Groene energie is een alternatief voor elektriciteit uit gascentrales en kerncentrales. Onder andere windmolens en zonnepanelen zijn reeds ingeburgerd in het straatbeeld. Deze energiebronnen leveren echter alleen elektriciteit wanneer er wind of zon is. Gevolg hiervan is een tekort aan energieopslag, om op ieder moment stroomvoorziening te garanderen.
Mogelijkheden van energieopslag
Voor de opslag van elektriciteit bestaat een groot scala aan mogelijkheden, zoals grote accu’s, warmtebuffers, waterstofgas en waterkrachtcentrales. Elk van deze oplossingen heeft echter ook nadelen. Batterijen hebben een lage energiedichtheid en bevatten veel kostbare metalen, zodat veel batterijen en dure grondstoffen nodig zijn. Bij energie die opgeslagen is in een warmtebuffer, gaat veel energie verloren bij de omzetting terug naar elektriciteit. De productie van waterstofgas op industriële schaal verloopt met een lage efficiëntie van 50%, waardoor 50% van de energie verloren gaat. Waterkrachtcentrales hebben een hoogteverschil nodig om elektriciteit op te slaan in de potentiële energie van water, iets wat weinig aanwezig is in Nederland. Vergelijkende studies tussen deze alternatieven zijn noodzakelijk om de economisch en ecologisch beste keuze te bepalen.
Lees ook: Hoe financier je zonnepanelen?
Oplossingen
Een mogelijk oplossing voor de energieopslag in Nederland is de bouw van een ondergronds waterbekken. Hierbij wordt energie opgeslagen in een groot meer aan het aardoppervlak en stroomt water door een turbine naar een ondergronds waterbekken om elektriciteit op te wekken. Op dagen met veel zon en veel wind wordt het elektriciteitsoverschot gebruikt om water van het ondergronds reservoir opnieuw naar het aardoppervlak te pompen. Econoom Jan Huynen berekende dat een investering van €1,5 tot €1,8 miljard nodig is voor de bouw van een reservoir met een turbine op 1400 meter diepte. Een tweede mogelijkheid is opslag van elektrische energie in batterijen, zoals van elektrische wagens. Tijdens momenten met een stroomoverschot laden de batterijen op en tijdens een stroomtekort geven ze terug elektriciteit af aan het elektriciteitsnetwerk.
Voor- en nadelen van beide oplossingen
Een ondergronds waterbekken in Limburg is perfect als energiebuffer voor de Benelux. De opslagcapaciteit kan eenvoudig worden verhoogd door het volume van het ondergronds waterbekken en het bovengronds meer te vergroten. Een waterbekken op 1400 meter diepte resulteert volgens Huynen in een opslag potentieel van 3.133 kWh/m³ water, inclusief de pomp- en turbine verliezen. Voor een meer van 400 bij 500 meter met een diepte van 15 meter resulteert dit in een totale capaciteit van 9.4 GWh. De turbine zou een maximaal vermogen van 1.4 GW leveren, zodat het bekken op maximaal vermogen gedurende 6 uur en 43 minuten stroom kan leveren aan het elektriciteitsnetwerk. Bovendien is water een veilige vloeistof dat het milieu niet belast of beschadigt. Daarentegen vereist deze oplossing een relatief grote investering van de energieleveranciers en de overheid, in de vorm van subsidies.
Voor opslag van elektrische energie in de accu van elektrische wagens is echter geen investering nodig door de energiemaatschappij. Alle consumenten die een elektrisch voertuig bezitten kunnen hun wagen ter beschikking stellen aan het stroomnetwerk. Dit heeft mogelijk invloed op de prijs van de autoverzekering. Hierbij zou de voertuigeigenaar als compensatie een deel van de winst van de stroomhandel ontvangen. Dit is een eenvoudige, goedkope en flexibele kortetermijnoplossing die snel kan geïmplementeerd worden. Op 1 januari 2018 telde Nederland in totaal 22000 elektrische wagens, iedere bezitter van een elektrische auto zal een autoverzekering afsluiten. Deze zal hoogstwaarschijnlijk goedkoper uitvallen dan bezitters van een auto die op benzine, diesel of gas rijdt.
De gemiddelde opslagcapaciteit per voertuig bedraagt 65kWh en het gemiddelde laadvermogen 50kW. Dit resulteert in een totaal opslag potentieel van 1.43 GWh en een vermogen van 1.1 MW. De opslagcapaciteit van batterijen is dus veel lager dan de capaciteit van ondergrondse waterbekkens en het elektrisch vermogen is gelijkaardig. Bovendien hebben de energieleveranciers minder invloed op de stroomvoorziening.
Conclusies
Op korte termijn is opslag in de batterij van elektrische wagens een betaalbare en flexibele keuze. Op lange termijn is echter een grotere opslagcapaciteit nodig en biedt een ondergronds waterbekken een geschikte oplossing.
Lees meer:
Steeds meer consumenten bereid extra te betalen voor duurzame producten of diensten
Gezond, veilig en duurzaam watergebruik
