Nu er meer zon- en windenergie wordt opgewekt – tegenwoordig de helft van alle elektriciteit – moet die stroom langdurig worden opgeslagen om periodes zonder wind en zon te overbruggen. De zogeheten Dunkelflaute. Dat heet Long Duration Energy Storage (LDES). Dat wordt wereldwijd steeds belangrijker voor een hernieuwbaar energiesysteem zonder CO2-uitstoot en zonder fossiele brandstoffen.
Flowbatterijen belangrijk
Met lithium-ion batterijen lukt langdurige opslag niet. Die kunnen de groene stroom maximaal vier tot zes uur opslaan en zijn relatief duur. Bovendien veroorzaakt de winning van lithium veel milieuvervuiling. Daarom wordt overal ter wereld gewerkt aan de ontwikkeling van flowbatterijen, waar de elektriciteit langdurig in vloeistoffen wordt opgeslagen. De oprichters van Aquabattery, onder wie huidige CEO Jiajun Cen en COO Emil Goosen onderzochten tijdens hun promotieonderzoek hoe je elektriciteit in een zoutwaterbatterij kan opslaan. Ze startten hun bedrijf in 2014, hielden een paar jaar later hun eerste pilot en zijn nu klaar om de technologie verder op te schalen in de praktijk. “Wij slaan elektriciteit op in water en keukenzout. Wat wij ontwikkelen is grootschalige langdurige energieopslag”, zegt hun CCO Janneke Tjon Pian Gi – Stuijfzand.
Simpel en eindeloos stroom opslaan
Aquabattery maakt met dat water en keukenzout zoutwater. Dat wordt opgeslagen in een tank die onderdeel is van de batterij. Met overtollige wind- of zonne-energie wordt dat zoutwater door membraan stacks gepompt. Die membranen splitsen dat zoute water in een zuur- en in een base-oplossing, de zogeheten elektrolyten. Die twee oplossingen worden apart opgeslagen in twee andere tanks van de batterij. De elektriciteit zit dan als het ware opgeslagen in die twee wateroplossingen. Als er elektriciteit uit de batterij gehaald moet worden, worden het zuur en de base bij elkaar gebracht via dezelfde membraan stacks en ontstaat zoutwater. Tijdens dat proces wordt elektriciteit opgewekt, zodat de batterij weer ontlaadt. Het zoute water kan weer opnieuw gesplitst worden, zodat het proces eindeloos herhaald kan worden. Hoewel de werking van de batterij zo simpel lijkt als het Ei van Columbus, heeft Aquabattery deze techniek nog als enige gepatenteerd.
Veilig, goedkoop en schaalbaar
De batterij kan minimaal acht uur elektriciteit opslaan, maar als het nodig is ook meerdere dagen of weken. Ook kan de opslagcapaciteit eenvoudig uitgebreid worden door meer of grotere tanks voor zoutwater, zuur- en base-oplossingen toe te voegen. De batterij is veilig, goedkoop, schaalbaar en heeft geen schaarse grondstoffen nodig. Water en keukenzout zijn immers ruim beschikbaar. De start-up werd vorige maand opgenomen in de MT/Sprout Challenger50 en won de ‘Innovative Energy Solutions Award 2023’ tijdens de Vakbeurs Energie in Den Bosch.
Kijk hier hoe de techniek van Aquabattery werkt
Praktijktest
Of de batterij in de praktijk net zo goed werkt als in het lab wordt volgend jaar na de zomer getest op de campus van kennisinstituut Deltares in Delft. Dat maakten beide bedrijven bekend tijdens klimaattop COP28
in Dubai. Die pilot duurt zes tot twaalf maanden. In Delft wordt de batterijtechniek opgeschaald en gevalideerd. “Onze technologie is nog in ontwikkeling. We willen volgend jaar stappen zetten om de techniek commercieel beschikbaar te maken voor de markt”, zegt Tjon Pian Gi. “Daarvoor is het belangrijk om de batterij in de echte wereld neer te zetten om te kijken hoe hij bijvoorbeeld reageert op temperatuurschommelingen, hoe het gaat met vergunningen en welke eventuele impact hij heeft op de omgeving.”
Stroom van zonnepanelen opslaan
In Delft gaat de batterij overdag overtollige zonne-energie van de 5.725 panelen van Deltares opslaan en weer terug leveren als de zon niet schijnt. Door de toepassing van langdurige energieopslag op schaal kunnen de computers en servers van Deltares 24/7 op groene stroom draaien. De installatie bij de pilot kan 10 uur aan stroom opslaan en het batterijvermogen is vijf tot tien keer meer dan bij de huidige pilot opstelling. “Dit is een spannende stap. Als we deze kunnen maken is de stap naar weer vijf tot tien keer groter een stuk makkelijker. Dat is een kwestie van het trucje herhalen”, zegt Tjon Pian Gi.
Stroom van zonneparken opslaan
In de pilot werkt Aquabatterij samen met Statkraft, een van oorsprong Noors staatsbedrijf dat in Nederland al 25 jaar actief is en zon- en windparken ontwikkelt. Ook dat maakten beide bedrijven bekend tijdens COP28. Het bedrijf ondersteunt de pilot financieel en brengt zijn uitgebreide kennis en ervaring in. Inmiddels heeft Statkraft in Nederland dertien zonneparken gerealiseerd en zijn er twee in constructie. Ook het energiebedrijf denkt aan langdurige opslag van groene stroom en onderzoekt welke batterijen daarvoor het meest geschikt zijn. “Om de volgende stap in de Nederlandse energietransitie te maken, moeten we langere periodes zonder wind en zon kunnen overbruggen. Wij zien Aquabattery daarvoor als een van de oplossingen, juist omdat er een duurzame component aan zit”, zegt Valerie van Hagen, Head of New Business bij Statkraft Nederland.
Lees ook:
- Een batterij gemaakt van tafelzout en water: dé revolutie van de energieopslag?
- 5x duurzame bedrijven om in de gaten te houden
- 416 miljoen subsidie voor batterijen bij zonneparken; logisch maar: ‘Batterijen zijn dure jongens’
- Northvolt ontwikkelt nieuwe zoutbatterij zonder lithium
- ‘Nederlandse batterij voor 130 uur maakt gascentrales op waterstof overbodig’
