bewaren voor later.
Dr. Koen Broess wilde na zijn studies biofysica en chemie vooral een bijdrage leveren aan de energietransitie. Bij DNV rolde hij via projecten met CO₂-opslag en windturbines in de wereld van de energieopslag; de ontbrekende schakel in de energietransitie. Zijn expertise wordt vandaag de dag breeduit erkend. Zo is Broess bestuurder bij brancheorganisatie Energy Storage NL en actief voor de European Association for Storage of Energy (EASE). Tevens nam hij deel aan de werkgroep van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, die onlangs landelijke richtlijnen opleverde voor veilige toepassing van 20 kWh+ Li-ion batterijen.

Laaghangend fruit

Broess ziet batterijen als het laaghangend fruit bij het realiseren van de energieopslag die nodig is om de energietransitie te versnellen. ‘Lithiumbatterijen zijn op de korte termijn het meest kansrijk, omdat dit inmiddels een volwassen technologie is en deze batterijen grootschalig worden geproduceerd. De kostenreductie van die grootschaligheid stimuleert de markt. Vooral nog voor elektrische auto’s en thuisbatterijen, maar de onrust op de energiemarkt heeft ook de interesse in grotere batterijen aangewakkerd. Ontwikkelaars van zon- en windparken willen zich daarmee wapenen tegen extreme prijsfluctuaties en bedrijven die op een lange wachtlijst staan voor een zwaardere aansluiting kunnen er hun pieken mee opvangen. Zeven jaar geleden kon ik me nog moeilijk voorstellen dat we vandaag in een wereld zouden leven waar we (gas)piekcentrales vervangen door batterijcentrales, met een even grote output. Maar dat is nu de realiteit. Daar waar pieken nu nog worden opgevangen door CO₂-intensieve kolen- en gascentrales, gaan superbatterijen die rol overnemen.’
Niet lang geleden waren de grootste batterijsystemen hooguit één zeecontainer groot. Nu zijn er giga-centrales met meer dan 1 GWh opslagcapaciteit. In eigen land gaat GIGA Storage nu zelfs de grootste batterij van Europa realiseren, in Delfzijl. ‘Het is ook voor mij een verrassing dat het zó snel gaat,’ geeft Broess toe.

Thuisbatterijen

De kleinere versies, de thuisbatterijen, lopen in Nederland achter. Zolang we nog mogen salderen zijn thuisbatterijen nog weinig rendabel. Maar na 2030 zullen die ook hier een opmars maken. Broess: ‘Zoals bij onze oosterburen, waar bij 80 procent van de woningen met nieuw te installeren pv-panelen een batterijsysteem wordt geplaatst. Want niet iedereen heeft een elektrische auto – en een oprit – om die als batterij te gebruiken. De systemen van 10 tot 15 kWh zullen dus een flinke opmars maken. Grote villa’s en kantoren hebben meer capaciteit nodig, maar daar bieden partijen zoals iwell, al oplossingen voor. Tegen 2030 zal het net al flink zijn verzwaard, maar dat staat los van het feit dat opslag voor individuele opwekkers van duurzame energie een aantrekkelijke businesscase biedt.’

‘Het is ook voor mij een verrassing dat het zó snel gaat’

Buurtbatterijen

Vooral kleine thuisbatterijen en grote batterijcentrales hebben de toekomst, verwacht Broess. ‘Ook buurtbatterijen kunnen interessant zijn, zeker om ook lagere inkomens toegang te verschaffen tot opslag. Maar er zitten de nodige haken en ogen aan, omdat je dan belasting moet gaan betalen bij afname uit de batterij waaraan je zelf levert. En je moet het eigenaarschap regelen, energiecoöperaties oprichten, mensen meekrijgen. Dat maakt het best ingewikkeld. Netbeheerders doen er wel pilots mee, maar ik zie dat nog niet massaal van de grond komen. Het is veel eenvoudiger om een thuisbatterij aan te schaffen, want daar maak je zelf de afwegingen en ben je de enige eigenaar.’
‘De richtlijnen en het eigenaarschap bij grote batterijcentrales zijn duidelijker. Zo mogen netbeheerders geen batterijcentrales in bezit hebben, omdat ze daarmee immers de stroomprijzen kunnen beïnvloeden. Marktpartijen zoals GIGA en SemperPower bouwen en managen de centrales en leveren diensten aan de netbeheerders. Alleen als de centrale een onderdeel is van de infrastructuur, zijn er uitzonderingen mogelijk. Zoals het geval is bij de Duitse Grid Booster van Fluence Energy (250 MWh). Grote centrales zullen vooral bij wind- en zonneparken komen te staan, op aanlandingsplekken van offshore wind en zon en in afgedankte gascentrales.’

Milieuschade

Lithium is vooralsnog het hoofdingrediënt van de meeste batterijen. Dat komt omdat het licht van gewicht is en veel energie kan opslaan. Het gebruik van lithium voor batterijen groeit de laatste jaren explosief. ‘Gelukkig is het geen schaarse grondstof’, geeft Broess aan. ‘Er is voldoende beschikbaar in rotsformaties en als zout water in de bodem. Maar omdat we de komende jaren zoveel meer nodig hebben, zijn er ook meer mijnen nodig. Niet alle mijnen winnen lithium even duurzaam. Pomp je het bijvoorbeeld op uit woestijnen, dan heeft dat impact op het grondwater en het milieu.’
‘Dus ik ben niet bang voor schaarste, wel voor de milieueffecten van het delven. Ook de andere grondstoffen die voor Li-ion worden gebruikt, zoals kobalt, mangaan en nikkel, zijn niet zeldzaam. Maar bij kobalt hebben we weer het probleem dat deze grondstof vooral uit Congo komt, waar kinderarbeid geen uitzondering is. Om die reden wordt in batterijen steeds vaker ijzerfosfaat gebruikt, als vervanging voor kobalt en nikkel. Lithium-fosfaatijzer batterijen, ofwel LiFe PO4, bieden op korte termijn al veel kansen, al blijft Li-ion voorlopig het meest kostenefficiënt.’