Energieopslag

Waarom energieopslag?

Afstemmen van vraag en aanbod van energie

Aan de ene kant varieert het aanbod van hernieuwbare energie, in de vorm van elektriciteit en warmte, sterk afhankelijk van de weersomstandigheden. Aan de andere kant varieert ook de vraag naar energie. De energievraag overdag bijvoorbeeld, is groter dan in de nacht. De aanbod en de vraag varieert ook per seizoen. In de winter is de energievraag groter dan in de zomer, vooral doordat in de winter, verwarming veel energie vraagt. Het aanbod van hernieuwbare energie in de winter is daarentegen lager omdat vooral zonnepanelen minder energie opwekken. Energieopslag helpt om vraag en aanbod van energie beter op elkaar afstemmen. Opslag is ook nuttig ook omdat wind- en zonne-energie niet altijd beschikbaar zijn. Er worden momenteel drie vormen van energieopslag gebruikt:

• opslag van elektriciteit, vooral in batterijen,
• opslag van warmte, in warmteopslag,
• opslag in grondstoffen, zoals waterstof.

Het opslagvermogen en de opslagcapaciteit, hoelang kan het opslagvermogen worden geleverd voordat de opslag leeg is, verschillen met de vorm van de energieopslag. De verschillende opslagsystemen kennen verschillende toepassingsgebieden.

Energieopslagsystemen

Naast de groei van hernieuwbare energie neemt ook het aantal energieopslagsystemen sterk toe, zowel grootschalige en kleinschalige systemen. In de industrie worden grootschalige elektriciteit- en warmteopslagsystemen gebruikt. In huishouden is er een sterke groei in kleinschalige elektrische batterijopslagsystemen. In de Energiewet zijn randvoorwaarden meegenomen die een aantal knelpunten voor het realiseren van elektriciteitsopslag wegnemen, bijvoorbeeld de mogelijkheid voor een gezamenlijke aansluiting op een bedrijventerrein en het hanteren van een speciaal transporttarief [RVO].

Elektrische energieopslag

Als er een te groot aanbod van elektriciteit is kan deze worden opgeslagen. Er zijn veel technieken voor elektriciteitsopslag. Elektriciteit kan worden opgeslagen als elektriciteit in bijvoorbeeld batterijen, die de elektriciteit later weer terug kunnen leveren. Elektriciteit kan ook als warmte worden opgeslagen, bijvoorbeeld in een boiler, een buffervat of in zouten. De warmte kan later als warmte worden gebruikt, maar ook weer terug worden omgezet naar elektriciteit. Met elektriciteit kan ook, via elektrolyse, waterstof worden geproduceerd. Deze waterstof kan in een later stadium weer worden gebruikt om elektriciteit op te wekken, bijvoorbeeld via een brandstofcel, maar kan ook voor andere toepassingen worden gebruikt. Elektriciteit wordt nu meestal opgeslagen in lithiumbatterijen, andere batterijen zijn in ontwikkeling.

Warmteopslag

Hernieuwbare warmte, bijvoorbeeld uit zonnecollectoren, kan worden opgeslagen als er een te groot aanbod van warmte of geen vraag naar warmte is. Warmte wordt meestal opgeslagen in een zonneboiler of een warmtebuffer. Bij zonnecentrales wordt overbodige warmte opgeslagen in een heet-zout-reservoir. Tijdens piekuren wordt het zout uit het hete reservoir gepompt en gebruikt om stoom te produceren voor de stoomturbine waarmee de elektriciteit wordt gegenereerd. In plaats van zouten worden er ook stenen gebruikt om warmte in op te slaan. Bij verwarming van gebouwen worden warmte/koude opslagsystemen ingezet. In dit soort systemen wordt warmte in de zomer opgeslagen in de bodem, voor gebruik in de winter. Vaak gebeurt dit in combinatie met een warmtepomp om de warmte op een hogere temperatuur te brengen.

Waterstofopslag

Met elektriciteit kan, door elektrolyse van water, waterstof worden geproduceerd. Deze waterstof kan worden opgeslagen voor later gebruik in drukcilinders, metaalhydrides, ondergrondse zoutholtes en, bij lage temperatuur, in vloeibare vorm. De energiedichtheid van het opgeslagen waterstof is hoog 38 kWh/kg. Waterstof kan direct worden opgeslagen of eerst worden omgezet in ammoniak en dan worden opgeslagen of waterstof kan worden gebruik om roest om te zetten in ijzer en dat op te slaan. Eenmaal geproduceerd en opgeslagen kan waterstof, via een brandstofcel of een verbrandingsmotor, weer worden gebruikt om elektriciteit op te wekken. Daarnaast kan waterstof worden gebruikt als brandstof voor woningen en vervoer of worden toegepast als grondstof in industriële processen. Bij waterstofopslag zijn de productie van waterstof en het gebruik van waterstof meestal van elkaar gescheiden. Verschillende bedrijven werken aan opslagsystemen voor waterstof.