To our Podcasts

Meer over Electriciteitsopslag

De energiebedrijven willen de kosten van het netgebruik opvoeren in reactie op het stijgende gebruik van duurzame energiebronnen. Dit is voornamelijk omdat ze door uw teruglevering verplicht worden later uw tegoed weer voor electriciteit om te ruilen, bij voorkeur als de zon niet schijnt en de wind niet waait. De grondstoffen die daarvoor nodig zijn moeten aangevoerd worden maar omdat u zelf al stroom geleverd hebt is daar op dat moment geen geld voor. Hernieuwbare energie trekt zo het centrale productie en leveringsmodel uit balans.

Er zijn twee reacties mogelijk, de eerste, in het belang van centrale productie en levering wordt geld geint om de kosten van grondstoffen (gas, kolen) te dekken. Op deze manier wordt het steeds pijnlijker om hernieuwbare energie te gebruiken terwijl het structurele probleem niet wordt opgelost.

De tweede manier is om het werkelijke probleem op te lossen, dwz hoe gaan we om met onze verwachting dat er altijd voldoende eletriciteit beschikbaar is. Met zonnepanelen produceren we in de zomer, in de winter veel minder, hoe lossen we dat op?

Opslag

Het antwoord is simpel : Opslag. Opslag van energie kan in vele vormen. Een gek voorbeeld, maar uw kopje koffie op tafel slaat een beetje potentiele energie op. Die komt vrij als u hem van tafel stoot. Dat vallen gaat niet vanzelf! Ligt het kopje op de vloer dan is het iets warmer dan voorheen. Zogenaamde zwaartekracht/potentiele energie opslag is ook het principe achter volgepompte stuwmeren. Om het echter simpel te houden, we kennen allemaal de batterij, en natuurlijk ‘energiedragers’ zoals aardgas.

Batterijen zijn er in veel soorten en maten

Batterijen, in ons geval oplaadbaar, zijn er in vele vormen. Het gaat er uiteindelijk om dat electronen die een rol spelen bij een chemische reactie niet direct maar via een omweg komen waar ze willen zijn. Batterijen hoeven niet duur te zijn, er is geen super geavanceerde techniek nodig. U kunt met wat aluminum folie, zout een koffiefilter en Norit bv een aluminium-air batterij in elkaar vouwen. Dan heeft u bijna hetzelfde als een lithium batterij. Hier is al gescheven over flow batteries (er is zelfs een loodaccu variant), Edison (NiFe) batterijen en Nikkel waterstof NiH batterijen, drie voorbeelden van goede superduurzame batterijtypen (gaan tot 100 jaar mee). De grondstoffen zijn soms veel makkelijker te vinden voor alternatieve typen batterijen, beem bijvoorbeeld de Zout (NaCl) batterij! Economisch (carbon cashflow) denken leidt steevast tot suboptimale oplossingen.

"Sodium-ion cell would also be able to store more energy which would make it a better option for storing renewable energy at solar and wind farms.

Remmend onderzoek 

De wetenschap wordt vaak gebruikt om technologie te parkeren, niet toe te passen. De patenten worden vaak vernieuwd op basis van een flutaanpassing, waarop mensen wordt vertelt dat iets net is uitgevonden. Zo is er een pas op de plaats voor ongewenste technologie. Een goed voorbeeld is de solar airconditioner van ECN "A new, innovative 2.5kW adsorption chiller, developed by ECN.", behalve dat hij al decennia in Japan werd gefabriceerd en verkocht.

Als u nu uw energie wilde opslaan zou u een accu in huis kunnen onderbrengen. Dat is echter geen oplossing voor de winter omdat accu’s anders enorm groot zouden worden. Flow batterijen, dus accu’s met verwisselbaar electrolyt dat kan worden opgeslagen, zijn wel een oplossing. Elke andere manier om energie in een chemische stof vast te leggen is interessant. Voorbeelden hiervan zijn ammoniak, methanol, waterstof, aardgas (dat je van water en CO2 maakt). Wat zou het betekenen als u in de zomer op basis van zonnewarmte en stroom een reservoir zou kunnen vullen om in de winter uit te putten? 

De makkelijkste stap is echter om accu’s te gebruiken. Er zijn typen, zoals de Nikkel Waterstof accu, die bij lage druk werken en waarbij de chemische stoffen zo te scheiden zijn dat ze bijna geen verlies geven. Wat is de oplossing? De vraag is eerder, wie wil deze oplossing?

De andere energiedrager, NH3

Als mensen in wijken en steden een centrale opslag voor stroom zouden organiseren, of misschien zelfs stroom en warmte samen, dan zou dit de nekslag voor het netwerk zijn. Waarom zouden we internationale netwerken voor instantaan transport van Megawatts aanleggen als we lokaal konden opwekken en opslaan? Niet alleen aan het lange afstands transport zou minder behoefte zijn, maar ook aan de bijbehorende markt die er vooral op gericht is de onhandige noodgedwongen continue overproductie te valoriseren. Backbones e.d. aanleggen zou niet meer nodig zijn, zeker als er bv. een netwerk van NH3 logistiek en bijbehorende brandstofcel centrales ontstond. Uw centrale zou een ammoniak tank hebben, 100% CO2 vrij stroom produceren, zonder dikke kabels en hoogspannigsmasten. 

A complete (NH3) system will be located in Juneau at the Alaska Electric Light & Power (AEL&P) site. Hydroelectric energy will be converted, at ~ 10 kW scale, to NH3, stored as a liquid at 250 psi in steel tanks, and regenerated to electric energy in an  ammonia-fueled internal combustion energy (ICE) generating set and returned to the electricity grid. This system will model a village-scale system that could store  enough surplus renewable-source energy, as liquid NH3 in surface tanks, to supply  the village’s total year-round energy needs as firm energy, assuming enough local  renewable energy production capacity is in place to generate this total energy.  (bron More)

Bovenstaande manier van gebruik van NH3 is niet erg efficient omdat het spul uiteindelijk in een generator wordt verbrand, <30% efficient, terwijl het ook in een brandstofcel (H2) kan worden gebruikt met 50% efficientie, maar het is een oplossing. Als de restwarmte wordt benut wordt het alweer een heel ander verhaal. Het is grappig om te zien dat locaties die van het net zijn afgesloten een prima voorbeeld voor de rest van de wereld zijn die het net te duur vindt worden.

Straatbatterijen

Op korte termijn zou het interessant zijn om eens een straat in zijn geheel met een batterij systeem te bufferen, liefst met NiFe batterijen, omdat die zo weinig onderhoud vergen en veilig en duurzaam zijn. Dit zou incrementeel kunnen, dwz je begint met een klein aantal, dat je steeds uitbreid. Een parkeergarage is genoeg ruimte om te beginnen.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *