Een grote uitdaging is de toenemende gelijktijdigheid in energieopwekking en -afname. Op een zonnige dag wordt er overdag een overvloed aan energie gegenereerd door zonne-installaties, terwijl ‘s avonds, tijdens spitsuur, overal in het land elektrische auto’s worden opgeladen en kookplaten worden ingeschakeld. Dit vergt nauwkeurige voorspelling van netbeheerders en energieleveranciers. Onjuiste voorspellingen zorgen voor onbalans op het net.
Energieopslag wordt van cruciaal belang. Verschillende vormen komen naar voren als oplossingen voor deze complexe uitdagingen.
Batterijopslag
Opslag van energie in batterijen is een uitstekende oplossing voor het tijdelijk bewaren van energie. Het overschot aan duurzaam opgewekt energie kan opgeslagen worden voor een later moment op de dag. Een groot voordeel van batterijen is hun vermogen tot snelle ontlading. Deze vorm van opslag zal voor verschillende toepassingen worden ingezet:
- Kleinschalige in de vorm van thuisbatterijen zoals bijvoorbeeld de Tesla Powerwall.
- Grootschalige in de vorm van batterijen voor industrieën, wijken of windmolen- en zonneparken.
- Vehicle to Grid (V2G), waarbij elektrische auto’s worden ingezet.
Waterstofopslag
Waterstof biedt een uitstekende oplossing voor langdurige energieopslag, met minimaal energieverlies. Deze eigenschap maakt waterstof zeer interessant voor het overbruggen van seizoenen. Waterstof zelf is een gas met een extreem lage dichtheid, wat de opslag ervan lastig maakt. Onder zeer hoge druk dient waterstof in gastanks te worden opgeslagen. Of onder extreme koeling in vloeibare vorm. Zowel bij het productie-, consumptie- als het opslagproces van waterstof gaat er energie verloren.
Opslag door water en zwaartekracht
Water is een zeer goede energiedrager. In de Scandinavische landen wordt water al decennia lang gebruikt om energie bij stuwmeren op te wekken. Een vergelijkbaar concept is in Zwitserland ontwikkeld in de vorm van een ‘waterbatterij’. De installatie van deze ‘waterbatterij’ bestaat uit twee waterreservoirs op verschillende hoogten, verbonden via ondergrondse tunnels. Bij een overschot aan duurzame elektriciteit wordt water naar het hoger gelegen reservoir gepompt. Wanneer er vraag is naar elektriciteit, stroomt het water door turbines om energie op te wekken. Ook in Nederland wordt hard gewerkt aan soortgelijke vormen van opslag, maar dan ondergronds.
Opslag in de vorm van warmte
Warmte opslag biedt diverse mogelijkheden. Zo kan een zonneboiler uitkomst bieden tot het duurzaam verwarmen van tapwater. Een ander voorbeeld is de basalt-batterij, een geïsoleerde zeecontainer gevuld met basalt en metalen spiralen. Door de spiralen onder stroom te zetten, ontstaat door de weerstand van het metaal warmte. Deze warmte wordt opgenomen door het basalt. Bij vraag naar warmte wordt water met behulp van een warmtewisselaar opgewarmd. Dit kan dan via een warmtenet naar woningen getransporteerd worden. Deze oplossing is onderhoudsvriendelijke, heeft een hoog rendement en is ideaal voor het overbruggen van seizoenen. Echter neemt een dergelijke batterij veel ruimte in beslag en wordt deze pas rendabel bij een grote warmtebehoefte.
Terwijl Nederland stappen zet naar een duurzame toekomst, wordt er intensief onderzoek gedaan naar nieuwe manieren van energieopslag. De ontwikkelingen wijzen op een veelbelovende toekomst. Het is duidelijk dat een mix van oplossingen nodig is om aan de behoeften van huishoudens, industrieën en grootschalige energiecentrales te voldoen. Door te investeren in diverse technologieën, streeft Nederland naar een CO2-neutrale toekomst met een stabiele en veerkrachtige energie-infrastructuur.
