Energieopslag in de transitie

In veel discussies over duurzame energie is energieopslag een heet hangijzer. Vooral in discussies tussen leken wordt het gebrek aan eenvoudige opslagmogelijkheden gebruikt als een dooddoener: allemaal leuk en aardig die duurzame energie, maar zolang we een donkere dag nog niet op eigen kracht kunnen doorkomen wegens gebrek aan eenvoudige opslag van elektriciteit, geloven wij niet in het succes ervan. In hoeverre is dit een houdbaar standpunt? Of is het niet meer dan een vorm van conservatisme of zelfs luiheid om maar niet te hoeven nadenken over alle veranderingen die een energietransitie met zich meebrengt?

Dit is het derde artikel in een serie over het binnenkort te verschijnen boek van Alle Bruggink en Diederik van der Hoeven: More with Less, Welcome to the Precision Economy. De artikelen verschenen op 30 oktober en 2 november 2016, en 24 januari, 14 februari, 18 maart en 30 maart 2017.

Salar de Uyuni energieopslag
De Salar de Uyuni in Bolivia, het grootste geologische voorkomen van lithium ter wereld. Lithium is de grondstof voor moderne accu’s, een belangrijke vorm van energieopslag.

Is energieopslag wel nodig?

Laten we de discussie eens op z’n kop zetten met de vraag of energieopslag überhaupt wel nodig is. We hebben in ons energiescenario laten zien dat duurzame energie wel eens veel sneller en tegen zeer redelijke prijzen kan doorbreken dan alle scenario’s voorspellen. Weliswaar vlakten vorige energietransities (turf/kolen/olie/gas) af na een snel begin, maar de dynamiek van de markt is hier volkomen anders. Energie uit zon en wind berusten op massaproductie. Daardoor wordt het steeds gemakkelijker om zon of wind te oogsten. Als je eenmaal weet hoe het moet kun je oneindig lang doorgaan uit die voorraden te putten, het is natuurlijk wel handig om dat steeds efficiënter te doen. We rijden immers ook al lang niet meer in een T-Ford, maar de massaproductie van auto’s is nooit verdwenen. Op het moment dat een huis, een dorp of een regio energieneutraal is geworden, is het geen moeilijke beslissing om enkele tientallen procenten teveel aan (goedkope) zonnepanelen en/of windmolens te installeren. Afhankelijk van vraag en aanbod, en de weersomstandigheden, kunnen we installaties afschakelen. Naarmate de energieneutrale regio groter is, zal het eenvoudiger worden om vraag en aanbod in evenwicht te houden. Dit wel op basis van een slim energienet met een goed (geautomatiseerd) management en voldoende deelnemers. Veel steden, stadswijken, dorpen en regio’s hebben vergaande plannen om energieneutraal te worden (of zijn dat al) door energieopslag en slimme combinaties van koeling en verwarming, van nacht- en dagverbruik, van tijdelijk afschakelen versus piekverbruik elders. Naarmate de regio groter is, zijn ook de mogelijkheden groter, zeker in combinatie met een slim hoogspanningsnetwerk. Geothermische energie van IJsland als buffer voor Noordwest Europa is geen utopie meer. Spanje en de noordelijke Sahara kunnen met miljoenen zonnepanelen als buffer fungeren voor het Middellandse Zeegebied. De Saoedische woestijn voor India. Voor Japan, China, de VS en vele andere landen is het niet moeilijk zich dergelijke projecten voor te stellen.

Oliewinning aangedreven door zonne-energie.
Oliewinning aangedreven door zonne-energie.

De rol van elektriciteit

Eenmaal op dit punt aangeland, gaat de discussie nu veelal verder met de opmerking dat elektriciteit maar een kwart of daaromtrent van ons energieverbruik is. Maar we kunnen ons goed voorstellen dat veel meer dan de helft van ons verbruik elektrisch wordt. Elektrisch koelen en verwarmen bestaat al heel lang. Slimme combinaties met warmte- en koudeopslag zijn er al en zullen verder toenemen. Warmte/kracht koppeling komt daar bij. Elektrisch transport kan veel verder gaan dan autorijden. Openbaar vervoer, bussen en treinen zijn al voor een groot deel geëlektrificeerd. Bij luchtvaart en scheepvaart is dat lastig. Bestaande grootverbruikers zoals de energiesector zelf (winning en verwerking van kolen, olie en gas) zullen kleiner worden of ook voor een deel zon of wind benutten (zie de zonnepanelen bij de pompen van de schaliegasputten). De industrie kent legio mogelijkheden om op elektriciteit als belangrijkste bron over te gaan. In gasrijke landen met een uitgebreid gasnet zoals Nederland en Engeland was het tot voor kort ondenkbaar dat we ooit zonder gas zouden kunnen. Nu is het beleid. Kortom, energieverbruik in de vorm van elektriciteit wordt de norm, met scheepvaart en luchtvaart en enkele niches als uitzondering.

Inderdaad, voor sommige sectoren zullen vloeibare brandstoffen lang handig blijven. Dat kan diesel, benzine, kerosine of gas zijn (we hoeven toch niet naar 0% fossiel?) of een biobrandstof, maar het aantal alternatieven daarvoor neemt snel toe en daar komt (goedkope) elektriciteit weer om de hoek kijken. Voor waterstof, het goedkoopst te maken via elektrolyse van water, is goedkope stroom een voorwaarde. Voor mierenzuur als autobrandstof, uit CO2 en waterstof, is goedkope elektriciteit een voordeel. Zo ook voor ammoniakfabricage als energieopslag. Elke vorm van CO2 gebruik is gebaat bij goedkope stroom!

Opslag van elektriciteit in accu’s

En tenslotte dan de accu. Zal de accu een hoofdrol gaan vervullen in het energiesysteem? Misschien niet, misschien wordt elektriciteit uit de accu inderdaad nooit zo gewoon als water uit de kraan of benzine uit de pomp. Maar het e-boek dat net zo lekker leest als de papieren versie is er eigenlijk ook nog steeds niet en toch gaat de meeste communicatie niet meer via papier. Met de enorme innovatiedruk op elektrisch rijden is het bijna ondenkbaar dat er geen goedkope, handige en betrouwbare accu zal komen. De accu-branche wordt een bedrijfstak op zich met doorgaande innovaties, hergebruik, service, recycling van alle materialen; tot upcycling van gebruikte elektrodes of elektrolyten voor duurdere toepassingen in moderne materialen toe. En dat terwijl noodzaak voor energieopslag steeds kleiner wordt, zoals hierboven betoogd.

Het laatste verzet in de discussie is dan de eindigheid van de voorraden aan lithium voor al die Li-ion accu’s en batterijen. Helaas, dat argument snijdt ook geen hout. Ten eerste zijn er reeds alternatieven op komst, bij voorbeeld op basis van aluminium. Ten tweede wordt er pas sinds kort serieus gezocht naar lithium in de aardkorst, wat betekent dat de huidige getallen waarschijnlijk nog flink naar boven kunnen worden bijgesteld. De teller van winbare voorraden staat nu op 14 miljoen ton, de bewezen voorraden worden geschat op 40 miljoen ton en er wordt al gesproken van 100 miljoen ton. 14 miljoen ton Li is heel erg veel. Met 14 miljoen ton Li kunnen wij waarschijnlijk tussen de 20 en 30 miljard accu’s bouwen (0,5 kg Li per accu). Daarnaast is zeewater een bijzonder grote bron. Volgens Wikipedia wordt de totale hoeveelheid lithium in zeewater geschat op 230 miljard ton, op basis van een vrij constante concentratie van 0,14 tot 0,25 delen per miljoen. Tot nu toe is er geen reden om winning uit zeewater te overwegen, maar met behulp van goedkope zonne-energie kan dat een ander verhaal worden.

Degenen die het gebrek aan goedkope en betrouwbare energieopslag aanvoeren om te betogen dat duurzame bronnen niet kunnen doorbreken, hebben dus ongelijk. Zelfs al waait het niet altijd en schijnt de zon niet steeds.

(Visited 3 times, 1 visits today)

2 gedachten over “Energieopslag in de transitie”

  1. Je argumenten en vergelijkingen moeten onderbouwd worden met cijferwerk.
    Ik ken geen enkel energieneutraal dorp of streek in ons land. Als alle auto’s elektrisch zijn dan is hun bijdrage aan het opslag probleem 0,5%.
    Om van een zonnepaneel een baseload te maken heb je een accu nodig van 100 kWh. Die kost voor de particulier 500€ per kwh dus € 50.000 en de industriële minimumprijs bedraagt €100 per kWh, dus € 10.000 pe paneel. Er is absoluut geen zicht op een prijsdaling van een factor 100.

    Beantwoorden

Plaats een reactie