Guido Dalessi, CEO van exposant Elestor: "One size fits all bestaat niet"

Elestor gelooft dat een schoon en duurzaam energiesysteem de komende jaren de kern van de samenleving gaat vormen. Daarvoor is volgens de flowbatterijfabrikant grootschalige, duurzame en betaalbare elektriciteitsopslag in de vorm van bidirectionele elektriciteitscentrales nodig die de huidige door kolen, gas of olie aangedreven centrales gaan vervangen. Toekomstmuziek? Nou, grootschalige elektriciteitsopslag is dichterbij dan je denkt, in Amerika gebeurt het namelijk al.

Energieopslag kent vele opties

“Wanneer je mij mijn gang laat gaan, kan ik wel twintig manieren noemen om energie op te slaan,” vangt Guido Dalessi, CEO van Elestor aan. “Er zijn talloze mechanische en chemische oplossingen voor energieopslag en ze dienen allemaal hun eigen doel. Bij een lukrake greep uit het scala noem ik stuwmeren, gecomprimeerde lucht, gravitatie, vliegwielen, electrolyse in combinatie met een brandstofcel en elektrochemische opslag waar onder meer lithiumbatterijen en onze oplossing -Redox Flow- onder vallen. Deze oplossingen hebben verschillende eigenschappen en kennen dus een eigen overbruggingstijd en capaciteit. Neem lithium, deze optie heeft een hoge energiedichtheid en is hiermee de allerbeste oplossing voor mobiliteit. Iedere technologie heeft een bepaalde toepassing, van een one-size-fits-all oplossing is dus geen sprake.”

Vermogen versus capaciteit

Dalessi vertelt dat bij het gros van de batterijen vermogen en capaciteit aan elkaar zijn gekoppeld. “Wil je twee keer zoveel vermogen, dan krijg je ook twee keer zoveel capaciteit. Vertaald naar een auto betekent dit dat je wanneer je verder wilt rijden een grotere tank nodig hebt en bij de meeste batterijoplossingen dus automatisch ook een grotere motor krijgt. Onze batterijen schalen niet automatisch evenredig op. Met deze kennis in het achterhoofd begrijp je dat naarmate de gewenste opslagduur toeneemt onze batterij interessanter is.”

Flowbatterij op basis van waterstof en broom

Elestor wil gascentrales overbodig maken en een oplossing bieden voor energieproblemen. “Hiervoor zijn zon- en windenergie en grootschalige, goedkope en duurzame energieopslag nodig. Uit alle verschillende chemische stoffen die theoretisch kunnen worden gebruikt om een flowbatterij te ontwerpen, hebben wij onder meer vanwege de lage opslagkosten per MWh waterstof en broom als actieve materialen geselecteerd. Waterstof en broom zijn op wereldschaal in overvloed beschikbaar. Het aanbod is niet beperkt tot geografische beschikbaarheid en wordt niet gedomineerd door een kleine groep leveranciers, zoals bijvoorbeeld bij lithium, kobalt en vanadium. Daarnaast maken deze materialen een hoge vermogensdichtheid én een hoge energiedichtheid mogelijk.”

Het hart van alle opslagsystemen van Elestor is de zogenaamde cellstack. Deze stapel bestaat uit een aantal individuele elektrochemische cellen, in serie geschakeld. Elk membraan in deze stapel staat in contact met het elektrolytcircuit, aan één kant een waterige oplossing van waterstofbromide (HBr) en diatomisch broom (Br2). Aan de andere kant staat elk membraan in contact met een waterstofgascircuit (H2). Beide actieve materialen circuleren in een gesloten lus langs hun eigen zijde van de cel. De elektrolyt- (HBr/Br2-oplossing) en waterstof-(H2) circuits zijn gescheiden door een protonengeleidend membraan.

Welke periode moet een batterij kunnen overbruggen?

“Bij de optimale verhouding tussen zon, wind en goede batterijen is seizoensopslag op systeemniveau een niet bestaand probleem,” stelt Dalessi. “Elestor heeft een analyse gemaakt op basis van historische kwartierwaarden van opwek door zon en wind over een heel jaar en daar zijn een aantal interessante conclusies uitgerold. De eerste conclusie is dat zon en wind aardig complementair aan elkaar zijn. Dat betekent dat met een optimale verhouding van opwek door zon en wind al veel afgedekt kan worden. Dat vestigt de aandacht op periodes met weinig zon en weinig wind. De analyse wijst uit dat dit maar een paar keer per jaar voorkomt en hooguit een dag of vijf duurt. Voor deze perioden bieden overbuilt aan opwek en batterijen perspectief. Sterker nog, uit de analyse blijkt dat ze uitwisselbaar zijn. Wij hebben echter gezocht naar het kostenoptimum tussen meer opwek en meer batterijen. Deze ligt op een overbruggingsperiode van 130 uur en een overbuilt aan opwek van 50%. Op deze manier kan gedurende het hele jaar en dus in elk seizoen een betrouwbare elektriciteitsvoorziening worden gerealiseerd. Zoals gezegd is seizoensopslag op systeemniveau dus geen issue. Uiteraard bestaat de behoefte aan seizoensopslag wel voor individuele zon- en windparken, maar op systeemniveau, dus het totaal van alle zon- en windinstallaties, niet.”

Een voorbeeld van hoe een bi-directionele power plant eruit kan zien

Enorme energieopslag in Moss Landing dankzij batterijen

In de intro van dit artikel schreven we dat grootschalige energieopslag in Amerika al gerealiseerd is. In Moss Landing Californië staat een enorme batterij-energieopslagfaciliteit, bovenop de oude elektriciteitscentrale die op fossiele grondstoffen draaide. Het Moss Landing-project bestaat uit honderden individuele batterij-eenheden, die met elkaar zijn verbonden om een enorm energieopslagsysteem te vormen. Het project is aangesloten op het elektriciteitsnet en levert zowel energie- als capaciteitsdiensten.

“Wat in Moss Landing al gebeurt, doen we binnenkort ook in Nederland, daar ben ik van overtuigd. Energieopslag is geen hobby of idealisme. Onze klanten, veelal projectontwikkelaars van grootschalige zon- en windparken, hebben natuurlijk een verdienmodel nodig om de aanschaf te kunnen onderbouwen. Dat betekent dat de batterijen energie moeten opslaan als de energieprijs laag is en energie aan het net moeten afgeven op het moment dat de elektriciteitsprijs sky high gaat. De batterij heeft een enorm verdienpotentieel. Zeker voor windparkeigenaren, want zij hoeven hun park nooit meer stil te leggen bij overcapaciteit op het net. Zo levert de batterij op zichzelf een verdienmodel op, maar verbetert die tevens het verdienmodel van het windpark. Naast efficiency zijn ook de kosten voor de opslag relevant. Die zijn zoals eerder aangestipt per oplossing anders. Laten wij nu de partij zijn die de voordeligste ‘hotelovernachting’ voor een MWh kan realiseren.”