Sebastian Maks
21 november 2023, 13:45

Northvolt ontwikkelt nieuwe zoutbatterij zonder lithium

De Zweedse batterijbouwer Northvolt heeft een natrium-ion-batterij ontwikkeld. Die moet een aanvulling vormen op de meer gebruikelijke lithium-ion-batterij, waarvoor schaarse metalen nodig zijn. Northvolts techniek zou goedkoop en bovendien brandveilig zijn. Het bedrijf, dat de grootste batterijenproducent van Europa wil worden, denkt met de zoutbatterijen snel op te kunnen schalen.

Getty Images 1402655276 Met een natrium-ion-batterij omzeil je de moeilijkheden die gepaard gaan met het winnen van lithium. | Credits: Getty Images

Natrium-ion-batterijen (ook wel sodium-ion- of zoutbatterijen genoemd) werken op een vergelijkbare manier als lithium-ion-batterijen. Net als lithiumbatterijen hebben zoutbatterijen een anode (pluspool) en een kathode (minpool). Daartussen zit een elektrolyt dat bestaat uit zouten en zuren. In een lithiumbatterij bewegen lithium-ionen van de ene naar de andere pool, waarbij stroom vrijkomt. Bij een zoutbatterij zijn dat natrium- (ofwel sodium-)ionen.

Geen lithium

De zoutbatterij van Northvolt is vrij van lithium en kobalt. Dat zijn metalen waar enorm veel vraag naar is, aangezien de hele wereld in toenemende mate gebruik maakt van batterijen (met name bedoeld voor elektrische auto’s). In het geval van lithium is niet zozeer het probleem dat er een tekort dreigt, maar eerder dat geopolitieke spanningen in de weg kunnen gaan zitten.

Ruud Nijs, CEO van de Nederlandse batterijbouwer Giga Storage, zei daar eerder tegen Change Inc. het volgende over: “95 procent van het lithiumaanbod komt uit China. China zou in de handelspolitiek ineens kunnen besluiten om iets anders met zijn aanbod te doen. Er worden wel op veel andere plekken op de wereld lithiummijnen geopend, maar die zullen nooit op tijd af zijn als China zijn export ineens stopt.”

Schendingen en schaarste

Bij kobalt is het wel zo dat de voorraden op zouden kunnen raken. Daarnaast blijkt de winning van kobalt in Congo te leiden tot het schenden van mensenrechten. Zo worden inwoners hun huis uit gezet voor de aanleg van mijnen, en worden ze daarbij onderworpen aan bedreigingen en seksueel geweld. Ook is kinderarbeid er niet ongewoon.

Brandveilig en goedkoop

Met een natrium-ion-batterij omzeil je dus die moeilijkheden. Daarnaast heeft een zoutbatterij nog andere voordelen. Volgens Northvolt is de technologie bestand tegen hogere temperaturen, wat hem brandveiliger maakt. Ook zou de technologie goedkoper zijn dan batterijen met daarin nikkel, kobalt en mangaan.

“Onze natrium-iontechnologie levert de prestaties die nodig zijn om energieopslag mogelijk te maken met een langere duur dan alternatieve batterijchemicaliën, tegen een lagere kostprijs, waardoor nieuwe wegen worden geopend naar het gebruik van hernieuwbare energieopwekking”, zegt Peter Carlsson, CEO van Northvolt. Het bedrijf maakt verder niet bekend hoeveel goedkoper de technologie is.

Naar eigen zeggen ligt de energiedichtheid van het product (hoeveel energie het kan leveren per eenheid gewicht) op 160 wattuur per kilogram. Het is lastig om ter vergelijking een gemiddelde waarde te noemen, aangezien technologieën uiteen lopen en de sector zich blijft ontwikkelen. Bovendien kent die sector flinke uitschieters (bijvoorbeeld van 500 wattuur per kilogram en zelfs meer). Over het algemeen is te stellen dat een standaard auto-accu momenteel een energiedichtheid heeft van rond de 250 wattuur per kilogram.

Marktleider in spe

Northvolt geeft aan dat het snel kan opschalen zodra de ontwikkelfase is afgerond. In eerste instantie is de technologie bedoeld voor energieopslag, maar het bedrijf geeft aan dat elektrische mobiliteit in de toekomst ook tot de mogelijkheden kan behoren. Dat past zeker binnen de ambities van het bedrijf, dat marktleider in Europa wil worden op het gebied van batterijproductie. Onlangs heeft Northvolt weer een kolossale investering opgehaald, namelijk van 1,1 miljard euro. Daarmee staat het bedrijf in de Europese top-4 van investeringen in 2023.

Lees ook:

Bedrijven als energieleveranciers van de toekomst: ‘Potentie is enorm’

De vraag naar hernieuwbare elektriciteit afkomstig uit zon en wind is groot. Maar in het kleine Nederland is de ruimte beperkt. En dus loont het om panden een dubbelfunctie te geven, meent Jeroen Gerritsen. Hij is algemeen directeur van logistiek vastgoedontwikkelaar Panattoni. “Het nieuwe gebouw in Heerlen dient als distributiecentrum voor de modeketen JD Sports en tegelijkertijd als energiebron voor meerdere partijen. Dat is handig in een tijd waarin veel bedrijven willen elektrificeren en staan te springen om duurzaam opgewekte energie.”Dak vol Het dak telt zo’n 15.000 zonnepanelen. Deze leveren gezamenlijk zo’n 8,2 megawatt per jaar. Dat is in theorie genoeg om ruim 8.000 huishoudens van stroom te voorzien. Een flink vermogen, zegt Wiebe Jan Emsbroek van zonnesysteemontwikkelaar Sunrock. Volgens hem is het verstandig om het hele dak te benutten. “Het distributiecentrum werkt met een volledig geautomatiseerd systeem. Dat vraagt best wat energie. Er is nu nog capaciteit over, maar dat kan binnen een paar jaar veranderen. Dan is het fijn als dat grotere systeem er al ligt, zodat een bedrijf daar probleemloos in kan groeien. De stroom die het distributiecentrum op dit moment zelf niet nodig heeft, wordt geleverd aan andere partijen zoals het Ikazia ziekenhuis en aan het net. Bovendien geldt: hoe groter het volume, hoe goedkoper een zonnedak wordt. Qua kostenplaatje is het dus ook interessant om alle beschikbare ruimte te gebruiken.” Netcongestie Maar is het wel zo aantrekkelijk om meer energie op te wekken dan te verbruiken? Het elektriciteitsnet zit immers overvol, waardoor stroom terug leveren soms niet kan. Gerritsen: “Ieder gebouw dat we ontwikkelen, maken we geschikt om zonnepanelen op te leggen. Vanwege netcongestie wordt hier nu beperkt gebruik van gemaakt. Bedrijven voorzien zichzelf in hun energiebehoefte, maar kunnen niet meer opwekken omdat terugleveren aan het net niet mogelijk is. Daken worden hierdoor niet optimaal benut. Dat is wrang. Om de energietransitie te versnellen is het zaak dat deze daken wel vol komen te liggen.” Lokaal opwekken en verbruiken “Bovendien gaat lokaal energie opwekken en verbruiken netcongestie tegen“, vervolgt hij. “Bedrijven die in de eigen energiebehoefte voorzien, zijn niet of slechts gedeeltelijk afhankelijk van een aansluiting op het net. Zo wordt er geen extra druk uitgeoefend op het toch al overbelaste netwerk. Het is heel logisch om energie op te wekken daar waar het nodig is.” “Netcongestie is overigens vaak een probleem op papier”, vult Emsbroek aan. “Het is op basis van het gecontracteerde vermogen, maar in de praktijk wordt niet alles volledig verbruikt. Of alleen op bepaalde momenten gedurende de dag. Het zou een uitkomst zijn wanneer lokale bedrijven onderling gemakkelijk capaciteit kunnen uitwisselen. In energiehubs gebeurt dit soms al, maar voor bedrijven met afzonderlijke aansluitingen is dit vooralsnog uitdagend te organiseren.”Ondanks de huidige beperkingen is Gerritsen ervan overtuigd dat bedrijventerreinen de energiehubs van de toekomst kunnen worden.Energie opslaan De combinatie van meer stroom uit hernieuwbare energiebronnen en netcongestie maakt dat tijdelijk energie opslaan steeds belangrijker wordt. Om het distributiecentrum in Heerlen weer als voorbeeld te nemen: op momenten dat de zon schijnt, wekt het zonnedak een grote hoeveelheid energie op. In de nacht en op bewolkte dagen is dit niet het geval. Dat opslag essentieel is, ziet Gerritsen ook. “Daar zit een probleem. Want opslagmethodes zoals batterijen en waterstof zijn nu nog relatief duur. Al verwacht ik dat dit snel goedkoper wordt. De vraag is er en bedrijven zitten hier nu vol op in.” 750.000 vierkante meter aan zonnedaken Ondanks de huidige beperkingen is Gerritsen ervan overtuigd dat bedrijventerreinen de energiehubs van de toekomst kunnen worden. “Op daken van logistieke centra is ruimte voor veel vermogen. Onze huidige en toekomstige projecten zijn goed voor zo’n 750.000 vierkante meter aan Nederlandse daken. Wekken we daar stroom op, dan kunnen we de energietransitie aanzienlijk versnellen. De potentie is enorm.” Emsbroek sluit zich daarbij aan. “Daken zijn cruciaal voor de energietransitie, helemaal die van bedrijven. Steeds meer organisaties willen vanuit duurzaamheidsoverwegingen elektrificeren. Dan moet er wel genoeg groene stroom beschikbaar zijn. Niet gek om die energie eigenhandig op te wekken en zelfvoorzienend te zijn.”Lees ook:Brancheorganisatie pleit voor dalurenkorting voor elektriciteitWereldprimeur: in Amsterdam wordt afvalhout omgezet naar waterstofStaat dit Nederlandse windmolentje straks bij iedereen op het dak of in de tuin?