Actuele ontwikkelingen rond de energietransitie brengen twee zaken aan het licht. Het Brabantse elektriciteitsnet is onvoldoende berekend op de groeiende hoeveelheid groene stroom. En voor de energievoorziening moet Nederland minder afhankelijk worden van andere landen. Brabant werkt er hard aan om deze ontwikkeling te versnellen en hiervoor hét kenniscentrum van Nederland te worden.
Lithium-ionbatterijen, basaltaccu’s, loodzuurbatterijen, vanadium redox flow-batterijen, zoutaccu’s. Batterijen zijn er in diverse soorten en maten, afhankelijk van de toepassing waarvoor ze dienen. De meest veelbelovende zijn die voor de opslag van elektriciteit of warmte.
De opkomst van elektrische auto’s gaf de ontwikkeling een boost. Batterijen moeten een grotere capaciteit krijgen, sneller op te laden zijn, langer meegaan en minder wegen. De productie wordt steeds milieuvriendelijker en energiezuiniger. Daardoor zijn batterijen beter te recyclen of geschikt te maken voor andere toepassingen, bijvoorbeeld in woningen.
Cruciaal
De energietransitie maakt batterijopslag zelfs cruciaal, vindt Edwin Weijtmans, senior-projectleider Innovatie Duurzame Energie bij de provincie Noord-Brabant. “We willen af van fossiele brandstoffen door op steeds grotere schaal groene energie op te wekken. Tegelijk lopen we nu tegen de grenzen aan van het elektriciteitsnet. Dit schakelt af als er te veel energie wordt aangeboden. Zonde!”
Het wordt volgens Weijtmans steeds belangrijker om goede opslagvoorzieningen te treffen voor groene energie. “Vraag en aanbod daarvan lopen immers nooit synchroon. Er is altijd ergens een overschot of een tekort, bijvoorbeeld tijdens piekmomenten in de zomer. Batterijtechnologie is de enige oplossing om die leemte voor korte periodes te kunnen overbruggen.”
Batterij van de toekomst
De provincie stimuleert samenwerkingsprojecten om nieuwe generaties batterijen te ontwikkelen, zowel binnen Nederland als Europa. Momenteel zijn er twee concreet: een ontwikkeling op basis van bestaande lithium-ion technologie, maar dan sterk verbeterd en milieuvriendelijker. Dit betreft een samenwerking tussen Holst Centre op de High Tech Campus in Eindhoven en ZSW in het Duitse Ulm.
Voor de iets langere termijn wordt met smart uitgekeken naar de 3D-geprinte Solid State-batterij: nóg milieuvriendelijker, veel veiliger en ook veel sneller op te laden. Omdat de Solid State een heel andere batterij-infrastructuur heeft, is deze niet zomaar in te passen in de huidige processen.
Battery Competence Centre
De provincie draagt ook graag financieel een steentje bij aan onderzoek en ontwikkeling. Zo is er een bijdrage tot 25.000 euro via ‘Brabant geeft Energie’, voor kleine projecten van bijvoorbeeld startups. Ook is er een provinciaal subsidieprogramma waarop initiatiefnemers een beroep kunnen doen.
Daarnaast ondersteunt Brabant diverse innovatiecoalities, zoals het Battery Competence Centre op de Automotive Campus in Helmond. “Dit wordt hét batterijcentrum voor heel Nederland”, weet Weijtmans. Toonaangevende eindgebruikers als VDL (elektrische bussen), DAF en Damen Shipyards hebben zich hieraan verbonden.
Europa minder afhankelijk
“Met name voor het zwaardere vervoer met bussen, vrachtwagens en scheepvaart wordt gedacht aan andere technieken”, schetst Weijtmans. “De toepassing van waterstof is veelbelovend, maar misschien brengt de Solid State-batterij uitkomst. Er is nog veel ontwikkeling nodig en ook gaande.”
Ons land heeft met zijn technische universiteiten, Holst Centre en onderzoeksorganisatie TNO al veel kennis in huis over deze nog jonge industrie. Uiteindelijk profiteren de Nederlandse bedrijven en toeleveranciers als eerste daarvan. Door kennis binnen Europa te delen, maakt ons werelddeel zich op het gebied van batterijopslag ook minder afhankelijk van het toonaangevende Azië en Noord-Amerika. Of van de behoefte aan Russisch gas.
Drie aansprekende voorbeelden van batterijopslag
Bij Metalot in Budel komen innovatie, onderzoek, ondernemerschap en onderwijs samen. Hier, in de buurt van het vliegveldje, zit sinds drie jaar het Future Energy Lab. Tot de onderzoeksopdracht behoort onder meer het tegengaan van piekbelasting in het stroomnet, met behulp van een ‘stationaire batterij’.
“Als we van het gas af willen, worden we steeds afhankelijker van het elektriciteitsnet”, weet Piet-Jan Vet, business develop manager bij Metalot. “Auto’s opladen, warmtepompen bij woningen; op een bepaald moment in de energietransitie kan het netwerk dit niet langer behappen.”
Energiepiek afvlakken
“Met een korte termijn-bufferopslag kun je pieken in het elektriciteitsgebruik gedurende 24 uur afvlakken. Zo’n stationaire batterij zet je dan bij een wind- of zonnepark, bij verdeelstations van netwerkbeheerders of misschien wel bij een huis zelf.” Stationaire batterijen werken op basis van vloeibare metalen en zijn vaak groot – ze worden ook in containers geplaatst. Bij Metalot houdt het studententeam Better/e van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) zich hiermee bezig.
Zo’n megabatterij ter grootte van een zeecontainer is al werkzaam op het terrein van het gloednieuwe distributiecentrum Tilburg DC5 van Prologis, op bedrijventerrein Vossenberg. De batterij slaat de met panelen opgewekte zonne-energie op. Wanneer sprake is van een overschot aan zonne-energie, wordt deze teruggegeven aan het elektriciteitsnet. Deze functie ontlast bovendien dat net. In het 40.000 vierkante meter grote distributiecentrum werkt de ehlo Group, producent van duurzame bloempotten, samen met transporteur Ad Dollevoet.
Warmtebatterij
Ook warmte kan worden opgeslagen in een batterij. Wanneer dat dan met behulp van zout(hydraat) gebeurt, maakt dat het proces extra duurzaam. De technologie die hiervoor is ontwikkeld bij de TU/e en TNO, wordt sinds 2020 op commerciële basis doorontwikkeld door het Eindhovense Cellcius BV. Dat focust zich in eerste instantie op het opslaan van industriële restwarmte in een batterij. Zet die vervolgens in bij woonwijken en kantoren, en de gasrekening kan omlaag. Cellcius verwacht eind dit jaar de eerste industriële toepassing.
Betrek overheden erbij
Metalot zet zich tevens in voor recycling. Hierbij gaat het met name om de bekende lithium-ion-batterij uit elektrische of hybride auto’s. “Wij richten ons op de terugwinning van diverse metalen daarin zoals lithium, kobalt en mangaan”, geeft Vet aan. “Dat doen we als partner van het Battery Competence Centre (zie hoofdverhaal, red.).”
Voor Brabantse professionals die zich op het energievraagstuk storten, heeft Vet nog een boodschap: “Het opzetten van het field lab bij Metalot was bijna onmogelijk geweest wanneer overheden als de provincie en gemeente Cranendonck de rol van trekker niet hadden gepakt. Zeker in het begin. Pas in de loop der jaren kan die rol worden overgenomen door industriële partners en kennisinstellingen.”