jueves, 14 de noviembre de 2024

Zo slaan we energie op in de toekomst



De groei van duurzame energie zoals wind- en zonne-energie brengt uitdagingen met zich mee voor de stabiliteit van het energiesysteem, omdat deze bronnen weersafhankelijk zijn. Dit betekent dat het energieaanbod sterk kan variëren afhankelijk van de weersomstandigheden. Ondertussen heeft de industrie een constante energietoevoer nodig om stabiel te kunnen functioneren. Om dit fluctuatieprobleem aan te pakken, is er behoefte aan verschillende opslagtechnologieën die variabele energietoevoer kunnen omzetten in een stabiel aanbod. Een van de innovaties die worden onderzocht, is zwaartekrachtopslag. Gravitricity en het Zwitserse bedrijf Energy Vault hebben concepten ontwikkeld waarbij energie wordt opgeslagen door zware gewichten op te hijsen. Gravitricity richt zich op het gebruik van oude mijnschachten waarin een gewicht wordt opgeheven om energie op te slaan. Wanneer energie nodig is, wordt het gewicht weer neergelaten om elektriciteit op te wekken. Energy Vault heeft een bovengronds systeem waarbij zware blokken worden gestapeld tot een toren; deze blokken worden neergelaten om energie vrij te geven. In Zwitserland is een dergelijk systeem bijna klaar voor gebruik. Het voordeel van deze methoden is dat ze lokale materialen gebruiken en relatief eenvoudig in verschillende regio’s kunnen worden toegepast. Toch zijn deze vormen van opslag vooral geschikt voor kortdurende energieopslag en niet voor langdurige opslag op grote schaal. Voor langdurige opslag van energie zijn andere technologieën nodig. TNO, een Nederlandse onderzoeksorganisatie, onderzoekt de mogelijkheden voor ondergrondse energieopslag. Dit omvat onder andere het opslaan van waterstof en samengeperste lucht in grote zout-cavernes. Deze holtes, die honderden meters diep zijn en de afmetingen van een Eiffeltoren kunnen hebben, bieden een veilige en luchtdichte omgeving voor opslag. In periodes van energieoverschot wordt lucht gecomprimeerd en opgeslagen in de caverne, om bij energiebehoefte weer te worden vrijgelaten en stroom op te wekken via turbines. Waterstofopslag is ook een belangrijke optie vanwege het potentieel om grote hoeveelheden energie langdurig op te slaan en in de toekomst te gebruiken. Naast elektriciteitsopslag onderzoekt TNO ook warmteopslag. In de bodem worden waterhoudende zandlagen op enkele honderden meters diepte gebruikt om zomerwarmte op te slaan, die in de winter weer kan worden opgepompt voor verwarming. Dit kan helpen om de afhankelijkheid van aardgas voor huishoudelijke verwarming te verminderen. TNO maakt gebruik van een voormalig Shell-terrein met een boortoren die oorspronkelijk voor olie- en gaswinning werd gebruikt, maar nu dienstdoet als testfaciliteit voor duurzame opslagtechnologieën. Ondanks de vooruitgang in opslagtechnieken blijft de uitdaging om opslagmethoden te vinden die niet alleen korte pieken in het energiesysteem kunnen opvangen, maar ook langdurig grote hoeveelheden energie kunnen leveren. Huidige batterijtechnologieën zijn snel en effectief voor korte termijnopslag, maar hebben beperkte capaciteit voor grootschalige, langdurige energieopslag. De komende tien jaar zijn cruciaal voor het ontwikkelen en demonstreren van nieuwe opslagoplossingen om voorbereid te zijn op de periode tot 2040 en 2050, wanneer het aandeel van duurzame energie aanzienlijk zal toenemen. Deze opslaginnovaties zijn van essentieel belang om de overgang naar een stabiel en betrouwbaar energiesysteem op lange termijn mogelijk te maken.