Energie in 2025: opslag is het nieuwe toverwoord

Energieopslag op grote schaal neemt een hoge vlucht, gaande van gigantische batterijen tot zwaartekracht en samengeperst gas.

Opslag van energie voor het elektriciteitsnet staat op het punt een hoge vlucht te nemen. Volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA) is opslag op netniveau de snelst groeiende van alle energietechnologieën. In 2025 zal wereldwijd zo’n 80 gigawatt (GW) aan energieopslag op netschaal worden toegevoegd, een verachtvoudiging ten opzichte van 2021 (zie grafiek).

De technologie krijgt vaart dankzij vier factoren. De eerste is de wereldwijde toename van zonne- en windenergie, die van nature niet altijd aanwezig zijn. Dat maakte weinig uit toen slechts kleine hoeveelheden op het net werden gezet, maar nu kunnen ze in sommige markten de helft of meer van de opwekkingscapaciteit uitmaken, wat op bewolkte en windstille dagen een probleem vormt voor de netbeheerders. Grote batterijen die aan het elektriciteitsnet zijn gekoppeld, lossen dat probleem netjes op. Ze slaan energie op wanneer die overvloedig aanwezig is en geven ze weer af wanneer het nodig is. Het IEA voorspelt dat de combinatie van fotovoltaïsche opwekking en batterijopslag in 2025 goedkoper zal zijn dan de kosten van kolengestookte energie in China en nieuwe gascentrales in de Verenigde Staten.

De tweede factor is de Chinese overcapaciteit in de productie van batterijen. Dat heeft geleid tot een grote prijsdaling van lithium-ionbatterijen, die worden gebruikt in laptops, smartphones en elektrische voertuigen (EV’s). Sinds 1991 is de prijs met 97 procent gedaald en in 2025 zullen de prijzen voor netbatterijen convergeren met de historisch veel lagere prijzen voor EV-batterijen (zie grafiek). Omdat de groei van de verkoop van EV’s is vertraagd en de batterijovervloed is toegenomen, zijn batterijfabrikanten in Azië gedwongen nieuwe kopers te vinden. Voor het eerst is de markt voor netwerkbatterijen in China nu groter dan die voor consumentenelektronica. Ze zal nog groeien door maatregelen die de inzet van netwerkopslag bij wind- en zonneparken vereisen.

Een derde stimulans is de opkomst van stroomverslindende artificiële intelligentie. De bank Goldman Sachs schat dat de wereldwijde vraag naar stroom in datacenters zal stijgen van 240 terawattuur (TWh) in 2020 tot 600 TWh in 2025. Maar de techgiganten hebben met luide stem laten weten dat ze streven naar nulemissie, wat betekent dat ze niet kunnen terugvallen op kolen- en gascentrales. Ze hebben enorme hoeveelheden hernieuwbare energie nodig, met opslag om ervoor te zorgen dat 24 uur per dag stroom wordt geleverd.

Veel systemen

De vierde en meest intrigerende factor is de snelle opkomst van innovatieve alternatieven voor energieopslag, die verder gaan dan conventionele batterijen. Natrium-ionbatterijen zijn een veelbelovend alternatief, omdat ze goedkoper en minder ontvlambaar zijn. Dat is vooral aantrekkelijk voor beheerders van datacenters, die een goedkopere verzekering kunnen krijgen door lithium te vermijden. Het onderzoeksbureau Bloomberg verwacht dat makers van natriumbatterijen, aangevoerd door het Chinese HiNa, in 2025 zullen beginnen met grootschalige productie voor netopslag. Form Energy, een Amerikaanse start-up, heeft 1,2 miljard dollar opgehaald voor de ontwikkeling van een goedkope batterij op basis van ijzer-luchtchemie. Het bedrijf zal in 2025 van start gaan in Californië en Minnesota.

Veelbelovend

​Andere energieopslagsystemen maken gebruik van zwaartekracht. Het Zwitserse Energy Vault heeft een hybride systeem ontwikkeld met gepompt water en lithiumbatterijen, dat het in 2025 wil testen in een mijnschacht van 500 meter op Sardinië. Het bedrijf heeft een overeenkomst met SOM, het architectenbureau achter de torenhoge Burj Khalifa in Dubai, om zijn op zwaartekracht gebaseerde opslagsysteem in toekomstige wolkenkrabbers te integreren om hun CO2-afdruk te verminderen.

Simpele pompaccumulatie, waarbij water tussen reservoirs op verschillende hoogtes wordt verplaatst, maakt nog altijd het grootste deel uit van de wereldwijde energieopslagcapaciteit. Het Indiase Greenko, een grote ontwikkelaar van hernieuwbare energie, heeft die op zwaartekracht gebaseerde aanpak gemoderniseerd en een economische manier gevonden om er veel van te bouwen. Het bedrijf is van plan volgend jaar 50 GWh aan opslagcapaciteit operationeel te hebben, met nog eens 50 GWh binnen een paar jaar.

Samengeperst gas is een andere veelbelovende aanpak. Het Italiaanse Energy Dome slaat koolstofdioxide onder druk op in koepels. Als er energie nodig is, wordt het gas geëxpandeerd en door een turbine geleid. Het bedrijf heeft een faciliteit in Italië en is van plan in 2025 een faciliteit in de VS te bouwen. Het door het Canadese Hydrostor ontwikkelde systeem gebruikt dan weer lucht als werkvloeistof. Het bedrijf zal in 2025 beginnen met de bouw van een grote faciliteit in Australië, met een nog grotere gepland voor Californië.

Kortom, er is een revolutie op gang gekomen in energieopslag. Lithiumbatterijen zullen voorlopig de overhand hebben, maar veel alternatieven volgen en beloven schonere en betrouwbaardere energie in de toekomst.