Duurzame energie kost nadat je de investering in een windmolen of zonnepaneel gedaan hebt (bijna) niets. Dat vinden wij Nederlanders een aantrekkelijk idee. Maar hoe wek je duurzame stroom op in de nacht of als het niet waait?
Het principe van een ondergronds energieopslag door middel van samengeperste lucht (CAES)
Het principeantwoord op deze vraag is simpel: op momenten dat het hard waait of de zon schijnt sla je overtollige stroom op in een buffer. In tijden van tekort laat je die buffer weer leeglopen. De uitwerking van dit idee is ingewikkelder, want dan komt de economie om de hoek kijken. Veel opslagtechnieken zijn erg duur, waardoor de prijs van de bufferstroom te hoog zou worden. Ook gaat er bij een aantal buffertechnieken veel energie verloren.
Zo zou je overtollige groene stroom door middel van electrolyse kunnen omzetten in waterstof. Die waterstof kan je daarna bijvoorbeeld met behulp van een brandstofcel gebruiken om weer stroom te maken, of -veel dommer- opstoken in een verbrandingsmotor. Helaas is het omzettingsrendement bij electrolyse in productieinstallaties niet meer dan een procent of zestig. Zo gaat bijna de helft van de met bloed zweet en tranen geproduceerde stroom alsnog in de vorm van warmte de lucht in.
De energetisch meest efficiente vorm van elektriciteitsopslag is momenteel de waterkracht-piekcentrale. Op momenten dat je stroom over hebt gebruik je die om water omhoog te pompen naar een meer bovenop een berg. Als je stroom tekort komt, gebruik je dat water om via een turbine weer stroom op te wekken. Elektrische pompen en waterturbines hebben een rendement van meer dan 90%, dus de buffer heeft een rendement van een procent of 80%. Nog steeds jammer van die 20%, maar een stuk beter dan elektrolyse.
Nederland heeft geen bergen, maar toch benutten we deze opslagtechniek door samenwerking met Noorwegen. Begin dit jaar is de Norned kabel in gebruik genomen. ’s nachts exporteren we goedkope overtollige stroom die in Noorwegen een piekcentrale voedt, overdag kopen we piekstroom terug. Die is was duurder, maar per saldo is er sprake van een economisch voordeel èn milieuwinst.
Naarmate het marktaandeel duurzame energie oploopt zal er meer geinvesteerd moeten worden in buffertechnieken. In april jl. hebben daarover gedebatteerd met minister Van der Hoeven. Bij die gelegenheid hebben mijn Limburgse collega’s Hessels (CDA) en Graus (PVV) flink gelobbied voor het OPAC-project. Dat is een piekcentrale die gebruik maakt van een kunstmatig hoogteverschil. Er wordt een groot ondergronds bassin gemaakt op 1.400 meter diepte. En daarna wordt er water heen en weer gepompt volgens hetzelfde principe als bij een klassieke waterkrachtcentrale. Volgens de bedenkers zou deze centrale 8Gwh kunnen opslaan, met een piekcapaciteit van 1.400MW. Dat wil ik best geloven, alleen ben ik benieuwd tegen welke prijs. Je hoeft geen econoom te zijn om te snappen dat het gebruik van natuurlijk hoogteverschil goedkoper is dan een enorm ondergronds bassin uitgraven. Maar als het financieel uitkan, is het een slimme techniek.
Er zijn nog andere Nederlandse plannen voor grootschalige energie-opslag. Voor het energieeiland van Lievense c.s. geldt hetzelfde als OPAC: de economische rentabiliteit is twijfelachtig. Daarnaast is het energetische rendement lager dan bij OPAC, omdat bij dit project het hoogteverschil voor de waterturbines gering is.
Een laatste grootschalige opslagtechniek heet Compressed Air Energy Storage (CAES). In het Duitse Humtorf is al in 1978 een 290MW CAES centrale in gebruik genomen. Zij noemen hem Druckluftspeicherkraftwerk. Prachtige taal, dat Duits. Een ondergrondse holte (voormalige zoutcaverne) wordt gebruikt om samengeperste lucht op te slaan. Die lucht kan in tijden van stroomtekort een turbine aandrijven. In de Verenigde Staten zijn een aantal CAES installaties in ontwikkeling die direct gekoppeld zijn aan windturbineparken. Klinkt interessant.
Maar de opslagtechniek die mij het meest aanspreekt is de decentrale, kleinschalige. Zo zou je dalstroom kunnen gebruiken om de accu’s van elektrische auto’s op te laden. Als je flink wat elektrische auto’s hebt kan je zo heel wat wind- en zonnestroom opslaan.
Hebben we dan alle mogelijkheden gehad? Nee, want de allergoed-koopste techniek is: elektriciteitsverbruik verschuiven. In de industrie is het al jarenlang gebruikelijk om stroomverbruik tijdens de piekuren te beperken, door niet-noodzakelijke processen uit te stellen tot de daluren. Dat kunnen huishoudens binnenkort ook doen: je vult je wasmachine ’s morgens vroeg voor je naar je werk gaat en de machine wordt ingeschakeld op het moment dat de zonnepanelen op je dak voldoende stroom leveren. Zo heb je helemaal geen opslag nodig en dat is het goedkoopst.
Paulus Jansen 