Na zonneschijn komt schaarste: een overzicht van de meest veelbelovende oplossingen voor energieopslag

De opkomst van hernieuwbare energie

Meer dan ooit dwingt de klimaatverandering ons om onze energieproductie te herbekijken. De voorbije jaren is er een massale toename van hernieuwbare energie, aangezien we proberen om onze elektriciteitsproductie koolstofvrij te maken en over te schakelen op groene stroom voor koolstofintensieve activiteiten zoals autorijden en de verwarming van gebouwen.

Ook bij Jan De Nul dragen we ons steentje bij. Naast de installatie van duurzame offshore energie en de aanleg van de nodige onderlinge verbindingen tussen de netten en de offshore windparken, elektrificeren wij ook ons volledige wagenpark en bouwen we een gloednieuw energieneutraal kantoorgebouw.

Vraag en aanbod in evenwicht houden

Hoewel hernieuwbare energie de basis vormt van de energietransitie, kunnen we helaas niet altijd rekenen op de zon en de wind. En inderdaad, hoe meer intermitterende energiebronnen we in onze energiemix integreren, hoe groter de behoefte aan energieopslag. Als we erin slagen zonne- en windenergie met succes op te slaan in tijden van overvloed, kunnen we er ook in tijden van schaarste gebruik van maken. Zo kunnen vraag en aanbod van groene stroom efficiënter op elkaar worden afgestemd en kan ons net optimaal worden benut - in plaats van het huidige, minder efficiënte piekbelastingsysteem.

Om schommelingen in het aanbod op te vangen, vertrouwen veel landen op gasgestookte elektriciteitscentrales, omdat die snel kunnen worden in- en uitgeschakeld. Maar aangezien gas een eindige energiebron blijft, moeten we het beschouwen als een transitiebrandstof die de transitie naar het hernieuwbare tijdperk in de komende decennia zal vergemakkelijken.

Opslagoplossingen

In de loop der jaren is er veel onderzoek verricht naar energieopslag, met name naar toepassingen die bedoeld zijn om het elektriciteitsnet in evenwicht te houden. Die oplossingen leveren grote hoeveelheden energie - bij voorkeur over een langere periode, hoewel dat geen voorwaarde is voor het in evenwicht houden van het net - en vormen zo een betrouwbare reservebron die ons zal helpen om perioden met energietekorten op te vangen. Laten we een paar veelbelovende oplossingen voor energieopslag bekijken.

Gepompte waterkracht

In het geval van gepompte waterkracht wordt op momenten van overvloed aan energie water in een hoger gelegen reservoir gepompt. Wanneer energie schaars wordt, daalt het water, waardoor een turbine gaat draaien en er energie wordt opgewekt. Een goed voorbeeld hiervan is de waterkrachtcentrale van Coo, waarvoor Jan De Nul door het energiebedrijf Engie als hoofdaannemer werd ingeschakeld.

Hoewel gepompte waterkracht zeker potentieel heeft, zijn er zeer weinig geschikte locaties om dergelijke centrales te bouwen. Bovendien is het verkrijgen van de nodige vergunningen een langdurige procedure, zijn de investeringen hoog en stuiten dergelijke projecten vaak op hevige protesten van milieuactiegroepen.

Batterijen

De laatste jaren is indrukwekkende technologische vooruitgang geboekt op het gebied van batterijen. Bovendien zijn ook de productiekosten sterk gedaald, vooral door het succes van elektrische voertuigen en mobiele toepassingen. Die batterijen verschillen echter fundamenteel van de batterijen die in grootschalige nettoepassingen worden gebruikt. Hoewel de lithium-ionbatterijen die in auto's en telefoons worden gebruikt, aanzienlijke hoeveelheden energie kunnen leveren in een compacte, lichtgewicht vorm, kunnen ze slechts gedurende een beperkte tijd energie opslaan. Met andere woorden, in vergelijking met alternatieve soorten batterijen verliezen zij relatief snel energie.

Ingenieurs werken daarom aan de ontwikkeling van nieuwe soorten batterijen, terwijl tegelijkertijd het toepassingsgebied wordt uitgebreid. Een veelbelovend voorbeeld is de redox-flowbatterij. In tegenstelling tot lithium-ionbatterijen hebben redox-flowbatterijen een grote set-up, maar verliezen zij minder snel aan capaciteit. Momenteel installeren we op onze site een redox-flowbatterij om de zonne-energie op te slaan die op ons dak wordt geproduceerd. Dat betekent dat we de overtollige zonne-energie optimaal kunnen gebruiken voor het opladen van ons wagenpark of het koelen en verwarmen van onze kantoren.

Het is belangrijk erop te wijzen dat het merendeel van het onderzoek naar batterijtechnologie in volledige stealth-modus verloopt. We kunnen een werkelijk ontwrichtende evolutie verwachten en er is een zeer grote kans dat we die niet zien aankomen. Op dit gebied zullen we wellicht zeer snel vooruitgang zien, aangezien er veel verschillende groepen mensen aan werken, van start-ups en fondsen tot academici.

“Exotische” oplossingen

Ten slotte werken deskundigen op het gebied van energieopslag, naast de traditionele oplossingen, ook aan verschillende "exotische" oplossingen. Een voorbeeld is waterstof, dat kan worden geproduceerd als er een overvloed is aan goedkope, hernieuwbare energie.

Met het Terranova-project in Zelzate doet Jan De Nul uit de eerste hand ervaring op met deze opslagoplossing. Daar hebben we een voormalige gipsstortplaats gesaneerd en omgevormd tot een energiepark met installaties voor zonnepanelen, windturbines en een waterstofproductie-installatie.

Andere voorbeelden van exotische oplossingen zijn energieopslag in blokken en warmteopslag, bijvoorbeeld in basaltrots. Hoewel die exotische oplossingen op het eerste gezicht stuk voor stuk interessante oplossingen lijken, mag niet uit het oog worden verloren dat de lage kostprijs van batterijen en de beschikbaarheid van materialen de noodzaak ervan in een oogwenk kunnen wegnemen. Het valt nog te bezien of zij met succes zullen kunnen concurreren met de meer traditionele oplossingen die hierboven zijn genoemd en of zij de markt in de komende jaren zullen kunnen veroveren.